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装配式技术引燃建筑业革命

时间:2019-07-27 21:44:50  来源:BCG波士顿咨询

建筑业正在从传统的现场施工向以工厂为中心的场外施工转变。后者采用装配式技术,优势在于更高的质量、更低的风险、更快的速度、更经济的成本以及更好的连贯性。装配式技术的使用率因地区和阶段而异,不过挑战仍然存在,而这股发展势头似乎也将持续下去。x1U筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!
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2019年的汽车工厂与1919年的汽车工厂有天壤之别,但建筑工地却几乎没有任何改变。建筑业正呈现出自相矛盾的状态。虽然全球年增长率超过3%,但是整个行业却价格飙升、工作岗位招不到人、供应远远无法满足需求。这场危机的原因在于一个普遍存在的问题:与其他行业不同,建筑业一直很难通过现代化提高生产率,但现在可以更多地利用现代工业技术。x1U筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!
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这其中,场外施工或装配式技术是关键:在工厂制造建筑的各个构件,然后直接运输到施工现场进行装配。这些构件要么是预制的(混凝土),要么是复合材料制成的(比如三合板)。如今的预制工厂可以生产扁平构件(比如墙壁或横梁)、一体式模块(浴室或卧室),甚至是整栋建筑。系统性采用装配式技术建造房屋可以追溯到20世纪:美国建筑商在20世纪初开始销售“成套住宅”,而“铁幕”两侧的欧洲国家在二战后都曾利用装配式技术解决住房短缺的问题。x1U筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!
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然而,虽然有过先例,也有迫切的需求,但装配式技术的普及率仍然有限。这种状况如今终于开始改变,越来越多的项目正在采用装配式技术,包括高端公寓、酒店和机场航站楼。这对建筑业是巨大的颠覆。行业高管在权衡自己的选择时,必须清晰理解装配式的概念——它为何越来越受欢迎,企业如何参与其中,以及它对整个行业意味着什么。x1U筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!
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/ 装配式技术“五大”吸引力 /x1U筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!
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通过把很大一部分工作从工作时长有限、尘土飞扬的露天场所转移到安全可控且7天24小时正常运转的室内工厂,装配式技术具备五大主要优势。x1U筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!
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1. 更短的工期和更低的风险。装配式技术可以将工期缩短三分之一以上,改善施工单位按时交付的能力,领先施工单位的按时交付率甚至可以接近100%。x1U筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!
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2. 更高的质量。标准化、可控的环境以及工厂内的质量检查可以将缺陷率降低一半。对于领先制造商而言,新建筑的无缺陷率如今可以达到95%以上。x1U筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!
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3. 更低的成本。不受天气影响的可控工作场所提高了员工的单位生产效率,同时也可以形成规模经济,实现物流最优和精益生产,施工总成本可节省10%。节约下来的资金可以传递到客户身上或用于提高交付。x1U筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!
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4. 更好的工作环境。工人们可以不受天气的影响,避免许多传统危险,比如长时间高空或地下作业。他们的日常通勤路线不会随项目的改变而改变。施工地点的意外事故数量减半。随着工作条件越来越吸引人,招聘也变得更加容易。x1U筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!
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5. 更加环保。建筑废料和排放可以减少一半,这要归功于生产效率以及循环利用率的提高。x1U筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!
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/ 装配式技术“四大”全球化阻力 /x1U筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!
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不得不说,装配式技术的全球普及率很难量化。x1U筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!
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分析人士以不同的方式定义装配式技术,根据预制部分所占的比重——50%或80%,根据对预制构件的技术评估。单户住宅的数据最为可靠,因为这一领域历史上一直是装配式技术的主要受益者。在瑞典等一些区域市场,目前超过80%的新住宅是采用装配式技术搭建的。虽然该技术的推广呈上升趋势,但在主要市场的普及率依然没有超过20%;在美国,装配式技术基本无人问津(参阅图1)x1U筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!
