2018-2019工程与建造业数字化转型分析报告.pptx

2018-2019工程与建造业数字化转型分析报告,2018年4月,议程,贵公司面临的关键挑战是什么?,科技如何解决这些问题?,工程与建造业企业当前使用哪些方法提高精益建造的运营效率?,我们应如何改革，如何将数字化转型嵌入工作战略?,0102030405,结语及问答,工程与建造业面临的关键挑战,01,安永最新建筑行业研究表明，在数字化领域工程与建造业仍处于保守和被动状态,大胆预测实现发展最大增值的前五项数字增强技术和产品：企业资源计划云解决方案分析工具无人机便携式技术,研究范围, 对北美洲（52%的企业）、欧洲（41%的企业）以及亚洲（7%的企业）的价值链调查范围：一般承包商、专业承包商、EPC/EPCI、基础设施开发商、设计方（建筑师/工程师/咨询师）到目前为止，受访者的总营业额超过3万亿美元,的受访者同意数字化创新具有转型/颠覆传统的特性。这些受访者认为数字化创新竞争力日益加剧，并将其视为一项威胁,但工程与建造业仍处于保守状态：的企业更愿意选择待时而动并认为提前采用者（创新采用速度位居第二的个体）将赢得市场（既不是创新者也不是晚期采用者）,具有最大数字技术优势的互动比例：,智能客户互动（平台）,改善：成本/计划/管理,成本压力,数字化主要由以下因素驱动：客户需求和期望的增加11,第4页,全球研发投资存在脱节,的受访工程与建造企业仅将远低于1%的营业额投资到数字化解决方案,1.5%其中国大陆和日本竞争者的投资占比,第5页,贵公司面临哪些关键挑战?,劳动力人口减少，技术人才短缺工程与建造业面临的挑战是，劳动力人口老龄化，技术人才短缺以及人才储备规模小于其他行业生产力下降建筑工人缺乏相关行业经验和培训，导致许多建筑岗位的工作效率下降利润低迷利润处于各行业（零售业除外）最低水平工程劳动力、范围、计划、融资、延迟、整个工程低估数据透明度缺乏及时且准确的数据,第6页,第7页,工程与建造业的关键指标并不乐观,影响当前劳动力的因素有哪些?,世代转移婴儿潮一代退休（为X世代和Y世代让,出工作岗位）领导层储备可能出现问题不再过分强调一直在同一家公司或同一行业工作,工作/生活界限模糊日益受到科技驱动连续工作使工人感到疲劳压力水平增加,协作, 分享想法的能力工人感到孤立层级水平过于严格/缺乏层级,环境气候健康与安全,工作压力过大和工作吸引力不足压力和焦虑是千禧一代使用伤残保险的,主要原因身心健康方案和减压研讨会日益受到欢迎,生产力自动化人工智能数据获取机器人技术工厂,1,2,6,5,3,4,?,第8页,贵公司面临哪些关键挑战?劳动力人口减少,美国和日本的建筑业劳动力持续短缺引起国内建筑业的担忧。美国建筑业建造成本上升的其中一个原因是劳动力工资上涨（为吸引人才），而在日本，记录保存被作为提高劳动力可用性的一项工具。,资料来源： 2017年美国建造业预测报告和美国劳工统计局,72k,150k,2016年1至8月,2015年1至8月,新增工作岗位,3.31,4.55,1997年,建筑业技术劳动力（百万）,2015年,其中90%的劳动力人口年龄超过30岁,过去20年日本的建筑业技术工人人数下滑,28%, 为了应对劳动力危机，日本行业协会正建立一个自发的数据库，该数据库提供关于日本330万建筑工人的姓名、技能组合、工作经验、培训等方面的详细信息。该数据库将有助于行业协会和日本国土交通省招聘到各岗位急需的建筑工人,建筑业岗位空缺和新增（以千为单位）空缺岗位数量多于新增岗位数量；承包商仍举步维艰,美国,日本,第9页,贵公司面临哪些关键挑战?