鲁班研究院:建筑业数字化战略路径

2022-05-17

*本文内容节选自《数字化驱动的建筑业高质量发展战略路径研究》作者:孙洁,龚晓南,张宏,苏星(浙江大学建筑工程学院)


国家“十四五”规划提出,加快数字化发展,建设数字中国,坚持创新驱动发展,完善科技创新体制机制,发展智能建造。受限于建造过程的复杂性、不确定性和碎片化等特征,目前我国建筑业仍处于粗放式发展状态,生产方式粗放、劳动效率不高、能源资源消耗较大等问题依然突出,同时存在建筑业的工业化、信息化水平较低,科技创新能力不足等问题,亟需实施建筑业发展的结构性变革[1]


一、我国建筑业数字技术发展变革与现状分析


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数字技术与建筑产业变革

基于计算机辅助设计(CAD)、BIM、区块链、数字孪生等技术及其融合集成的科技创新成果,为建筑业实现智能建造提供了基本平台和关键功能,将推动建筑业的数字化转型升级。21 世纪初,我国开始引入 BIM 技术,在冲突检测、进度管控、安全管理方面发挥了重要作用,2010年前后,结合BIM的虚拟现实、增强现实、混合现实技术在工程项目可视化、协同合作、安全监控、运营维护中得到应用;之后,建筑业开始应用物联网和云计算技术,主要是结合BIM等其他数字技术应用于建筑项目的施工现场安全监控、进度监控和运营维护等[4]


我国建筑业数字化科技创新的发展现状


1. 数字技术与建筑业高质量发展和转型升级的关联性差


目前,我国建筑业在数字化科技成果应用方面存在为了使用而使用、仅为了工程项目投标立项而使用的现象,未能从根本上提升工程项目效率、质量、安全和环境保护的水平;尚未在数字化科技创新成果供给和建筑业高质量发展需求之间建立良性互动关系,缺乏合理反映建设工程项目绩效的数字化科技创新成果评价体系和机制。因此相关技术的应用,既没能推动数字化科技成果的创新发展,也没能通过数字化科技成果来有效提升建筑业核心竞争力并扩大建筑业产业链功能,更没能促进建筑行业的结构变革和转型升级。


2. 建筑业数字化科技创新发展战略路径缺乏


我国正在大力推动数字建造,实现建筑业的数字化科技创新发展,亟需明确的实施方案和具体的实施路径,也需要管理机构、企事业单位、科研机构的协同合作[2,3]。目前我国还没有形成以建筑业高质量发展和转型升级为目标的数字化科技创新发展战略路径。


3. 建筑业数字化科技创新发展生态环境尚不成熟


建筑业数字化科技创新发展需要有良好的政策环境和驱动机制,激发参与主体的积极性,通过协同合作来推动建筑业数字技术的研发、应用和推广。然而,有关建筑业数字化科技创新的法律体系和标准规范尚未完善,通过数字化科技创新驱动建筑业高质量发展的财税、金融、人才等政策等还有待制定,激发建筑业数字化科技创新发展相关参与机构积极性与协同合作的良好政策和市场环境有待形成。


二、我国建筑业数字化科技创新驱动的生态要素分析


根据有关建筑业数字化科技创新发展影响要素的调研,可从政府部门、参与机构、市场环境3个层面对建筑业数字化科技创新驱动生态要素进行分析。


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建筑业数字化科技创新驱动生态要素及影响关系(此图来源于原作者)


(一)基于政府部门的生态要素分析


与建筑业相关的标准和规范在一定程度上影响着建筑业的数字化程度,如知识产权法规体系的完善程度会影响建筑业企事业单位对科技创新的积极性。因此,政府部门应围绕建筑业数字化科技创新,制定和出台有关财政政策、法律、标准规范和评价体系等。来自政府的税收减免、贴息贷款、财政补贴等形式的财政型政策,可有效促进建筑业科技创新产品的研发与运用。完善的评价体系是科技创新研发及应用活动稳定有序开展的保证,促进有关政策和规范的落实。


(二)基于参与机构的生态要素分析


建筑业参与机构主要有建筑业高新企业、建筑业传统企业、科研机构、高等院校等,现有资源的合理分配情况对科技创新水平的提升至关重要。数字化人才是建筑业数字创新驱动的关键,而建筑业从业人员缺乏系统全面的数字化专业知识培训或技术教育,在一定程度上影响了建筑业数字创新技术的推广和应用。建筑业数字化科技创新发展需要多方协同,“产学研”合作是推动建筑业数字技术基础研究、应用研究与开发创新的关键。匹配数字技术产品的需求和供给,可以提升建筑业数字技术创新产品的实用性。因此,建筑业参与机构应从科研投入、创新人才、“产学研”合作等要素出发,促进数字化科技创新的不断推进,驱动建筑业的数字化发展和转型升级。


(三)基于市场环境的生态要素分析


对建筑业市场环境而言,合理的招投标制度、健全的市场竞争秩序、完善的供需与融资环境是驱动建筑业科技创新的重要因素。有序的竞争秩序是市场竞争机制运行良好的体现。同时围绕建筑业全产业链的有效需求,促进数字化科技成果(或产品)供给与需求的良性互动。因此,应从招投标制度、竞争秩序、供需环境、投融资环境等要素出发,推动建筑业数字化科技创新的规范化,激发建筑业数字化科技创新内在动力,促进建筑业转型升级与高质量发展。


三、我国数字化科技创新驱动的建筑业高质量发展路径


科技创新对社会经济发展的重要性凸显,建筑业数字化科技创新是政府部门、参与机构和市场各方面协作发展的产物,唯有具备科技创新能力,建筑业才能拥有可持续发展的动力和潜力。


