我国建筑业数字化转型：内涵、参与主体和政策工具

陈 珂， 杜 鹏， 方伟立， 高梁斐

(1.华中科技大学 土木与水利工程学院，湖北 武汉 430074；2.新加坡国立大学 设计与环境学院，新加坡 117542)

近年来，以物联网、大数据、云计算、人工智能为代表的新一代信息技术正在不断培育新的产品形态和服务方式，从业务流程、商业模式、生态系统等多个方面冲击各行业的运行模式，通过发挥数据作为新生产要素的价值创造作用，实现存量增加和增量拓展。在此背景下，建筑业作为典型数字化程度较低的行业正面临数字化转型的要求[1]。相比制造、服务等行业，建筑业长期面临着经济增长方式落后、行业整体效益低下、资源能源消耗较高、科技含量偏低等问题[2]，但仍未形成完善的数字化转型概念，对行业数字化转型特点和参与主体尚未形成清晰的认识，因而转型进程相对缓慢。

本文分析了建筑业数字化转型的内涵，厘清了建筑业数字化转型过程中的参与主体及各主体之间的互动关系。最后，基于政策工具视角，分析了当前建筑业数字化转型的政策环境，并为构建能促进主体互动的制度保障提出建议。

1 建筑业数字化转型的内涵

1.1 何为数字化转型

在我国经济进入新常态的大背景下，经济增长的速度、结构和动力都发生了变化。行业转型作为一个创新过程，意味着通过新的技术或管理手段改变行业原有的生产关系或生产要素，从而创造更高的生产力，以达到促进行业发展的目的。企业转型则指通过转变增长方式、推动产品升级，实现技术程度和附加值由低到高的转变过程[3]。行业是企业的宏观集合，企业是行业的微观个体。因此，企业的转型和行业的转型相互影响、相辅相成。

数字化转型是一个系统性的过程，转型内容和方式具有多样性。国际数据公司(International Data Corporation，IDC)将数字化转型定义为云、移动、大数据和社交等第三平台技术的应用，再结合组织架构、运营理念和商业模式创新，以创造新的运营方式和不断增长的业务[4]。国内外学者也从不同角度对数字化转型的概念进行了阐述。吕铁[5]认为传统产业的数字化转型即利用信息技术对产业进行全方位改造。Bughin等[6]认为数字化转型是通过集成先进的信息技术提升现有的商业模式。Vial[7]将数字化转型描述为组织通过使用信息技术改变其价值创造路径来响应环境变化的过程，在这个过程中，组织需要从结构、流程和文化等方面应对数字化转型带来的挑战，培养具备产生价值创造新路径的能力。Verhoef等[8]将数字化转型定义为，通过数字化技术开发新的商业模式，从而为公司创造新的价值。

通过上述数字化转型的描述，可以看出数字化转型的本质是利用新一代信息技术推动行业或企业原有组织架构、业务流程、商业模式等方面的变革，从而提升新环境下行业或企业的管理和服务能力，进而形成新的价值创造路径。对企业而言，数字化转型来源于组织外部和内部的双重需求。如图1所示，外部需求主要来源于信息技术的发展导致市场形态发生变化，客户的个性化需求对企业提出了更高的期望，传统的产品和服务在新兴市场中可能失去原有的竞争力；内部发展指随着企业运作的项目或提供的服务日趋多样化，企业的管理能力、运营方式、盈利水平也需要不断提高，如果企业反应速度慢于市场变化速度，企业的生存将面临威胁[9]。

图1 数字化转型的双重需求

1.2 建筑业数字化转型的概念和特征

目前，国外对于建筑业数字化转型的研究相对较多。例如，Papadonikolaki等[10]研究表明建筑业产品和需求的临时性和可变性使技术创新速度缓慢，而随着BIM(Building Information Modeling)、物联网等技术的不断发展，数字化转型正在从专业、项目、组织和行业等层面改变建筑业。Ernstsen等[11]通过对英国相关行业专家的访谈分析，提出了建筑业数字化转型的三种愿景，包括效率更高的建设方式、数据驱动的建设环境和价值驱动的计算设计。国内在数字建造方面开展大量研究，但针对建筑业数字化转型的研究仍较少。丁烈云院士[12]从技术创新、集成管理、产品服务等方面探讨了计算设计、数字加工、虚拟设计与施工、智能建造等概念的发展过程及其核心内涵，从现代信息技术和现代工程建造技术深度融合的角度提出了数字建造的概念，即在新一轮科技革命大背景下，信息技术与工程建造系统融合形成的工程建造创新发展模式。虽然数字建造同建筑业数字化转型之间关系密切，但是从全行业的角度来看，数字建造偏重于建筑生产过程，而建筑业数字化转型则侧重于行业生产力、生产要素和生产关系的变革。

