數字化驅動的建筑業高質量發展戰略路徑研究

孫潔，龔曉南，張宏，蘇星

（浙江大學建筑工程學院，杭州 310058）

一、前言

改革開放以來，我國建筑業一直保持著強勁的發展態勢，產業規模和體量不斷增大并帶動眾多關聯產業的發展，為我國經濟發展與社會進步做出了突出貢獻。隨著新一輪科技革命朝向縱深發展，以人工智能、大數據、物聯網、第五代移動通信、區塊鏈等為代表的新一代數字技術加速向各行業全面融合滲透。在工程建設領域，發達國家相繼發布了基于數字技術的建造業發展戰略，如《基礎設施重建戰略規劃》（美國）、“建造2025” 戰略（英國）、“建設工地生產力革命”戰略（日本）等 [1]。科技創新是我國建設科技強國的重要戰略，是實施“中國智造”的核心內涵 [2]，我國也在積極布局建筑業高質量發展。2020年，住房和城鄉建設部等13 個部門聯合印發的《關于推動智能建造與建筑工業化協同發展的指導意見》指出，推動智能建造與建筑工業化協同發展是促進建筑業轉型升級、實現高質量發展的必然要求。國家“十四五”規劃提出，加快數字化發展，建設數字中國，堅持創新驅動發展，完善科技創新體制機制，發展智能建造。與發達國家相比，我國建筑業的發展還存在不小差距，迫切需要通過數字化建設來打造“中國建造”升級版，提升企業核心競爭力，實現建筑業轉型升級和高質量發展。因此，運用數字化科技創新來驅動建筑業高質量發展，成為我國建筑業面臨的重要機遇和挑戰 [3]。

相關學者就制造產業結構升級、區域經濟高質量發展、與科技創新特別是數字化科技創新之間的影響關系進行了分析，就發展路徑、動力機制、政策工具等進行了系統探討 [4~9]。針對我國建筑業高質量發展路徑和評價，相關研究已有開展并提出了概念性發展路徑 [10,11]。國外一些學者對有關建筑業數字化轉型趨勢和建筑業高質量發展策略進行研究：梳理了建筑業4.0概念以及數字化技術類型 [1]，分析了物聯網、建筑信息建模（BIM）和其他數字技術對數字化建筑業、建筑業4.0的賦能作用 [12]，分析了工業4.0對建筑業4.0概念的影響并指出當前數字技術在整個建筑業的應用和成效還相當有限。整體來看，現有研究較少涉及我國建筑業高質量發展與數字化科技創新之間的影響關系，通過數字化科技創新驅動我國建筑業高質量發展的宏觀路徑研究也屬缺乏。

受限于建造過程的復雜性、不確定性和碎片化等特征，目前我國建筑業仍處于粗放式發展狀態，生產方式粗放、勞動效率不高、能源資源消耗較大等問題依然突出，同時存在建筑業的工業化、信息化水平較低，科技創新能力不足等問題，亟需實施建筑業發展的結構性變革 [1]。本文結合“十四五”規劃、“中國建造2035”框架中的數字時代建筑業科技創新發展宏觀目標，總結發展現狀，梳理生態要素，提出發展路徑。

二、我國建筑業數字技術發展變革與現狀分析

（一）我國數字技術與建筑產業變革

基于計算機輔助設計（CAD）、BIM、區塊鏈、數字孿生等技術及其融合集成的科技創新成果，為建筑業實現智能建造提供了基本平臺和關鍵功能，將推動建筑業的數字化轉型升級。①20世紀70年代，國外建筑業已經開始將CAD技術商用化，而該技術在我國的普及較為滯后，直到20世紀80年代末期才被引入；20世紀90年代末，CAD軟件在甲級設計院的出圖率已達80%，該技術的普及促進了我國建筑業的信息化變革 [14]。②21世紀初，我國開始引入BIM技術，在沖突檢測、進度管控、安全管理方面發揮了重要作用，該技術的可視性、協調性、模擬性提升了建造效率，降低了建設成本，成為推動建筑業數字智能變革的關鍵技術 [15]；2010年之后，結合BIM的虛擬現實、增強現實、混合現實技術在工程項目可視化、協同合作、安全監控、運營維護中得到應用；2010年前后，建筑業開始應用物聯網和云計算技術，主要是結合其他數字技術（如BIM等）應用于建筑項目的施工現場安全監控、進度監控和運營維護等 [16]。③區塊鏈作為構建智能合約和智能追溯機制的核心技術，可用于建設項目利益相關者明確彼此責任，推動建筑業健全誠信體系 [17]。④數字孿生技術充分利用各類數據，將現實物體在虛擬空間中完成映射，實現物理系統的實時智能監控，是工業4.0的技術架構、智能建造的參考框架 [12]。⑤涉及視頻識別和機器學習的大數據分析技術，極大提升了建筑業海量信息的實時處理和知識挖掘能力 [18]。

