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1、建筑信息化行业之广联达研究报告：如何看待其三条增长曲线一、建筑信息化龙头，数字化驱动建筑产业整体升级1.1 专注于建筑产业信息化，不断转型拓展业务边界广联达成立于 1998 年，始终专注于建筑信息化领域，为国内领先的建筑信 息化服务商。从最初的计价、算量、工程信息到工程施工再到设计业务，当 前广联达已搭建起可服务于建筑产业全流程的数字建筑平台雏形。 坚定推进二次创业基于云的业务转型。2015 年，广联达宣布向“数字建 筑产业平台服务商”全面转型；2017 年，广联达董事长刁志中先生正式提出 “二次创业”的概念，将“让每一个工程项目成功”作为公司转型发展的新 使命，大力推进公司软件产品的云服务化
2、，并拓展服务边界，从造价预算向 施工、设计渗透。 强大的产品与服务提供能力，使得公司的内生发展动力充足，以还原后口径 计算，2006-2020 年公司的收入 CAGR 约为 30%，归母净利润 CAGR 约 为 32%。造价业务与施工业务为公司主要营收驱动力。公司目前的收入主要来源于造 价业务与施工业务，其中造价业务又占主要部分。通过三个“三年战略”成为全球领先的数字建筑平台服务商，驱动建筑产业 整体升级。在 2021 年中国数字建筑峰会上，公司进一步明确其长远发展战 略目标为打造全球领先的数字建筑平台服务商，以数字建筑平台打通建筑产 业全过程，驱动建筑产业整体升级。在具体实施方略上，从 20
3、17 年开启二 次创业之旅时，公司以三个“三年战略”为指引，不断提升服务专业化与平 台化的水平，一步步实现向产品服务化方向的转型升级。1.2 销售起家到研发巩固的导向转型，注重人才激励1.2.1 销售起家开拓，研发投入夯筑竞争优势在创业成立的初期，公司凭借强大的销售推广能力实现起家，其造价产品卡 住了建筑造价领域的主要市场，奠定了第一次创业后的市场领先地位。在不 断获取市场份额的同时，伴随着造价产品的云转型，以及施工业务、设计业 务的相继布局，公司也在持续加大本身即较高水平的研发投入，提升产品与 服务质量以巩固竞争优势。公司在销售、研发的费用率以及人员投入结构的 对比即是很好的证明。1.2.2
4、 注重人才激励，人效持续提升公司注重团队建设与人才激励，在薪酬和股权等多方面不断提高激励力度， 员工薪酬水平位居行业前列，员工人效也不断提升。自 2012 年以来，公司 已发布七次规模不一的股权激励方案，且公司员工的平均薪酬从 2012 年的 14.63 万元增至 2020 年的 32.25 万元，在计算机行业龙头公司中已经处于较 高水平。在高待遇的激励下，公司的员工人效水平也持续提升，以还原后收 入口径计算，公司人均创收从 2011 年的 25.07 万元增至 2020 年的 56.21 万 元。1.3 公司掌握重要的自主核心技术1.3.1 公司拥有自主核心知识产权的三维图形平台引擎三维图形
5、平台核心作用凸显，难度大。图形引擎、特别是三维图形 平台引擎，是数字设计中最核心的技术。在设计软件中，三维图形平台承担 了图形计算、三维展示等功能，是设计软件中的核心模块，而对应的三维图 形平台引擎则是其核心技术，相当于数字设计里的“芯片”。而与芯片之于电 子相关产业一样，目前我国很多 BIM 软件厂商的产品是基于国外图形平台/BIM 产品来做的二次开发，极易受到“卡脖子”的影响。而很多用户则干脆 直接选用国外设计施工软件，在形成用户使用黏性的同时，大量项目数据积 累在国外软件平台上，这也导致其的切换成本大增。公司坚持自主研发，拥有自主核心知识产权的三维图形平台引擎。创立初期， 公司便坚持投入
6、研发三维图形平台。经过近 20 年的积累，公司目前已拥有 自主核心知识产权的三维图形平台引擎，并将自主引擎技术赋能于设计、施 工、运维三个环节的核心产品，形成贯穿建筑生命周期的应用生态。2021 年 10 月，公司正式发布基于自主三维引擎技术开发的数维设计产品集 建筑设计单机版，实现了国产自主设计软件产品上的一次突破。BIMFACE：国内领先的轻量化 BIM 引擎。BIMFACE 是公司基于自主核心知 识产权的三维图形平台而开发的 BIM 轻量化 BIM 引擎，可帮助 BIM 应用的开发者快速搭建自己的 BIM 应用平台。BIMFACE 专注建筑行业全生命周期 解决方案，以模型及图纸轻量化解析
