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抓住施工行業(yè)的數(shù)字化機(jī)遇

2023-05-25 來源：Bentley 作者：Bentley軟件公司施工解決方案總監(jiān)PaulKing
本文摘要：在過去的兩年里，盡管面臨疫情在內(nèi)的巨大困難，施工行業(yè)還是不遺余力地完成了項目交付。項目復(fù)雜性、資源可用性和數(shù)據(jù)孤島等挑戰(zhàn)持續(xù)存在，這意味著各個組織現(xiàn)在必須決定如何充分把握施工行業(yè)正在進(jìn)行的技術(shù)革命，借此保持競爭優(yōu)勢，以取得長期的成功。
　　在過去的兩年里，盡管面臨疫情在內(nèi)的巨大困難，施工行業(yè)還是不遺余力地完成了項目交付。項目復(fù)雜性、資源可用性和數(shù)據(jù)孤島等挑戰(zhàn)持續(xù)存在，這意味著各個組織現(xiàn)在必須決定如何充分把握施工行業(yè)正在進(jìn)行的技術(shù)革命，借此保持競爭優(yōu)勢，以取得長期的成功。施工利潤依然維持在低水平，這表明整個施工行業(yè)仍有巨大的進(jìn)步空間，但該行業(yè)仍拒絕采用新技術(shù)，即使有相當(dāng)多的證據(jù)表明可以獲得顯著的、可實現(xiàn)的收益。其他行業(yè)已經(jīng)證明，迅速接受新興技術(shù)的公司將獲得強(qiáng)大的競爭優(yōu)勢。施工行業(yè)的數(shù)字化未來已經(jīng)到來，但依然發(fā)展不均衡。
 
　　行業(yè)現(xiàn)狀
 
　　英國工業(yè)聯(lián)合會的精細(xì)利潤率報告顯示，在2019年，英國收入最高的10家承包商平均利潤率為-0.1%，而百強(qiáng)公司的平均利潤率為2.6%?？紤]到承包商承擔(dān)著大部分影響項目成果的風(fēng)險，他們的財務(wù)收益是相當(dāng)?shù)偷?。徘徊?%左右的利潤率對公司構(gòu)成了持續(xù)的威脅，因為當(dāng)項目遇到問題時，索賠會成倍增加，技術(shù)和培訓(xùn)投資會停止，公司可能會破產(chǎn)。對于承包商而言，風(fēng)險和利潤率有著內(nèi)在的聯(lián)系，風(fēng)險的分配與管理是阻止施工企業(yè)獲得可持續(xù)利潤的重大障礙，而可持續(xù)利潤則可以鼓勵和促進(jìn)對業(yè)務(wù)改進(jìn)的投資。
 
　　在競標(biāo)過程中，為材料、勞動力和時間制定準(zhǔn)確的價格極具挑戰(zhàn)性，嘗試評估不同的項目風(fēng)險可能產(chǎn)生的時間和成本影響也是如此。在信息不足的情況下進(jìn)行估算，有可能導(dǎo)致承包商的投標(biāo)價格過高或過低，而且工程一旦開始，幾乎沒有修正合同的余地。GetItRight計劃發(fā)現(xiàn)，高達(dá)21%的項目成本是因現(xiàn)場可避免的錯誤、未記錄的過程浪費、間接成本和潛在缺陷而浪費掉的?？傮w而言，因錯誤造成的年度成本估計約為英國施工行業(yè)年利潤的7倍，而英國并不是唯一的例子。
 
　　施工企業(yè)最近幾年面臨的許多問題早在新冠疫情出現(xiàn)之前就已存在，而疫情使這些問題更難管理。例如，在許多組織內(nèi)很難管理和使用數(shù)量龐大的可用數(shù)據(jù)。在組織內(nèi)推廣最佳實踐，吸引并留住優(yōu)秀人才，并通過他們?nèi)〉米罴秧椖砍晒?，都是具有挑?zhàn)性的。外部的挑戰(zhàn)會放大內(nèi)部問題，例如復(fù)雜的項目、相互關(guān)聯(lián)的團(tuán)隊、分散的價值鏈和廣泛的分包。這些都沒有讓項目變得更容易，而疫情卻加速了新技術(shù)的采用，這正在改變施工企業(yè)的運(yùn)營方式。
 
　　全球經(jīng)濟(jì)向數(shù)字化發(fā)展，如果施工企業(yè)能夠采用新技術(shù)，就能抓住大量的機(jī)遇。數(shù)字化設(shè)計和智能施工加上積極而熟練的勞動力，將有助于交付低碳、可持續(xù)和具有恢復(fù)力的基礎(chǔ)設(shè)施。
 
　　交付團(tuán)隊的日常障礙
 
　　對供應(yīng)鏈生態(tài)系統(tǒng)中的各級施工企業(yè)來說，推動世界向低碳經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的責(zé)任越來越大。然而，公司在數(shù)字化道路上面臨諸多挑戰(zhàn)。例如，當(dāng)客戶可以適當(dāng)?shù)靥剿鲃?chuàng)新選擇時，采購流程往往限制了客戶與其供應(yīng)鏈之間的早期合作。成功創(chuàng)新的經(jīng)驗也未得到總結(jié)并將其應(yīng)用到未來項目中，且創(chuàng)新產(chǎn)品和服務(wù)的商業(yè)可行性存在不確定性。
 
　　DodgeData報告探討了技術(shù)在施工項目中的應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)只有三分之一的土木工程承包商使用了基于模型的技術(shù)，而垂直建筑施工企業(yè)的這一比例略高于一半。鑒于后疫情時代的政府基礎(chǔ)設(shè)施管道項目，這種緩慢的應(yīng)用意義重大。據(jù)報道，采用這項技術(shù)的兩個主要推動因素是提高盈利能力和降低成本，這表明施工企業(yè)正在尋求新途徑來降低風(fēng)險，增加利潤。
 
