智能建造产业的核心企业供应链组织结构解析
1 引 言
当前,在新发展理念之下,我国建筑业迫切需要工业化与信息化相融合的智能建造来改变密集型劳动作业、分散型组织管理的工程建造模式,换而言之,智能建造产业建设是我国建筑业发展的关键。2020年7月,住建部等13部门联合印发了《关于推动智能建造与建筑工业化协同发展的指导意见》(简称《意见》,下同)明确提出发展智能建造,加大智能建造在工程建设各环节的应用,形成涵盖科研、设计、生产加工、施工装配、运营等全产业链融合一体的智能建造产业体系。《意见》中突出强调了智能建造全产业链的融合,以产业链的完善推动智能建造产业体系的发展。企业是产业构成的基本单元,供应链是产业链的重要组成部分,只有从智能建造特点出发重构核心企业供应链组织模式,才能更好地推动智能建造产业的建设发展。
建筑业多采用设计、施工、运营等各个环节分离的模式,供应链上各个企业相对独立分散,业务流程相互分隔使主体间无法有效沟通,难以实现产业协同均衡发展。而智能建造强调全产业链一体化的融合,沿用传统建筑业的企业组织模式,明显不能契合智能建造的发展需求。智能建造与智能制造在发展模式上有相似之处,制造业采用组织集成模式打造全产业融合,使组织体发生质的突变,整体效益得到极大提高。因此,如何基于组织集成来研究智能建造产业供应链的核心企业组成,如何进行产业一体化融合是构建核心企业供应链组织集成模式的关键问题。
本文从智能建造产业出发,对智能建造及相关概念进行界定,梳理出智能建造关键子产业,根据子产业上下游企业供应关系及企业供需关系,构建核心企业供应链框架,分析供应链组织元素,提出核心企业供应链组织集成模式,以完善智能建造产业体系。
2 智能建造产业的供应链框架分析
2.1 智能建造概念及特征
学术界对于智能建造尚未有统一的定义,本课题组前期的研究提出智能建造是在信息化、工业化高度融合的基础上,利用新技术对建造过程赋能,推动工程建造活动的生产要素、生产力和生产关系升级,促进建筑数据充分流动,整合决策、设计、生产、施工、运维整个产业链,实现全产业链条的信息集成和业务协同、建设过程能效提升、资源价值最大化的新型生产方式。
目前,智能建造通过技术赋能、数据驱动产业链条的建设,在各个阶段以设计标准化、生产工厂化、施工装配化、装修一体化、运维智能化、管理信息化为典型特征,这是其区别于传统建造方式的根本体现,根据六个典型特征筛选出四个子产业,即:集成化设计子产业、装配式建造子产业、智能家居/物业子产业、建筑互联网子产业,作为智能建造发展的核心子产业,如图1中所示。
2.2 智能建造供应链的框架
供应链是多个有供需关系的企业组成的一条服务链条,它从微观层面考察了企业之间的相互关联。智能建造供应链是各子产业上围绕着核心企业而建立供需链条,包括了组成供应链条的各个元素,以及元素在运行机制下组成的网链结构,以整体效益最大化为管理目标,建立企业之间的合作机制和信息共享体系。产业链相对而言范围更大,是指有供需关系的子产业组成的一个逻辑的供需链。智能建造产业链以智能建造子产业为对象,以子产业上下游相关企业为载体,由各个子产业上中下游企业间的供需关系组成的企业供应链之间相互影响相互依存形成的动态增值链。供应链内部的完善和供应链之间的整合是整个产业体系构建的基础。
纵向上,集成化设计、装配式建造、智能家居/物业和建筑互联网子产业都有自己的核心企业,核心企业及上下游供需企业构成了子产业供应链;横向上,子产业位于建设不同阶段,构成了产业的上中下游,同时建筑互联网子产业提供数据技术支撑,依靠数据在企业内部、企业之间、产业之间的充分流动,构成智能建造供应链集成。