结合国内外研究现状，本文认为建筑业数字化转型是以数据为关键生产要素，推动建筑业完成全要素、全参与方、全生命周期的数字化变革，从而提升建筑业生产力水平，引导建筑业向高质量、可持续的方向发展。建筑业数字化转型的三个主要特征如下：

(1)信息技术的应用

随着建筑领域信息技术设施的逐步发展和数据治理体系的逐步完善，无处不在的传感装置和传输网络将推动建筑业从构件单体到建筑整体、从设计到运维的全面感知和互联，从而促进建筑质量和成本控制的优化、安全及风险管理的升级。BIM、物联网、大数据、人工智能等技术正逐步渗透到工程项目的设计、施工、运维过程，一方面将提高项目的生产能力和管理水平，另一方面会形成丰富的数据资源池，推动决策方式从传统的经验驱动向数据驱动转变。

(2)产品形态的变化

数字化转型将推动建筑业的产品形态发生改变，产品形态变化体现在从实物产品到“实物+数字”产品的转变。传统的建筑业以实物交付为主，而在数字化时代，基于BIM的数字化交付有利于推动建筑产业链之间的一体化协同过程。另外，传统的建筑业由于其基于项目的固有属性，项目交付或竣工即意味着业务的结束，因而服务方式是单一的、服务模式是一次性的。随着建筑业的数字化转型，产业链的一体化协同将为行业的多元化服务带来更多可能。

(3)价值网络的丰富

在万物互联的时代，数据的积累会形成丰富的数字资产，进而催生新的价值增量空间[13]。对于建筑业而言，数字资产作为新的生产要素，具有无形资产属性、可以长期重复使用的价值、具有资产保值增值功能等特征，能够在新的价值网络中自由流动，从而在数据闭环中实现资源的优化配置，将成为未来建筑业的核心竞争力之一。

2 建筑业数字化转型参与主体

基于上述对建筑业数字化转型概念和特征的分析，本文根据大学、产业和政府三重螺旋模型理论[14]，并结合我国建筑业数字化转型的实际环境，将建筑业数字化转型的参与主体分成政府、建筑企业、高校和科研机构、数字化解决方案供应商四个方面进行讨论。如图2所示，不同的主体由于位置、责任、资源的不同，会以不同的方式影响数字化转型过程，而主体间的互动将带动资金、人才、技术、信息等资源要素的流动, 为建筑业数字化转型提供源源不断的动力。

图2 建筑业数字化转型的主体互动

2.1 政府

行业转型需要持续协调的创新传播战略，让所有利益相关方参与进来。在这个过程中，政府是制定发展目标、协调行业发展不可或缺的角色。政府作为具有规则制定能力的主体，具有改变市场环境、协调各方资源、引导资金流向的作用[15]。在当前建筑业整体处于数字化低位运行的情况下，政府对于加快建筑业技术创新、推动行业实现转型具有重要作用。(1)通过合理的行政规章和政策制定，为企业的生产活动和大学的科研活动创造良好的环境；(2)通过必要的科技投入、产业扶持、产权保护、人才培养等手段，引导企业和大学等科研机构开展合作，推动建筑业的产品和技术创新，促进科研成果转化；(3)通过创新建筑行业监管和服务模式、发挥项目应用引领示范、扩大国内外交流合作等方式，不断提升建筑业数字化水平的发展需求，从而拉动建筑业的转型升级。类比“新基建”发展方式，政府需要加强对建筑业数字化转型过程中规划、设计、建设、运维的全环节治理水平，加强政策配套保障，增强对于社会资本的投资动员能力，激发建筑企业的创新积极性，分阶段、分层次、分目标地推动建筑业的数字化转型进程。

