在云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能、3D打印等數(shù)字技術的沖擊下,中國亟待由建造大國向建造強國轉(zhuǎn)型升級,由碎片化、粗放型勞動密集型生產(chǎn)方式向集成化、精細化技術密集型生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)變。智慧工地順應整個建筑行業(yè)發(fā)展趨勢應運而生,借助最新的科學技術升級建造方式。實際上,智慧工地的意義并不在于用一些新型的科技手段在項目現(xiàn)場進行簡單的堆砌和羅列,而是圍繞項目的全生命周期建立一個支撐現(xiàn)場管理、互聯(lián)協(xié)同、智能決策、知識共享的一整套項目現(xiàn)場管理的信息化系統(tǒng)。
在互聯(lián)網(wǎng)時代,隨著建筑行業(yè)對信息化建設的探索不斷深入,信息化建設也越來越趨向具體工程項目的落地應用,通過信息技術的集成應用改變傳統(tǒng)管理方式,實現(xiàn)傳統(tǒng)施工模式的變革,使施工現(xiàn)場更智慧化。近年來,隨著BIM技術、大數(shù)據(jù)技術、物聯(lián)網(wǎng)技術、云計算等信息技術的不斷發(fā)展,施工現(xiàn)場管理逐漸由人工方式轉(zhuǎn)變?yōu)樾畔⒒?、智能化管理,極大地提高了工程質(zhì)量、進度、安全等管理效率,顯著提升管理效率和效果,節(jié)省工程管理成本。
智慧工地利用更多的信息技術來解決施工現(xiàn)場的管理問題。具體而言,在施工策劃方面,以BIM技術為核心,對施工組織過程和施工技術方案進行模擬、分析,提前發(fā)現(xiàn)可能出現(xiàn)的問題,優(yōu)化方案或提前采取預防措施,以達到優(yōu)化設計與方案、節(jié)約工期、減少浪費、降低造價的目的。在施工控制方面,通過傳感器、射頻識別(RFID)、二維碼等物聯(lián)網(wǎng)技術,隨時隨地獲取工地現(xiàn)場信息,實現(xiàn)全面感知、實時采集;通過移動互聯(lián)網(wǎng)和云平臺實現(xiàn)信息的可靠傳送,實時交互與共享。在決策分析方面,通過基于云端的集成系統(tǒng)和大數(shù)據(jù)分析技術,對海量、多維度和相對完備的業(yè)務數(shù)據(jù)進行分析與處理,建立各管理要素的分析模型,進行關聯(lián)性分析,并結合分析結果進行智慧預測、實時反饋或自動控制。
智慧工地是隨著人工智能技術的研發(fā)和應用不斷發(fā)展而循序漸進的過程,不可能一步實現(xiàn),因此,智慧工地的建設要緊緊圍繞人、機、料、法、環(huán)這五個影響生產(chǎn)和施工質(zhì)量的關鍵要素展開管理。其中,“人”是根本,“法”是基礎,“機”和“料”是施工的保證,“環(huán)”是條件,缺一不可;同時還要滿足一線管理崗位對現(xiàn)場作業(yè)過程所需知識的即時獲取、共享和溝通。通過智慧工地的信息化手段實現(xiàn)要素的智能監(jiān)控、預測報警和工作的數(shù)據(jù)共享、實時協(xié)同。
在滿足施工現(xiàn)場管理的基礎上,還要滿足公司法人和項目管理者對項目建造過程的實時監(jiān)管。眾所周知,企業(yè)法人對項目現(xiàn)場必須履行應有的監(jiān)管職責,其重點就在于能通過對項目資源實現(xiàn)集中控制;項目部的管理者也需要對整個現(xiàn)場施工全過程進行管理,并及時獲取工程進度、質(zhì)量、安全、經(jīng)營等信息,從而輔助項目決策?;谄髽I(yè)法人和項目管理者對智慧工地集成系統(tǒng)提出的需求,需要通過平臺將各子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進行集成,供管理者監(jiān)督管理。