　　以往施工行業(yè)在做出改變以及適應(yīng)新理念和技術(shù)方面一向都很緩慢。數(shù)字化工程往往被當(dāng)作每個項目的商品購買，而不是作為長期最佳實踐流程在施工和維護(hù)期間得以實施，這解釋了為什么許多施工企業(yè)不在創(chuàng)新上投資。
 
　　施工技術(shù)機(jī)會
 
　　數(shù)字化技術(shù)為改善項目的設(shè)計和施工方式提供了許多可能，包括數(shù)據(jù)分析、模塊化設(shè)計、BIM、虛擬設(shè)計和施工(VDC)、三維打印、實景建模、機(jī)器人技術(shù)和資產(chǎn)性能管理。單項或多項技術(shù)可通過不同的組合形式來支持實際的工作流程，為組織提供運(yùn)營數(shù)字化所需的模塊化技術(shù)、工具和流程，以及穩(wěn)健的施工數(shù)字孿生框架。數(shù)字孿生模型建立在現(xiàn)有的最佳實踐基礎(chǔ)上，把基礎(chǔ)工作做好的組織將在競爭中保持領(lǐng)先。
 
　　施工數(shù)字孿生模型首先使用最新的設(shè)計和BIM技術(shù)創(chuàng)建高質(zhì)量的數(shù)字化組件，確保設(shè)計完整、一致、正確。其次，最佳實踐工作流確保在通用數(shù)據(jù)環(huán)境中安全、有效地管理數(shù)據(jù)。通用數(shù)據(jù)環(huán)境可用于處理當(dāng)前任務(wù)，并存儲和管理團(tuán)隊創(chuàng)建的內(nèi)容，在適當(dāng)?shù)臅r間按適當(dāng)?shù)母袷较蜻m當(dāng)?shù)娜藛T交付內(nèi)容。第三點需要注意的是環(huán)境。測繪技術(shù)有助于將組件放置在正確的環(huán)境中并進(jìn)行審核。使用無人機(jī)上安裝的攝像頭拍攝的照片可以快速轉(zhuǎn)換為精確的三維實景模型，在后續(xù)工作流中使用，并作為未來測繪的參照點。實景建模通常用于現(xiàn)場施工工程的監(jiān)測和測量。
 
　　考慮數(shù)據(jù)的統(tǒng)一、可信和易取也很重要，因為項目包含多個來源不同格式的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)統(tǒng)一確保您可以從不同的軟件應(yīng)用程序中獲取信息并重復(fù)使用。例如，承包商可以從設(shè)計公司獲取來自不同供應(yīng)商提供的BIM工具所創(chuàng)建的模型和數(shù)據(jù)，創(chuàng)建四維施工順序，而無需使用源軟件應(yīng)用程序。此外，也可以在虛擬現(xiàn)實環(huán)境中輕松和快速地查看一致數(shù)據(jù)，為施工規(guī)劃提供幫助。數(shù)據(jù)可信意味著您知道誰創(chuàng)建了信息，以及這些信息有哪些用途。數(shù)據(jù)易取可確保您的施工團(tuán)隊使用他們喜歡的設(shè)備獲取所需的信息，無論其身在何處。Bentley的?iTwin技術(shù)可以解決這些問題，并提供施工數(shù)字孿生模型的主結(jié)構(gòu)。
 
　　有了數(shù)字化組件、數(shù)字化工作流和數(shù)字化環(huán)境，就有了施工數(shù)字孿生模型的基礎(chǔ)。
 
　　施工數(shù)字孿生模型：創(chuàng)建——連接——使用
 
　　最簡單地說，數(shù)字孿生模型是實物資產(chǎn)、流程或系統(tǒng)的數(shù)字化表示。但它也是一組動態(tài)及不斷變化的數(shù)據(jù)，必須持續(xù)同步，而且應(yīng)當(dāng)利用數(shù)據(jù)驅(qū)動型工作流來優(yōu)化其性能。在實景建模、人工智能、混合現(xiàn)實和機(jī)器學(xué)習(xí)等領(lǐng)域進(jìn)步的推動下，施工數(shù)字孿生模型即將成為現(xiàn)實。越來越多的技術(shù)正在進(jìn)入市場，價格也越來越低。
 
　　在基礎(chǔ)設(shè)施資產(chǎn)的全生命周期中，可以有多個版本的數(shù)字孿生模型，助力用戶在所有階段都能做出更明智的決策，取得更好的成果。施工數(shù)字孿生模型的基礎(chǔ)是輸入，例如圖紙、三維模型、BIM數(shù)據(jù)、GIS數(shù)據(jù)、施工前的信息（比如記錄信息、健康狀況和安全危害以及規(guī)劃信息），以及來自現(xiàn)場的反饋，包括物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)、進(jìn)度更新、無人機(jī)數(shù)據(jù)和檢測數(shù)據(jù)。這些輸入支持施工工作流，例如四維規(guī)劃、基于模型的估算以及機(jī)器自動化。其結(jié)果是生產(chǎn)效率大幅提升。

 
　　高效使用施工數(shù)字孿生模型的三個步驟。
 
　　第一步包括裝配設(shè)計和實景模型，并將它們快速、高效地轉(zhuǎn)換為可施工的內(nèi)容。多源數(shù)據(jù)存儲在云端，并通過應(yīng)用程序和網(wǎng)頁瀏覽器獲取以用于任務(wù)，例如四維調(diào)度和模擬以及基于模型的估算。四維是實施數(shù)字化最佳實踐最有效的方法之一，因為它重復(fù)利用設(shè)計和進(jìn)度數(shù)據(jù)。支持者通常報告說，與公司和行業(yè)基準(zhǔn)相比，項目進(jìn)度縮短了多達(dá)15%。第一步中，施工團(tuán)隊需確保設(shè)計具備可施工性，寧可在模型中犯錯，也不在施工現(xiàn)場犯錯，為成功做足準(zhǔn)備。
 