（二） 我國建筑業數字化科技創新的發展現狀

縱觀建筑業數字技術的發展歷程可以發現，數字化技術的引入和應用與建筑產業變革密切相關 [2]，特別是CAD技術革命性地變革了設計方式，提升了建造效率和質量。然而，盡管我國建筑業發展舉世矚目，各類數字化技術在建設工程設計、施工、運營維護方面已得到廣泛應用，我國建筑業數字化科技創新發展方面仍存在諸多問題。建筑業整體數字化水平在我國22個行業中排在最后一名，數字化水平比冶礦業、農業等都低 [19]。建筑業數字化科技水平偏低的現狀，在一定程度上阻礙了我國建筑業高質量發展和轉型升級目標的實現。

1.數字技術與建筑業高質量發展和轉型升級的關聯性差

數字技術在我國建筑業中獲得廣泛應用，特別是BIM技術，已在我國建筑業中普及，但這些技術與我國建筑業高質量發展和轉型升級目標之間的關聯性偏低。目前，我國建筑業在數字化科技成果應用方面存在為了使用而使用、僅為了工程項目投標立項而使用的現象，未能從根本上提升工程項目效率、質量、安全和環境保護的水平；尚未在數字化科技創新成果供給和建筑業高質量發展需求之間建立良性互動關系，缺乏合理反映建設工程項目績效的數字化科技創新成果評價體系和機制。因此相關技術的應用，既沒能推動數字化科技成果的創新發展，也沒能通過數字化科技成果來有效提升建筑業核心競爭力并擴大建筑業產業鏈功能，更沒能促進建筑行業的結構變革和轉型升級。

2.建筑業數字化科技創新發展戰略路徑缺乏

我國正在大力推動數字建造，實現建筑業的數字化科技創新發展，亟需明確的實施方案和具體的實施路徑，也需要管理機構、企事業單位、科研機構的協同合作 [10,11]。目前我國還沒有形成以建筑業高質量發展和轉型升級為目標的數字化科技創新發展戰略路徑。為此，應圍繞建筑業數字化科技創新生態要素，鼓勵開展建筑業高質量發展和轉型升級的戰略路徑研究，為建筑業數字化科技創新發展提供具體指導方案。

3.建筑業數字化科技創新發展生態環境尚不成熟

建筑業數字化科技創新發展需要有良好的政策環境和驅動機制，激發參與主體的積極性，通過協同合作來推動建筑業數字技術的研發、應用和推廣。然而，有關建筑業數字化科技創新的法律體系和標準規范尚未完善，通過數字化科技創新驅動建筑業高質量發展的財稅、金融、人才等政策等還有待制定，激發建筑業數字化科技創新發展相關參與機構積極性與協同合作的良好政策和市場環境有待形成。整體來看，有關建筑業數字化科技創新發展的生態環境還不成熟，不利于以建筑業高質量發展為目標的數字化科技創新研發、推廣和應用可持續發展。

三、我國建筑業數字化科技創新驅動的生態要素分析

實現數字化科技創新和建筑業高質量發展，需要圍繞數字化科技創新與建筑業高質量發展之間的影響關系及其驅動戰略路徑開展理論研究，也需要優良的生態環境來促進生態影響要素之間的良性互動 [10,11]。根據有關建筑業數字化科技創新發展影響要素的調研（見圖 1），可從政府部門、參與機構、市場環境3個層面對建筑業數字化科技創新驅動生態要素進行分析。

