Цифровая трансформация в строительстве: восстановление устаревшей отрасли

Ни для кого не секрет, что машиностроение и строительная отрасль является одним из основных локомотивов мировой экономики. Составляя 13% от общего мирового ВВП, строительная отрасль постоянно нуждается в инновациях, повышении эффективности и снижении затрат. Пандемия COVID-19 создала беспрецедентные проблемы и заставила лидеров отрасли переосмыслить свой подход к технологиям.

Инвестируйте в свою стратегию с программным обеспечением №1 для управления строительством!

Ознакомьтесь с другими статьями о цифровой трансформации:

• Обзор комплексной стратегии цифровой трансформации
• Создайте дорожную карту цифровой трансформации
• Цифровая трансформация майнинга
• Цифровая трансформация банковского дела
• Цифровая трансформация биотехнологии

Оглавление

• Что такое цифровая трансформация в строительстве?
• Проблемы, стоящие перед строительной отраслью
• Преимущества цифровой трансформации для строительной отрасли
• Типы технологий, доступных строительным компаниям

1. Улучшить меры безопасности
2. Решение проблем с персоналом
3. Устойчивые и экологически чистые технологии
   Практический пример: 3D-печать парка
4. Снижение затрат и проблемы цепочки поставок
   Практический пример: программа виртуальной инспекции
5. Преобразование аналоговых процессов

Риски невыполнения цифровой трансформации

Освоение строительной отрасли, ориентированной на новые технологии

По данным Глобального института McKinsey, цифровые инновации и трансформация могут обеспечить значительное повышение производительности (около 15%) и снижение затрат (около 6%). Несмотря на то, что исторически лидеры строительной отрасли медленно внедряли передовые технологии, они принимают изменения. Компании, поддерживающие внедрение новых технологий, в ближайшие несколько десятилетий увидят возрастающее преимущество.

Согласно отраслевому опросу, проведенному GlobalData, только 34% строительных компаний ожидают увеличения расходов на технологии в связи с пандемией COVID-19. Для компаний, стремящихся расширить свою долю рынка, технологии могут стать стартовой платформой для захвата лидерства.

Что такое цифровая трансформация в строительстве?

Цифровая трансформация в строительстве — это интеграция цифровых технологий во все сферы деятельности строительной компании, оптимизация операций и создание ценности . Необходимым компонентом цифровой трансформации строительства также является культурное изменение, строительным компаниям особенно необходимо бросить вызов статусу-кво и выделиться. Выявление и использование технологий в новых или улучшенных вариантах использования обеспечивает большое конкурентное преимущество.

Проблемы, стоящие перед строительной отраслью

За последние несколько десятилетий строительная отрасль значительно изменилась. Сегодня строительные проекты должны осуществляться невероятно эффективно, обеспечивая при этом безопасность рабочих и уравновешивая нехватку материалов и рабочей силы.

• Старение рабочей силы . Строительная отрасль в настоящее время сталкивается с серьезной нехваткой рабочей силы из-за выхода на пенсию пожилых работников (особенно из поколения бэби-бумеров). Только в Соединенных Штатах в 2019 году было около 300 000 вакансий в сфере строительства. Ожидается, что к 2026 году их число вырастет почти до 750 000. Многие молодые работники просто не занимаются такими профессиями. Кроме того, пожилые работники обычно не разбираются в технологиях и, вероятно, сопротивляются внедрению новых технологий. Быстрое принуждение к слишком большим изменениям может привести к увеличению их пенсионных ставок, в результате чего рабочей силе отрасли не хватит и без того скудных ресурсов.
  
  
• Аналоговые процессы . Многие аспекты строительной отрасли по-прежнему полагаются на устаревшие ручные процессы для отслеживания статуса проекта, заказа материалов, заполнения документации по технике безопасности и выполнения фактической работы.
  
  
• Ценовое давление . Строительная отрасль страдает от торговых войн между странами, которые повышают стоимость материалов. Например, в 2018 году США ввели тарифы на сталь (25%) и алюминий (10%). По мере роста геополитической напряженности во всем мире дополнительные тарифы и санкции могут неожиданно увеличить стоимость материалов и рабочей силы. Инфляция в некоторых частях мира также была выше нормы.
  