　　第二步，施工模型與來自現(xiàn)場的實時更新保持互連，這有助于團(tuán)隊更好地協(xié)調(diào)現(xiàn)場物流、工作區(qū)域、資源和采購。
 
　　第三步，借助分析工具、機(jī)器學(xué)習(xí)和增強(qiáng)現(xiàn)實利用實時模型。
 
　　此工作流的一個示例是，現(xiàn)場團(tuán)隊使用移動應(yīng)用程序從現(xiàn)場提交實時進(jìn)度更新。進(jìn)度數(shù)據(jù)用于更新主四維模型，使規(guī)劃人員、調(diào)度人員和項目管理人員能夠及時做出優(yōu)化施工路徑的明智決策。智能四維規(guī)劃工具可快速運(yùn)行多個場景，使項目在意外延遲后回到正軌，并調(diào)整采購以優(yōu)化現(xiàn)金流。盡早發(fā)現(xiàn)問題，根據(jù)更好的數(shù)據(jù)更快地做出決策，有利于確保項目處于掌控之中。如果沒有可靠的數(shù)據(jù)，就難以做出決策。
 
　　施工數(shù)字孿生模型可以提供實時數(shù)據(jù)可見性，確保每個人都能始終保持同步和一致，推動項目順利開展。它可以提供四維規(guī)劃和五維估算，優(yōu)化資源，降低風(fēng)險，并提供高效運(yùn)營和業(yè)務(wù)智能，幫助團(tuán)隊更快地做出更明智的決策。
 
　　數(shù)字化技術(shù)正在幫助承包商以更高的可持續(xù)利潤贏得項目，使他們在現(xiàn)場更高效地交付項目，并提高其長期生存和盈利的能力。
 
　　數(shù)字化施工的未來已經(jīng)到來
 
　　用戶的項目明確表明，施工項目正在利用數(shù)字孿生技術(shù)邁向數(shù)字化，這有助于重塑施工行業(yè)的未來。Bentley最具創(chuàng)新精神和遠(yuǎn)見卓識的施工客戶同他們的供應(yīng)鏈正在引領(lǐng)行業(yè)，在整個項目交付過程中交付獨特且更加完善的業(yè)務(wù)成果。下面是一些例子。
 
　　平交道口拆除項目，澳大利亞
 
　　澳大利亞維多利亞州政府啟動了一個項目，計劃到2025年拆除墨爾本85個最危險、最擁堵的鐵路平交道口。南方項目聯(lián)盟是負(fù)責(zé)交付此項目的五個項目聯(lián)盟之一，它由ACCIONA、ColemanRail、WSP、MetroTrainsMelbourne和平交道口拆除項目構(gòu)成。通過拆除平交道口，建造三個新車站，借助公用道路振興這些地區(qū)，人們可以安全容易地穿過鐵路線送孩子上學(xué)，互相拜訪，支持當(dāng)?shù)仄髽I(yè)，享受更可靠的通勤體驗。
 
　　SPA使用SYNCHRO管理多個數(shù)據(jù)集，并幫助開發(fā)施工方法，執(zhí)行可施工性分析，管理成本計劃，優(yōu)化物流及監(jiān)控進(jìn)度。項目廊道沿線鐵路占用的每日成本約為100萬澳元，這意味著必須精心規(guī)劃工作，避免超支。項目團(tuán)隊通過使用SYNCHRO得以提前優(yōu)化工作順序，并執(zhí)行空間沖突分析。它提供了直接可衡量的成果，包括將準(zhǔn)備和驗證階段計劃所需的時間縮短67%，支持用戶使用模型創(chuàng)建自己的動態(tài)橫斷面，將制圖請求減少88%，將向施工人員發(fā)布信息所需的時間減少75%。SYNCHRO還可以提供精確的材料數(shù)量和數(shù)據(jù)，在幫助項目實現(xiàn)可持續(xù)性報告和成果目標(biāo)方面發(fā)揮重要作用。
 
　　南方項目聯(lián)盟數(shù)字化工程負(fù)責(zé)人DanEaster表示：“無論是在旅途中、在現(xiàn)場還是在辦公室，Bentley的互連系統(tǒng)都實現(xiàn)了高效的協(xié)調(diào)與溝通以及一流的端到端2D、3D和4D項目信息訪問；為我們在SPA項目中可靠地使用項目數(shù)據(jù)創(chuàng)造了機(jī)會。”

      西雅圖塔科馬國際機(jī)場，美國
 
　　ClarkConstructionGroup借助數(shù)字化建模和施工調(diào)度，在一條現(xiàn)用跑道上建成了全世界最長的空中走廊。西雅圖港公布了一項9.68億美元的計劃，建造一個新的國際到達(dá)設(shè)施，這是該機(jī)場歷史上最復(fù)雜的資本開發(fā)計劃。乘客穿過一條780英尺長的走廊進(jìn)入國際到達(dá)設(shè)施，這條走廊懸于現(xiàn)用滑行道上方85英尺的高空。僅320英尺的中心跨度結(jié)構(gòu)就重達(dá)300萬磅，所以它必須在距現(xiàn)場3英里的貨運(yùn)區(qū)作為一個整體建造，而不是在現(xiàn)場分段組建。
 
　　仔細(xì)規(guī)劃和測量至關(guān)重要。團(tuán)隊不能依賴二維工程圖紙，因為存在人為錯誤和誤判的風(fēng)險，可能會導(dǎo)致機(jī)場關(guān)?；蚴鹿?。Clark創(chuàng)建了項目實景模型，清楚地描繪了他們想要建造的工程和建設(shè)方式。在施工開始之前，設(shè)計團(tuán)隊使用激光掃描和Bentley的SYNCHRO創(chuàng)建了機(jī)場的數(shù)字復(fù)制品，仿佛它已經(jīng)存在，其中包含可添加或修改的所有元素。每個細(xì)節(jié)都與真實情況和確切的開發(fā)計劃相匹配，明確傳達(dá)了項目范圍。數(shù)字復(fù)制品用于描繪施工過程的每個步驟，包括中心橫跨結(jié)構(gòu)的施工和運(yùn)輸、施工材料的位置以及工程車輛的移動。中心橫跨結(jié)構(gòu)運(yùn)輸?shù)巾椖繀^(qū)域，在新建筑和現(xiàn)有結(jié)構(gòu)之間無縫吊裝到位，全程不干擾機(jī)場運(yùn)營。
 