技术人才短缺,0.86%,0.80%,0.90%,0.94%,0.77%,0.90%,1.07%,0.98%,0.85%,0.95%,1.06%,0.97%,1.21%,1.22%,1.40%1.20%1.00%0.80%0.60%0.40%0.20%0.00%,2009,2010,2012,2014,2015,欧盟建筑业岗位空缺率的演变,2011Construction,2013Real Estate,岗位空缺率上升表明建筑业劳,动力供需不匹配问题日益严重,欧盟（包括英国）欧洲国家面临因技能不匹配导致的技术人才短缺挑战 31%的劳动力具备的资历高于其所从事的岗位要求部分欧盟国家面临的另一挑战是岗位空缺率的上升*，岗位空缺率的上升是导致劳动力供需不匹配的另一因素 2009至2015年期间，德国和比利时的岗位空缺率上升3.3% 2009至2015年期间，斯洛文尼亚、克罗地亚和英国的岗位空缺率上升1% 英国在脱欧之后还可能失去约8%的建筑业劳动力（超过175,000名欧盟建筑工人）,*建筑业岗位空缺率界定了未满足劳动力需求的程度资料来源：欧洲建筑业观察，欧洲委员会，改善人力资本基础，2017年4月,第10页,贵公司面临哪些关键挑战?劳动力人口减少, 劳动力人口减少是建筑业面临的主要问题劳动力人口老龄化导致从事体力劳动的人口减少法定退休年龄为67岁，导致退休延迟,资料来源：彭博、贝莱德、SCMP、澳大利亚政府（就业部）、Buildsoft Australia,3.2,5.6,11.7,6.4,9.6,10.8,8.6,7.9,4.6,6.1,1.0,1.5,2.9,1.5,2.2,2.4,1.6,1.4,1.0,1.2,51%,61%,75%,62%,72%72%72%,69%,55%,53%,80%70%60%50%40%30%20%10%0%,14.012.010.08.06.04.02.00.0,2007,2010,2007年至2016年澳大利亚建筑贸易业已填补空缺岗位比例（%）、每个空缺岗位的平均申请人数和匹配人数,20082009每个空缺岗位的申请人,201120122013每个空缺岗位的匹配申请人,201420152016已填补的空缺岗位的比例,澳大利亚,到2035年，五分之一的澳大利亚人口年龄将超过65岁,20%,劳动力人口老龄化,劳动力人口在2016年缩减350万，连续第5年下滑。,3.5mn,中国, 世界上唯一一个老龄化人口超过1亿的国家非农业劳动力增长率（主要为建筑和制造业）从2011年的4.4%降至2016年1.5%,第11页,然而.生产力持续下降,建筑业的落后生产力导致全球经济每年损失1.6万亿美元。,第12页,生产力缺口=1.63万亿美元,缺口导致的经济价值损失（按地区划分）2 ，万亿美元,37美元/时,25美元/时,全球经济,全球建筑业,-0.58,-0.46,-0.44,-0.07,-0.05,-0.03,-1.63万亿美元,北美洲,欧洲,亚太区,中东,中南美洲,非洲,合计,雇员每工作一小时增加的平均价值1,以2005年的美元计价的2015年数据假设建筑业生产力达到经济生产力总体水平且现有建筑工人按经济总体生产率实现再就业。麦肯锡公司,贵公司面临的关键挑战是什么?生产力下滑,90%全球90%的基础设施项目非延期即超出预算,超过1万亿美元每年由于生产力低于其他行业导致产出损失超过1万亿美元,资料来源：麦肯锡公司资料来源：麦肯锡、工程新闻记录、经济学人,资料来源：工程新闻记录,50%美国建筑生产力在过去50年中下降达50%；西班牙、法国和意大利面临生产力下滑问题资料来源：经济学人和麦肯锡,第13页,以四种方法评估关键挑战,转型领导力,1,数字核心,2,建筑信息模型,3,精益建造,4,场外制造,数字化,实体,第14页,科技如何解决这些问题?,02,科技如何解决这些问题?,3D打印：是否能够以更低的成本及更快的速度生产复杂制造品?,机器人：专业机器人是否可以在更短的时间内完成任务?,代管服务：开具发票等例行工作是否能够通过外包提高效率?,模块化：是否能够以正常所需时间的一小部分建成建筑物?,虚拟现实：我们是否能够以虚拟方式在施工开始前发现潜在问题?,区块链：是否有可能使用分布式账簿技术精简合同和供应链运营?,增强现实：贵公司的客户是否可在项目完成之前全面体验他们的不动产?,建筑信息建模：是否可以做到使所有人从项目开始到结束同步跟进?,第16页,科技如何解决这些问题?