麦肯锡建筑业报告：技术投资指数式增长 人工智能、3D打印将成新宠

麦肯锡的报告表明，经过数十年的数字化，工程与建设(E&C)行业在一个新时代做出了大胆的举动。

去年，麦肯锡绘制了该行业的技术生态系统，重点关注在项目生命周期的构建阶段正在激增的解决方案。

这项研究揭示了技术集群的出现，在不到10年的时间里，全行业的技术投资超过了100亿美元。

今年，麦肯锡扩大了研究范围，将整个资产生命周期(概念与可行性、设计与工程、前期施工、施工、运营与维护)都纳入考量，研究了2400多家技术解决方案公司，创建了全球最全面的建筑生态系统数据库。

在建筑技术的全景图中，我们看到了围绕已建立的用例出现的不同连接解决方案的概念，这些概念成为了获得最多吸引力的技术指标，以及在不久的将来它们的影响有望迅速增加。

如今，最突出的技术概念包括3D打印、模块化、机器人、数字双子技术、人工智能(AI)和分析、供应链优化和交易平台。

在建筑行业内的三个场景：现场执行、数字化协作、后台和邻接，都已经有了许多技术用例。

这些新技术中的许多都可以跨场景应用，如数字双子技术可以包括使用无人机进行场地检查，这是一个现场执行用例，还包括几个数字协作用例:激光扫描、虚拟学习和设计模拟。

在供应链优化和市场平台方面，随着过去一年有数十家规模较小的企业进入这个领域，该技术概念的迅速崛起引人注目。

人工智能和分析

从长远来看，人工智能和分析在E&C中有无限的潜在使用案例。

机器学习作为一个包罗万象的用例，能够适用于整个建筑生命周期,特别是在现实捕捉(例如结合计算机视觉)方面，以及现场与计划的比较与安排等(例如数字双子模型)。

实际上，通过将机器学习应用到正在进行的项目中，可以优化时间表，以安排任务的先后次序，并且可以更接近实时地捕捉蓝图与实际的差异，并使用各种预先确定的潜在方案进行纠正。

在不久的将来，我们预计人工智能在E&C领域的扩散将是适度的。

很少有领导者有适当的流程、资源和现有的数据策略来支持必要的算法并有意义地实现这种技术。

然而，潜在的影响是如此之大，以至于整个行业再也不能忽视它。

人工智能方法越来越能在各行各业发挥作用，提高了来自非传统市场进入者的竞争威胁。少数初创企业已经在使用以人工智能为中心的方法获得市场吸引力。

3D打印、模块化和机器人技术

部分建造业正在转向类似于制造的大规模生产系统，依靠预制、标准化的非现场生产组件。

我们的研究发现，在经济可行的项目上持续使用这些技术，可以将该行业的生产率提高5到10倍。

这样的系统将包括完全自动化的预制过程，将二维图纸或三维模型转换成预制建筑构件，或直接根据三维模型或施工图制作;使用砌砖或焊接机器人等施工机器人; 自动驾驶重型机械，使施工更安全、更快、更实惠; 外骨骼和可穿戴机器人，以提高受伤工人的机动性或利用机器人手臂的力量。

此外，金属的3D打印技术还能使生产高性能元件成为可能，并最终提高效率和成本效益。

在机器人技术方面，E&C行业正处于这种拥抱硬件创新之旅的开始阶段。

考虑到许多地区的劳动力短缺，以及人类身体生产力的自然上限，这些进步尤其重要。

将人类和机器人配对可以帮助人类完成需要更多努力的任务(例如，举起重物并把它们放在精确的坐标中)。

数字双子技术

在E&C中，生产率的提高直接受到透明度和解决问题积极性的驱动。

数字双子平台和现实捕获的解决方案使利益相关者能够通过项目的动态视图和实时的进度比较来设计蓝图，并能够随着工作的进展和不可避免的结果的变化而调整这些蓝图，从而将领域中的返工最小化。