　　ClarkConstruction副總裁BrianKrause表示：“在利用數(shù)字化工具增強(qiáng)我們國家最關(guān)鍵、最復(fù)雜的基礎(chǔ)設(shè)施項目的設(shè)計和施工方面，新建的國際到達(dá)設(shè)施項目是一個典范。”

 
　　泰晤士潮汐道東段，英國
 
　　倫敦的下水道系統(tǒng)已有150年歷史，在對這個古老的下水道進(jìn)行重大升級改造的過程中，CVB合資公司（包括Costain、VINCI和BachySoletanche）負(fù)責(zé)交付造價達(dá)8.5億英鎊的新下水道東段，包括位于倫敦市中心地下70米處的10公里隧道工程以及6個豎井。該項目涉及12個專業(yè)和眾多供應(yīng)鏈公司及參與方，工期緊張，還不能對附近的歷史建筑和街區(qū)造成破壞。CVB合資公司利用數(shù)字化技術(shù)突破了傳統(tǒng)施工的界限，順利交付了這個超級下水道系統(tǒng)。
 
　　CVB合資公司實施了四維施工建模和協(xié)作規(guī)劃，以克服各種項目挑戰(zhàn)，同時簡化工程和施工管理。該團(tuán)隊使用Bentley的集成技術(shù)創(chuàng)建了30多個智能四維模型，并用SYNCHRO優(yōu)化了項目順序和施工活動，實現(xiàn)了高效、安全和可持續(xù)的施工工程。利用SYNCHRO，現(xiàn)場團(tuán)隊可以輕松訪問、查看和查詢模型，以便測試和驗證復(fù)雜施工工程的可施工性。它還有助于識別和解決多個分包商在高度擁擠的工地同時開展工作時可能發(fā)生的沖突，并簡化決策和審批流程。
 
　　在每周的協(xié)作規(guī)劃會議中使用四維施工模型，提前制定和調(diào)度復(fù)雜的施工活動，節(jié)省大量的項目時間。這一流程改善了現(xiàn)場分析，增強(qiáng)了可施工性，避免了對現(xiàn)有建筑的破壞，消除了返工。CVNB合資公司節(jié)省了90多天的施工時間，相當(dāng)于節(jié)省了30萬英鎊的直接成本和100萬英鎊的間接成本。
 
　　CVB合資公司BIM經(jīng)理SandraReis表示：“Bentley的技術(shù)縮短了設(shè)計時間，減少了工作時間，使會議更有成效，消除了繁瑣的任務(wù)。通過SYNCHRO實現(xiàn)協(xié)同工作的方法對于在早期決策過程中吸引客戶、設(shè)計師和制造商至關(guān)重要。”
 
　　為大沼澤地恢復(fù)建造C-43西部流域水庫，美國
 
　　LaneConstructionCorporation正在交付位于佛羅里達(dá)州拉貝爾的C-43西部流域水庫，這將增加卡盧薩哈奇河流域的蓄水能力。這項總投資5.24億美元的項目將建造一個周長為16.3英里的沙堤大壩，一個2.8英里長的分隔壩，18個水控制結(jié)構(gòu)，14.7英里的外圍水渠，以及已建成泵站的排水管道，并在附近修建一座橋梁以供當(dāng)?shù)鼐用癯鋈搿?/div>
 
　　在施工團(tuán)隊到達(dá)現(xiàn)場施工之前，Lane公司使用SYNCHRO簡化了工作流程，降低了風(fēng)險。它為探索新方法和應(yīng)對項目挑戰(zhàn)提供了一個安全的環(huán)境。首先使用三維模型進(jìn)行工程量估算、進(jìn)度管理和整體項目管理，然后將三維模型發(fā)展為四維模型。通過以多種方式多次拆分模型，該公司可以在投標(biāo)前和項目全生命周期中分析不同的方案，以獲得最高效、安全和經(jīng)濟(jì)的解決方案。
 
　　大壩沿整個流域外圍分段建造，這些地方都會受到施工限制，例如沉降等待期。通過利用四維模擬，團(tuán)隊能夠了解關(guān)鍵路徑，從一個環(huán)節(jié)跳到另一個環(huán)節(jié)，確認(rèn)施工順序的邏輯性和實用性。Lane公司有20名辦公室員工和100多位現(xiàn)場人員使用SYNCHRO，這為客戶提供了一種更好地優(yōu)化成本、進(jìn)度和風(fēng)險的機(jī)制，該項目正在加速推動公司對數(shù)字化技術(shù)和流程的采用。
 
　　LaneConstructionCorporationVDC/BOM總監(jiān)MattBlake表示：“SYNCHRO幫助我們在施工團(tuán)隊到達(dá)現(xiàn)場之前，更輕松地規(guī)劃好項目并降低風(fēng)險，為探索新方法和應(yīng)對項目挑戰(zhàn)提供了一個安全的環(huán)境。”
 
　　結(jié)論
 
　　對于施工行業(yè)來說，開始利用數(shù)字化技術(shù)提高效率和節(jié)約成本是非常重要的。施工行業(yè)開始向正確的方向轉(zhuǎn)變，各個公司也在擺脫舊的工作方式，開始采用新的更加有效的方法。施工軟件使項目團(tuán)隊能夠在各個項目之間和整個供應(yīng)鏈中統(tǒng)一定義和實施最佳實踐。數(shù)字化意味著每個人都可以保持同步和一致，更快地做出更明智的決策。這意味著可以優(yōu)化資源，降低風(fēng)險，避免返工；同時也意味著團(tuán)隊可以將更多的時間花在增值任務(wù)上。
 