  
• Проблемы цепочки поставок . Спрос на строительные материалы и услуги резко упал во время пандемии COVID-19. По мере восстановления мировой экономики спрос на новое строительство начал расти. Многие поставщики сырья не в состоянии удовлетворить спрос, что приводит к серьезным нарушениям графиков и увеличению затрат на материалы.
  
  
• Зеленые инициативы - По оценкам Всемирного совета по экологическому строительству, на строительство и строительство приходится примерно 39% всех выбросов углерода в мире. По мере того как правительства работают над сокращением своего углеродного следа, на строительную отрасль будет оказываться давление, чтобы обеспечить более экологичные методы строительства.
  
  
• Снижение строительной активности . Эксперты не ожидают, что строительство и строительная отрасль вернутся к уровню 2019 года примерно до 2023 года.

Преимущества цифровой трансформации для строительной отрасли

Строительная отрасль медленно внедряла новые технологии из-за отраслевых норм и сопротивления рабочих. Тем не менее, цифровая трансформация дает много преимуществ, которые руководители строительной отрасли должны учитывать.

• Улучшенная безопасность на строительной площадке . Строительная отрасль известна своими физическими нагрузками. Строительные компании уже давно добиваются улучшения методов обеспечения безопасности на стройплощадках, чтобы снизить количество травм и смертельных случаев на рабочем месте. Такие технологии, как носимые устройства и удаленный мониторинг, могут помочь улучшить показатели безопасности, снизив риск судебных исков или требований компенсации работникам.
  
  
• Сотрудничество с клиентами . Профессионалы в строительной отрасли должны тесно сотрудничать со своими клиентами для создания проектов, отвечающих потребностям их клиентов. Новые технологии, такие как виртуальная реальность и дополненная реальность, могут помочь клиентам визуализировать свое будущее пространство или удаленно отслеживать текущий прогресс.
  
  
• Оптимизация неэффективных процессов . Многие методы и процессы строительства основаны на проверенных временем методах. Несмотря на то, что произошла некоторая модернизация, есть возможности для улучшения.
  
  
• Привлекайте молодых работников . По мере того, как все больше людей получают высшее образование, все меньше людей выбирают карьерные пути для получения квалифицированных рабочих мест. Один опрос 35 000 работодателей в 36 странах показал, что труднее всего заполнить квалифицированные рабочие места. Развитие технологий может сделать эти должности более привлекательными для молодых работников.
  
  
• Сокращение отходов и снижение затрат . За последние несколько лет затраты на строительство выросли более чем на 20%. Это заставило строительные компании изо всех сил пытаться контролировать расходы и сокращать количество отходов, где это возможно. Технологии могут помочь сократить эти расходы, предоставляя руководителям проектов лучшее планирование и отслеживание информации.

Типы технологий, доступных строительным компаниям

Цифровая трансформация позволяет изменять или улучшать процессы за счет внедрения новых инструментов, систем и технологий, направленных на повышение безопасности, рентабельности и производительности. Существует множество возможностей для продуманного внедрения этих достижений, не нарушая нормальную работу.

• Носимые технологии . Строительные рабочие могут быть оснащены носимыми технологиями, которые могут помочь отслеживать условия на площадке, физические нагрузки и вместимость площадки. Этот тип информации полезен, когда нужно смягчить проблемы безопасности, отслеживать производительность труда и быстро общаться с работниками.
  
  
• Виртуальная реальность . Виртуальная реальность может помочь руководителям строительных площадок совершать поездки из удаленных мест. Его также можно использовать для клиентских демонстраций и обновлений.
  
  
• Дроны и беспилотные летательные аппараты (БПЛА) . Некоторые компании используют дроны для обследования местности, аэрофотосъемки и картографирования труднодоступных мест. Эту технологию также можно использовать для безопасного осмотра объектов на наличие таких опасностей, как структурные повреждения.
  