无人机、卫星图像、激光雷达等解决方案是许多现实捕捉工作的关键组成部分。

这种方法创建了一个项目的真实实体的精确的数字复制品，允许我们快速地提高数据的准确性，并将已构建的数据合并到3D模型中，以实现自动的、实时的进度更新。

它还允许用户虚拟地与结合了3D设计和已建配置的“混合现实”模型交互。

这些应用程序真正令人兴奋的地方在于，通过项目进度和预算更新的完全自动化，能够将构建项目中的决策周期从以月计减少到以天计。

供应链优化和交易平台

为商品买卖和招聘提供市场平台的初创企业已开始在某些地区获得青睐。其中一些初创企业已被大型供应商收购，它们迅速大规模部署了这些平台。

通过使参与者能够匹配供应与需求，这些市场在优化供应链方面有巨大的潜力——就像这些市场在零售等行业带来革命一样——提高生产率和盈利能力。

在建设中，这些市场还可以通过提高成本透明度和未来和正在进行的项目的材料、劳动力和设备的可用性来提高竞争性招标。

随着场外制造的预制组件越来越多的使用，它们也将变得越来越重要。

尽管取得了进展，但这个领域仍处于萌芽阶段。

不断增加和发展的技术投资

麦肯锡发现，过去10年，建筑技术行业的投资翻了一番。去年，我们发现建筑技术公司在2011年至2017年初期间获得了100亿美元的投资。

我们最新的研究表明，不仅外部投资增加，而且投资加速。2008年至2012年，建筑技术累计投资90亿美元。

从2013年到2018年2月，这一数字翻了一番，达到180亿美元，主要是由并购驱动的。

我们的研究表明，通过交易计算，早期风险投资(VC)正在上升。从2013年到2018年2月的908笔交易中，四分之三是初期风险投资。

事实上，自2015年——VC投资的高峰期——建筑技术领域已经维持了VC相对较高的投资水平，这表明更多的解决方案已经准备就绪，高水平的并购活动将继续保持下去。

并购活动往往发生在风险投资后期1-2年后。

此外，后期VC在市场上呈上升趋势(见图3)，从2010年开始，后期VC几乎稳步上升(2016年略有下降)。

如此稳定的增长表明某些用例是市场支持的，并且准备好了增加融资，实现了预期的影响。

去年，麦肯锡的研究集中在资产生命周期的一个阶段的技术:建设和调试。

当我们将分类扩展到整个资产生命周期时，我们发现最吸引增长的是两个阶段:建筑和调试以及操作和维护(见图4)。

建筑领域仍然是资产生命周期中投资最高的阶段。

从2013年到2018年2月，建筑引领的生态系统获得了最多的总资本，用例数量和交易数量都是最高的。

这个市场也比较成熟，在这里，只有三分之一的公司是新进入者。

施工前和施工后阶段都获得了大量投资。

在前期建设阶段的投资主要是由劳动力和设备市场驱动的，这是一个相对分散的解决方案领域，以区域为重点的参与者最终将面临整合。

另一方面，建筑后台是一个非常成熟的解决方案领域。这一阶段的投资主要由成熟公司通过并购或高平均价值的私募股权交易来推动。

跨领域技术正获得最大的动力。尽管我们发现，与建筑和调试相比，这类交易相对较少，但过去5年在这一领域创建的公司数量超过了任何其他类别，交易的美元价值也正迅速赶上其他类别。

在这类资本密集型用例(如3D打印)中，平均交易额尤其高。

有两个尚未开发的市场:设计/工程和概念/可行性。这可能是因为企业家关注的是拥有项目价值的生命周期阶段。

另外，这些阶段基于办公室的性质也意味着它们的相关解决方案(如CAD或BIM)可能已经相对成熟和完善。

我们预计这些阶段的中断会减少，并且会有更多的持续改进(例如，现有软件的新特性)。

将38个用例中的每个用例的交易数量与过去五年的新公司数量进行映射，可以看到当前建筑市场的详细情况(见图5)。

图5：

在右上象限，我们发现在机器学习中，除了其他几个用例之外，新公司的集中度很高，交易的数量也很高。这意味着公司正在利用收购来获取新的人才和技能。

在右下象限，我们发现有些用例，比如深度学习，有很多新公司，但没有很多交易，这表明这些用例将在未来几年进入技术投资领域。

在左上象限，我们发现有些用例，例如文档管理，有很多交易，但是新公司相对较少，这表明这些用例是由相对成熟的公司主导的，它们在一个分散的市场中运营。因此，这些地区在不久的将来可能面临合并。

最后，在左下象限中，我们发现已经建立的或未经验证的用例，例如企业资源规划，很少有新公司和很少有交易正在进行。

这些市场可能已经饱和了——但有些用例(如激光扫描)除外，这些用例还没有展现出实现的势头。

技术产品的碎片化将继续是一个问题。

在去年的分析中,只有13%的公司有一个跨越三个领域(现场执行、数字合作、后台与邻接)的技术解决方案。这表明大多数公司都只解决了一个非常具体的、狭窄的用例，而不是更多的集成解决方案。

我们的新研究证实，超过一半的公司仍然致力于解决38个用例中的1到2个用例(见图6)。

这种碎片化是我们从希望参与技术解决方案的公司那里听到的最大挑战之一。许多公司都是使用遗留系统和各种信息收集方法的老牌公司。

缺乏用例集成是大规模技术采用的一个障碍。

虽然集成不会“润滑”技术采用的每一个方面，但它肯定代表了一条可行的前进道路，并让技术采用的可能性加速。

人才也是整个行业高管关注的一个突出问题，这对数字化至关重要:根据麦肯锡(McKinsey)数字学院(digital Academy)的研究，对人才的投资将使数字化成功的几率提高2.5倍。

建筑业可以忽略新技术的日子一去不复返了。麦肯锡预计，随着该行业的技术用例和初创企业激增，投资、竞争和整合将继续加速。