　　施工行業(yè)的數(shù)字化未來已經(jīng)到來，且正在幫助公司贏得項目，更高效地交付項目，并提高公司的盈利能力。
 
　　

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市場周刊
2024-04
出刊日期：2024-04
出刊周期：每月
總481期
出刊日期：(2014 07 08)
出刊周期：每周
 
 
 
 

抓住施工行業(yè)的數(shù)字化機(jī)遇

Bentley

　　在過去的兩年里，盡管面臨疫情在內(nèi)的巨大困難，施工行業(yè)還是不遺余力地完成了項目交付。項目復(fù)雜性、資源可用性和數(shù)據(jù)孤島等挑戰(zhàn)持續(xù)存在，這意味著各個組織現(xiàn)在必須決定如何充分把握施工行業(yè)正在進(jìn)行的技術(shù)革命，借此保持競爭優(yōu)勢，以取得長期的成功。施工利潤依然維持在低水平，這表明整個施工行業(yè)仍有巨大的進(jìn)步空間，但該行業(yè)仍拒絕采用新技術(shù)，即使有相當(dāng)多的證據(jù)表明可以獲得顯著的、可實現(xiàn)的收益。其他行業(yè)已經(jīng)證明，迅速接受新興技術(shù)的公司將獲得強(qiáng)大的競爭優(yōu)勢。施工行業(yè)的數(shù)字化未來已經(jīng)到來，但依然發(fā)展不均衡。

 
　　行業(yè)現(xiàn)狀
 
　　英國工業(yè)聯(lián)合會的精細(xì)利潤率報告顯示，在2019年，英國收入最高的10家承包商平均利潤率為-0.1%，而百強(qiáng)公司的平均利潤率為2.6%?？紤]到承包商承擔(dān)著大部分影響項目成果的風(fēng)險，他們的財務(wù)收益是相當(dāng)?shù)偷?。徘徊?%左右的利潤率對公司構(gòu)成了持續(xù)的威脅，因為當(dāng)項目遇到問題時，索賠會成倍增加，技術(shù)和培訓(xùn)投資會停止，公司可能會破產(chǎn)。對于承包商而言，風(fēng)險和利潤率有著內(nèi)在的聯(lián)系，風(fēng)險的分配與管理是阻止施工企業(yè)獲得可持續(xù)利潤的重大障礙，而可持續(xù)利潤則可以鼓勵和促進(jìn)對業(yè)務(wù)改進(jìn)的投資。
 
　　在競標(biāo)過程中，為材料、勞動力和時間制定準(zhǔn)確的價格極具挑戰(zhàn)性，嘗試評估不同的項目風(fēng)險可能產(chǎn)生的時間和成本影響也是如此。在信息不足的情況下進(jìn)行估算，有可能導(dǎo)致承包商的投標(biāo)價格過高或過低，而且工程一旦開始，幾乎沒有修正合同的余地。GetItRight計劃發(fā)現(xiàn)，高達(dá)21%的項目成本是因現(xiàn)場可避免的錯誤、未記錄的過程浪費、間接成本和潛在缺陷而浪費掉的。總體而言，因錯誤造成的年度成本估計約為英國施工行業(yè)年利潤的7倍，而英國并不是唯一的例子。
 
　　施工企業(yè)最近幾年面臨的許多問題早在新冠疫情出現(xiàn)之前就已存在，而疫情使這些問題更難管理。例如，在許多組織內(nèi)很難管理和使用數(shù)量龐大的可用數(shù)據(jù)。在組織內(nèi)推廣最佳實踐，吸引并留住優(yōu)秀人才，并通過他們?nèi)〉米罴秧椖砍晒?，都是具有挑?zhàn)性的。外部的挑戰(zhàn)會放大內(nèi)部問題，例如復(fù)雜的項目、相互關(guān)聯(lián)的團(tuán)隊、分散的價值鏈和廣泛的分包。這些都沒有讓項目變得更容易，而疫情卻加速了新技術(shù)的采用，這正在改變施工企業(yè)的運(yùn)營方式。
 
　　全球經(jīng)濟(jì)向數(shù)字化發(fā)展，如果施工企業(yè)能夠采用新技術(shù)，就能抓住大量的機(jī)遇。數(shù)字化設(shè)計和智能施工加上積極而熟練的勞動力，將有助于交付低碳、可持續(xù)和具有恢復(fù)力的基礎(chǔ)設(shè)施。
 
　　交付團(tuán)隊的日常障礙
 
　　對供應(yīng)鏈生態(tài)系統(tǒng)中的各級施工企業(yè)來說，推動世界向低碳經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的責(zé)任越來越大。然而，公司在數(shù)字化道路上面臨諸多挑戰(zhàn)。例如，當(dāng)客戶可以適當(dāng)?shù)靥剿鲃?chuàng)新選擇時，采購流程往往限制了客戶與其供應(yīng)鏈之間的早期合作。成功創(chuàng)新的經(jīng)驗也未得到總結(jié)并將其應(yīng)用到未來項目中，且創(chuàng)新產(chǎn)品和服務(wù)的商業(yè)可行性存在不確定性。
 
　　DodgeData報告探討了技術(shù)在施工項目中的應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)只有三分之一的土木工程承包商使用了基于模型的技術(shù)，而垂直建筑施工企業(yè)的這一比例略高于一半。鑒于后疫情時代的政府基礎(chǔ)設(shè)施管道項目，這種緩慢的應(yīng)用意義重大。據(jù)報道，采用這項技術(shù)的兩個主要推動因素是提高盈利能力和降低成本，這表明施工企業(yè)正在尋求新途徑來降低風(fēng)險，增加利潤。
 
　　以往施工行業(yè)在做出改變以及適應(yīng)新理念和技術(shù)方面一向都很緩慢。數(shù)字化工程往往被當(dāng)作每個項目的商品購買，而不是作為長期最佳實踐流程在施工和維護(hù)期間得以實施，這解釋了為什么許多施工企業(yè)不在創(chuàng)新上投資。
 