模块化, 改变对模块化质量和货币价值（融资和转售）的心态模块化建筑的折旧/税务处理与传统建筑不同, 所有者、设计方、承包商和销售商等利益相关方之间的合作增多, 设计和材料选择具有灵活性以配合传统建造方案,实现建筑业模块化的挑战,第17页,科技如何解决这些问题?机器人,机器人技术向建筑业的融合已在进行当中。机器人目前的应用：无人机普遍用于场地检查和监控 Komatsu公司使用无人机开发了无人驾驶托运卡车和无人驾驶推土机 Q-Bot在地板下应用地板绝缘以降低热量损失 Construction Robotics开发了半自动泥瓦匠砌砖机器人SAM100,增加机器人创新并融合与人类的合作可降低建筑项目成本，节约时间。机器人创新的重点领域：开发执行工作量大、难度高、重复性强任务的机器人开发执行危险任务的机器人，提高安全性开发托举和放置重物（即钢材和钢筋）的机器人以减少额外所需工人数量开发执行精确调查、计量和布局相关任务的机器人,第18页,科技如何解决这些问题?机器人,使用整合技术的设备管理示例：,远程设备诊断,基于传感器数据整合和总部称职工作人员的分析的远程诊断和问题解决方案,第19页,设备成本分配至施工现场,基于使用GPS的实际施工现场地点入账设备使用成本,设备使用优化,基于可用性、地点和需求数据的设备生产力优化,施工现场1,施工现场2,成本会计处理系统,项目计划,优化引擎,GPS定位,科技如何解决这些问题?虚拟、增强和混合现实技术,增强现实技术（AR）查看实时虚拟建筑或系统叠加层只需在周围走动并将设备对准对象即可从任何角度查看静态虚拟对象结合苹果公司的ARKit，增强现实技术将更加普遍,虚拟现实技术（VR）完全沉浸式建筑信息建模相比查看图纸，项目团队可更好地审查空间和背景相比传统流程，可更早改善可用性和冲突利益相关方和终端用户可更好地了解待建工程,第20页,科技如何解决这些问题?虚拟、增强和混合现实技术,虚拟现实技术完整的虚拟世界有限的身体运动隔离用户和原型设计,增强现实技术现实世界中的增强全息图结合移动设备效果良好更易整合,混合现实技术真实世界与虚拟世界之间的互动正常手势空间映射,新机遇包括：使用虚拟沉浸工具（3D蓝图）浏览模型项目期间预测的准确性增加年轻员工乐于使用创新产品简化职能安全培训和教育,可视化使用者能够可视化非直接可见的周围环境获取对象或模型的视觉洞察,业务转型, 在墙面或桌面显示属于真实世界的信息解锁业务和生产力方面的新可能性,增加合作, 在可视化起重要作用的项目上加强合作通过链接视图、语音和手势进行支持,加强培训, 在可视化起重要作用的项目上加强合作通过链接视图、语音和手势进行支持,第21页,科技如何解决这些问题?建筑信息建模（BIM）,注释： CAD：计算机辅助设计 BIM：建筑信息建模 2D：二维建筑/基础设施图纸 3D：三维建筑模型 4D：3D模型与计划数据互连 5D：包含材料数量和单位成本数据的3D模型 6D：包含运行和维护属性数据的3D模型,在设计和施工期间，BIM可节约成本和时间，提高准确性，减少错误和返工情况。