  
• 3D-печать . Хотя 3D-печать когда-то была технологией для любителей, которая использовалась для создания безделушек по дому, эта технология становится все более распространенной в строительной отрасли. Сегодня крупные строительные компании используют методы 3D-печати для изготовления основных компонентов зданий (а в некоторых случаях и целых конструкций). Эта технология эффективна и практически не производит отходов.
  
  
• Облачные вычисления . Такие технологии, как облачные вычисления и большие данные, позволяют строительным компаниям отказаться от традиционных методов сбора и обмена данными на строительных площадках.

Ключевые стратегии успешной цифровой трансформации

1. Улучшить меры безопасности

Одним из самых больших рисков для строительной отрасли является безопасность на рабочем месте и травмы рабочих. Задачи, выполняемые на рабочих площадках по всему миру, часто требуют ручного труда в условиях, когда используется крупногабаритная техника. Только в Соединенных Штатах стоимость травм на строительных площадках составляет более 11 миллиардов долларов в год.

Хотя многие развивающиеся страны не отслеживают эту статистику так внимательно, как другие, Всемирный конгресс по безопасности и гигиене труда оценивает, что производственные травмы (во всех отраслях) ежегодно обходятся мировой экономике в более чем 3 триллиона долларов.

Одно исследование, проведенное в Великобритании, показало, что 84% руководителей строительных работ считают, что для повышения безопасности необходимо сделать больше. Компании, стремящиеся изменить ситуацию, все чаще обращаются к технологиям, помогающим измерять и собирать данные, которые можно использовать для повышения безопасности строительства.

• Сенсорные сети . Как рабочие, так и строительные площадки могут быть оснащены сенсорными сетями, предназначенными для быстрого обнаружения небезопасных условий и оповещения рабочих. Например, угарный газ вызывает больше смертей на строительных площадках, чем любое другое химическое вещество или соединение. Поскольку этот газ трудно обнаружить, носимые оксиметры, прикрепленные к каскам строителей, могут контролировать уровень кислорода в их крови, который падает в результате отравления угарным газом.
  
  
• Обучение технике безопасности в виртуальной реальности . Любая возможность вывести людей со строительных площадок снижает вероятность травм и смертельных исходов. Виртуальная реальность может поддержать это, позволяя строительным работникам «посещать» объекты, не находясь там физически. Некоторые компании даже обращаются к виртуальной реальности, чтобы проводить обучение технике безопасности (например, научиться управлять большим механизмом) в контролируемой среде.
  
  
• Сбор больших данных . Чем больше данных доступно, тем более эффективные решения могут принимать компании с точки зрения безопасности. К сожалению, многие компании по-прежнему полагаются на ручную работу с документами по безопасности при проведении совещаний, обзоров безопасности подрядчиков и инспекций. Оцифровывая эти инструменты, работники на местах могут служить источником огромных объемов данных, которые могут использоваться в аналитических инструментах для помощи в принятии решений в режиме реального времени.
  
  
• Дроны . Дроны можно использовать для быстрого и безопасного мониторинга рабочих площадок на предмет потенциальных опасностей (например, неустойчивой крыши здания). По мере совершенствования искусственного интеллекта (ИИ) дроны могут собирать данные, которые ИИ может преобразовывать в полезную информацию или давать рекомендации по безопасности руководителям строительных работ.

Ключевой вывод . Технологии могут значительно улучшить процессы обеспечения безопасности в отрасли благодаря автоматизации, анализу тенденций данных и инструментам мониторинга. Компании, которые сосредотачиваются на технологиях для решения проблем безопасности, увидят снижение уровня травматизма и снижение затрат на компенсационные выплаты.

2. Решайте проблемы с кадрами

Ни для кого не секрет, что строительная рабочая сила стареет. По данным US News & World Report, менее 10 процентов строительных рабочих моложе 25 лет, а средний возраст составляет 42 года. Это создает множество проблем для строительных компаний, поскольку становится все труднее найти таланты.

Технологии могут играть важную роль в способности нанимать и удерживать более молодых работников. Многие молодые работники выросли с технологиями в руках (такими как сотовые телефоны, сенсорные экраны и планшеты). Для многих работа на стройке кажется архаичной и не соответствует их навыкам или карьерным интересам.