　　施工技術(shù)機(jī)會
 
　　數(shù)字化技術(shù)為改善項目的設(shè)計和施工方式提供了許多可能，包括數(shù)據(jù)分析、模塊化設(shè)計、BIM、虛擬設(shè)計和施工(VDC)、三維打印、實景建模、機(jī)器人技術(shù)和資產(chǎn)性能管理。單項或多項技術(shù)可通過不同的組合形式來支持實際的工作流程，為組織提供運(yùn)營數(shù)字化所需的模塊化技術(shù)、工具和流程，以及穩(wěn)健的施工數(shù)字孿生框架。數(shù)字孿生模型建立在現(xiàn)有的最佳實踐基礎(chǔ)上，把基礎(chǔ)工作做好的組織將在競爭中保持領(lǐng)先。
 
　　施工數(shù)字孿生模型首先使用最新的設(shè)計和BIM技術(shù)創(chuàng)建高質(zhì)量的數(shù)字化組件，確保設(shè)計完整、一致、正確。其次，最佳實踐工作流確保在通用數(shù)據(jù)環(huán)境中安全、有效地管理數(shù)據(jù)。通用數(shù)據(jù)環(huán)境可用于處理當(dāng)前任務(wù)，并存儲和管理團(tuán)隊創(chuàng)建的內(nèi)容，在適當(dāng)?shù)臅r間按適當(dāng)?shù)母袷较蜻m當(dāng)?shù)娜藛T交付內(nèi)容。第三點需要注意的是環(huán)境。測繪技術(shù)有助于將組件放置在正確的環(huán)境中并進(jìn)行審核。使用無人機(jī)上安裝的攝像頭拍攝的照片可以快速轉(zhuǎn)換為精確的三維實景模型，在后續(xù)工作流中使用，并作為未來測繪的參照點。實景建模通常用于現(xiàn)場施工工程的監(jiān)測和測量。
 
　　考慮數(shù)據(jù)的統(tǒng)一、可信和易取也很重要，因為項目包含多個來源不同格式的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)統(tǒng)一確保您可以從不同的軟件應(yīng)用程序中獲取信息并重復(fù)使用。例如，承包商可以從設(shè)計公司獲取來自不同供應(yīng)商提供的BIM工具所創(chuàng)建的模型和數(shù)據(jù)，創(chuàng)建四維施工順序，而無需使用源軟件應(yīng)用程序。此外，也可以在虛擬現(xiàn)實環(huán)境中輕松和快速地查看一致數(shù)據(jù)，為施工規(guī)劃提供幫助。數(shù)據(jù)可信意味著您知道誰創(chuàng)建了信息，以及這些信息有哪些用途。數(shù)據(jù)易取可確保您的施工團(tuán)隊使用他們喜歡的設(shè)備獲取所需的信息，無論其身在何處。Bentley的?iTwin技術(shù)可以解決這些問題，并提供施工數(shù)字孿生模型的主結(jié)構(gòu)。
 
　　有了數(shù)字化組件、數(shù)字化工作流和數(shù)字化環(huán)境，就有了施工數(shù)字孿生模型的基礎(chǔ)。
 
　　施工數(shù)字孿生模型：創(chuàng)建——連接——使用
 
　　最簡單地說，數(shù)字孿生模型是實物資產(chǎn)、流程或系統(tǒng)的數(shù)字化表示。但它也是一組動態(tài)及不斷變化的數(shù)據(jù)，必須持續(xù)同步，而且應(yīng)當(dāng)利用數(shù)據(jù)驅(qū)動型工作流來優(yōu)化其性能。在實景建模、人工智能、混合現(xiàn)實和機(jī)器學(xué)習(xí)等領(lǐng)域進(jìn)步的推動下，施工數(shù)字孿生模型即將成為現(xiàn)實。越來越多的技術(shù)正在進(jìn)入市場，價格也越來越低。
 
　　在基礎(chǔ)設(shè)施資產(chǎn)的全生命周期中，可以有多個版本的數(shù)字孿生模型，助力用戶在所有階段都能做出更明智的決策，取得更好的成果。施工數(shù)字孿生模型的基礎(chǔ)是輸入，例如圖紙、三維模型、BIM數(shù)據(jù)、GIS數(shù)據(jù)、施工前的信息（比如記錄信息、健康狀況和安全危害以及規(guī)劃信息），以及來自現(xiàn)場的反饋，包括物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)、進(jìn)度更新、無人機(jī)數(shù)據(jù)和檢測數(shù)據(jù)。這些輸入支持施工工作流，例如四維規(guī)劃、基于模型的估算以及機(jī)器自動化。其結(jié)果是生產(chǎn)效率大幅提升。

 
　　高效使用施工數(shù)字孿生模型的三個步驟。
 
　　第一步包括裝配設(shè)計和實景模型，并將它們快速、高效地轉(zhuǎn)換為可施工的內(nèi)容。多源數(shù)據(jù)存儲在云端，并通過應(yīng)用程序和網(wǎng)頁瀏覽器獲取以用于任務(wù)，例如四維調(diào)度和模擬以及基于模型的估算。四維是實施數(shù)字化最佳實踐最有效的方法之一，因為它重復(fù)利用設(shè)計和進(jìn)度數(shù)據(jù)。支持者通常報告說，與公司和行業(yè)基準(zhǔn)相比，項目進(jìn)度縮短了多達(dá)15%。第一步中，施工團(tuán)隊需確保設(shè)計具備可施工性，寧可在模型中犯錯，也不在施工現(xiàn)場犯錯，為成功做足準(zhǔn)備。
 
　　第二步，施工模型與來自現(xiàn)場的實時更新保持互連，這有助于團(tuán)隊更好地協(xié)調(diào)現(xiàn)場物流、工作區(qū)域、資源和采購。
 
