经过几十年的生产力增长缓慢，工程和建筑 (E&C) 行业有望通过数字技术取得重大收益。这一突破以建筑信息建模 (BIM) 为中心，这是一个将 3D 建模与项目管理和可视化工具集成的软件平台。BIM 展示了建筑物中的所有物理对象及其物理、技术和商业特征。该技术可以快速评估运输和施工时间、生命周期成本和其他关键变量。

与其他行业的数字化突破类似，BIM 开始通过重组价值链来改变建筑业务。BIM 将促进项目各个阶段的协作，而不是加强行业的传统孤岛。它的优势促使许多大型承包商以及工程和建筑公司对该技术进行投资。

但 BIM 也带来了挑战。让它发挥作用需要大量的前期努力，不仅要采用技术，还需要获得相关的专业知识、制定标准、找到正确的战略定位并协调利益相关者。到目前为止，建筑材料公司的积极性不如业内其他公司。其中一些
公司只专注于将其产品列表转换为 BIM 对象库的直接任务；其他人认为 BIM 是一项繁重的政府法规。

随着建筑行业开始围绕 BIM 进行重组，现在是建筑材料公司采取行动的时候了。那些超越对象库并接受 BIM 功能的公司可能会获得先发优势，并享受各种获取价值的机会。那些缓慢采用 BIM 的公司可能不仅在效率上而且在创新上都存在不足。

BIM 将如何扰乱竞争

到目前为止，BIM 主要在公共项目中强制使用 BIM 的富裕国家传播，例如英国、美国、澳大利亚、韩国和一些北欧国家。鉴于所需的资本投资、管理注意力和战略思维，令人印象深刻的是，如此多的公司也在私人项目中使用该技术。BIM 对于小型项目很有用，但对于处理大型建筑和基础设施的复杂性，尤其是考虑到生命周期管理的趋势，它是无价的。随着支持者的传播，中国和其他一些预计将占世界建筑很大一部分的发展中国家也表现出兴趣。（参见图表 1。）

我们估计，到 2025 年，BIM 将在 E&C 行业取得足够的进步，使生产力提高 15% 到 25%。由于 BIM 的孤岛破坏性质，价值链中的每个人都有机会分一杯羹。随着时间的推移，我们预计公司将使用 BIM 来整合更多关于客户需求和愿望的信息，并促进他们之间更多的合作。

要了解这些发展，考虑 BIM 使用的不同级别是有帮助的。（参见图 2。）在第一级，公司使用 3D、基于 BIM 的计算机辅助设计 (CAD) 软件和冲突检测工具为项目进行基础设计工作。但所有实用的蓝图都是以传统方式生成的。项目中的每个公司都使用自己的数据独立工作，并与 BIM 平台有手动接口。

在第二级，设计和蓝图都完全在 3D CAD 中，公司至少以通用 BIM 文件格式交换一些信息。这项工作仍然主要在孤岛中进行，但对于所谓的 4D BIM 已经有了足够的协调。第四个维度是时间：设计包括精确的排序，以便每个人都知道哪些材料将到达现场以及何时到达，以及它们将如何进入结构。设计、制造和物流与实际施工紧密结合。BIM 可以进一步扩展以涵盖成本、可持续性和设施管理等方面。

借助捕获这些维度的软件插件，公司最终将能够计算出项目的总所有权价值 (TVO)。即使他们仍处于第二级，他们也会看到给定的设计如何影响设施的生命周期管理，并根据需要进行调整，以最低的成本满足客户的要求——目前这项工作非常耗时耗资源-密集的。

大多数 E&C 公司都处于一级，但许多公司正在努力达到二级，我们预计最终会推进到三级。这就是参与项目的所有各方在云中的单个共享 BIM 模型中工作的地方，并且所有相关的通信都围绕该模型进行。第三级集成了所有各方的工作，实时汇集各种能力，以解决协作中心中的问题，其中包括设施的用户和所有者。通过打破孤岛和促进全面协作，BIM 将改变建筑业务，就像数字化颠覆其他行业的既定秩序一样。（有关 BIM 技术的更多详细信息，请参阅 建筑信息模型的变革力量，BCG 焦点，2016 年 3 月。）