圖1 建筑業數字化科技創新驅動生態要素及影響關系

（一）基于政府部門的數字化科技創新驅動生態要素分析

政府部門是建筑業數字化科技創新驅動高質量發展的規劃者和引導者，通過制定相關政策、法律和標準規范，對建筑業市場的競爭程度、參與企業的科技創新積極性產生影響。完善的政策和法規能夠推動建筑業科技創新發展，如美國、澳大利亞、歐盟等在科技創新方面已有較為完善的法律體系，與建筑業相關的數字技術研發也走在世界前列 [12]。

與建筑業相關的標準和規范在一定程度上影響著建筑業的數字化程度，如知識產權法規體系的完善程度會影響建筑業企事業單位對科技創新的積極性。因此，政府有門應圍繞建筑業數字化科技創新，制定和出臺有關財政政策、法律、標準規范和評價體系等，在公共管理層面形成良好的建筑業數字化科技創新生態環境，驅動建筑業在數字化時代的產業變革和高質量發展。來自政府的稅收減免、貼息貸款、財政補貼等形式的財政型政策，可有效促進建筑業科技創新產品的研發與運用。通過規劃、制定、實施相關政策，給予充分的資金支持等措施，從供給和需求兩個方面對創新主體形成激勵與約束，彌補僅靠創新主體自身和市場機制推動創新可能面臨的不足，保障建筑業科技創新活動的持續進行。完善的評價體系是科技創新研發及應用活動穩定有序開展的保證，可以有效激發擁有建筑業科技創新能力的參與機構積極性，支持科技創新成果的研發與應用、科技創新企業資質等方面的評價判斷和選擇，促進有關政策和規范的落實。

（二）基于參與機構的數字化科技創新驅動生態要素分析

建筑業參與機構主要有建筑業高新企業、建筑業傳統企業、科研機構、高等院校等，現有資源的合理分配情況對科技創新水平的提升至關重要。人才要素、創新投入要素是參與機構在科技創新中的重要因素，“產學研”合作程度是事關建筑業科技協同創新能力的重要方面。科技創新投入的增加，可以提升建筑業數字技術的研發能力，推動數字化產品在建筑業的應用，最終提高參與機構的數字化水平。數字化人才是建筑業數字創新驅動的關鍵，而建筑業從業人員缺乏系統全面的數字化專業知識培訓或技術教育，在一定程度上影響了建筑業數字創新技術的推廣和應用。建筑業數字化科技創新發展需要多方協同，“產學研”合作是推動建筑業數字技術基礎研究、應用研究與開發創新的關鍵。匹配數字技術產品的需求和供給，可以提升建筑業數字技術創新產品的實用性。因此，建筑業參與機構應從科研投入、創新人才、“產學研”合作等要素出發，促進數字化科技創新的不斷推進，驅動建筑業的數字化發展和轉型升級。

（三）基于市場環境的數字化科技創新驅動生態要素分析

對建筑業市場環境而言，合理的招投標制度、健全的市場競爭秩序、完善的供需與融資環境是驅動建筑業科技創新的重要因素。建筑業科技創新成果一般通過招投標形式來實現應用，如科技創新成果的招投標、科技創新成果應用類工程項目的招投標。建立完善的招投標制度，可以健全以建筑業高質量發展為目標的建筑業科技創新市場供需體系，有助于科技創新實現從理論到實踐的跨越轉換，帶來建筑業科技創新市場環境的良性循環。有序的競爭秩序是市場競爭機制運行良好的體現，數字化賦能帶來了新的競爭業態和交易模式，提高了建筑業市場的透明度，有助于規范建筑業科技創新技術交易過程中的行為。良好的建筑業數字化科技創新生態環境，能夠促進建筑業數字化技術的研發、推廣和應用，吸引數字化科技創新研發投資；同時圍繞建筑業全產業鏈的有效需求，促進數字化科技成果（或產品）供給與需求的良性互動。因此，應從招投標制度、競爭秩序、供需環境、投融資環境等要素出發，推動建筑業數字化科技創新的規范化，激發建筑業數字化科技創新內在動力，促進建筑業轉型升級與高質量發展。

四、我國數字化科技創新驅動的建筑業高質量發展路徑

科技創新對社會經濟發展的重要性凸顯，建筑業數字化科技創新是政府部門、參與機構和市場各方面協作發展的產物。惟有具備科技創新能力，建筑業才能擁有可持續發展的動力和潛力。為此，本文從政府部門、參與機構、市場環境3個方面提出驅動建筑業數字化科技創新發展的戰略路徑。

