行业分析公司 Transforma Insights 指出，建筑行业正在经历一场变革，新技术的应用正在激发建筑施工及相关领域的新方法。在最近发布的《建筑行业数字化转型》报告中，Transforma Insights 指出了建筑行业九个关键的“变革领域”，这些领域正受到物联网和人工智能等颠覆性技术的推动。本文，我们逐一分析了这些领域，并探讨了它们在实际应用中的影响。
工人安全
建筑公司正在利用数字化转型技术来提高工人的安全，以减少因现场工人受伤造成的人力和资金损失。工人福祉管理不善会对员工造成不利影响，可能导致财务损失、项目生产力下降，并阻碍雇主获得资金。部署此类技术主导的解决方案可以缩短工人受伤时的响应时间，并改善工作条件（从而降低工人疲劳程度、减少项目停工时间并提高生产力）。此外，较低的工地事故率会影响企业整体员工的风险状况，有助于避免高额保险费的负担。
根据美国劳工统计局的数据，2019年，美国近20%的工伤事故是由私营建筑工人造成的。在美国，企业需要遵守《职业安全与健康法》等法规，该法案要求为所有员工提供安全无害的工作环境。平均而言，美国6-9%的建筑项目成本与工伤相关。据观察，如果企业将项目支出的2.5%用于安全培训，就能减少工地事故，并将项目利润提高4%-7%。
为了减轻工地风险的影响，许多建筑公司已经采用了新兴技术。例如，总部位于德克萨斯州的罗杰斯-奥布莱恩建筑公司利用无人机图像降低了现场检查的风险，并将现场检查成本降低了99%以上。
工地安全
施工现场安全包括防止未经授权进入施工现场设施、设备和施工材料，以及防止盗窃。建筑材料的丢失会妨碍日常运营，降低生产力，增加运营成本（由于工人闲置），降低盈利能力，并影响最终用户和项目承包商（由于项目延期）。基于物联网的解决方案（例如智能闭路电视摄像机）可以通过远程监控建筑材料、设备和物料，帮助建筑公司管理和缓解安全隐患。
可以部署支持人工智能的安全系统（例如支持人工智能的机器人），为施工现场提供监控和安全解决方案。例如，Actuate 提供支持人工智能的入侵者检测系统，利用计算机视觉和现有的施工现场摄像头进行全天候监控。美国房屋建筑商 DR Horton 部署了 Pro-Vigil 支持人工智能的视频监控解决方案（可在检测到任何可疑活动时立即通知利益相关者），以提供全天候的施工现场安全保障。 Turner Construction 部署了一辆自主现场安保拖车，通过视频监控保障施工现场安全，并降低了所需的现场巡检频率。
自主安保机器人（例如 Ziva 或 Boston Dynamics 的 Spot）可以远程操作，提供 360 度施工现场视图，并可按照预设路线巡逻。其功能包括面部识别技术，用于评估任何未经授权进入施工现场的情况并发出警报。
建筑资产追踪
建筑资产追踪是指在建筑项目中保护资产（设备、机械、消耗品和工具）以及现场车队管理的解决方案。追踪和保护此类资产可以防止盗窃，提高运营效率，提高工人生产力，并节省大量成本。此外，了解资产利用率可以帮助承包商更有效地利用其资产，从而提高项目效率。
根据国家设备登记处 (NER) 的数据，仅在美国，每年就有价值 3 亿至 10 亿美元的建筑设备被盗。约 30% 的购置工具和设备用于替换被盗或放错位置的现场资产。此外，公司还会浪费约 35% 的工人时间，用于寻找放错位置的物品或等待工具到达工地。
连接到建筑资产的联网设备可以共享实时数据，不仅带来可视性，还能通过实时监控提高效率。使用联网设备，公司可以监控设备数据，包括机器的运行情况。对于设备租赁公司而言，这可以提高透明度和责任感，并提升客户体验。例如，Dalinghaus Construction 使用 Hilti OnTrack 进行资产监控和更好的库存管理，并通过节省非生产性工人时间提高了业务效率。
自主施工
自主施工解决方案（例如挖掘机、推土机和滑移装载机）能够更快地执行在自主系统中预先编程的可重复且单调的任务。这些解决方案能够确保更高的安全性，提高现场生产力（因为单调的工作由解决方案处理），并减少对劳动力的依赖。
据估计，全球 90% 的基础设施项目交付延迟或超出预算。自主施工可以将项目完成速度提高 20%，成本降低 25%。例如，日本设备供应商小松制作所开发了全自动推土机。无人机利用地形数据，通过三维测绘引导推土机前进。总部位于加拿大的 Pomerleau 公司与波士顿动力公司合作，使用其自主机器人 Spot，并预计通过自主收集现场图像数据，可以为一个 50 万平方英尺的项目（通常每周需要拍摄 5,000 张图像）每周减少约 20 小时的员工工作时间。
自动化砌砖在建筑行业也日益受到重视。砌砖机器人Hadrian X每小时可砌1000块砖，而人工砌砖则仅为300-500块。美国Willhelm Construction公司使用SAM100（半自动砌砖机器人）后，砌砖量从人工砌砖的400块/天提升至2000块/天，增幅达400%。
增强项目管理