首先,各企业通过信息技术实现智能化升级,将企业内部信息数据化、资源化;其次,数据在企业间高效传递,拉长企业服务链、扩大信息交流范围,实现整个子产业的集成化;最后,建立全生命周期集成平台,实现各子产业上中下游信息的正向传递与逆向反馈,形成一个能共同发挥彼此资源优势、扩大优势范围的集成整体。智能建造供应链框架如图2所示。
3 智能建造核心企业供应链组织元素分析
从子产业供应链入手,根据子产业特征进行组织元素分析。
3.1 集成化设计的企业供应链元素
集成化设计企业供应链以BIM技术的应用为核心,围绕BIM设计企业及上下游相关企业构成。其建设重点在于集成,一是设计专业集成,统筹建筑结构、机电设备、部品部件、装配施工和装饰装修设计等一体化,在BIM模型中承载所有的专业设计信息;二是数据集成,建立建筑信息的综合数据库,支持建筑全生命周期的信息共享和集成管理。三是服务集成,不仅在设计阶段提供专业服务,更多参与到前期的咨询策划工作,从项目咨询、可研、勘察、设计到建造阶段提供全产业链集成化数据信息服务,从源头打通数据壁垒。
供应链上游包括设计软件和智能设计云平台供应商;中游以集成设计服务企业为主,提供建筑、结构、管线、可视化设计等服务,同时也参与到前期的咨询工作与实施阶段的数据、信息管理服务等,包括建筑智能设计咨询单位、BIM设计企业等,是实现整个集成组织的前期保障;下游是面向设计的应用类企业,包括一些施工单位(含总包、装配式企业)和建设单位,这些企业也位于下一个子产业的供应链上,有效地衔接子产业间的供应链。
3.2 装配式建造的企业供应链元素
装配式建造企业供应链以构件生产与安装为核心,涉及原材料到最终建筑产品整个过程中的相关企业。其以工厂化、机械化作业为特点,建筑的部分或全部构件在预制工厂生产,然后运输到施工现场组装,并在各个环节中推进工艺流程数字化和建筑机器化,改变传统施工方式,实现生产施工的智能高效。同时,装配式建造相关企业也参与到数据集成中,完善建筑数据库,补充施工信息,是连接设计与运营的桥梁。
供应链上游是建筑材料设备供应商,包括新型建筑材料和机械设备;中游是装配式工厂,包括预制构件及装修部件供应商,在工厂中通过标准化、机械化方式加工生产预制的部品部件,还为施工单位提供装配式技术咨询服务,推动装配式建造的使用;下游是装配式施工单位,包括装配式主体和内装两个板块,实现整个建筑产品标准化、模块化构件组装。同时,施工提前介入决策设计阶段,调整设计与施工这两个关键的工艺过程的关系,使其更加连续,形成设计施工一体化的组织模式,基于施工工艺的可行性进行工程设计,按照设计的思路指导施工,是实现供应链组织集成的基础。
3.3 智能家居/物业的企业供应链元素
智能家居/物业企业供应链以智能化家居设备的应用为核心,由系统设备的研发到应用再到物业服务这个过程中的相关企业构成。智能化主要体现在对建筑数据的精准感知、实时传递、动态分析、快速响应上,利用大数据、物联网等先进信息技术,对保安、消防、环境、生活等许多方面进行监控、分析与反馈,为用户提供信息便利和环境良好、具有高度综合管理功能的社区生活。该阶段主要面向智能建造使用者,在使用中完善建筑数据信息,并将运营信息向前端反馈,在决策设计阶段充分考虑消费者需求,增强整个系统的适应性。
供应链上游是硬件供应厂商,包括传感器、智能算法等,以芯片制造为核心,为智能设备提供硬件支持;中游以智能设备集成服务商为主,包括了智慧运维设备供应商、智能家居产品供应商及集成系统服务商等等,智能设备的布设是实现智能化运维的基础;下游主要是面向消费者的一个服务型企业,包括一些专业物业和地产物业管理企业,这些企业主要是服务型企业,不仅要实现产业内部各企业之间的信息共享、集成服务,更要融合上游产业信息,才能实现运营的智慧化。