（一）基于政府部門的數字化科技創新驅動發展路徑

1.完善建筑業數字化科技創新的法律法規和標準規范體系

數字化科技創新水平的不斷提高，可以助推建筑業領域數字技術產品的進一步研發，而數字化科技創新發展水平與建筑業創新生態環境特別是戰略路徑密切相關。政府部門需進一步完善建筑業數字技術知識產權相關的法律法規體系，制定建筑業數字化科技創新人才政策，為建筑業數字化科技創新發展創造優良的制度環境；鑒別數字時代科技創新成果的特有屬性，結合建筑業發展特征與趨勢，制定契合建筑業發展現狀和目標的行業標準和規范。同時，促進建筑業數字化科技成果及產品的研發、推廣和應用，保護相關科技創新機構或研究者的合法權益和積極性，提升建筑企業對數字化研發成果的應用動力，擴大建筑業數字化科技創新人才隊伍，形成推動建筑行業數字化科技創新發展的優良政策環境。

2.構建建筑業數字化科技創新成果評價機制和評價體系

建筑業數字化技術的不斷研發和應用可以加快我國建筑業轉型升級，推動行業從粗放型發展模式轉向精益化發展模式 [10,11]。然而，我國建筑業數字化科技創新成果評價機制和評價體系尚未建立，制約著建筑業數字技術成果的推廣與應用。為此，政府部門應牽頭完善建筑業數字化科技創新成果和產品的評價體系，合理體現數字化科技成果或產品伴生的工程項目成本、工期、質量、安全、環境保護收益，精準量化數字化科技成果或產品對建筑業高質量發展的實際貢獻（而不是停留在僅關注數字化技術在建造過程中的采用與否）。構建建筑業數字化科技創新成果評價機制和評價體系，還能提升有關數字化科技創新成果工程建設項目的招投標質量，切實帶動建筑業的高質量發展。

3.提供健康的建筑業數字化科技創新財政政策

在數字化科技創新驅動下的建筑業高質量發展過程中，財政政策至關重要。健康的科技創新財政政策可以提高建筑行業數字化科技創新動力，激發參與主體的積極性，帶動相關創新資源的不斷投入，從而改善建筑業數字化科技創新發展環境。為此，宜合理增加財政支出、適時提供財政補貼和稅收優惠，發揮政府引領社會主體創新的導向作用，降低建筑業企業研發、應用數字化科技創新技術的成本與風險。一方面，可適當增加大型建設項目的數字化科技創新投入，助力建筑企業突破數字化建設水平偏低的發展瓶頸，提高數字化科技創新應用水平；另一方面，可適時提供稅收優惠和財政補貼措施，激勵更多企業參與建筑業數字化科技創新研發和應用，為建筑企業的科技創新和數字化轉型提供外生動力。總之，政府部門可充分運用宏觀調控手段，激發建筑業市場主體的數字化科技創新研發和應用活力，鼓勵建筑業利用數字化引領行業高質量發展。

（二）基于參與機構的數字化科技創新驅動發展路徑

1.健全人才引入機制，完善人才培養體系

人才是建筑業數字化轉型升級中的重要生產要素，關系到建筑業數字化科技創新發展的可持續性。為了提升建筑業科技創新能力、關鍵核心技術攻關能力、建筑業數字化水平，亟需培養一批具備較強創新思維和實踐能力的復合型人才。為此，建筑業傳統企業及高新企業、科研機構、高等院校等參與機構，應瞄準建筑業數字技術創新發展趨勢，完善人才引進制度以擴充創新人才規模，提升有關數字化科技創新發展的核心競爭力。在完善人才引進機制的同時，參與機構也需要配套完善人才培養制度，依托國家重大科技項目和創新平臺等，激發團隊的科技創新活力，全面提升建筑業數字化科技創新實力。

2.提高數字化科技創新動力，保持企業經費合理投入

建筑業數字化科技創新的參與機構特別是建筑設計和施工企業，亟需通過數字化科技創新成果來提升自身的核心競爭力，拓展在建筑業產業鏈中的業務能力來實現轉型升級。為此，應建立相應的數字化科技創新管理部門和組織體系，樹立數字化科技創新發展觀，提出基于數字化科技創新驅動的企業轉型升級目標，將數字技術科技創新的研發和應用列入企業發展戰略；加大與數字化科技創新發展有關的企業經費投入，鼓勵企業建立數字化科技創新經費投入機制和激勵機制，推動創新成果的應用和轉化，形成數字化科技投入、技術創新、推廣盈利的良性循環，促進數字化科技創新驅動下的建筑業轉型升級。