Многие молодые люди рады работать в областях, которые предлагают доступ к передовым технологиям. Используя технологии, строительные компании могут привлекать работников, предлагая должности, позволяющие им работать в области 3D-моделирования, виртуальной реальности, сетей, искусственного интеллекта, автоматизации и анализа данных.

Одним из основных препятствий, которое компаниям необходимо будет преодолеть, является переход. Поскольку четверть строительных рабочих старше 55 лет, многие рабочие не заинтересованы в использовании новых технологий. Многие пожилые работники просто хотят сохранить статус-кво, приближаясь к пенсии. Принуждение пожилых работников к внедрению технологий может привести к их более раннему выходу на пенсию, что усугубит разрыв в навыках.

Еще одной проблемой является низкая производительность и неэффективность в результате несовершенных процессов проектирования, недостаточных инвестиций в развитие навыков и инноваций. Это затрагивает всех работников электротехнической промышленности, от продавцов до менеджеров проектов и менеджеров среднего звена.

Когда работники выходят на пенсию, их заменяют менее опытными работниками. В некоторых странах, например в Соединенных Штатах, многих молодых рабочих подталкивают к получению 4-летнего диплома колледжа вместо профессионального образования. Кроме того, это усугубляется глобальными рецессиями, ослаблением профсоюзов и политическими программами.

Ключевой вывод : серьезные пробелы на рынке квалифицированной рабочей силы создают нехватку талантов в строительной отрасли из-за старения рабочей силы и низкого уровня участия молодых работников. Компании могут использовать технологии для привлечения молодых, технически подкованных работников, предоставляя работу и инструменты, ориентированные на технологии.

3. Устойчивые и экологически чистые технологии

Изменение климата, правительственные постановления и экологически сознательные потребители заставляют строительную отрасль снижать воздействие на окружающую среду. Большинство экспертов сходятся во мнении, что здания и инфраструктура производят большую часть мировых выбросов углерода и потребляют около трети всей энергии. По этой причине Парижское соглашение предписывает к 2030 году снизить потребление энергии на квадратный метр зданий на 30%.

Многие компании приняли это новое ожидание. Одно исследование показало, что 74% архитектурных, инженерных и строительных компаний инвестируют в технологии для повышения устойчивости. Тем не менее, необходимо найти баланс между стремлением снизить стоимость строительства и затратами на использование экологически чистых технологий и материалов.

У строительных компаний есть много вариантов, когда дело доходит до внедрения экологически безопасных технологий. Такие вещи, как 3D-печать и процессы модульного строительства, могут повысить эффективность, а также сократить использование материалов и энергии. Однако наиболее важным элементом является обучение существующей рабочей силы тому, какие технологии существуют и как их можно использовать для достижения целей устойчивого развития.

Эти технологии включают инструменты для сокращения потерь воды и энергии, сохранения природных ресурсов и улучшения качества воздуха и воды. Если все сделано правильно, компании могут сократить расходы и повысить ценность, защищая уязвимые экосистемы и ограниченные природные ресурсы.

Ключевой вывод . Спрос на экологически чистые строительные материалы и процессы будет продолжать расти, поскольку государственное регулирование и давление рынка работают на сокращение выбросов углерода во всем мире. Строительные компании могут использовать новые технологии для сокращения потребления энергии и отходов материалов.

Практический пример: 3D-печать парка

Технология 3D-печати впервые появилась в 1980-х годах и использовалась для создания небольших объектов из жидкого полимерного материала. В конце концов строительная индустрия осознала, что можно использовать 3D-печать из таких материалов, как бетон. В 2014 году в Амстердаме был изготовлен первый полноценный дом из бетона, напечатанного на 3D-принтере. С тех пор многие компании переняли эту тенденцию, которая дает значительную экономию средств (от 20 до 40 процентов).