这些解决方案应用于建筑行业，通过共享实时数据和其他数据，促进利益相关者之间的更好协作，从而实现更佳的规划、协调和执行，从而显著提高运营效率。这些解决方案还能帮助及早发现任何施工设计缺陷，从而减少返工，缩短项目完工时间。
建筑软件解决方案支持项目经理更好地了解施工资产和资源，从而实现更高效的资产和资源管理，并提高按时完成项目的可能性。AR/VR 可用于支持建筑设计和结构的虚拟参观。这有助于提前轻松发现设计缺陷，承包商可以据此开展工作，从而减少返工。AR/VR 还可以减少出行时间，并减少工人前往危险地点的需要。
无人机也被用于生成施工区域的精确图像，用于现场监控和检查。Brasfield & Gorrie 公司使用 DroneDeploy 发现竣工工程与设计项目存在偏差，从而为公司节省了 10,000 美元的返工成本。
数字化混凝土管理
数字化混凝土管理解决方案指的是实时嵌入式混凝土传感器，由于其能够提高效率，正逐渐在市场上占据主导地位。混凝土传感器嵌入新浇筑的混凝土中，可精确监测混凝土的温度、成熟度、水化程度、刚度、抗压强度和其他关键特性。智能混凝土传感器可将项目工期和成本降低高达 30%，而传感器本身通常只占总建筑预算的不到 0.1%。
例如，为了淘汰耗时的混凝土温度监测方法，加拿大 P. W. Graham & Sons Construction 公司与 SmartRock 混凝土传感器合作，在基于成熟度的强度估算方面实现了 90% 的准确率，同时还降低了 85% 的劳动力依赖度。
另一个例子是，Contiga 希望使用混凝土监测解决方案来取代数据记录器和手动数据收集。部署 Maturix 混凝土传感器后，该公司的生产时间缩短了 15% 以上，墙体构件的养护时间缩短了近 25%，并减少了损坏风险和滑移浪费。
总部位于加拿大的 Dexter 公司使用 Giatec SmartRock 无线传感器追踪新斯科舍省的混凝土养护情况，每次混凝土浇筑可节省两天时间，从而可以更早地拆除模板，并且断裂试验次数减少了 65%。Giatec Scientific 的 SmartRock 无线混凝土监测解决方案已支持超过 85 个国家/地区的 9,000 多个建筑项目。
新一代建筑
增材制造通常与 3D 打印同义，而 CAD（计算机辅助设计）可用于生成 3D 模型并制造 3D 物体。在工业领域，这些解决方案可用于制造传统技术无法制造的产品。它们还可以提高运营效率并提升客户体验。
这些解决方案的一个突出的新兴用例是 3D 设计和打印的房屋，这些房屋更具定制化、价格更实惠，建造所需的人工更少，并且可以在更短的时间内交付。这样的房屋也更加环保。
根据模块化建筑研究所的数据，与传统建筑相比，模块化建筑可节省 25%-50% 的时间，并减少约 17% 的材料消耗。
数字市场
数字市场解决方案可帮助承包商和开发商采购租赁设备、工具和机械。这减少了采购、交付和管理建筑资产的繁琐工作，从而降低了运营成本并提高了最终利润。这也使得特定任务的专用设备更容易获得，此类解决方案也对从事短期项目的承包商大有裨益。
一些在线租赁提供商还提供远程信息处理解决方案，为他们提供实时设备和机械数据，包括租赁资产的位置和使用情况。
租赁建筑资产通常对租赁方和业主都具有经济可行性，因为建筑设备平均有70%的时间处于闲置状态。在部署EquipmentShare的车队管理解决方案后，Lindamood Demolition的车队利用率提高了65%，租赁成本降低了25%。
使用 BIM 增强项目协作
建筑信息模型 (BIM) 支持多个利益相关方在单一平台上进行规划、设计、执行和协作。它是一种软件解决方案，能够在建筑物任何元素发生变化后反映建筑物的变化。它帮助承包商更好地协作，减少返工并降低文档错误。
在美国，项目数据不完善以及利益相关方之间缺乏沟通工具，导致承包商和项目经理在 2018 年损失了 310 亿美元的返工。
例如，Robins and Morton 利用 BIM 建造了缅因州的奥古斯塔医院，提前 10 个月交付，并节省了 2000 万美元。另一个例子是，中国交通部在济河高速公路改造工程中将拓宽高速公路的合同授予了中交第一公路勘察设计院有限公司，该公司使用 BIM 系统将设计时间缩短了 68 天，节省了 294 万美元。
关于报告
《建筑行业数字化转型报告》重点关注Transforma Insights研究的重点技术组合所赋能的建筑行业数字化转型。这些技术组合包括：3D打印和增材制造、人工智能、自主机器人系统、分布式账本和物联网 (IoT)。
本报告的目的有两个。首先，从建筑行业从业者的角度来看，本报告重点介绍了未来几年有望影响该行业的新兴变革。其次，从建筑行业潜在供应商的角度来看，本报告重点介绍了向建筑行业销售新产品、服务和解决方案的关键新兴机会领域。我们对赋能每个已确定数字化转型领域的关键技术的分析，将帮助具有横向（特定技术）能力的供应商确定他们可能在哪些情况下从建筑行业获得新业务。
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