7、与展示为基础，结合地理信息系统 （GIS）、模型渲染与效果呈现、项目文档管理等扩展功能，助力开发者打造 以建筑信息模型为核心的多元管理平台。BIM 的功能特性如下：支持 50 余种文件格式：BIMFAC 目前能够解析 50 余种常见工程图纸和 模型，用户无需手动操作，只需上传原始文件，BIMFACE 就能在云端 自动发起转换。极速顺畅的模型图纸浏览：BIMFACE 使用 WebGL 技术在网页端渲染模 型，最大支持 10G 模型（对应建筑面积超 40 万平方），中等模型杜绝花、 卡、闪。无需安装插件，用户可以流畅地在浏览器中进行查看模型、测 量尺寸、剖切截面、漫游浏览等多种操作。丰富易用的开放
8、接口：BIMFACE 开放了丰富的二次开发接口，开发者 可以基于这些接口进一步发挥模型的价值。1.3.2 五项行业数字化的核心技术自主产权有效提升公司综合解决方案的提 供能力除了三维图形平台及引擎之外，公司同时还拥有五项可行业数字化的核心技 术自主产权，分别是 BIM/CIM 技术、IoT 技术、大数据技术、AI 技术、云中 立技术。当前建筑业的数字化转型趋势下，单个数字化技术不足以满足客户 系统数字化转型的需求，利益相关方不再满足于单点产品与解决方案，而更 加期盼综合性、多维度的整体解决方案。公司拥有的五大核心技术自主产权， 结合自主三维图形平台引擎，可以有效地为用户提供更好的解决方案体系。
9、二、建筑业信息化迎来黄金发展期，未来空间将突破千亿元2.1 建筑业市场基本情况：规模大、参与者众，产业链面临变革根据一般定义，建筑业是指国民经济中从事建筑安装工程的勘察、设计、施 工以及对原有建筑物进行维修活动的物质生产部门，主要对各种建筑材料和 构件、机器设备等进行建筑安装活动，为国民经济建造生产性与非生产性固 定资产。因此，建筑业是国民经济各物质生产部门和交通运输部门进行生产的手段， 是人民生活的重要物质基础，人民的绝大部分社会活动都需要在一定的基础 设施空间上开展，这一属性就决定了建筑业的市场规模十分庞大。根据麦肯 锡的报告，2018 年全球建筑业产值占全球 GDP 的比重为 13%，达
10、到 11.5 万亿美元。而中国建筑业产值占 GDP 比重甚至更高，2020 年占国内 GDP 比重为 25.98 %，总产值达到了 26.39 万亿元；2010 年以来中国建筑业产值 始终占 GDP 比重在 20%以上，以 1：6.86 汇率计算（2018 年人民币兑美元 年终汇率），2018 年中国建筑业产值占到全球建筑业产值约 30%。未来全球建筑业市场上，除了中美两大经济体以及日德英法等传统强国外， 印度、印尼凭借较高的经济与人口增速，有望成为新的建筑业大国。根据由 牛津经济研究院和 Marsh McLennan 公司 Marsh 和 Guy Carpenter 制作的 预测，以 201
11、7 年美元计价，到 2030 年中国建筑业市场占全球建筑业市场的 比例将略下滑至 24%，仍为全球第一大建筑业市场，市场规模估算约为 4.1 万亿美元，较当前有约 7%的增长空间；美国以 14%位居第二，印度以 7% 的占比成为第三，之后分别为日本、印尼、澳大利亚等国家。2.1.1 建筑产业复杂：产业链参与方繁杂，建筑应用领域众多一个项目的建成，通常需要众多参与方持续半年到一年甚至多年的合力协作， 其间牵扯到的参与方包括但不限于业主、总承包商、专业/劳务承包商、建筑 /结构设计师、融资方、物流服务提供商、材料供应商、工程监理方等。同时， 根据模式不同，项目从立项招投标到建成运营，各参与方之间的
12、利益关系极 其复杂，很难用一张图来全面画出建筑产业各参与方之间的准确利益关系。 同样，根据建筑的不同用途，建筑产业也可以分为房屋建筑（房建）、土木工 程建筑（基建）、建筑安装、建筑装饰装修等其他这四类方向，而房屋建筑、 土木工程建筑各自又可细分为 8 个/5 个细分领域。国内建筑市场房建规模遥遥领先。与人们的印象一致，房屋建筑业始终 占据中国建筑市场的最大份额，历年中国建筑业统计年鉴也显示，房屋建筑 业的产值始终超过建筑业总产值的 60%。基建可细分为公路铁路、桥梁隧道、 水利水运、管道架线等，细分领域众多，但各细分领域的产值相对较低，仅 铁路、道路、隧道和桥梁工程市场规模相对较大。住房建设的