　　第三步，借助分析工具、機(jī)器學(xué)習(xí)和增強(qiáng)現(xiàn)實利用實時模型。
 
　　此工作流的一個示例是，現(xiàn)場團(tuán)隊使用移動應(yīng)用程序從現(xiàn)場提交實時進(jìn)度更新。進(jìn)度數(shù)據(jù)用于更新主四維模型，使規(guī)劃人員、調(diào)度人員和項目管理人員能夠及時做出優(yōu)化施工路徑的明智決策。智能四維規(guī)劃工具可快速運(yùn)行多個場景，使項目在意外延遲后回到正軌，并調(diào)整采購以優(yōu)化現(xiàn)金流。盡早發(fā)現(xiàn)問題，根據(jù)更好的數(shù)據(jù)更快地做出決策，有利于確保項目處于掌控之中。如果沒有可靠的數(shù)據(jù)，就難以做出決策。
 
　　施工數(shù)字孿生模型可以提供實時數(shù)據(jù)可見性，確保每個人都能始終保持同步和一致，推動項目順利開展。它可以提供四維規(guī)劃和五維估算，優(yōu)化資源，降低風(fēng)險，并提供高效運(yùn)營和業(yè)務(wù)智能，幫助團(tuán)隊更快地做出更明智的決策。
 
　　數(shù)字化技術(shù)正在幫助承包商以更高的可持續(xù)利潤贏得項目，使他們在現(xiàn)場更高效地交付項目，并提高其長期生存和盈利的能力。
 
　　數(shù)字化施工的未來已經(jīng)到來
 
　　用戶的項目明確表明，施工項目正在利用數(shù)字孿生技術(shù)邁向數(shù)字化，這有助于重塑施工行業(yè)的未來。Bentley最具創(chuàng)新精神和遠(yuǎn)見卓識的施工客戶同他們的供應(yīng)鏈正在引領(lǐng)行業(yè)，在整個項目交付過程中交付獨特且更加完善的業(yè)務(wù)成果。下面是一些例子。
 
　　平交道口拆除項目，澳大利亞
 
　　澳大利亞維多利亞州政府啟動了一個項目，計劃到2025年拆除墨爾本85個最危險、最擁堵的鐵路平交道口。南方項目聯(lián)盟是負(fù)責(zé)交付此項目的五個項目聯(lián)盟之一，它由ACCIONA、ColemanRail、WSP、MetroTrainsMelbourne和平交道口拆除項目構(gòu)成。通過拆除平交道口，建造三個新車站，借助公用道路振興這些地區(qū)，人們可以安全容易地穿過鐵路線送孩子上學(xué)，互相拜訪，支持當(dāng)?shù)仄髽I(yè)，享受更可靠的通勤體驗。
 
　　SPA使用SYNCHRO管理多個數(shù)據(jù)集，并幫助開發(fā)施工方法，執(zhí)行可施工性分析，管理成本計劃，優(yōu)化物流及監(jiān)控進(jìn)度。項目廊道沿線鐵路占用的每日成本約為100萬澳元，這意味著必須精心規(guī)劃工作，避免超支。項目團(tuán)隊通過使用SYNCHRO得以提前優(yōu)化工作順序，并執(zhí)行空間沖突分析。它提供了直接可衡量的成果，包括將準(zhǔn)備和驗證階段計劃所需的時間縮短67%，支持用戶使用模型創(chuàng)建自己的動態(tài)橫斷面，將制圖請求減少88%，將向施工人員發(fā)布信息所需的時間減少75%。SYNCHRO還可以提供精確的材料數(shù)量和數(shù)據(jù)，在幫助項目實現(xiàn)可持續(xù)性報告和成果目標(biāo)方面發(fā)揮重要作用。
 
　　南方項目聯(lián)盟數(shù)字化工程負(fù)責(zé)人DanEaster表示：“無論是在旅途中、在現(xiàn)場還是在辦公室，Bentley的互連系統(tǒng)都實現(xiàn)了高效的協(xié)調(diào)與溝通以及一流的端到端2D、3D和4D項目信息訪問；為我們在SPA項目中可靠地使用項目數(shù)據(jù)創(chuàng)造了機(jī)會。”

      西雅圖塔科馬國際機(jī)場，美國
 
　　ClarkConstructionGroup借助數(shù)字化建模和施工調(diào)度，在一條現(xiàn)用跑道上建成了全世界最長的空中走廊。西雅圖港公布了一項9.68億美元的計劃，建造一個新的國際到達(dá)設(shè)施，這是該機(jī)場歷史上最復(fù)雜的資本開發(fā)計劃。乘客穿過一條780英尺長的走廊進(jìn)入國際到達(dá)設(shè)施，這條走廊懸于現(xiàn)用滑行道上方85英尺的高空。僅320英尺的中心跨度結(jié)構(gòu)就重達(dá)300萬磅，所以它必須在距現(xiàn)場3英里的貨運(yùn)區(qū)作為一個整體建造，而不是在現(xiàn)場分段組建。
 
　　仔細(xì)規(guī)劃和測量至關(guān)重要。團(tuán)隊不能依賴二維工程圖紙，因為存在人為錯誤和誤判的風(fēng)險，可能會導(dǎo)致機(jī)場關(guān)?；蚴鹿省lark創(chuàng)建了項目實景模型，清楚地描繪了他們想要建造的工程和建設(shè)方式。在施工開始之前，設(shè)計團(tuán)隊使用激光掃描和Bentley的SYNCHRO創(chuàng)建了機(jī)場的數(shù)字復(fù)制品，仿佛它已經(jīng)存在，其中包含可添加或修改的所有元素。每個細(xì)節(jié)都與真實情況和確切的開發(fā)計劃相匹配，明確傳達(dá)了項目范圍。數(shù)字復(fù)制品用于描繪施工過程的每個步驟，包括中心橫跨結(jié)構(gòu)的施工和運(yùn)輸、施工材料的位置以及工程車輛的移動。中心橫跨結(jié)構(gòu)運(yùn)輸?shù)巾椖繀^(qū)域，在新建筑和現(xiàn)有結(jié)構(gòu)之間無縫吊裝到位，全程不干擾機(jī)場運(yùn)營。
 