3.4 建筑互联网的企业供应链元素
建筑互联网企业供应链支撑整个智能建造产业的信息化,包括技术到软件再到集成管理应用相关企业。信息化是互联网企业主要特征,数据信息是企业的核心,通过研发信息化产品,提供信息集成服务,将建筑业特点与信息技术的深度融合,不仅实现企业自身精细管理、服务升级,提高企业生产运营效率,而且实现整个建筑行业数据有效传递,进而提升建筑行业整体建造水平,形成互联互通的企业供应链组织集成模式。
供应链上游是信息技术供应商,包括云计算、物联网、人工智能等底层基础技术,技术的研发是实现行业信息化应用的基础;中游是信息管理软件开发企业,依托于上游的基础技术进行智慧建造相关软件平台开发,包括企业信息管理的软件和大数据应用软件,服务于企业自身的建筑数据信息管控;下游是关于信息化智能应用类企业,包括智能应用供应商和信息化集成企业,为智能建造全生命周期提供集成信息服务。如智慧工地、智慧物业供应商等,提供一整套智慧化系统,以数据驱动各阶段组织管理,不仅服务于本企业信息集成化生产管理,更协调产业链上其他企业,实现产业链上的各企业信息共享、数据共通、系统共建。
综上,智能建造供应链是一个有机整体,按照各个子产业不同建设阶段及上中下游供需关系可对元素进行分类,如图3所示。对于各子产业链,其核心企业也有所不同,具体见图3。
4 企业供应链组织集成模式
智能建造产业的核心企业供应链组织集成分为三个方面,分别是企业内部、供应链上的企业之间和子产业间的组织集成。
4.1 企业内部组织集成
企业内部组织集成指的是企业在信息技术支持下,开发集成产品,进行集成服务为主,提高企业集成度。智能建造子产业上的各个核心企业的内部组织是集成的,包括数据集成、产品集成和服务集成。数据集成是企业内部和企业之间集成的基础,依靠建筑互联网企业建立行业数据库,实现企业自身数据的实时更新反馈,通过数据驱动管理的集成化;开发集成产品主要有集成化设计产品、集成化管理系统等,如在设计阶段,打造以BIM为核心的设计集成化软件,其中包括各专业设计集成与各阶段信息集成;进行集成服务使各企业的服务链拉长,从全生命周期入手,发挥企业的最大价值,如总承包单位将自己的服务链延伸至设计乃至决策,提早参与到项目中,减少施工中设计、信息交流问题。
4.2 企业之间组织集成
供应链组织集成的一个重要的核心内容是关于企业之间的战略性合作问题,协调企业之间的共享资源,与供应商之间建立协作供应机制。数据是企业之间集成的基础,企业之间信息共享,建立良好的伙伴关系,采取订单模式,快速捕捉市场信息和在整个供应链范围内进行反馈,使企业间的运作达到同步化和获得一致性。因此,对于企业之间的集成而言,需要满足以下条件:
首先,信息共享是供应链中企业之间集成的前提,快捷地获得合作企业的需求信息,能够使本企业主动采取措施提供优质服务,必然使合作方的满意度大为提高,从而建立起相互的信任关系。其次,核心企业选择少而精的几个供应商并与之建立良好的合作关系,有利于供应链的稳定和建立快速的市场反应机制,例如:BIM设计单位可与施工企业建立长期合作关系,以保证设计施工的信任协作;而业主也可选择物业企业作为长期合作对象,保证服务质量的同时可降低成本,实现双赢。最后,采用并行工程的订单模式,在装配式构件生产和安装中建立互信机制,建立标准化产品库,施工企业根据需要向构件工厂下达订单,构件工厂按时按需供货,保证工程顺利进行。