13、价值量占全建筑领域价值量的约 40%。根据中国建筑业统计年鉴 的标准，我们将房屋建筑业再进行详细拆分，拆分后的房屋建筑业包括住宅 房屋，商业及服务用房屋，办公用房屋，科研、教育和医疗用房屋，文化、 体育和娱乐用房屋，厂房及建筑物，仓库等。 根据拆分结果我们可以看到，房建领域中，为百姓居住而建造的住宅房屋仍 然是最大部分，无论是价值量还是面积占比均占房建总体的 2/3 左右，在全 建筑领域中占价值量约 40%。以商业及服务用、办公用房为主的商用房建占 据第二位，工业相关的工厂建筑物及仓库位居第三，以科研教育医疗、文体 娱乐为主的公用事业建设占比位列第四。全球建筑业市场结构分布相对平均。全球建筑市
14、场上，房建虽然也是重要的 一个领域，但在全市场中的占比并没有中国这般大，工业、道路铁路、机场 等基建领域同样占据较大份额。根据 ENR 的报告，以全球前 250 大国际承包商的收入结构为代表，全球建筑市场上，交运、房建、油气石化、能源电 力为四大需求领域，其中房建仅约占总市场的 1/4，这一结构与中国市场上 房建“一家独大”的局面完全不同。2.1.2 建筑业价值链迎来重塑，价值重新分配在即当全球制造业经历一轮又一轮技术与产业革命，逐步实现高效率、高质量的 工业化、流水线生产制造模式时，建筑业却在这几百年间未能迎来商业模式 上质的变化，更多的还是以堆人头式的传统现场浇灌为主。不过，即使再传 统的
15、行业也会多少受到工业流水线的影响，进而改变其生产方式。当以装配 式建筑为代表的工业化建筑生产模式打开局面时，建筑业的产业链或将得到 重塑，而行业的价值量也将在各参与方之间开始重新分配。麦肯锡在The Next Normal in Construction报告里对未来建筑产业链的价 值再分配做了一个预测。最为明显的变化即是因装配式建筑而产生的。未来 装配式建筑的兴起，使得建筑施工更多是在工厂内对构件进行加工、然后运 送到现场进行组装，原先占据较大价值量的现场施工总承包与专业分包环节 将损失相当大的价值量，而场外预制（即工厂内加工构件）环节则将成为这 一转变趋势下最大的赢家，从原来的几乎无价值直接
16、变为获得 20%-30%的建筑产业链价值量。2.2 建筑业市场格局分散，竞争极为激烈国内拥有建筑不同级别资质的企业数量不断增加，建筑施工行业竞争日趋激 烈。中国的建筑业市场本身即具有庞大的空间，再加以建筑业长期以来形成 的以堆人头为主的生产模式，自然少不了数量众多的建筑企业，根据 2020 年中国建筑业统计年鉴的数据，仅建筑施工领域，2020 年底全国即有 71430 家获得承包资质的施工总承包企业。值得一提的是，拥有特级施工承包资质 的施工企业在 2016-2020 年期间数量从 298 家增长至 640 家，增速高于其 他三个资质级别的数量增速。数量众多的建筑企业导致的直接后果就是中国建筑
17、业市场的集中度较低。中 国的八大中字头施工企业，以新签合同口径计算，合计仅约占中国建筑市场 份额的三成，不过也可以看到八大“中字头”的市场份额在稳定提升中。 全球建筑市场同样呈现集中度低的格局。根据麦肯锡对 2018-2020 年全球建 筑市场规模的预测，ENR 全球前 250 大国际承包商的国际总营收仅占全球建 筑市场总产值的 3%-4%水平，且这一占比仍然在呈下降趋势。从我国角度而言，我国建筑业、特别是建筑工程领域市场集中度较低的原因 主要可以归结为以下几方面：市场化程度有待进一步提升：1）改革开放以来我国长期实行定额计价， 使得建筑业市场未能形成良好的市场竞争机制。21 世纪以来我国开始
18、 大力推行清单计价模式，但长期以来的定额计价模式导致企业间的竞争 更依赖于关系竞争，通过处理好与政府间的关系以及与业主间的关系来 争夺定单，而不是注重通过提升企业技术水平与内部管理能力来提高企业竞争力。2）地方政府的保护主义、各地区存在的明里暗里的行政垄断 也在阻碍建筑业市场集中化程度的提升。建筑市场企业结构不合理：1）建筑行业内大中小型企业数量结构不合 理，大型、特大型建筑企业数量过多，小型企业数目与所占比例偏低， 导致市场竞争格局缺乏层次，没有形成合理的以总承包为龙头，以专业 承包为依托，以劳务分包为基础的三层次承包服务、组织结构体系。2） 行业内大小企业没有形成合理的分工协作关系，同层次