,Time,1970,1980,2D CAD,3D CAD,1990,3D BIM,2000,3D/4D/5D BIM,2010,6D, cloud, AIM, FM,2016,落后者,领先者,BIM成熟度临界点,Integration and optimization maturity,BIM是建筑信息建模或模型的首字母缩略词。在最高层面，“BIM是建筑流程的数字化展示，可促进数字形式信息的交换和互通。” Charles Eastman，1999年,新机遇包括：整合项目交付（IPD）实现数字资产管理项目利益相关方的虚拟合作,定义,第22页,科技如何解决这些问题?3D打印概览,3D打印是从数字模型创建三维物体的过程。,全球3D打印产品和服务（十亿美元）,1.7,2.2,5,6,10.8,20112012资料来源：沃勒斯合伙公司,2015f,2017f,20121f,新机遇包括：简单房屋建造将MEP系统嵌入打印出的墙壁中将速凝混凝土挤入通常需要复杂框架的部分管道和塑料配件,目前使用情况安永对900家公司的最新全球调查显示，36%的公司已经开始应用或有意向应用3D打印技术，航天、国防和汽车是3D打印应用最成熟的行业。,复合年增长率：20.3%,第23页,科技如何解决这些问题?3D打印实例,卡特彼勒公司目前在生产中使用少量3D打印零件,中国的一所房子在45天内在现场打印建成,美国宇航局正在寻找在火星上3D打印生活区的方法,3D打印桥梁概念图,第24页,科技如何解决这些问题?3D打印的益处,上市时间更短,远程打印,零件种类更广泛,货运成本更低,零件/工具/设计浪费更少,3D打印,与传统制造方法相比，我们通常可节省50-80%的成本。零件或工具的节省时间可能会更长。Stratasys 3D，2013年7月,“,到2019年，除军用车和无人机外，10%的停产汽车、卡车、自行车和摩托车的备件将通过3D打印制造。Gartner Predicts 2016,“,使用传统方法，工程师可以创建进气歧管（最复杂的引擎部分）的计算机模型，等待一个原型约需四个月。通过3D打印，福特公司可以在四天内打印出相同的零件，包括多次迭代并且没有工具限制。福特公司，2014年,“,质性的影响，特别是在降低一些运输线路的重要性方面。Strategy& 2015年7月,“ 3D打印对国内和国际货运业务都有实,通过3D增材打印，有些零件/工具可能会减少库存物品的数量，并限制零件设计的浪费。,在偏远/海外或零件筛选严格的地区，3D打印可以实现零件的现场开发，可能会缩短交货周期和隔离检查的时间。,到2019年，所有离散制造商中将有10使用3D打印机生产其销售或服务的产品零件,资料来源：Gartner Predicts 2016,$零件更便宜,第25页,科技如何解决行业难题?托管服务,工程和建造公司将寻找不同方式，通过外包实现标准项目流程的优化。,机器人,流程自动化,机器人流程自动化（RPA）指应用具有成本效益的软件，此类软件能够在不改变企业当前IT布局的情况下模仿人类行为，自动连接多个分散系统，从而解放企业员工，使其专注于其他关键任务。,服务,托管,托管服务是指利用外包企业的专业知识，并结合软件技术，为工程和建造公司提供高效的以数据为中心的流程，从而节约时间和资源。,第26页,托管服务示例, 发票/付款申请的编制和处理数据分析工具和趋势分析报销分析,优势, 减少间接费用加强利益相关方之间的沟通，提高相互之间透明度识别和缓释风险提供业务预测,科技如何解决行业难题?区块链,信息分享技术,允许多方访问,因条目经过验证，因此具有可信性,形成各方均可查看的公共记录,方共同所有,“实时”同步,多方验证、达成共识,活动按时间顺序排列，且不可逆,结构化特征,共同特征,如合同、项目计划和项目预算,.