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虽然历史悠久且价值主张颇具吸引力,但装配式建筑才刚刚起步。它的缓慢普及有十分复杂的原因,在每个市场的情况也不尽相同。以下是普遍存在的四种特定障碍:x1U筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!
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1. 形象问题。在欧美,人们通常把装配式技术与低品质、单调的住宅联系在一起。比如廉价“组装平房”,低收入者居住的拖车住房等。只有日本将装配式房屋看作优质的高端产品。x1U筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!
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2. 缺乏灵活性设计,千篇一律。过去,为了降低成本,装配式建筑奉行标准化原则。这往往与施工地点的种种限制以及个人房屋所有者对个性化定制的偏好相冲突。x1U筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!
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3. 监管和本地建筑法规。传统建筑业普遍遵守严格的劳动法规,例如工地施工人员和施工内容,或者具体工程的最少施工人数。此类规定与装配式建筑施工的运作模式恰好相反,后者依靠的是经验丰富的小规模工人团队。健康和安全规定、规划准则、抵押贷款和保险要求其他规定也阻碍着装配式建筑施工的发展。更糟糕的是,规定通常是地方性的,因此很难改变,不可能存在统一解决方案。x1U筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!
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4. 风险规避。传统建筑业一直对风险深恶痛疾。如方法得当则成本高昂,一旦出现失误则可能产生难以挽回的巨大损失。从供给角度来看,施工是以项目为基础的周期性业务,常常面临成本压力,利润率较低,因此对重资产投入和研发支出存在抵触情绪(尤其是承包商,他们根本不习惯向工厂投资数亿甚至数十亿美元)。施工方和客户因此都对尝试新方法和技术持谨慎态度。x1U筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!
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总之,这些障碍让装配式建筑陷入了恶性循环,它们抑制了对装配式技术的市场需求;低迷的需求影响了对装配式的投资力度,导致供应仍然十分有限;最终由于供应有限,突破这些障碍的动力几乎为零。不过幸运的是,这种循环终于开始瓦解。x1U筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!
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/ 装配式技术“三大”拐点因素 /x1U筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!
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即使发展路上存在着阻碍,也阻止不了装配式技术迎来转折点,这里需要重点关注三个新的因素。x1U筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!
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第一个因素是长期的技能短缺。随着这一代建筑工人陆续退休,富裕国家的建筑工人数量一直在迅速减少,旧的解决方案——引进海外工人——也开始逐渐失效,而装配式技术既能吸引本土的建筑工人,又能提高建筑业的整体生产率。x1U筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!
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第二个因素是数字技术的迅速普及。技术的进步正在消除装配式技术普及的障碍,尤其是涉及不灵活性的问题。数字工具,比如建筑信息模型(BIM),可以将预制构件更轻松地装配成传统建筑,并建立更精细和灵活的预制构件系统。此外,数字生产方法的进步,比如机器人技术和3D打印技术,有一天应该能够把理想中的“批量定制”变成现实。x1U筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!
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第三个因素是政府支持。多国政府已经加大了对装配式技术的支持力度。比如,面对严重的住房短缺问题以及长期的预算紧张,澳大利亚、新加坡和英国政府正在把装配式建筑作为战略重点,在采购时更偏重预制构件。x1U筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!
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虽然有些挑战仍然存在,但装配式技术的发展势头是不可阻挡的。那些注重机遇而非挑战,且能够快速整合人才和技术的企业将获得竞争优势。聪明的投资者已经意识到这一点。x1U筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!
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案例:风险资本的大量涌入使两家创业公司——Katerra和Revolution Precrafted——已经成为“独角兽”,估值均超过了10亿美元。贝恩资本、太平洋投资管理公司和其他公司管理的私募基金已经向Consolis和Polcom Modular等装配式建筑企业投资了数亿美元。英国老牌承包商Laing ORourke正在加紧建设另一座装配式建筑构件工厂。就连谷歌也在装配式技术领域投资3亿美元,为员工建房。x1U筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!