4.3 子产业之间组织集成
产业供应链的集成是智能建造各个阶段的集成,在企业内部与企业之间集成基础上,实现建设各阶段的数据实时更新、信息共享共建。其中,建筑互联网是支撑整个产业集成的基底,依靠数据信息在各个阶段的双向闭环传递打通各个阶段的壁垒。
决策阶段运用信息化手段整合各参与方,使其提前介入项目策划,是后续阶段协同合作的前提。如设计、施工方一起参与到决策中,保证项目的可实施性,减少变更;再如,运营方以顾问的角色介入,站在顾客角度建造出更加满足客户需求的产品。实施阶段是连接设计和运营的桥梁,充分运用建筑大数据平台,各参与方不断进行建设数据更新共享,减少各种冲突以及协调工作量。运维阶段是项目最终使用的阶段,要大量依靠前期数据资料,并产生大量用户信息。运维数据反馈到决策、施工中,指导下一个工程建设,建立数据知识的迭代更新机制;同时设计、施工企业更加了解建筑结构,共同参与设施管理,为项目的运行增值。智能建造各个子产业都有着自己的核心企业供应链,以网络数据建设为基础,以设计施工运营一体化为前提,实现集成系统中企业业务流程动态调整、信息高效传递、运行体系有效运转。
5 结论与展望
智能建造是我国建筑业转型的必然方向,也是我国未来一段时间建筑业工作的重点,智能建造企业供应链重构对产业体系建立起着重要作用。本文从供应链视角出发,进行了智能建造产业核心企业供应链组织元素分析,构建了组织集成框架,并给出了我国智能建造发展的新要求。
(1)跨行业优势融合
专业化分工的企业和企业之间的协作网络逐渐取代功能型企业,技术、经济合作不仅在企业之间开展,而且已扩展到了整个社会范围。智能建造产业链中每个企业都有自身优势,企业间取长补短、合作发展,共同提供优质服务是现在建筑业发展的趋势。比如万科积极与互联网巨头、网络电商、电子创新公司合作,开展数据识别,安装产品、适配APP等智慧物业的探索。
(2)总承包集成引领
工程总承包是整个建筑业大的发展趋势,在智能建造的发展下,将工程总承包企业作为整个产业链上的龙头企业,引领整个产业组织集成。总包企业不断拓展自身业务,拉长自身服务链,提供集成化服务,以提高其竞争力,构建以总承包企业为核心,以分包商、专业分包商、供应商等所构成的多层级的产业协作体系。如中建科技在大力推进绿色智慧装配式建筑业务的同时,打造集投资、规划、设计、生产、施工、运营、维护于一体的全生命期的绿色产业链。
(3)新技术产业赋能
新技术的发展通过信息化管理手段将设计、生产、建造、运维等各环节有机集成起来,传统的企业可以利用现有的新兴技术做到施工技术和管理上的创新,以提高其产品质量和服务品质。例如,广联达依托于BIM、云计算及互联网等技术,提供全生命周期数据增值服务实现服务水平的升级,并带动了产业的发展。
此外,本文研究仍存在一些不足,本文立足于产业核心企业供应链组织模式,子产业筛选是基于智能建造特点进行,除文中提到的核心子产业之外建筑业相关产业没有放进智能建造供应链框架分析中,智能建造产业生态的完善将是下一步研究的重点。
[2] 中华人民共和国住房和城乡建设部等.关于推动智能建造与建筑工业化协同发展的指导意见[Z].北京,2020.
[3]陈国权.关于并行工程组织集成模式的研究[J].计算机集成制造系统-CIMS,1998(5):3-5.
[4]刘贵富.产业链与供应链、产业集群的区别与联系[J].学术交流,2010(12):78-80.
[5]陈志祥,马士华.企业集成的系统方法论研究——供应链的系统性、协调性和运作范式[J].系统工程理论与实践,2001(4):92-98.