19、、或相邻层次间 企业竞争激烈。市场不成熟和企业家的不成熟，使大家热衷于做大做全， 陷入恶性竞争，高利润的细分专业市场则发展不充分。建筑业进入壁垒低：1）我国长期实行的定额计价模式使得建筑业企业 缺乏动力追求规模经济发展。2）建筑业是典型的劳动密集型产业，资本 密集度低，导致行业进入壁垒较低。3）建筑业与其他新兴产业相比，比 较稳定成熟，长期以来技术进步缓慢，传统建筑业产品的施工生产技术 和工艺并不复杂，进入普通领域的技术性壁垒很低。 在各家技术水平、施工能力相近的情况，我们认为建筑业的核心竞争要素就 在于 1）资金、2）资质。2.2.1 建筑业核心竞争要素一：资金一个项目的建成，背后总会涉及到
20、上千万乃至以亿元为单位的资金调动，更 何况建筑企业经常要同时承接多个项目，因此建筑行业对企业的资金实力、 资金流通管理能力均有较高要求，以保证在需要的时候能够拿的出钱来维持 项目正常运转。然而，建筑产业流程极其复杂，建筑产业链中的多个环节存 在资金占用的情况：招投标的投标保证金：投标方在提交投标文件时，需同时提交投标保证 金，投标保证金不超过项目估算价的 2%，上限为 80 万元。项目竣工后预留的质量保证金：发包人与承包人可在合同上约定，在承 包人完成建设工程合同后，发包人从应付的工程款中预留一定比例资金， 以保证承包人在缺陷责任期内对建设工程出现的缺陷进行维修的资金。 质量保证金预留比例不得
21、高于工程价款结算总额的 3%。施工与结算支付进度不匹配：出于建筑项目的复杂性，加之安全考虑， 发包人在建筑工程的验收过程中始终保持高度审慎态度，而发包人内部 繁琐的付款流程则进一步加剧了完工与支付间的进度不匹配程度，最后 出现完工与结算间、结算与付款间的两种不匹配。票据支付方式的大量使用：票据支付本身具有较强的灵活性，可以在资 金有限的情况下，利用票据的远期付款属性采购更多货物与服务，为建 筑业带来较高的扩张性。但票据自身的远期支付属性、较高的收益率、 缺乏统一的规范流通平台等问题，使得票据本身的贴现与流通变现成为 最大的挑战。地产开发商率先大量使用票据支付，层层背书转手后将建 筑业大量参与方
22、绑定在同一条利益线上，使得全行业资金压力倍增。各种应收/应到账的款项成为建筑企业资金周转困难的主要压力。我们分别选 取两家施工承包国企和施工承包民企：中国建筑、中国中铁、龙元建设、宏 润建设，对其应收款项进行分析。可以看到，在建筑产业链上具有较高地位 的中字头国企，在 2018 年以前也要承受 25-30%的应收账款压力，而施工承 包民企则承受了更大的资金压力，特别是已完工未结算资产，这也反应出施 工承包民企在产业链中的话语权相较国企更低。2.2.2 建筑业核心竞争要素二：资质目前中国建筑企业的营业资质主要为施工资质、工程勘察资质、工资设计资 质、工资监理资质，分别对应项目实地勘察、设计、施工
23、以及第三方监理四 部分。不同资质内部又分为不同领域、不同类别、不同等级的资质细分。资质是建筑业较为重要的竞争壁垒之一。对于建筑企业而言，能否取得相应 领域的资质、以及取得资质的级别高低，决定了企业短期内可以参与的建筑 产业链环节、经营的业务项目规模，从而限制企业营收与后续业务发展。 以施工承包为例，只有获得施工总承包的特级资质，企业才可承担本类别各 等级工程的工程总承包、施工总承包和项目管理业务，不受项目规格限制， 而级别较低的施工资质则会使企业受到项目选择与实施的限制。因此，获得施工特级资质企业，其合同获取能力也远高于另外三个资质等级的企业。一般来说，相同领域内，等级越高的资质，对企业自身条
24、件与经营情况要求 便越严苛，集中体现在企业曾经参与过的项目规模情况。想要申请获得更高 级别的资质，需要更多参与大规模的项目，而这对企业自身的资金、管理能 力要求甚高，无形中也形成了一种行业竞争壁垒。2.3 建筑业的六大特征与四大发展问题建筑业是自古以来即存在的一个行业，在长期的实践中已经形成了成熟的生 产体系与商业模式，形成了属于自己行业的独有特征。而在当今生产力迅速 发展的今天，建筑业整体偏传统的生产方式也导致建筑业存在了一些发展上 的问题。2.3.1 建筑业的六大特征1. 建筑业定制属性强一般而言，每个建筑项目都是独一无二的，都需要项目专属的设计与施工方 案，也都会有其独特的项目专业团队、
25、材料、地形、法规和时间表等。2. 建筑业参与方较多且分散，充斥着大量人、材料、设备的协作一个建筑项目的实施，通常需要众多参与方的协同才可完成。从直接参与建 筑项目的业主、总承包、专业承包商，到物料与设备供应商，再到提供物流/ 融资服务的物流商与融资方等等，一个建筑项目的竣工涉及多个参与方以及 成千上万的参与个体。多方的参与下，就产生了以下两方面的协作难点：协作难点 1各参与方的主要作业地点不同：总承包、专业承包商在 工地负责施工，物料与设备供应商在各自工厂加工生产，融资方在办公 室内作出决策，物流商的物流交通工具则在交通网络上穿行。协作难点 2大量人、材料、设备：建筑工程项目的施工需要大量的