BIM 将带来文化和结构的变化。例如，在许多国家，建筑公司与客户的关系有些争议。他们历来收取较低的初始费用，并通过变更订单来弥补利润。由于 BIM 提供了开放性和互连性，项目利益相关者可以以更透明的方式相互合作，为每个人创造价值。

所有这些转变促进了合作，但也创造了新的竞争。从孤岛中解放出来，许多公司可能会扩大他们的产品，从而模糊玩家之间的界限。一些承包商甚至在 BIM 之前就开始垂直整合到设计、工程和设施管理中，但 BIM 正在加速这一过程。承包商还可以扮演 BIM 项目经理的角色，随着对象库在互联网上变得容易获得，他们可以绕过建筑材料的分销商。他们还将越来越多地参与或什至在完工建筑的生命周期管理中发挥领导作用。（请参阅图表 3，了解 BIM 将促进的新型协作。）

同样，一些工程公司正在与项目管理公司合作，开发指导建筑项目的能力，这是承包商传统上执行的任务。其他人正在考虑与建筑材料公司合作开发标准化的对象库。这不仅会挤压分销商，而且建筑师和工程公司甚至可以与选定的制造商共同设计材料，为每个项目定制。

得益于BIM，项目管理公司可能会在行业中发挥主导作用。他们可以开发先进的 BIM 平台，获得足够的人气，以发挥威胁竞争对手平台的网络效应。BIM 还催生了设施管理专家，这些专家帮助客户设计建筑物以利用新兴的高科技选项。

一个关键问题是哪家公司将充当业主的代表，从而“拥有”项目的 BIM 模型。虽然项目中的所有公司都可以访问该模型，但项目经理对其进行管理，因此可以对所有流入和流出的数据进行特殊访问。根据底层平台的结构（有些平台会比其他平台更开放），访问权限可以让项目经理抓住未来的机会，例如生命周期管理。

我们已经可以看到与 BIM 模型所有权和访问设施管理所需的详细材料特性相关的紧张局势。例如，大型承包商和软件公司一直在投资或收购项目管理公司。分销商也可以尝试利用他们对物品信息的访问权来争夺位置。在接下来的 10 到 20 年中，E&C 行业以及建筑材料公司的角色可能会大不相同。

建筑材料的机会

建筑材料行业生产轻质材料，如外墙、石膏板、门窗，以及重质材料，如混凝土、钢材和复合材料。大多数公司专注于其中之一，并专注于当地或区域市场，在这些市场上它们通常处于领先地位。他们通常通过这些市场的分销商开展工作。

毫不奇怪，我们的研究发现，每种类型的公司对 BIM 都有自己的担忧。许多分销商认识到其强大的咨询地位面临威胁，正在努力保持其在市场上的影响力。着眼于新兴法规，他们正在努力从各种标准和格式中聚合 BIM 对象库，以便成为承包商可信赖的导航器。对于他们中的一些人来说，拥抱 BIM 并不是一个很大的技术步骤。

整体而言，光面制造商对 BIM 的兴趣有所减弱。他们中的许多人正在使他们的产品和创新战略与新技术保持一致，特别是在应对新兴标准和法规时。但大多数人并没有积极追求 BIM 提供的可能性。

重型制造商似乎对 BIM 最不关心，可能是因为他们的商业模式依赖于本地竞争力，并且他们不认为 BIM 是这方面的威胁或机遇。他们通常仍然专注于开发基本的数字功能和转换他们的对象库以满足法规。但是有一些正在积极地转向 BIM 并因此创造价值。项目越大越复杂，材料公司就越有可能接受 BIM。

为了利用 BIM，材料公司必须至少升级到二级。他们应该建立与其他 BIM 参与者的对象库相结合的综合对象库。同样重要的是他们愿意与其他公司进行创造性合作。

有利的本地价值链可以加速 BIM 投资。如果当地建筑和建筑行业的其他公司已经开发了 BIM 能力，或者如果出现了成熟的项目管理公司，材料公司更容易快速行动。或者，他们可能会因为地方和国家法规以及新材料竞争对手（例如数字原生分销商或低成本国际制造商）而感到投资 BIM 的压力。