包括建筑师、承包商和项目经理,意味着利益相关方可彼此信任,各方可因此获得透明和获批的建造计划,意义,向建造业推广区块链及其应用区块链是指数字化分布式账簿，可（在区块中）永久性地接收、验证和存储交易信息。由于该技术无法进行追溯性修改，因此旨在防止数据修改。,第27页,主要挑战版本管理：利益相关方之间需要通过不同形式的文档来分享项目信息，如图纸（2D/3D）、项目计划、预算、考勤表、物料交付、发票等。由于信息量巨大，且交流方式多样，如邮件、电话、复印件或电子文档，因此利益相关方通常难以掌控各信息文件的变更情况、版本历史和审批流程和审查跟踪。文件可靠性：每份文件仅由一个利益相关方负责版本控制，并向其他利益相关方提供更新版本。必须建立一套控制机制，以确保信息的透明性和可信性。,文档共享：所有利益相关方均可通过邮件等方式分享和传递文档，因此无法保证准确版本的唯一性。状态跟踪：信息必须定期更改、验证与批准，但未使用有效的自动化技术对上述流程进行严格管理。,缺乏透明度：无法保证整个流程中各利益相关方间的信息链透明度。业务信息建模（BIM）：业务信息建模（BIM）法可确保各利益相关方使用同一版本的建模方法，但无法提供有保障、可审计和指引性的文档审批流程。且BIM主要的应用对象为建造图纸，较少用于其他文档记录。,成本顾问,建筑师,承包商,工程师,项目经理,客户,供应商,分包商,不断变化的建筑行业面临的当前挑战整个项目期间，环境不断变化，各利益相关方以非结构化、无组织化的方式对信息进行分享、处理和批准,科技如何解决行业难题?,第28页,区块链可在如下流程实现增值：,审批流程和审计跟踪记录；考勤表注册和授权；建筑材料的跟踪和记录；供应商智能合同管理；发票和额外工作审批。,各利益相关方均有权访问与其领域相关的所有文档。当添加新文件或文件发生更新时，相关的利益相关方将实时了解文件状态，包括必要的批准请求。,因文档记录不由唯一方所有，因此协作链赋予各利益相关方对文档记录的共有所有权，并由其共同承担职责。该解决方案可在施工现场形成去中心化自治组织（DAO），所有人员均可共享有关文件状态、审批流程和审计追踪的分布式管理（账簿）信息。如一位参与者修改了账簿，且该修改未遵循完整的审批流程，则其他参与者可随即将该修改视为不可接受的修改。,该解决方案可确保所有文档记录均为完整的、准确的且得到有效记录。所有人员通过查看概述部分即可明确哪些文件有待批准，哪些已经逾期，哪些被拒，哪些被篡改。,智能合同管理以数字化的方式提供了动态且有保障的数据验证流程。因此减少了对复印件署名的需求，清除了重复文件，提高了审计跟踪的透明度。,成本顾问,建筑师,供应商和（分）承包商,工程师,项目经理,客户,改进流程：区块链的增值方法我们的协作链将借助智能合同等区块链技术关注文件版本与审批流程，确保施工现场的所有人员能够共同承担责任并达成共识。主要优势,第29页,科技如何解决行业难题?,客户节点,痛点处理,合同变更,问责,供应链,项目公共界面,消除浪费，降低成本,范围变动,GC节点,交易承包商节点,供应商节点,项目智能合同,建造项目区块链平台,工作范围,议定职责,纳入合同,工作完成,行动记录,完工记录,项目合同,提取合同数据,上传已交付材料证明,传输实时交易数据,科技如何解决行业难题?区块链,第30页,实现精益制造,03,精益建造,第32页,“建造业中的数字化是指自动化、互联和整合。精益则保证可以优化正在推进自动化的相关操作，从而从数字化和BIM中呈指数级地获益。”（Peter Campbell，安永）,实现精益建造的五个基本步骤：从客户角度识别价值，找出当前为提供这一价值所采取的相关步骤消除所有非必要和非增值步骤减少步骤之间的无用时间，创建近乎连续的流程（工作流）允许客户从下一级价值创造活动中获取价值重复流程，实现客户价值最大化注：虽上述步骤看似具有重复性，但通过执行各流程而完成的每次迭代均可提高效率，同时有可能省掉某些步骤，从而实现整个项目周期内效率的最大化。