2.2 建筑企业

建筑企业泛指一切以盈利为目的、从事建筑业直接相关生产经营活动的法人组织，包括设计规划、施工生产、运维管理相关单位。研究表明，建筑企业是建筑行业技术创新的主要推动者，以承包商为代表的大型建筑企业是技术创新的重要来源和采用者[16]。建筑业数字化转型本质上来源于行业和企业的发展需求，企业作为实现宏观经济目标向微观个体渗透的重要载体，是数字化转型的需求终端和实施终端。信息技术作为一种技术工具，本身并不具备生产能力，只有与建筑企业的商业模式和业务流程相结合，才能创造出新的价值。一方面，随着现代建设规模的不断扩大和建筑产品的日益复杂，传统的设计施工方式已经无法满足新型建筑生产体系的要求，建筑企业有必要对自身的工艺技术、工作流程进行升级；另一方面，在劳动力短缺和可持续建设高要求的压力下，技术创新已成为现代建筑业发展的关键[17]。对于大型建筑企业，特别是国有建筑企业而言，必须承担起建筑行业转型升级的龙头责任，通过增大创新投入力度、改进运营管理方式、优化价值创造途径，推动企业进行产品创新和工艺创新。大型建筑企业自身转型的同时，也能间接带动中小型企业的转型，从而推动整个行业的数字化转型进程[18]。

2.3 高校和科研机构

建筑业数字化转型离不开数字化人才的供给。随着数字建造理论的逐步完善与智能建造技术的日益发展，建筑业对于既掌握信息技术又懂工程理论的数字化人才需求量庞大。而当前形势下，数字化人才短缺是制约数字化转型的主要因素之一。因此，有必要加快数字化人才的培养。高校和相关科研机构既是基础研究的承担者，也是数字化人才的培养基地[19]。例如，开设于2019年的智能建造专业，就是为了培养适应建筑业未来发展需要的创新型人才[2]。除了发挥高校和科研机构在数字化人才培养中的主动性作用，还应该发挥行业协会的中介作用，创新人才培养模式，通过多种途径有效提高从业人员的数字化能力和水平，从而为建筑业转型输送更多数字化人才[20]。

2.4 数字化解决方案供应商

以提供数字化软硬件和咨询服务为主的数字化解决方案供应商也是推动建筑业数字化转型的重要角色之一。精细化管理已经成为建筑企业的实际需求，带动了数字化解决方案供应商的业务发展速度。诸多信息技术的应用在工程项目中产生了切实的收益，建筑业数字化解决方案已经日趋多样化和成熟化。相关解决方案供应商在激烈的市场竞争环境促进下，立足数字化商业模式，通过数字化软硬件产品和服务开发，为建筑企业提供技术支持和管理咨询服务，加速了建筑业的数字化进程。

2.5 建筑业数字化转型参与主体的SWOT分析

本文采用SWOT(Strengths Weaknesses Opportunities Threats)法对政府、建筑企业、高校和科研机构、数字化解决方案供应商在当前行业整体数字化转型过程中的主要内部优势、劣势和外部机会、威胁进行分析(表1)。各个主体需要形成良性互动，从而整合各自的优势、弥补彼此的劣势、把握行业发展机会、降低转型过程中的风险，为建筑业数字化转型奠定良好的发展基础。

表1 建筑业数字化转型参与主体的SWOT分析

3 建筑业数字化转型政策工具分析

从上述对建筑业数字化转型主体的分析可以看出，政府通过发布相关政策发挥规划、引领和指导作用，为促进其他主体互动、实现行业转型提供制度保障。随着政策数量日益积累、涵盖面积逐步扩大，有必要引入政策工具理论，对建筑业数字化转型相关政策进行结构化分析。本文通过建立建筑业数字化转型政策分析框架对国务院及其组成部门的相关政策文本进行拆分研究，从不同层面研究相关政策对于推动建筑业转型升级所产生的作用。

3.1 政策工具分析框架

政策工具是政府为实现政策目标而采取的措施和手段[22]。本文结合建筑业数字化转型的特点，采用1985年Rothwell提出的政策工具理论，将政策工具划分为供给型、环境型和需求型政策工具[23]。其中，供给型政策工具表现为政策对建筑业数字化转型的推动力，主要通过提供资源支持和有利条件等方式来实现，包括技术支持、资金投入、人才培养、信息服务、科技基础设施建设等；环境型政策工具表现为政策对建筑业数字化转型的影响力，主要通过创造良好的发展环境实现间接支持，包括目标规划、法律规范、税收优惠、产权保护等；需求型政策工具表现为政府对建筑业数字化转型的拉动力，主要通过设立示范项目、刺激行业需求等方式实现，包括公共采购、科技项目、应用示范、贸易政策、海外交流等方面[24]。各类政策工具的具体含义如表2所示。