但材料公司在采取行动之前不需要等待价值链的其余部分或竞争对手。他们可以通过加入支持政府和行业决策的政策工作组来塑造对他们有利的市场，即使在 BIM 尚未到来的国家也是如此。

决策者面临的一个关键问题是是否允许建筑师和工程师为公共项目指定建筑材料品牌。BIM 使他们更容易做到这一点。如果政府允许这种做法，材料公司将需要更积极地向建筑师和工程师推销他们的图书馆。另一个重大政策决定涉及是否要求对公共项目的所有权总价值 (TVO) 进行 BIM 驱动计算。这一步骤将改变决策者选择对象的方式，偏向于倾向于降低 TVO 的高附加值建筑材料。

随着材料公司转向 BIM，他们可以抓住三个领域的机会：增加对现有产品的需求、开发新产品以及转向基于 BIM 的设施管理。（有关 BIM 支持的活动的全面功能性说明，请参见图 4。）

使用高级对象库和附加组件提高需求。对象库通常是材料公司进行首次 BIM 投资的地方，因为它需要相对较少的组织和战略变革，并且在越来越多的国家/地区是强制性的。大多数建筑材料的 BIM 对象库仍然在很大程度上只是重述了目录和其他地方已经可用的信息。但是 BIM 的数字功能为公司提供了许多改进产品推广方式的方法。在这里，我们讨论轻型和重型制造商如何利用对象库和附加组件来发挥优势。要了解建筑材料分销商如何使用这些工具，请参阅“分销商的营销机会”。

经销商的营销机会

只需使他们的库与各种软件标准兼容，材料公司就可以将其潜在客户群扩展到本地分销商和承包商之外，并变得相对于同行更具竞争力。更大的机会在于定制图书馆，使其充分表达公司材料的独特品质或服务能力。

构建有效的 BIM 库涉及三个关键决策，所有这些决策都需要在外包的便利性和展示独特内部能力的机会之间进行权衡。第一个决定是选择软件格式（例如 Autodesk、Dassault Systèmes、Graphisoft 和 Trimble 开发的格式）和 BIM 对象标准（例如 IFC、ISO 29481 或 PPBIM）。聚合器可以帮助公司使库尽可能与其他库兼容，但重要的是要避免可能阻止差异化的格式和标准。

第二个是关于 3D 对象设计的自制或购买决策。到目前为止，大多数材料供应商都将对象库的创建外包，但他们可能希望将其引入内部以获得灵活性，以展示他们如何响应客户的需求。大公司可能希望收购一家 BIM 软件公司以提高他们的能力。

第三个决定是在哪里展示图书馆。许多公司都在使用可靠、公正的网站，例如 nationalbimlibrary.com、bimobject.com、polantis.com、bimstore.co.uk 和 datbim.com。但对于公司来说，在自己的网站上提供对象库也很重要。许多建筑、工程和承包公司可能会在聚合库中发现公司的材料，然后直接从制造商下载该库以确保 BIM 对象质量。更重要的是，自我上市使公司摆脱了聚合商对展示特殊能力能力的限制。

一旦材料玩家保持了差异化的灵活性，它应该从哪里开始？为了突出他们的产品，一些制造商可能会受益于在他们自己的网站上设置高级 BIM 对象查找器，这些工具比在任何聚合器的站点上都更加定制化。通过托管对象查找器，公司可以更精细地监控下载，并相应地引导他们的销售和研发工作。一些绝缘和铝制外墙专家已经做到了这一点。事实上，制造商可以做很多事情来为各种客户加强他们图书馆的搜索和显示选项。