,总之，精益是指同步增值步骤以创建工作流，在最短的交付周期中尽可能地创造更多价值。,精益建造优势,第33页,财务：增加现金流量，减少存货和运营资本，理想情况下可缩短交付周期，从而使支付材料费用前收到已完成工作的付款时间：经同步后的流程可改善增值步骤间工作流，消除各步骤间的等待或排队时间质量：通过消除对工作流造成限制并消耗能力与资源的浪费环节与阻碍环节，提高质量生产力：通过提高例行工作流程、部署、物料流、行为效率，提高质量和降低返工率，提高生产力满意度：客户和员工满意度双双提高，进一步降低成本,我们应如何改革，如何将数字化转型嵌入工作战略,04,变革和想象的能力必须成为我们的核心竞争力” Jim Lawless,第35页,数字化颠覆力,74%的受访者认为，数字化转型对其业务操作与流程带,来了实质性或变革性影响*,目的,市场定位/取胜之匙,战略计划,数字化转型,增长盈利性,敏捷性,实施原型,76%的受访者认为，成功的数字化战略的第一要素为战略愿景与为数字化需求一致* 安永调查：数字化世界中的交易，2016年,数字化战略设计和实施指企业上下不断变化的灵活转型流程,数字化影响,第36页,数字化力量与程度,整合战略,关键问题在于“贵公司的战略目的是否符合数字化时代的要求”，“市场定位”和“取胜之匙”,动态和转型流程,数字化通过引入新科技与创新，改变了利益相关方的预期，催生了新的数字化业务模式，并带来了颠覆性影响,1,2,4工具箱和已证实方法数字化工具箱和方法：数字化就绪性评估社交媒体分析初创公司并购监管对颠覆性市场、行业和计划建模快速原型法,3,5战略联盟内部能力与战略联盟合作伙伴相结合，并在创新实验室执行,盈利能力敏捷性,业务模式/产品/服务转型,生态系统转型,采纳/ 优化,演变问题标记,数字化颠覆,市场定位Text取胜之匙战略措施次序和行动路线图和实施,企业为获得竞争优势，须在其战略方法的所有方面嵌入数字化,生态系统/ 业务模式,技术创新,利益相关方,数字化程度,颠覆性利益,目的愿景,第37页,如何制定数字化战略,实施原型,目的,市场定位,战略计划,政府职责,第38页, 建造业是国家经济的重要部分，占GDP的10%。建造业规模大且具有分散性，通常不被作为政府的首要发展目标。通过采用更具创新性的方法和改善整个行业供应链中的环节的方式进行研究和开发，建造业能够营造更适合创新的环境，因此能够利用国内外市场带来的挑战和机遇。 2014年，经合组织建议各国政府应制定创新性的数字化战略，推动国家发展，促进长期可持续增长。各国政府应发挥带头作用，推进建造业的研发议程。各国政府应意识到建造业的重要性，刺激并支持行业变革。,结语及问答,05,风险与挑战,尽管建造业对创新的认可度增加，但在采用新科技方面仍面临许多重大挑战。这些挑战可分为以下五大压力领域：,1,2,3,4,5,行业动态竞争环境孤立操作和项目重点,企业环境,对现有工作方式构成挑战,行业状态,解决方案限制感知需求有限整合问题,财务限制,传统投资,研发资金有限成功的不确定性,缺乏改变资源集中化,小结,工程和建造业面临满足当前建造需求的挑战目前，对住房、基础设施和能源项目需求不断攀升，但劳动力方面存在诸多问题，企业必须适应现状,建造业科技进步将改变项目的执行建造业的科技进步可优化项目设计，提高施工速度，提高客户满意度，增加财务收益,为启动数字化旅程，企业顶层须培养创新文化,科技虽然能够振奋人心，但同时也充满挑战，为准确驾驭新科技，企业须采用,创新和快速的方法来学习、评估和开发新能力。创新离不开企业顶层的治理和,支持,3,2,1,谢谢观看,THANK YOU,