王志坚|罗伦·巴拉克|拉斐尔·萨克斯|西特索菲·K·耶武|阿农·本图尔|乔治奥斯·M·哈吉德梅特里乌
以色列理工学院土木与环境工程学院，海法3200003，以色列
摘要
尽管数字技术在建筑领域的研究日益增多，但它们对生产力的具体影响仍不完全清楚。本文旨在探讨数字技术与建筑生产力之间的关系。研究方法包括文献计量分析和过去十年发表的研究的系统性文献回顾。Scopus被选为数据检索的主要数据库，共识别并分析了16种期刊中的346篇论文。文献计量分析揭示了出版趋势和技术之间的相互关系，强调了人工智能和优化在BIM、数字孪生、传感器和机器人技术等综合生态系统中的核心作用。系统性文献回顾将技术对生产力的应用分为四个维度：测量、估算、优化和提升。尽管这种定性综合受到作者判断和主观性的影响，但它突出了实际益处，如预测和自动化的改进，同时也指出了数据标准化、集成和劳动力适应等方面的挑战。
引言
建筑行业在塑造建成环境方面发挥着关键作用，提供了支持社会发展和经济稳定的重要基础设施。作为国家经济的支柱，建筑行业对国内生产总值（GDP）的贡献巨大，并创造了大量的就业机会。2024年，全球建筑行业的支出估计为14.3万亿美元，约占世界GDP的13% [1]。建筑生产力是评估建筑行业绩效的重要指标。从本质上讲，这是一个简单的概念，定义为产出与投入的比率。然而，准确定义产出和投入的构成存在复杂性，因为目前没有普遍接受的生产力估算标准。
尽管建筑生产力非常重要，但其水平多年来一直保持稳定，且显著低于其他行业 [2]。低生产力通常导致劳动力、材料和财务资源的浪费。低生产力是由多种因素共同作用的结果，如设计质量差、项目规划不足、管理和控制不力、资金资源有限以及材料和设备使用不当 [3]。
数字技术的进步为克服这些挑战并显著提高建筑生产力提供了独特的机会 [4]。建筑领域的数字化是指使用数字工具和技术来捕捉、存储和处理项目各个阶段的数据 [5]。与数字化密切相关的是自动化，它涉及整合技术和机器以最小化人工干预来完成任务 [6]。科学界认识到这些进步的变革潜力，并探索了将它们应用于革新建筑行业的可能性 [7]。
尽管关于新兴数字技术对建筑行业影响的研究不断增多，但现有的文献回顾往往存在显著局限性。一些研究关注影响建筑生产力的关键因素，但未能充分强调建筑生产力与不同新兴技术之间的关系 [8]。另一组研究探讨了新兴技术对建筑行业的一般影响，但没有特别关注生产力。例如，潘和张 [9] 研究了人工智能在建筑工程和管理中的作用。因此，现有文献回顾忽视了建筑生产力与新兴技术之间更广泛、相互关联的知识体系。此外，许多回顾依赖于定性或定量方法。例如，Khallaf和Khallaf [10] 对建筑领域深度学习的应用进行了系统性文献回顾。然而，这种对单一方法的依赖可能导致见解片面且缺乏全面综合。这种碎片化阻碍了识别整体模式、差距以及整合数字化和自动化以提高建筑生产力的关键机会。最后，技术的快速动态发展使得许多回顾变得过时或未能充分反映当前的进展。
总之，现有文献存在以下几方面的不足：
•尽管新兴数字技术与建筑生产力的相关性日益增加，但相关研究仍缺乏关注。
•回顾内容要么仅关注生产力因素，要么仅关注新兴技术，而没有探讨它们之间的相互联系。
•过度依赖单一方法（纯定性或纯定量），导致综合能力有限且洞察力不足。
•对数字技术（人工智能、BIM、数字孪生、传感器、机器人等）相互关联的生态系统覆盖不足。
•由于数字技术的快速发展，许多现有回顾已经过时。
为了解决这些研究空白，本文旨在探讨最先进的数字技术与建筑生产力之间关系的现有知识状况。为此，研究提出了以下问题：
•过去十年中，哪些数字技术因具有影响建筑生产力的潜力而成为科学研究的重点？
•这些技术在联合使用或互补应用方面是如何相互关联的？
•这些技术影响了建筑生产力的哪些方面？
为回答这些问题，本研究采用了混合文献回顾方法，结合了文献计量分析和定性分析。单一方法无法全面捕捉当前知识的广度和深度。文献计量分析通过识别出版趋势、有影响力的技术和研究领域的相互关系提供了定量概览；而系统性定性分析则能够深入探讨这些技术在实际中的影响力。通过结合这两种互补的方法，混合方法提供了比单一方法更全面、更有结构性的综合结果，确保了研究活动的规模和实质性见解都能得到有效捕捉。
总体而言，本研究有三个主要贡献：首先，它绘制了新兴数字技术之间的相互关系和协同效应；其次，它提出了一个结构化的框架，将数字技术对生产力的影响分为四个维度——测量、估算、优化和提升，为解释当前应用和指导未来工作提供了明确的基础；第三，它指出了文献中强调的关键实际益处和持续存在的挑战，平衡地揭示了数字技术在提高建筑生产力方面的潜力和局限性。
图1展示了本文的组织结构。第2章描述了这种混合回顾方法的所有步骤，以及参数和关键词的选择过程。第3章展示了文献计量分析的结果，包括出版数量、技术关联性和关键词共现性的分析，以及定性分析的结果，包括主题的识别和分析。最后，第4章批判性地讨论了主要成果、挑战、未来方向、局限性及结论。
方法部分
方法论
本研究采用了结合文献计量分析和定性分析的混合文献回顾方法。该方法基于Xiao等人 [11]、Martinez等人 [12]、Jin等人 [13] 和Yin等人 [14] 提出的方法，并进行了修改，加入了迭代关键词选择流程，以确保回顾的动态性，并能够涵盖最初被忽略的关键词（如图2所示）。
该方法包括三个主要步骤：数据收集、文献计量分析和
文献计量分析
在本节中，我们对从搜索结果中获得的文献计量数据进行了详细的定量分析。分析过程从收集文献并按设计方法对技术进行分类开始。随后，我们研究了过去十年的出版趋势，了解了不同技术随时间变化的关注焦点。此外，技术关系分析探讨了特定技术组合的模式
讨论
本研究采用了一种迭代关键词选择方法来收集关于数字技术与建筑生产力关系的文献。我们从定量和定性的角度分析了筛选后的研究。该回顾不仅揭示了出版趋势和技术之间的相互关系，还深入探讨了各种技术如何用于生产力的不同方面。
结论
本文阐明了新兴数字技术与建筑生产力之间的关系——这一联系在文献中经常被提及，但很少通过综合视角进行探讨。通过结合文献计量分析和定性综合，本文全面概述了五大技术类别如何影响生产力的四个维度：测量、估算、优化和提升。混合方法使得这些技术的整合成为可能
CRediT作者贡献声明
王志坚：撰写——审稿与编辑、撰写——初稿、可视化、验证、软件开发、方法论设计、数据分析、数据整理。罗伦·巴拉克：撰写——审稿与编辑、验证、监督、资源协调、项目管理、方法论设计、数据分析、形式化分析。拉斐尔·萨克斯：撰写——审稿与编辑、验证、监督、项目管理、资金筹措、概念构思。西特索菲·K·耶武：撰写——审稿与编辑、验证
资助
本研究得到了以色列创新、科学与技术部2023年关于创新建筑技术研究提案的支持。
利益冲突声明
作者声明以下可能被视为潜在利益冲突的财务利益/个人关系：