(一)基于政府部门的发展路径


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1. 完善建筑业数字化科技创新的法律法规和标准规范体系


政府部门需进一步完善建筑业数字技术知识产权相关的法律法规体系,制定建筑业数字化科技创新人才政策;鉴别数字时代科技创新成果的特有属性,结合建筑业发展特征与趋势,制定契合建筑业发展现状和目标的行业标准和规范。


2. 构建建筑业数字化科技创新成果评价机制和评价体系


政府部门应牵头完善建筑业数字化科技创新成果和产品的评价体系,合理体现数字化科技成果或产品伴生的工程项目成本、工期、质量、安全、环境保护收益,精准量化数字化科技成果或产品对建筑业高质量发展的实际贡献(而不是停留在仅关注数字化技术在建造过程中的采用与否)。


3. 提供健康的建筑业数字化科技创新财政政策


宜合理增加财政支出、适时提供财政补贴和税收优惠,发挥政府引领社会主体创新的导向作用,降低建筑业企业研发、应用数字化科技创新技术的成本与风险。一方面,可适当增加大型建设项目的数字化科技创新投入,助力建筑企业突破数字化建设水平偏低的发展瓶颈;另一方面,可适时提供税收优惠和财政补贴措施,激励更多企业参与建筑业数字化科技创新研发和应用。


(二)基于参与机构的发展路径


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1. 健全人才引入机制,完善人才培养体系


建筑业传统企业及高新企业、科研机构、高等院校等参与机构,应完善人才引进制度以扩充创新人才规模,提升核心竞争力。同时,参与机构也需要配套完善人才培养制度,依托国家重大科技项目和创新平台等,激发团队的科技创新活力,全面提升建筑业数字化科技创新实力。


2. 提高数字化科技创新动力,保持企业经费合理投入


参与机构特别是建筑设计和施工企业应建立相应的数字化科技创新管理部门和组织体系;加大与数字化科技创新发展有关的企业经费投入,鼓励企业建立数字化科技创新经费投入机制和激励机制,推动创新成果的应用和转化。 


3. 加强“产学研”合作


构建完善的建筑业数字化科技创新“产学研”合作机制,通过各方紧密合作实现资源互补,使得数字化科技创新成果更加贴近行业需求,推动建筑业数字化科技创新成果的交付和应用。


(三)基于市场的发展路径


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1. 完善建筑业市场招投标制度工程建设项目


有必要在工程建设项目招投标中,合理体现数字化科技成果和产品的利用率以及在工程项目成本、工期、质量、安全和环境保护等方面的实际成效,既能避免不利于数字化科技创新成果普及的低价中标现象,也可克服建筑业数字化科技创新成果或产品华而不实的虚假状况。


2. 健全市场竞争秩序


未来,我国建筑业将由高能耗逐步转向高效率的可持续增长模式,需在市场方面对有关建筑业数字化科技创新成果和产品进行管控,提高相关市场交易的透明性,规范并简化市场交易过程。完善建筑业数字化科技创新市场竞争秩序,能够持续激发建筑业科技创新的潜力,成为推动建筑业高质量发展的重要路径。


3. 提升建筑业数字化科技创新的供需和融资环境


应将数字技术和产品的阶段性需求与工程项目的具体承包模式相结合,构建完善的建筑业数字化成果或产品供给和需求市场环境,完善数字化科技成果和产品的数字化展示与交易平台;拉动建筑业全产业链的数字化科技成果需求,推动建筑业数字化科技创新投入和发展,形成行业发展的良性循环。规范并完善建筑业数字化科技创新融资环境,将数字化科技创新资本投入与数字化科技成果和产品带来的工程项目绩效挂钩,吸引各类社会资本的稳定投入。


四、结语


科技创新为经济社会发展注入新动力。通过数字化技术实现建筑业科技创新,促使建筑企业生产方式转变、产业结构调整和优化,驱动建筑业高质量发展和转型升级,是现阶段需要研究的重要课题。


通过数字化技术驱动我国建筑业高质量发展,激发和提升建筑企业、科研机构、高校的科技创新动能,形成公正完善的市场环境,从而通过数字化科技创新推进我国建筑业高质量发展,最终实现建筑业的转型升级和产业革命。


参考文献:

[1]  Forcael E, Ferrari I, Opazo-Vega A, et al. Construction 4.0: A literature review [J]. Sustainability 2020, 12(22): 1-28. 

[2]  陈宏伟. 中国建筑业高质量发展的路径与抉择 [J]. 建筑, 2020 (12): 14-19. Chen H W. The path and choice of high quality development of Chinese construction industry [J]. Construction and Architecture, 2020 (12): 14-19.

[3]  王莉, 李慧民. 建筑业高质量发展水平测度及路径选择——以 陕西省为例 [J]. 建筑经济, 2020, 41(9): 24-28. Wang L, Li H M. Measurement and path choice of high quality development level of construction industry: A case study of Shaanxi Province [J]. Construction Economy, 2020, 41(9): 24-28. 

[4] 赵姗, 杨磊敏. 基于区块链的BIM建设新发展研究 [J]. 建筑经济, 2020, 41(S2): 36-40.

Zhao S, Yang L M. Research on the new development of BIM construction based on blockchain [J]. Construction Economy, 2020, 41(S2): 36-40


文章来源:孙洁,龚晓南,张宏,苏星.数字化驱动的建筑业高质量发展战略路径研究[J].中国工程科学,2021,23(4):56-63.

图表来源:由鲁班研究院整理制作



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