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/ 装配式技术的发展“指南” /x1U筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!
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虽然装配式技术的上升趋势不可否认,其发展速度仍难以判定。某个参与者采取恰当果敢的行动,可能会彻底改变局势,比如大型传统承包商收购装配式建筑企业。我们无法预测变化的具体细节,但是一些粗略的指南可以帮助我们衡量装配式技术在市场的发展。x1U筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!
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首先,装配式技术增长最快的往往是那些更注重新建而非翻新、并且拥有强大的市场塑造能力的地区,同时拥有大型开发商或者政府的积极支持。英国和日本都符合这两个条件,所以装配式技术生态系统也在快速成长。相比之下,德国更偏重于建筑物的翻新,美国无论在私营还是公共领域都缺少国家的大力支持,因此,装配式技术在这些市场发展缓慢或被本土化的可能性更大。x1U筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!
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第二,无论在什么地区,只要具备以下一个或多个因素,装配式技术的普及率就可以达到很高的水平(参阅图2):x1U筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!
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目前装配式技术主要应用于住宅建筑,未来很可能仍将如此。住宅建筑不会过分复杂,且具有较高的重复性。它们通常需要满足严格的要求,即买家对质量和价格的期待。因此,多数大型装配式建筑在住宅市场占有举足轻重的地位,甚至表现出明显的偏好。x1U筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!
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在非住宅建筑领域,前景更加多样化。例如,医院、酒店、学校和监狱基本上都十分适合采用装配式技术。此类建筑的规制高度统一、需要遵循严格的安全和品牌要求、工期紧张且需要大量劳动力。对于其他类型的建筑,由于一些特定因素,装配式技术可以成为最优解决方案:比如,伦敦市高耸入云的写字楼Leadenhall Building有超过80%的构件是预制的,从而解决了建筑工地管理复杂和工期紧张的双重挑战。x1U筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!
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最后,大型基础设施可能依旧不能大面积使用装配式技术。当然,标准化的小型构件,比如排水管和铁路枕木,经常是场外打造。但是像桥梁等大型基础设施的重要构件通常体积巨大,很难从场外运输到工地,因此在工地上直接建设更节约成本。然而,因为某些项目的特定因素,有时会倾向于装配式施工:日内瓦机场正准备采用装配式技术建设新的洲际航站楼,这座航站楼需要建在一块只有20米宽的地皮上。这种专业化的装配式项目很可能越来越多,特别是当基础设施成为建筑业最国际化的分支领域后,许多承包商可以实现跨国作业。x1U筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!
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另一方面。装配式技术显然有传统企业无法忽视的积极潜力,但企业加入装配式建筑市场也有其他的原因。装配式技术将颠覆整个建筑业,如果传统建筑企业现在不积极介入,未来可能会错失市场机会。具体来说,装配式技术意味着建筑构件更加产品化、所需现场工人的数量更少、建筑材料不同,工具也不同(这里的产品化指的是工厂生产的标准化构件,比如墙壁甚至房间,取代现场打造每种构件的传统流程)(参阅图3)。x1U筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!
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这些变革性的发展会对价值链上的所有企业产生一定影响。比如,总承包商感受到的影响最为强烈,他们的服务内容将商品化;轻型建材生产商的业务量和利润率都将大幅下滑;重型建材生产商将受到重创,因为市场需求可能会转向其他建材;市场对传统设备的需求将骤降,设备生产商将举步维艰,他们的首要战略必须是把重点从施工现场转移到工厂;建筑师和工程师需要调整业务模式,因为建筑变得更加产品化。x1U筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!