Один из самых впечатляющих строительных проектов, напечатанных на 3D-принтере, находится в Шэньчжэне, Китай. В 2021 году профессор Университета Цинхуа в сотрудничестве с Advanced Intelligent Construction Technology (или AICT) преобразовал парк площадью 5500 квадратных футов с более чем 2000 напечатанными на 3D-принтере элементами, такими как скульптуры, скамейки, подпорные стены и замысловатые архитектурные конструкции. Помимо значительно меньшей стоимости, чем при использовании традиционных методов строительства, парк был построен всего за 2,5 месяца.

Большинство отраслевых экспертов считают, что 3D-печать в строительной отрасли находится только на ранних стадиях. Некоторые прогнозы показывают, что рынок 3D-печати в строительстве будет удваиваться из года в год как минимум до 2030 года.

4. Снижение затрат и проблемы цепочки поставок

Глобальная цепочка поставок столкнулась с серьезными сбоями из-за пандемии COVID-19. Многие поставщики замедлили производство из-за снижения спроса, увольняя рабочих и останавливая операции по сбору сырья. Многие компании не смогли определить, что пандемия растянется на несколько лет.

Некоторые отраслевые эксперты ожидали, что производство и спрос стабилизируются к 2021 году. К сожалению, этого не произошло, что привело к дальнейшему увеличению дефицита таких материалов, как древесина, цемент, краски и покрытия, а также металлы.

Поскольку пандемия утихла, поставщики изо всех сил пытаются нарастить производство, чтобы не отставать от растущего спроса. По данным Associated General Contractors of America (AGC), 75% инженерных и строительных фирм сталкивались с задержками проектов из-за нехватки материалов. Увеличенные сроки поставки и задержки доставки также повлияли примерно на 57% этих компаний. Для многих компаний материалы застряли в пути без точной даты доставки. Это делает невероятно трудным правильное планирование проектов.

Эти задержки и нехватка, а также высокая инфляция в значительной степени способствовали резкому росту затрат. В первой половине 2021 года цены росли двузначными числами по сравнению с предыдущим месяцем. Компании, которые смогут найти способы рационализации своих цепочек поставок, окажут меньшее влияние. Технологии могут стать отличным решением многих проблем, связанных с затратами.

• Прогнозирование материалов — это особенно полезно для крупных компаний, которые имеют множество проектов по всему миру и полагаются на централизованный отдел снабжения, который обрабатывает все заказы на материалы и поставки.
  
  
• Улучшенные возможности отслеживания. Возможность отслеживать и точно прогнозировать время доставки помогает улучшить графики проектов и снизить затраты. Одно исследование показало, что многие компании сосредотачиваются на технологиях блокчейна (53%) и Интернета вещей (51%) для улучшения систем цепочки поставок.

Ключевой вывод : давление в цепочке поставок в результате пандемии COVID-19 значительно повлияло на стоимость строительных проектов во всем мире. Руководителям строительных компаний следует обратить внимание на технологии, чтобы упростить отслеживание и заказ материалов и расходных материалов, чтобы снизить затраты.

Практический пример: программа виртуальной инспекции

Для подрядчиков крайне важно внимательно следовать строительным нормам, установленным местными органами власти, чтобы обеспечить безопасность зданий. По этой причине в большинстве юрисдикций по всему миру требуются проверки в определенных точках на протяжении всего проекта, чтобы убедиться, что нет никаких опасностей или сокращений. К сожалению, для большинства проверок требуется личное посещение городским отделом строительства. Эти проверки должны планироваться заранее и могут привести к задержкам в реализации проекта.

Округ Майами в Соединенных Штатах изо всех сил пытался составить расписание инспекторов для охвата территории площадью более 2200 квадратных миль. В 2019 году они представили программу виртуальной проверки, которая позволит проверять определенные элементы здания, такие как бетонные плиты, изоляция и потолки, с помощью видеозвонка. Эта программа значительно увеличила количество инспекций, которые можно проводить за день, и снизила стоимость поездок между объектами. По оценкам округа, 75 процентов всех запрошенных проверок теперь можно провести виртуально.

В случае расширения подобные инновации могут оказать существенное финансовое влияние на мировой рынок услуг по строительной инспекции стоимостью почти 13 миллиардов долларов.

