重新构想工程以更高效地交付更多项目
内容提要
为了满足全球对电池工厂、可再生能源项目和能源高效基础设施的紧迫需求，建筑工程行业需要大规模建设。然而，资本项目超支延期，工程人才短缺。为实现气候承诺，需要加快推出可再生能源发电能力。工程行业需改变商业模式，采用敏捷软件工程方法，建立共享激励和风险机制，实现性能变革。七个颠覆性特点和潜在激励措施可改变工程行业，创造未来建筑环境。
延伸解读
工程行业转型的紧迫性
文章指出，全球能源转型需要每年约9.2万亿美元投资，其中约6.5万亿美元用于低排放资产。然而，资本项目普遍超支延期，工程人才短缺，仅美国就有约40万个职位空缺。要实现气候承诺，可再生能源装机需提速近三倍，每年新增超520吉瓦太阳能和风能。传统商业模式按工时收费，激励增加投入而非提升效率，行业亟需变革。
敏捷方法带来的效率提升
借鉴敏捷软件工程，工程行业可通过重新定义产品、转向拉式工作流、跨职能团队和单一实时数据源等前四项颠覆性特点，实现30%至50%的时间和成本节约，并提高质量与一次通过率。例如，某油气巨头在井交付团队试点敏捷方法，概念选择时间缩短60%，水平井设计从26周减至13周，节省240个全职当量日。
AI与自动化测试的潜力
AI设计自动化可大幅缩短设计时间，如某亚洲油气公司海底回接设计从约12周减至不到一天。生成式AI还能快速生成蓝图和规格。持续集成与自动化测试通过数字孪生和AI模拟，提供即时反馈，优化设计迭代。例如，某3亿美元石化厂利用AI平台减少33%的劳动力闲置时间，节省三周关键路径工期。
开源与商业模式重构
开源可促进创新，尤其助力能源转型中的新兴技术。如北方光缆项目开发全球首个开源二氧化碳运输和存储基础设施。商业模式需从按输入收费转向按输出收费，将工程费用与下游成果如施工启动或资产净现值挂钩。协作合同已显成效，美国医院建设项目成本与进度绩效提升15%至20%。
Q&A
工程行业为什么需要重新构想？
为了满足全球对电池工厂、可再生能源项目和能源高效基础设施的紧迫需求，建筑工程行业需要大规模建设。然而，资本项目常常超支和延期，工程人才短缺。为了实现气候承诺，必须加快可再生能源发电能力的推出。工程行业的工作方式自1980年代以来变化不大，仍然以学科为基础组织项目，因此需要重新构想以更高效地交付更多项目。
工程行业可以借鉴敏捷软件工程的哪些做法？
工程行业可以借鉴敏捷软件工程的迭代方法，包括：重新定义产品以提供刚好足够的文档支持移交；发起拉式请求以加速交付并合并信息源；部署激励措施鼓励产品经理承担产品所有权并跨学科协作；建立单一真实来源以达成一致；利用快速迭代周期和AI工具；使用自动化测试；以及将非IP部分开源。
七个颠覆性特点具体包括哪些？
七个颠覆性特点包括：1. 重新定义“产品”；2. 从推式转向拉式工作流程；3. 从学科重点转向跨职能重点；4. 创建单一（实时）真实来源；5. 使用AI驱动的设计自动化；6. 应用持续集成和自动化测试；7. 采用开源。前四个已产生30-50%的时间和成本节省，后三个可加速性能转型。
重新定义工程“产品”是什么意思？
重新定义工程“产品”是指将工程提供的产品从传统的图纸转变为面向施工的、按正确顺序、所需数量和质量提供的施工就绪图纸，以支持资产交付。这需要将工程输出的真正客户（即施工和最终资产所有者）置于中心。在早期工程或前端工程设计（FEED）阶段，产品是吸引投资者的稳健商业案例。
采用拉式工作流程对工程项目有什么好处？
拉式工作流程是指根据下游施工客户下一步需要什么来优先安排工程交付物，以最大化吞吐量和资产完成率。这可以解锁所有行业的进度和成本节省。例如，帝国大厦和丰田生产系统都采用了类似原则。通过将工程交付物与施工需求和顺序对齐，可以加速项目工作。
AI在设计自动化方面有哪些应用案例？
AI可以用于设计自动化，例如：一家亚洲油气公司数字化其海底回接设计流程，将获得优质初步设计的时间从约12周缩短到不到一天；生成式AI可以在几秒内生成蓝图和规格；AI还可以优化结构设计细节和施工进度，如生成式调度。一个3000万美元的石化工厂项目使用AI平台将劳动力闲置时间减少33%，劳动力需求减少8.5%，并节省三周关键路径时间。
工程行业如何改变传统的商业模式？
工程行业可以从按输入（小时和费率）收费转向按输出（产品）收费。例如，在早期工程阶段，报酬可以与目标资产的净现值（NPV）挂钩；在详细设计阶段，激励可以与施工生产率或首次规模化生产挂钩。这需要共享收益和风险，采用更协作的合同方法，如在美国医院建设中，协作合同比传统合同在成本和进度绩效上提高了15-20%。