26、工人，也需要大量的原材料、组件，以及施工机械设备与监测设备。人、 材料、设备三种属性不同的工程元素需要很好的协作方式来统一管理。3. 建筑业利益关系复杂，错位的合同结构和激励措施建筑业涉及众多上下游企业及第三方服务商，利益相关者范围较广、利益关 系复杂，统一协作的管理难度极大。且由于项目实施周期较长，且账款流转 速度慢、关系混乱，利益相关者产生利益冲突时若处臵不当极易演变为复杂 的诉讼纠纷，增添额外的项目负担。根据京师珠海的统计，2012 年以来中国 在建设工程施工合同上审结的纠纷案件数量快速增长，到 2020 年已达到近 22 万件。4. 施工人员质量与稳定性较低施工人员质量与稳定性较低主要
27、体现在：门槛低：建筑业所需施工人员数量较多，且工程技术相对简单稳定，技 术进步缓慢，因而施工人员的就业门槛较低；流动性大：建筑施工人员一般以施工团队形式随项目而流动，且建筑施工的体力劳动量较大，施工工作环境一般较苦，对应收入反而较低，从 而造成施工人员的流动性较大，对于新入职年轻工人甚至经常出现“提 桶跑路”的情形；老龄化：建建筑业工人中，30 岁及以上比例的占比逐年提升，目前已升 至近 8 成；受教育程度低：建筑施工一般以简单的重复性工作为主，简单枯燥且很 难有较好的职业上升通道与机遇，也导致其从业施工人员的受教育程度 普遍较低。5. 建筑项目充满了不断的变化建筑项目的设计、预算和时间表可能
28、随时都有变化，而每次改变都会影响工 期与成本。可能发生的变动包括但不限于：业主对建筑的外形、承载功能产生需求变化；施工材料、施工技术不足以满足原有建筑设计的工程实现；政府监管要求变更；施工现场环境气候因素导致进度不及预期。6. 设计管理与施工分离严重一个建筑项目中，设计与管理工作人员通常在办公楼内工作，而建筑施工则 必须在工地现场完成，这就导致两方经常处于地理分离状态，设计管理与施 工的地理分离影响到双方的沟通即时性，易造成以下两方面后果：现场施工团队在获取设计/管理人员的项目改动意见时出现信息滞后；设计、管理人员在获取现场施工信息时也出现信息滞后；2.3.2 建筑业的四大发展问题1. 建筑业
29、经营质量较低生产效率低，盈利水平低，项目超时超预算严重生产方式导致生产效率增长缓慢：建筑业生产中人力作业仍然占据较大 比重，使得建筑业生产效率较低且无法取得较快提升。根据麦肯锡的报 告分析，过去 20 年内建筑业的劳动生产率每年仅增长约 1%，远低于其 他行业。以英德两国为例的研究也证实，两国的建筑业单位劳动时间附 加值增长均低于国家的整体经济增速。行业整体盈利水平低：相对传统的作业生产模式使得建筑业整体盈利空 间较低，行业盈利水平随之也较低。2017-2019 年，中国建筑业平均利 润水平约为 3.5%，仅约为中国工业企业平均利润水平的一半。同样，海外建筑施工企业的利润水平也大致处于这一水平
30、。项目超期与成本超支严重：建筑业项目超期与成本超支现象十分严重， 根据麦肯锡的报告，大型建筑工程的实际工期通常会比事先预计的超出 20%，而实际施工成本通常会比预算数字高 80%。超期与超支通常会令 客户的满意度下降，甚至引发复杂的法律纠纷。2. 建筑业可持续发展能力差，存在较为严重的能源资源浪费与环境污染在中国，根据中国建筑能耗研究报告（2020），2018 年全国建筑全过程 能耗总量为 21.47 亿 tce ，占全国能源消费总量比重为 46.5%；2018 年全 国建筑全过程碳排放总量为 49.3 亿吨二氧化碳，占全国碳排放的比重为 51.3%。其中建材生产、后期建筑运营所耗能量占主要部
31、分。将视角拉长到 2005-2018 年，中国建筑业全过程能耗比重呈现上升趋势，碳 排放比重呈现下降趋势，但距离当前世界平均水平仍有一定差距，能源消耗 与碳排放控制水平有待进一步提升。全球范围内建筑业的资源浪费与环境污染也是较为严重的问题。据美国精益 建筑协会研究，在美国通常人工的浪费占总人工费用的 10%-12%，材料浪 费占项目总成本的 10%，施工设计造成的浪费则占项目总成本的 6%-10%。 据前瞻产业研究院，全球与建筑有关的空气污染、光污染、电磁污染等占环 境总体污染的 34%；建筑垃圾则占人类活动产生垃圾总量的 40%。3. 建筑业安全事故频发建筑行业是对工人而言最危险的几个行业之