许多 BIM 库提供的细节比客户在项目早期阶段所需的要多。如果建筑师和工程师将复杂的 BIM 对象直接插入他们的模型中，他们最终可能会得到随着业主偏好的出现而难以修改的模型。因此，他们创建了自己的 BIM 对象的简化版本。为他们这样做的公司将获得优势。因此，一些材料制造商提出了可以自动适应各种行业参与者关注点的库。

材料公司还可以使用对象库通过扩展每个项目的可用信息来展示他们的技术能力。可以设置库来强调产品对能源效率和其他性能指标的贡献，以及满足各种操作和维护要求。

附加组件提供了进一步的差异化机会。一些材料制造商正在通过软件附加组件加强他们的库，使客户可以轻松评估各种材料对项目的影响。在不需要 TVO 计算的市场中，制造商可以设置 TVO 附加组件，以便业主仍然可以查看哪些材料可以降低建筑和设施管理的成本。承包商会欢迎一个附加组件，以推广包括预先优化排序的设备，因此特别易于安装。相比之下，建筑师和工程师可能会寻求有关先进技术特性的信息，以便为客户提供创新的饰面和其他功能。附加组件还可以解决基于国家/地区的安全、能源效率、碳足迹和拥有成本方面的法规。

一些光面制造商已经提供附加组件，帮助客户找到具有耐热性或耐火性的材料。其他人正在开发附加组件，以展示安装其产品所需的时间。同时，一些重型同行通过提供附加组件来提高其材料的技术稳定性，从而增加了销售额。客户对可操作性和维护性也很感兴趣。随着行业进入三级 BIM，合作者将越来越关注施工顺序和成本，因此这些领域的附加组件可能会脱颖而出。

随着建筑师和其他参与者获得更多权力来规定建筑中的特定材料，制造商可以使用附加组件来联系他们。一家光面玻璃制造商开发了一种工具，可以提供具有其产品特色的拟建建筑的真实视图。

天空不是极限。材料公司必须在由创建 BIM 平台的软件公司确定的潜在附加组件的生态系统中工作。因此，制造商需要根据他们选择的平台调整他们的附加策略。

随着时间的推移，对对象库和附加组件的投资可能会带来丰厚的回报。更丰富、更易于访问的对象库将帮助制造商向更广泛的买家销售更多产品。材料公司将更容易绕过中间商并直接与用户联系，让这些公司有机会区分他们的产品。一些光端制造商甚至使用BIM进行国际销售。

强大的对象库和附加组件可增强向潜在客户发送的信息。但 BIM 还允许公司在自己的网站上实时跟踪对其图书馆的搜索。该信息促进了潜在客户的产生，使销售团队能够提出符合客户要求的产品。一些制造商已经报告说，与从其他渠道寻找特定产品的客户相比，他们在客户方面拥有更多的线索。传入的信息还可以改进研发，因为公司可以对搜索进行汇总分析，以发现客户需求的趋势，对于特别擅长的材料公司，还可以与建筑师和其他人共同设计产品。虽然来自单个公司的搜索最有价值，但来自聚合器的搜索也提供了有用的信息。

开发更高价值的产品。BIM 的优势远远超出了更丰富的对象库。通过提供有关项目在每个领域的确切需求的实时信息，BIM 使材料公司能够提供以前技术上无法实现的产品和服务。我们相信机会是巨大的，我们已经看到了各种具有战略意义的新产品。

一个机会是在组件设计中。施工中的一个常见挑战是建筑商必须在现场组装许多组件。如果组件与结构的要求不匹配，这种组装工作可能会减慢项目速度或引入需要在以后更正的问题。借助 BIM，制造商可以为特定项目定制设计，以便建筑商能够快速高效地组装组件，而无需返工。一些材料公司正在探索合作伙伴关系，以开发易于相互连接的产品。这些合作伙伴还可以提供设计和物流服务，从而为承包商节省大量时间和麻烦。

一个相关的机会是机器人技术。材料厂商可以鼓励制造商使用机器人进行现场组装，尤其是复杂模块。伦敦奥运会之后，主体育场需要一个新的屋顶，以使其能够用于举办各种活动。为了使这项艰巨的工作变得更容易，屋顶的部件由机器人在现场预制和组装。承包商利用 BIM 模型，结合卫星，对机器人进行精确引导。虽然一些承包商希望拥有机器人，但许多承包商更愿意租用它们。然后，材料公司可以开发特别适合机器人使用的材料和服务。