　　ClarkConstruction副總裁BrianKrause表示：“在利用數(shù)字化工具增強(qiáng)我們國家最關(guān)鍵、最復(fù)雜的基礎(chǔ)設(shè)施項目的設(shè)計和施工方面，新建的國際到達(dá)設(shè)施項目是一個典范。”

 
　　泰晤士潮汐道東段，英國
 
　　倫敦的下水道系統(tǒng)已有150年歷史，在對這個古老的下水道進(jìn)行重大升級改造的過程中，CVB合資公司（包括Costain、VINCI和BachySoletanche）負(fù)責(zé)交付造價達(dá)8.5億英鎊的新下水道東段，包括位于倫敦市中心地下70米處的10公里隧道工程以及6個豎井。該項目涉及12個專業(yè)和眾多供應(yīng)鏈公司及參與方，工期緊張，還不能對附近的歷史建筑和街區(qū)造成破壞。CVB合資公司利用數(shù)字化技術(shù)突破了傳統(tǒng)施工的界限，順利交付了這個超級下水道系統(tǒng)。
 
　　CVB合資公司實施了四維施工建模和協(xié)作規(guī)劃，以克服各種項目挑戰(zhàn)，同時簡化工程和施工管理。該團(tuán)隊使用Bentley的集成技術(shù)創(chuàng)建了30多個智能四維模型，并用SYNCHRO優(yōu)化了項目順序和施工活動，實現(xiàn)了高效、安全和可持續(xù)的施工工程。利用SYNCHRO，現(xiàn)場團(tuán)隊可以輕松訪問、查看和查詢模型，以便測試和驗證復(fù)雜施工工程的可施工性。它還有助于識別和解決多個分包商在高度擁擠的工地同時開展工作時可能發(fā)生的沖突，并簡化決策和審批流程。
 
　　在每周的協(xié)作規(guī)劃會議中使用四維施工模型，提前制定和調(diào)度復(fù)雜的施工活動，節(jié)省大量的項目時間。這一流程改善了現(xiàn)場分析，增強(qiáng)了可施工性，避免了對現(xiàn)有建筑的破壞，消除了返工。CVNB合資公司節(jié)省了90多天的施工時間，相當(dāng)于節(jié)省了30萬英鎊的直接成本和100萬英鎊的間接成本。
 
　　CVB合資公司BIM經(jīng)理SandraReis表示：“Bentley的技術(shù)縮短了設(shè)計時間，減少了工作時間，使會議更有成效，消除了繁瑣的任務(wù)。通過SYNCHRO實現(xiàn)協(xié)同工作的方法對于在早期決策過程中吸引客戶、設(shè)計師和制造商至關(guān)重要。”
 
　　為大沼澤地恢復(fù)建造C-43西部流域水庫，美國
 
　　LaneConstructionCorporation正在交付位于佛羅里達(dá)州拉貝爾的C-43西部流域水庫，這將增加卡盧薩哈奇河流域的蓄水能力。這項總投資5.24億美元的項目將建造一個周長為16.3英里的沙堤大壩，一個2.8英里長的分隔壩，18個水控制結(jié)構(gòu)，14.7英里的外圍水渠，以及已建成泵站的排水管道，并在附近修建一座橋梁以供當(dāng)?shù)鼐用癯鋈搿?/div>
 
　　在施工團(tuán)隊到達(dá)現(xiàn)場施工之前，Lane公司使用SYNCHRO簡化了工作流程，降低了風(fēng)險。它為探索新方法和應(yīng)對項目挑戰(zhàn)提供了一個安全的環(huán)境。首先使用三維模型進(jìn)行工程量估算、進(jìn)度管理和整體項目管理，然后將三維模型發(fā)展為四維模型。通過以多種方式多次拆分模型，該公司可以在投標(biāo)前和項目全生命周期中分析不同的方案，以獲得最高效、安全和經(jīng)濟(jì)的解決方案。
 
　　大壩沿整個流域外圍分段建造，這些地方都會受到施工限制，例如沉降等待期。通過利用四維模擬，團(tuán)隊能夠了解關(guān)鍵路徑，從一個環(huán)節(jié)跳到另一個環(huán)節(jié)，確認(rèn)施工順序的邏輯性和實用性。Lane公司有20名辦公室員工和100多位現(xiàn)場人員使用SYNCHRO，這為客戶提供了一種更好地優(yōu)化成本、進(jìn)度和風(fēng)險的機(jī)制，該項目正在加速推動公司對數(shù)字化技術(shù)和流程的采用。
 
　　LaneConstructionCorporationVDC/BOM總監(jiān)MattBlake表示：“SYNCHRO幫助我們在施工團(tuán)隊到達(dá)現(xiàn)場之前，更輕松地規(guī)劃好項目并降低風(fēng)險，為探索新方法和應(yīng)對項目挑戰(zhàn)提供了一個安全的環(huán)境。”
 
　　結(jié)論
 
　　對于施工行業(yè)來說，開始利用數(shù)字化技術(shù)提高效率和節(jié)約成本是非常重要的。施工行業(yè)開始向正確的方向轉(zhuǎn)變，各個公司也在擺脫舊的工作方式，開始采用新的更加有效的方法。施工軟件使項目團(tuán)隊能夠在各個項目之間和整個供應(yīng)鏈中統(tǒng)一定義和實施最佳實踐。數(shù)字化意味著每個人都可以保持同步和一致，更快地做出更明智的決策。這意味著可以優(yōu)化資源，降低風(fēng)險，避免返工；同時也意味著團(tuán)隊可以將更多的時間花在增值任務(wù)上。
 
　　施工行業(yè)的數(shù)字化未來已經(jīng)到來，且正在幫助公司贏得項目，更高效地交付項目，并提高公司的盈利能力。
 
　　

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