32、一。2019 年美国私营行业工人的 死亡中有 22%与建筑业有关。中国作为建筑业大国，行业内因工死伤人数始 终较高，到 2020 年上半年为止，建筑业死亡事故总量已连续 9 年排在工矿 商贸事故第一位。4. 建筑工程质量问题时有发生，工程质量仍有提升空间各种建筑是人类社会生活的空间载体，其质量与安全的重要性不言而喻。当 前城市化加速、基建浪潮下中国建筑施工行业始终保持巨大的市场规模与较 快的增长速度，但快速发展下以“豆腐渣工程”为代表的问题工程仍屡见不 鲜。近年来部分地区的工程相关质量抽检结果显示，工程质量整体在进步但 仍有提升空间。2.4 建筑业信息化水平较低现场施工、参与方分散的作业模式，
33、以及项目复杂度高、各环节对接难度大 的特点，使得建筑业的信息化进程一直落后于绝大多数主要行业。根据麦肯 锡的报告，建筑业在全球几十个行业中的信息化程度位列倒数第二，仅高于 农业与畜牧业。而在欧洲，建筑业更是直接成为所有主要行业大类中信息化、 数字化程度最低的行业。在中国范围内，建筑业的信息化程度同样是非常的低。麦肯锡的报告数字 时代的中国：打造具有全球竞争力的新经济指出，与欧洲一样，中国建筑 业的信息化水平位居国内所有行业的最后一名。而在横向比较上，中国建筑 业的信息化水平与国外发达国家也相差甚远。据中国建筑协会统计，我国建 筑信息化投入在建筑业总产值中仅占 0.08%，欧美发达国家则为 1%
34、；如果 以 BIM 技术应用的渗透率作为建筑业信息化水平的量化指标，可以看到中国 建筑业的信息化、数字化水平距离世界主要经济体仍有较大差距。2.5 建筑业信息化转型的驱动力建筑业的数字化、信息化转型是确定性极高的趋势，我们要确定的就是，哪 些力量推动了建筑业的数字化与信息化。从内外两个方面来讲，我们认为， 建筑业信息化的内在驱动力在于建筑企业自身精细化管理的需求，外在驱动 力则可以归为劳动力短缺与老龄化、信息技术与数字化技术的发展应用、行 业政策的催化三方面。2.5.1 建筑业自身业务精细化管理的转型需求从之前提到的建筑业特征与问题来看，我们可以发现建筑业整体是一个偏重 于粗放管理的行业，最直
35、接的体现就是建筑行业作业效率低、资源浪费多、 频繁的返工、超期超支严重，这一方面 Nemetscek 集团的一张概括图即已做了很好的整体描述。在当前，原有的粗放式运营已经不能满足经济、社会的需求，建筑业也必将 要从粗放式运营向精细化运营转型。精细化的运营要求企业做到专业化、系 统化、数据化和信息化，通过实时的数据采集、即时准确的沟通反应来实现 各运营层面、各业务条线的精细化，进而实现企业整体的精细化运营。因此， 建筑业的精细化运营转型离不开数字化、信息化手段的应用支撑。2.5.2 劳动力的短缺与老龄化劳动力的短缺、老龄化逼迫建筑企业尽可能用数字化手段代替人工作业。近 年来，我国经济发展进入新常
36、态，增长速度有所放缓，同时伴随着人口进入 低生育阶段，人口增速放缓，老龄化现象有所加剧，“人口红利”即将成为过 去式，适龄劳动力在近几年出现数量与占比的双下降。具体到建筑业上，建 筑业整体从业人员数量在 2015 年前后达到顶峰后即停止增长并出现下滑。 对于建筑业这种极其依赖人工现场作业的行业来说，适龄劳动力的减少是不 可逆转的大趋势，意味着建筑业未来将继续面临劳动力短缺的困难。因此， 以更多的数字化工具与手段来尽可能取代一些人工作业就成为了建筑业新的 发展方向，这也逼迫建筑企业提升自身的数字化运营管理水平。2.5.3 信息技术、数字化技术的发展与应用信息技术、数字化技术的发展与应用，不断为建
37、筑业提供数字化机遇。产业 迈入新发展阶段，往往伴随着新技术的突破或商业化落地。以建筑业自身为 例，个人 PC 的普及，直接带动了 CAD 软件从设计院、科研院所走向个人设 计师，成为 CAD 软件商业化的直接推动因素。根据中国建筑业 BIM 应用 分析报告（2020）编委会于 2020 年一项针对建筑企业主要领导、部门或业 务负责人的问卷调查显示，建筑企业普遍认为云计算、大数据、人工智能、 物联网等是未来会显著影响建筑业发展的技术。经过分析，我们挑选了八项已经（或将要）作用于建筑业信息化的技术，分 别是移动与 5G、云计算、物联网、BIM、GIS、数字孪生、虚拟现实（VR）、 机器人。从这些技