表2 建筑业数字化转型政策工具的分类及含义

3.2 政策文本选取规则

本文选取的政策以《关于推进建筑信息模型应用的指导意见》发布以来(2015年)的建筑业数字化转型相关政策为主。为了保证被选取的政策文本具有代表性，在选取过程中统一按照以下规则进行：(1)本文仅研究国家层面的政策，即相关政策来源于国务院及其组成部门，各省市地方层面发布的相关政策则不计入内；(2)政策主题和建筑业数字化转型密切相关，包括和建筑业数字化、信息化直接相关的政策以及和建筑业数字化发展不可或缺的技术(如BIM、物联网、大数据、人工智能等)直接相关的政策；(3)政策类型为通知、办法、意见、规划、纲要等，其他类型诸如工作报告、函、答复、讲话、行业标准等不计入内。

3.3 政策文本内容编码

经过仔细筛选，本文最终梳理了2015年6月至2021年3月发布的有效政策样本23份。针对筛选出的政策样本，本文采取“政策-章节-细则”的规则进行三级编码，政策样本编码示例如表3所示。

表3 政策样本分析编码示例

编码完成后，根据前文章节构建的建筑业数字化转型政策分析框架，选取和数字化转型高度相关的政策条目，并按照三大类具体的政策工具进行归类。在实际归类过程中，不排除一条政策细则可能同时对应多类政策工具的现象，因此本文允许出现重复编码，并对重复出现的编码加“*”标记。为了保证研究结果的可靠性，尽可能减少政策条目归类过程中的主观偏见和随机误差，本文由三位作者进行同步独立编码，并根据分类结果对不同意见开展进一步讨论，按照少数服从多数的原则，最终结论如表4所示。

表4 建筑业数字化转型相关政策工具分类结果

3.4 政策工具量化分析

根据三类政策工具的细分结果可以发现，从整体数量上看，我国建筑业数字化转型的供给型政策工具、环境型政策工具、需求型政策工具呈依次递减的情况，占比分别为43%，35%，22%。在供给型政策工具中，信息服务、技术支持和人才培养政策工具的占比较高，分别为29%，28%，25%，而资金投入和科技基础设施建设相关的政策工具则较少，两者均仅只有9%。在环境型政策工具中，目标规划政策工具占比最大，占比达69%，其次为法规规范占比20%，而金融支持、税收优惠以及产权保护占比极少，三者比重均在5%以下，其中产权保护占比仅为2%。在需求型政策工具中，应用示范政策工具使用最为频繁，占比达76%，其他政策工具占比均较少，其中海外交流占12%，公共采购和科技项目均占6%，贸易政策则暂未提及。

从宏观层面看，上述结果反映了现阶段我国政府主要以供给型政策工具为主、环境型和需求型政策工具为辅来影响和推动建筑业数字化转型。而我国现行制造业数字化转型政策主要以环境型政策工具为主[25]，这反映了我国建筑业更强调供给型政策的推动效应。从微观层面看，与建筑业数字化转型关系密切的资金投入和科技基础设施建设等政策相对较少，数字化时代保障企业核心利益的产权保护政策以及拉动市场内需具有直接作用的公共采购政策均相对不足。未来可综合衡量建筑业数字化转型的长、中、短期特点和需求，加大不同政策工具组合使用的力度。

4 结论与建议

针对当前我国建筑业面临的数字化转型问题，本文分析了建筑业数字化转型的内涵及三大特点，即信息技术的应用、产品形态的变化和价值网络的丰富。另外，结合SWOT法对建筑业数字化转型所涉及的政府、建筑企业、高校和科研机构、数字化解决方案供应商等四个主体进行了分析。进一步，本文建立了政策工具分析框架，对我国建筑业数字化转型相关政策进行了梳理。结果表明，三类政策工具使用情况总体较为均衡，但尚未构建多层次、协同化、立体式的政策体系，存在部分政策工具的重要性体现不足，部分政策工具存在使用“过溢”的情况，而少数政策工具例如产权保护、贸易政策等则过于偏低等情况。

本文建议，应把握政府、建筑企业、高校和科研机构、数字化解决方案供应商在推动建筑业数字化转型发展过程中的不同特点，打造良性的“政产学研”互动，推动资金、人才、技术、信息等资源要素的流动循环，为建筑业数字化发展注入活力。同时，我国在建筑业数字化转型政策的制定过程中应该综合考虑各种政策工具的布局以及建筑产业链的价值分布，强化建筑业数字化转型政策的顶层设计，为建筑业数字化转型构建良好的发展环境，系统发挥供给型、环境型、需求型政策工具的耦合作用，从而为推动我国从建筑大国迈向建筑强国提供积极有利的支撑。