5. Преобразование аналоговых процессов

Строительство – одна из старейших отраслей в мире, насчитывающая тысячи лет. К сожалению, многие из процессов, которые все еще используются сегодня, основаны на ручных усилиях по выполнению работы, отслеживанию хода проекта и сбору данных. Одно исследование, проведенное TrackVia, показало, что более половины всех руководителей строительных компаний считают, что ручные процессы затрудняют эффективное управление рабочими площадками или предоставляют доступ к данным в реальном времени для принятия правильных решений.

Есть несколько областей, на которые следует обратить внимание при внедрении технологии, чтобы уменьшить потребность в аналоговых процессах и системах. Во-первых, компаниям необходимо искать способы более эффективного сбора данных. В некоторых случаях это может быть сделано автоматически с помощью датчиков или других механизмов отслеживания, не связанных с человеком. Однако во многих случаях строительным компаниям придется полагаться на работников для своевременного предоставления данных. Вторая часть — это то, как собранные данные будут использоваться и отображаться для руководства компании и управления на местах.

• Расширение возможностей использования мобильных устройств . Большинство сотрудников имеют базовые знания о мобильных устройствах и могут использовать их с минимальным обучением. Эти устройства могут дать работникам и руководителям возможность в режиме реального времени предоставлять обновления и информацию с рабочих мест. Для этого может потребоваться обновление локальных мобильных сетей, если подключение в удаленных местах плохое.
  
  
• Отслеживание в режиме реального времени . Данные должны быть легко доступны и представлены таким образом, чтобы в режиме реального времени предоставлялась информация о состоянии площадки и статусе проекта. Это очень важно, поскольку почти 90 % руководителей должны были извлекать информацию из нескольких систем, чтобы создавать ценные отчеты. Аналитические информационные панели и автоматические отчеты могут помочь упростить этот процесс.
  
  
• Фрагментация систем данных. Компаниям, внедрившим некоторые технологии, может потребоваться консолидация ряда используемых систем. Время переключения между несколькими системами может быть на 400 % больше, чем у тех, которые используют один источник данных.
  
  
• Оцифровка ручных форм. Ручные формы и документы также могут быть оцифрованы для экономии времени (в некоторых случаях до 40%) и сокращения задержек с получением информации лицами, принимающими решения.

Ключевой вывод : строительная отрасль все еще борется с низким уровнем внедрения технологий. Многие процессы и инструменты по-прежнему являются аналоговыми. Компании должны сосредоточиться на оцифровке инструментов и упрощении информации, разбросанной по множеству фрагментированных систем.

Риски невыполнения цифровой трансформации

Компаниям в отрасли E&C необходимо действовать быстро, если они хотят оставаться конкурентоспособными в ближайшем будущем. Существует чрезвычайно высокий риск для компаний, которые не видят ценности и важности, которые технологии привнесут в отрасль.

• Более высокие затраты на строительство . Компании, которые не используют технологии, будут бороться с неэффективными процессами, более высокими затратами из-за отходов и более медленными цепочками поставок.
  
  
• Низкокачественный талант . Немногие молодые сотрудники будут привлечены к компаниям, в которых отсутствуют технологии. В отрасли, которая и без того борется за привлечение талантов, низкотехнологичные E&C компании не будут желательным вариантом для трудоустройства по сравнению с другими дальновидными компаниями.
  
  
• Доверие клиентов . Цепочка поставок, проблемы с расписанием и задержки проектов будут по-прежнему разочаровывать клиентов. Кроме того, фирмы, которые могут продемонстрировать свои технологические платформы, будут привлекать более качественные проекты и клиентов.
  
  
• Соответствие экологическим требованиям . Технологии будут играть ключевую роль в повышении экологичности строительства. Поскольку правила и ожидания рынка становятся все более строгими, высокотехнологичным строительным компаниям будет легче адаптироваться для соблюдения требований.

После пандемии строительная отрасль достигла рекордных высот (в июле 2021 года она составила 1,57 триллиона долларов). Ожидается, что этот рост продолжится. По этой причине строительным компаниям важно разработать и реализовать тщательно продуманную цифровую стратегию.