38、术的发展与应用，结合建筑业信息化的发展情况，我们或 许可以厘清一些关于建筑信息化的事实。通过对以上几项技术的重要事项梳理，我们可以发现，这些技术均在 2012 年前后有了重大的应用突破，而建筑施工领域的信息化正是在 2012 年开始 出现新的发展势头。1. 移动与 5G：打破施工现场与办公室的沟通壁垒4G 移动时代，移动端的可访问性大幅提升。1-3G 时代，数据的传输技 术限制了数据的传输速度与容量。这一阶段里，现场技术人员更多采取 通话、短信、邮件或拍摄清晰度一般的照片向设计管理人员反映问题， 很难一次性清楚完整反映问题所在与关键，易形成双方的误解。2010 年苹果推出 iPhone4，通过
39、智能手机正式打开了庞大的移动互联世界的 大门。2011 年韩国三大运营商开始全面部署 LTE-4G 网络，2013 年底 中国颁布首块 4G 运营牌照，自此全球全面进入 4G 时代。4G 的高传输速度、高传输带宽、高抗干扰技术，使得实时分享成为现 实，人们对高清图片、视频以至直播的移动数据使用需求猛增，全球移 动数据流量使用量也呈爆发式增长。可以说，智能手机与 4G 通信的普 及，提升了移动端的沟通效率，有效解决了建筑业人与人之间远程实时 交流的障碍。5G 的意义：人与物、物与物的万物互联。5G 高上行速率、低时延、高 可靠、海量连接、高能效、高安全等工业特性，使其拥有较强的传输确 定性，成为
40、面向各行业应用的工业级移动通信系统。5G 技术将伴随 AI、 云计算、大数据、区块链等高精新技术协同发展，实现万物感知、万物 互联、万物智能，推动全产业链创新融合发展，引领一场新的革命，给 各行各业带来全新的发展机遇。2018 年 11 月，美国率先发放 5G 牌照； 2019 年 4 月，韩国、瑞士正式宣布 5G 可用于商用；2019 年 6 月，我 国工信部正式发放 5G 牌照，中国也正式进入 5G 时代。5G 之于建筑业：推进建筑业数字化、智能化、自动化。1）将 5G 技术 与物联网技术深度融合，可以实现人与物的智能化识别、定位、跟踪、 监控和管理，实现施工各流程、各环节数据的收集，并利
41、用互联网的海 量数据进行项目精细化、标准化管理。2）5G 技术低延时、高带宽、稳 定性的特点可以很好的保证项目现场与BIM模型实时交互的数字孪生场 景的更好实现。3）5G 网络环境将实现工程项目的多方协同，包括要素 协同、数据协同、云边端的技术协同等。目前，在智慧监控、高频扫描、数据实时传输与处理、无线传感四类场 景上，5G 已经得到了商业化落地应用，有效帮助了建筑业生产作业的 精细化管理。2. 云计算：多方协同的有效实现建筑业的特性决定了其协同难度远高于其他行业。建筑业本身的高度分散、 以及各环节的高度专业化，加之一个项目本身的规模体量就很大，导致项目 实施中一件小小的事项改动可能都需要走非
42、常繁琐的流程，且很难快速走完。云计算的快速发展，为异地团队协作办公提供了良好的解决方案。1999 年 SaaS 服务商 Salesforce 和 IaaS 服务商 LoudCloud 成立，2006 年起，谷歌、 亚马逊、微软先后发布自家的云服务平台/产品，到 2008 年时，云计算的三 种服务形式（IaaS、PaaS、SaaS）均已出现，云计算市场基本形成。云计 算通过网络将分散的 ICT 资源集中起来形成共享的资源池，利用基于云的部 署，用户可将工程中的各条专业业务线统一接入到一个云管理平台，不同业 务线上的员工可同时对同一文件作出编辑、对流程进行协同决策，确保业务 对所有参与方实时更新且
43、全程透明。这方面的建筑业典型产品有 Autodesk 的云协同平台 Autodesk Docs。3. 物联网：实现建筑上的万物互联物联网技术利用各种类型传感器、射频识别（RFID）和二维码等设备和技术， 让互联网和物体之间通过网络相连，继而获取整个现实世界的信息，最终实 现人与物、物与物之间的信息交流。物联网这一设想最早出自比尔盖茨 1995 年出版的未来之路，21 世纪初期物联网开始引起世人关注，不过直到 2009 年，物联网才开始被多个国家纳入战略发展高度。2013 年谷歌眼镜（Google Glass）的发布是物联网和可穿戴技术的一个革命性进步，标志着物联网终 端的商业化正式落地。随着