预组装模块是 BIM 实现的另一项新产品。BIM 可确保更精确的设计并实现更好的现场调度，以便模块仅在需要时到达。与在建筑工地组装的模块相比，预组装模块产生的废物更少，但由于其尺寸原因，运输成本可能很高。它们已用于欧洲的多个项目，例如瑞典卡罗林斯卡大学医院。它们在中国也越来越受欢迎，那里的天气经常扰乱施工，承包商难以吸引工人到偏远地点。建筑师们为巴黎的路易威登基金会艺术博物馆设计了一个具有复杂曲率的钢结构。与伦敦体育场一样，制造商利用 BIM 模型来精确引导塑造和切割金属的工具。由于这种严格的控制，

一些项目几乎完全依赖于预组装的模块。对于伦敦的 Leadenhall 大楼，83% 的建筑工作是在场外进行的。窗户主要在中国建造和组装，但由于 BIM 的指导，它们非常适合建筑物。正如这表明的那样，BIM 具有释放国际采购的潜力，尤其是对于复杂的定制产品。

制造商在工厂组装模块方面处于领先地位，因为他们有能力构建和移动它们。分销商也可以进入这个领域，利用来自不同制造商的材料来提高质量。但是这样做需要大量的资本支出，如果对模块的需求是间歇性的，这将是有风险的。

通过 3D 打印，材料公司可以将定制提升到另一个层次。该技术仍处于试验阶段，但专业建筑商鼓励将其用于复杂的建筑部件甚至整个结构。BIM 可以生成与设计所需内容精确匹配的打印机就绪对象文件，使这项技术变得实用。

通过结合BIM和3D打印，中国的盈创装饰设计工程公司已经建造了一系列廉价的房屋和公寓楼，其中一些有五层楼高。该公司用由玻璃、水泥、钢和硬化剂制成的糊状物层打印每个结构的部分。但是 3D 打印可能对于创建用于复杂结构的全新类型的组件特别有用——这些组件仅因该技术而可行。正如 3D 打印正在产生更轻、更坚固的蜂窝状飞机结构一样，它可以为建筑施工提供新的可能性。

材料公司可以通过推荐用于 3D 打印的材料来鼓励这些发展，并在价值链中更好地定位自己。一些制造商已经开发出可用作 3D 打印“墨水”的水泥。他们还可以评估使用 3D 打印制造产品的可行性和机会。重型制造商可以提供大型印刷模块，而他们的轻型制造商不仅可以探索现有产品的可能性，还可以探索新产品的可能性。

实时数据驱动的物流对于这些新服务至关重要。当 4D BIM 支持详细的施工顺序时，材料公司将需要此功能。这项服务可能来自分销商，甚至是专门从事基于数据的物流的新参与者。最终，建筑将通过协作中心紧密集成，从而实现按订单生产的优化制造。

进入 BIM 驱动的设施管理。建筑材料公司的第三个选择是完全从建筑转向服务。这是一个重要的机会，因为大部分总体建筑成本来自运营，而不是建设。BIM 为综合设施管理奠定了基础，特别是考虑到“智能”建筑的趋势。使用详细的 BIM 模型，业主可以将建筑物的基本信息与来自监控其运营的传感器的数据联系起来，从而优化运营，同时满足居住者的需求，甚至提供新服务。这些传感器将嵌入建筑材料中。因此，我们相信所有材料最终都需要“智能”。

例如，阿姆斯特丹的 Edge 大楼在 3,000 个照明设备中安装了传感器，以测量运动、温度、湿度和 CO 2水平。在悉尼，设计初创公司 ineni Realtime 使用基于 BIM 的 3D 建模为业主提供对整栋建筑的空间感知。这不仅可以用于安全性，还可以用于维护和维修任务。例如，技术人员可以立即知道工作时梯子有多高。

