01建筑业急需数字化变革

建筑业主要包括房屋建筑、土木工程、基础设施等（见图1），在经济中的地位举足轻重。建筑业的增加值在发达国家占GDP约5%、在发展中国家占GDP约8%，全球年收入将从约10万亿美元增长至2025年15万亿美元。欧美发达国家的存量市场之外，发展中国家的城镇化进程仍在持续，继中国数十年的稳步增长（见图2），印度、越南等国城镇化将为建筑业增长注入新的动能。另一方面，建筑业对就业贡献显著，全球提供超过1亿个岗位，其中在中国提供五千多万个。

长期以来，建筑业的生产率增长缓慢，明显低于整体经济，更远低于同为第二产业的制造业（见图3）。不同地区建筑标准规范的差异性导致了建筑业本地化，建筑项目的定制化要求导致建筑业碎片化，承包商和客户的风险厌恶倾向以及劳动密集型特点使得建筑业对技术创新相对迟钝。

为了更好地解决超支、逾期、节能及生产率低下等问题，建筑业比较明显的发展方向包括装配式建筑、机器人、新型建筑材料、数字化等。数字化有助于改善进度和预算管理，2016年至2025年间全面数字化可为全球非住宅建筑业减少23%~38%成本。与同样具有本地化和碎片化特征的其它传统行业类似，建筑业的数字化步伐相对缓慢（见图4），但随着政策出台、标准制定和行业共识深化，建筑业的数字化转型有望提速。

02BIM成为建筑业最重要的新技术

一是通过CAD软件技术推广电子图纸、三维模型、仿真及其它数字化表达方式在建筑业的应用，提高各参与方及不同岗位的数据共享和协作。从历史沿革看，CAD从平面制图逐步进化到三维建模，满足了建筑业最基本的设计自动化需求，形成了建筑实体的数字化表达，是BIM的先导和必要条件，因此不少主流CAD软件厂商的BIM产品同样大获成功。

二是通过现代项目管理方法对建筑项目进行立项、设计（测绘、制图、建模、仿真、分析）、招投标、建造（生产、施工、监理、物流配送）、验收交付、运营（维护、翻新、退出）的全生命周期管理，特别是成本管理和进度管理，因此把成本、进度和三维设计并称为BIM五维模型，有时还把管理运营、能源可持续性作为第六、七个维度——这些更多的维度着眼于管理、协作和责任。多维度的BIM模型统称为集成BIM（integrated BIM，简称iBIM）。

所有新技术中，BIM被认为是对建筑业最可能也是影响最大的（见图6）。BIM在各种建筑新技术中处于中心地位，比如通过参数化三维模型结合机器人和3D打印技术为路桥工程提供支持，或者以更便捷有效的信息交互使得先进项目管理和早期规划成为可能。

BIM贯穿建筑项目的全生命周期：设计阶段，集成激光扫描数据，存储分析数据，为仿真和快速原型提供模型输入，为绩效分析提供数据；施工阶段，与项目管理、场地监测工具交换数据，为预制件、增量式制造和自动化设备提供模型输入；运营阶段，作为虚拟交付、预测性维修的平台，为设施和资产管理系统提供数据存储，并为翻修和退出提供建筑信息支撑。

相比之下，其他新技术的影响范围、深度或者可行性存在一些限制或挑战，例如预制件对装配式建筑至关重要，但受质量、个性化、运输等问题影响商业化推广和效益；无人机和3D激光扫描可以实现工程测绘自动化并且已投入应用，但主要局限在特定场景，从全产业链看辐射效应有限。

文章节选：中投研究院 刘煊

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