44、2018 年 6 月 3GPP 批准 5G 独立组网功能冻结， 物联网的产业化基础得以建立。传感器帮助用户高效收集建筑相关数据以辅助决策。对于建筑业，如何实时 收集建筑内外各处的数据一直是个挑战，基于物联网技术的传感器为此提供 了很好的解决方案。建筑业常用的物联网传感器包括针对物料、设备、环境 的采集传感器，针对现场人员的可穿戴设备和出勤记录闸机，以及智能手机 等智能移动终端。功能强大的传感器将现场数据收集起来并统一汇总于云端 平台，经可视化后为管理决策者实时呈现施工进度与现状，便于其分析施工 进展，针对情况进行统筹计划与作业调整。5G+云+物联网初步建立完整的工地数字化管理解决方案。在建筑项
45、目中， 5G 提供强大的数据 传输能力支撑，云计算提供集中统一平台以实现高效的 多方协作，多样的物联网设备则可以实现建筑工地数据的高频全采集，三者 结合在一起，已经可以初步提供涵盖了人、物料、设备且完整高效的工地数 字化管理解决方案。4. BIM 技术：建筑全生命周期的集中管理BIM（Building Information Model）技术是利用信息技术通过数字化处理后， 将工程/设备的各式信息以 3D 的形式呈现与传输，用于协助或解决工程不同 生命周期阶段各种工作的一种先进技术。BIM 技术可打通项目设计、项目招 标、项目施工及项目运维四个环节的信息壁垒，使建筑在其生命周期内持续 积累数据
46、信息，通过各环节、各专业软件共享信息提高建筑行业的生产经营 效率。BIM 应用起源于国外，20 世纪末，芬兰、挪威、新加坡等国家即已大力推广 BIM 技术，美国、英国、日本、韩国等发达国家也逐步实现了 BIM 的应用推 广。21 世纪初，BIM 概念进入中国，其技术首先在水立方和上海世博会中国 馆上得到应用。2010 年以后，中国开始在国家层面向全国推广 BIM 技术的 应用。2011 年，住建部发布了2011-2015 年建筑业信息化发展纲要，开 始强调“十二五”期间要加快 BIM 的推广应用。不过相较国外市场而言，国 内目前 BIM 应用水平距离国外还是有较大差距。5D 是 BIM 的未来
47、发展方向。下一代 BIM 5D 是任何项目物理和功能特征的 五维表示，除了标准的 3D 空间设计参数外，它将项目的成本和进度也纳入 考虑，形成五维立体考虑。5D BIM 平台允许业主和承包商识别、分析和记 录特定变更对项目成本和进度的影响，其视觉和直观性质使承包商有更好的 机会及早识别风险，从而做出更好的决策。5. GIS：以三维视角整合空间信息数据地理信息系统（Geographic Information System，GIS）是在计算机硬、软 件系统支持下，对整个或部分地球表层、空中和地下空间中的有关地理分布 数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。GIS 为 一切事物
48、都添加了地理标签，提供了与现实世界更加深刻的联系。GIS 随着人类社会的发展而发展。20 世纪 70、80 年代开始，随着计算机图 形工作站的研制和个人 PC 的开始普及，以 ArcGIS 为代表的一系列高性能 GIS 软件纷纷面世，极大地提升了 GIS 的工作效率。但当前 GIS 的真正商业 化普及还是取决于高精度遥感技术的普及，而这又取决于遥感卫星、特别是 可用于民用商业化的遥感卫星数量的增加。2015 年全球民用（包括军民复用 等方式）遥感卫星发射数量明显增长，而到了 2017 年，全球遥感卫星与民 用（包括军民复用等方式）遥感卫星的发射数量同时迎来爆发式增长。遥感 卫星是 GIS 的“基建”，遥感卫星数量的增加将为 GIS 的应用铺开长路。对于建筑业而言，建筑项目的选址、设计、施工方案的确定都需要与地理环 境信息紧密结合，随着 3D 建模的发展，更高精度、更全面、可提供三维空 间信息的 GIS 系统将会在建筑乃至城市建设的规划、选址中发挥更大的作用。6. 数字孪生：打通物理与数字数字孪生是一个充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，集成多 学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，在虚拟空间中完成映射，从 而反映相对应的实体装备的全生命周期过程。简单来说，数字孪生就是在一 个设备或系统的基础上，创造一个数字版的“克隆体”，创造出来的