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总的来说,装配式技术的价值每天都在强化,与观望者相比,行动者将获得率先起步的优势——当装配式技术达到一定规模后,或许会成为无懈可击的优势。而进入装配式技术市场不意味着“赌上企业的未来”。除了初创企业,目前在装配式技术领域较为活跃的企业大多是从一个小型的边缘项目开始,感到稳妥后才会增加投入。企业应该把投资装配式技术视作在现有工具箱中增加一种工具,而不是另起炉灶。不过,鉴于时间越来越紧迫,果敢行动胜过裹足不前。x1U筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!
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装配式建筑领域“吃螃蟹的人”x1U筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!
目前在装配式建筑领域尚没有可以称为赢家的商业模式或企业。但是当前的参与者可以被分为两大类:端到端供应商和生态系统协调者。x1U筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!
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第一个群体,端到端供应商是指重资产垂直整合的综合性企业,它们可参与价值链的各个环节。x1U筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!
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这类企业拥有自己的设计和工程部门;在自己的工厂里制造和预装多数构件;积极管理最终的现场装配。它们认为拥有无缝整合的制造系统对于生产高质量的产品至关重要,并且也愿意投入资本来确保这一点。这种模式在目前最为常见。主要的成功案例包括美国的Katerra、英国的Laing O’Rourke和日本的Daiwa House和Sekisui House。x1U筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!
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第二个群体,生态系统协调者主要采用轻资产运营。x1U筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!
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企业在开发出装配式体系之后,负责协调由专业化的合作伙伴构成的生态系统,解决具体的问题。例如,它们可能只负责整体设计和客户关系管理,然后依靠合作伙伴根据具体的规格制作各种构件。它们更偏重灵活生产而非复杂的设备。两个领先的生态系统协调者Bryden Wood和Skanska创建了“会飞的工厂”概念:在建筑工地附近寻找空置的建筑,比如谷仓,然后把它改造成临时的低技术含量工厂,用来装配第三方合伙人提供的构件。生态系统协调者的商业模式相对较新,很多新的参与者可能会其轻资产的特点吸引。x1U筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!
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两种商业模式在理论上是不同的,但企业不会把自己限定在一种模式之内。端到端供应商,比如Sekisui House,随时可以恢复独立构件供应商的身份。同理,生态系统协调者Bryden Woods出于测试和学习的目的,也会率先运营起自己的工厂。此外,两种类型的企业都依赖专业化的第三方来获得关键技术。多数装配式建筑对于想要占据价值链的哪些环节以及准备投资的领域都有非常清晰的战略。x1U筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!
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目前判断哪一种模式将占据上风还为时过早,它们可能继续以大体上势均力敌的状态共存。后加入的企业应该考虑哪种模式最符合它们的优势和风险承受能力。端到端供应商会提供专利产品或差异化服务,但会面临业务下滑时工厂使用率不足的问题。生态系统协调者则有另一种担忧:鉴于知识产权必然会与多个第三方共享,如何保留所有权也是一大难题。x1U筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!
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另外,企业还必须思考三个战略问题:x1U筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!
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在设计和制造方面,要达到怎样的标准化程度?x1U筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!
在制造和现场装配过程中,应该采用多少自动化和机器人技术?x1U筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!
相对于扁平化构件,应该在何时何处使用一体化预装构件?x1U筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!
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答案取决于本地市场环境和相关的细分市场。其中的变数有两个重要含义。x1U筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!
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首先,企业要敢于质疑公认的常识或者其他公司的成功之道。例如,如果项目是精装修的酒店和医院,“一体成型模块是无用功”的常见说法显然就不成立了。x1U筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!
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第二,企业应该给自己一些灵活性,或者要学会承受不可避免的代价。例如,如果为了追求总成本优势而专攻一体成型模块系统,那它就应该明白,出于物流的原因,有些项目可能会成本超标。x1U筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!
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寻找这三个战略问题的最佳答案时,企业必须对目标市场进行彻底的分析,同时真实评估自己的优势。即便如此,企业还应该准备好随时调整应对方案,与市场的快速变化保持同步。

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