轻侧制造商和分销商将在建筑领域拥有特别宝贵的机会。BIM 可以揭示其产品在结构中的位置，并有助于更换和大型维护工作。

重型制造商在传感器连接基础设施方面有机会。安装传感器后，工程师可以在施工期间和施工后发现水泥裂缝等问题。在未来的“智慧城市”中，城市管理者可以监控交通模式和污染趋势，并相应地指导司机。

为了抓住这个机会，制造商需要开发包含传感器和其他智能连接的建筑材料。然后，他们可以考虑设计机制，将这些材料在建筑物的整个生命周期中的收益货币化，费用与业主的储蓄成正比。分销商可以充当专家中介，提供运营服务以帮助实现这些收益。所有这一切都需要与最终用户和其他客户建立新的关系。（参见“开发新型杠杆”。）

开发新型杠杆

如何为 BIM 做好准备

为了实现所有这些机会，建筑材料公司必须考虑到 BIM 的整体性。技术变革远远超出了 BIM 本身，也远远超出了 IT 所能处理的范围。领导者必须使 BIM 的采用成为由整个组织的团队指导的企业范围的项目。较大的参与者可能需要为每个职能部门以及每个业务部门或国家/地区配备团队。每个功能都有特定的问题需要解决：

• 战略需要阐明公司在我们所描述的三大机遇中的每一个的理想定位：对象库、更高价值的产品和 BIM 驱动的设施管理。追求附加组件、模块化或“智能”材料有多现实？BIM 驱动的标准化和价格透明度所代表的威胁或机遇有多大？从那里，公司可以开发利用 BIM 的定制数字化计划。该计划可能包括各种合作伙伴关系，以带来规模、专业知识和其他能力。
• 我们认为人力资源将成为这一转型的基石，需要为 BIM 定义团队和治理结构。团队是应该按业务部门还是按国家集中建立？BIM 如何改变组织所需的能力，尤其是在营销和销售、研发、IT 和采购方面？公司需要什么才能管理变革并获得所需的技能？
• 营销和销售必须考虑公司如何丰富和扩展对象库。它如何确保成功搜索并通过附加组件提升附加值？随着行业向更高水平的 BIM 使用迈进，该公司将需要调整其战略，以推广其品牌材料的处方并利用新的分销机制。在此过程中，管理人员需要使用来自对象库搜索的数据来更好地生成潜在客户。
• 同样，R&D应该使用来自图书馆搜索的数据来更好地了解市场上的新兴需求并相应地重新规划其项目。经理还可以准备与建筑师、工程师和业主共同设计产品。
• 运营人员需要了解 BIM 如何影响供应链管理。他们可能需要将他们的活动与建筑师、工程师和承包商的活动相结合。展望未来，他们准备好从“按库存生产”转向“按订单生产”了吗？
• 对于IT 来说，一个巨大的挑战是构建一个有效的对象库。但 IT 也将被要求提供资源和基础设施来支持 BIM 转型，并随着时间的推移保护将越来越多的在线可用的知识产权和运营数据。

经销商需要解决大部分相同的问题，但他们会特别注意继续提供有价值的服务，以保持他们作为中间人的地位。对制造商产品数据的访问可能会发生什么变化？他们将要决定如何与 BIM 在线聚合器对抗或与 BIM 在线聚合器一起定位自己。他们还可以为设施管理提出新的服务。
不管他们的方向如何，分销商都希望确保制造商之间的共同规范和标准。他们可以从供应商那里获取的数据越多越好。他们还希望将采购转向支持 BIM 的制造商，并投资于了解新兴的软件插件领域。同样重要的是鼓励建筑师和承包商使用通用而非品牌材料，这将为分销商提供最大的自由。

通过拥抱 BIM 的可能性，建筑材料公司可以巩固其竞争地位，开展丰富的合作，并提高其创新能力。他们可以提升现有业务，同时在更高价值的领域开辟可能性。

但要实现这一目标，许多公司需要改变他们主要是被动的立场。他们越能帮助规划行业的未来，他们在市场上的长期地位就越好。