3.加強“產學研”合作

建筑業數字化科技創新發展需要企業、高等院校和科研機構緊密合作。應加強建筑業數字化科技創新方面的“產學研”合作，助力建筑企業（包含設計、施工、咨詢公司）明確自身實際需求、掌握數字化成果使用技能、培育自主研發能力。通過“產學研”合作，幫助相關研究機構深刻掌握建筑業數字化成果及技術的實際需求和關鍵問題所在，精準提升各類人才的培養質量。因此，構建完善的建筑業數字化科技創新“產學研”合作機制，通過各方緊密合作實現資源互補，使得數字化科技創新成果更加貼近行業需求，推動建筑業數字化科技創新成果的交付和應用，提升建筑業科技創新能力和數字化水平。

（三）基于市場的數字化科技創新發展路徑

1.完善建筑業市場招投標制度工程建設項目

招投標制度是建筑業市場中較為重要的競爭機制，影響著建筑業市場的有序發展、建筑業數字化科技創新的可持續發展 [16]。合理有效的工程項目招投標制度包括合同條款、計價模式、付款方式和獎懲機制等。有必要在工程建設項目招投標中，合理體現數字化科技成果和產品的利用率以及在工程項目成本、工期、質量、安全和環境保護等方面的實際成效，既能避免不利于數字化科技創新成果普及的低價中標現象，也可克服建筑業數字化科技創新成果或產品華而不實的虛假狀況。完善建筑業市場工程項目招投標制度，驅動建筑業數字化科技創新成果的研發、推廣和應用，促進建筑業數字化科技創新發展。

2.健全市場競爭秩序

良好的市場競爭秩序可以推動建筑業數字化技術及產品的價值認可、轉讓和推廣，帶動建筑業數字化科技成果及產品的供給和需求形成良性循環，吸引潛在投資者。未來，我國建筑業將由高能耗逐步轉向高效率的可持續增長模式，需在市場方面對有關建筑業數字化科技創新成果和產品進行管控，提高相關市場交易的透明性，規范并簡化市場交易過程。數字化賦能的市場管理，促進數字經濟與建筑產業的深度融合，提升建筑業的產業交易效率，激發建筑業數字化科技創新活力，加快建筑業轉型升級步伐。完善建筑業數字化科技創新市場競爭秩序，能夠持續激發建筑業科技創新的潛力，成為推動建筑業高質量發展的重要路徑。

3.提升建筑業數字化科技創新的供需和融資環境

數字化科技創新成果的運用貫穿于工程項目全壽命周期的各階段和全產業鏈，如工程項目的策劃、設計、采購、施工和運維等。應將數字技術和產品的階段性需求與工程項目的具體承包模式相結合，構建完善的建筑業數字化成果或產品供給和需求市場環境，基于公平、公正、公開原則，完善數字化科技成果和產品的數字化展示與交易平臺；拉動建筑業全產業鏈的數字化科技成果需求，推動建筑業數字化科技創新投入和發展，形成行業發展的良性循環。建筑業的數字化科技創新發展，離不開資本的投入。規范并完善建筑業數字化科技創新融資環境，將數字化科技創新資本投入與數字化科技成果和產品帶來的工程項目績效掛鉤，吸引各類社會資本的穩定投入。

五、結語

科技創新為經濟社會發展注入新動力，建筑業正面臨科技創新帶來的產業革命。基于科技創新發展理念、新一輪數字化科技浪潮，通過數字化技術實現建筑業科技創新，促使建筑企業生產方式轉變、產業結構調整和優化，驅動建筑業高質量發展和轉型升級，是現階段需要研究的重要課題。本文針對數字化驅動的我國建筑業高質量發展戰略路徑相關研究結果，為通過數字化技術驅動我國建筑業高質量發展提供對策建議和實施框架，為政府部門制定和健全政策提供理論參考；期望激發和提升建筑企業、科研機構、高校的科技創新動能，形成公正完善的市場環境，從而通過數字化科技創新推進我國建筑業高質量發展，最終實現建筑業的轉型升級和產業革命。