目前企業(yè)層面對于項目的技術、質(zhì)量、勞務、生產(chǎn)、機械設備、安全等業(yè)務的實時監(jiān)管面臨一些困境,包括已經(jīng)實施的很多綜合項目管理信息化平臺在數(shù)據(jù)采集方面依然采用手工錄入方式,企業(yè)大多依靠崗位自覺或管理制度約束。隨著項目數(shù)量的逐漸增多,管理面的逐步擴大以及隱含管理風險面的同步提升,難以做到法人或管理者對項目過程進行真正監(jiān)管。因此,智慧工地也肩負著滿足企業(yè)法人和項目管理層對現(xiàn)場有效監(jiān)管的任務,充分利用科技手段管理,以實現(xiàn)有支撐的降本、增效、防風險。
智慧工地是建筑業(yè)信息化與工業(yè)化融合的有效載體,是建立在高度信息化基礎上的一種支持對人和物全面感知、施工技術全面智能、工作互通互聯(lián)、信息協(xié)同共享、決策科學分析、風險智慧預控的新型施工手段。它從本質(zhì)上來講依然屬于信息化建設的范疇,因此,智慧工地的建設需要企業(yè)進行整體規(guī)劃。整體規(guī)劃可以采用“從上到下”的方式,綜合考慮集團和公司層到項目層,從監(jiān)管業(yè)務到執(zhí)行層業(yè)務的細節(jié)與關系,結合企業(yè)戰(zhàn)略和信息化發(fā)展的整體規(guī)劃方向,對公司和項目,乃至互聯(lián)網(wǎng)+智慧工地方案的各方面、各層次、各要素統(tǒng)籌規(guī)劃,強調(diào)規(guī)劃對象內(nèi)部要素之間圍繞核心理念和整體目標所形成的關聯(lián)、匹配與有機銜接。包括結合公司戰(zhàn)略和業(yè)務管理弱點,有針對性地梳理智慧工地的業(yè)務需求、技術標準和建設成本等,規(guī)劃適合于本企業(yè)的智慧工地的整體架構和實施步驟,選擇重點或關鍵項目進行試點,逐步推進和推廣。
當然,智慧工地的建設與傳統(tǒng)信息化建設的路徑也有所不同。傳統(tǒng)大型的ERP信息化一般采用從集團到企業(yè)再到項目的“自上而下”的建設模式,由集團或企業(yè)規(guī)范流程制度,搭建集成化的協(xié)同平臺,項目人員進行填報。但智慧工地的建設正好相反,在整體規(guī)劃的基礎上,一般采用“自下而上”的方式實施。緊緊圍繞現(xiàn)場核心業(yè)務,采用碎片化的眾多子系統(tǒng),以解決滿足一線管理崗位對現(xiàn)場作業(yè)過程的管理為第一要務,有針對性地降低工作量,提高工作效率,減少管理漏洞。
智慧工地現(xiàn)場碎片化應用采用了眾多的軟件系統(tǒng),這些軟件具有供應商多、技術集成程度高、數(shù)據(jù)不一致等特點,但同時又具有業(yè)務相對單一、系統(tǒng)架構簡單、單品價格低等特點。鑒于這些特點,智慧工地的建設方式需要采用多種方式結合完成,一是直接購買商業(yè)軟件,這主要針對一些商業(yè)化程度高,較為成熟系統(tǒng)而言,可以買來經(jīng)過簡單培訓就可以使用。二是定制或半定制軟件系統(tǒng),這主要針對項目部有明確的需求,但具有明顯的個性化特征且市場無對應成熟產(chǎn)品的情況,這對項目部的能力要求較高,往往是一些大型項目。三是自行研發(fā)或者合作開發(fā),這種方式一般是企業(yè)層面主導;自行研發(fā)對企業(yè)自身的項目研發(fā)能力有著更高的要求,投入也往往最多。
智慧工地集成應用了物聯(lián)網(wǎng)、云計算、移動應用等技術手段,使現(xiàn)場管理跨越了時空限制,這樣的信息化模式也會改變現(xiàn)場管理和協(xié)同的方式,催生新的現(xiàn)場管理的工作模式,由此一來也需要建立起相應的崗位和管理制度進行支撐。
智慧工地建設需要首先做好頂層設計工作,在總體設計思路的指導下開展相關技術的應用和研發(fā),同時注重BIM技術、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)和移動應用等信息技術的集成應用。從而不斷推動施工工地的自動化建造、智能化建造,最終實現(xiàn)建造方式的轉(zhuǎn)型升級。