中建一局：用“智慧建造”技術(shù)提升項(xiàng)目管理

文 / 齊冀華 李增玄 黃志華 曾 銘 姜月菊 賽 菡 孫慧穎 王澤潤(rùn) 趙宏俊 吳炳臣

中國(guó)建筑一局（集團(tuán)）有限公司承接北京某中心綜合項(xiàng)目，在面對(duì)工期緊、質(zhì)量要求高、科技創(chuàng)新要求高等困難的情況下，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)遵循總公司指導(dǎo)意見(jiàn)，利用智慧建造這種先進(jìn)的信息化技術(shù)，大幅提升企業(yè)的管理水平，達(dá)到產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，進(jìn)而帶動(dòng)整個(gè)建筑行業(yè)的變革。

2017年國(guó)務(wù)院明確提出推進(jìn)建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化，推廣智能和裝配式建筑，推動(dòng)建造方式創(chuàng)新，提高建筑產(chǎn)品的品質(zhì)，并且在2017年中國(guó)建筑施工行業(yè)信息發(fā)展報(bào)告中明確智慧工地定義與特征，說(shuō)明其關(guān)鍵技術(shù)及管理應(yīng)用?！笆濉币?guī)劃中，中建總公司明確表示要在綠色建造、智慧建造、建筑工業(yè)化三個(gè)方向引領(lǐng)建筑業(yè)發(fā)展，深入開(kāi)展智慧建造領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)與集成，形成中建智慧建造綜合技術(shù)優(yōu)勢(shì)。而北京某項(xiàng)目勵(lì)志打造智慧城市示范區(qū)，順應(yīng)行業(yè)發(fā)展形勢(shì)，按照總公司的線路方針，成為智慧建造堅(jiān)定的實(shí)踐者，為強(qiáng)化項(xiàng)目管理，提高管理效率，減少資源浪費(fèi)，降低環(huán)境污染引入智慧建造理念，通過(guò)信息化手段促進(jìn)項(xiàng)目管理的提升。

一、智慧建造在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中的改進(jìn)和完善

智慧建造在生產(chǎn)一線中的應(yīng)用

智慧建造是智慧城市理念在建筑施工行業(yè)的具體體現(xiàn)，它聚焦工程施工現(xiàn)場(chǎng)，緊緊圍繞人、機(jī)、料、法、環(huán)等關(guān)鍵要素，綜合運(yùn)用BIM、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、移動(dòng)和智能設(shè)備等軟硬件信息技術(shù)，與一線生產(chǎn)過(guò)程相融合，對(duì)施工生產(chǎn)、商務(wù)、技術(shù)等管理過(guò)程加以改造，提高工地現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)效率、管理效率和決策能力，實(shí)現(xiàn)工地的數(shù)字化、信息化、智慧化管理。

中建一局承建的北京某項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)了從BIM到BIM+的升級(jí)，不僅將BIM與物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等信息化技術(shù)集合，還將機(jī)械監(jiān)控管理系統(tǒng)、勞務(wù)實(shí)名制管理系統(tǒng)、物資管理系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)等模塊化應(yīng)用，緊緊圍繞建造過(guò)程的生產(chǎn)要素進(jìn)行智慧建造綜合管理。

圖1 BIM+示意圖

為實(shí)現(xiàn)智慧建造聚焦施工現(xiàn)場(chǎng)一線生產(chǎn)活動(dòng)，項(xiàng)目將信息化技術(shù)與生產(chǎn)過(guò)程深度融合，提高現(xiàn)場(chǎng)基于數(shù)據(jù)的協(xié)同工作能力，輔助領(lǐng)導(dǎo)進(jìn)行科學(xué)決策和智慧預(yù)測(cè)。項(xiàng)目搭建智慧建造架構(gòu)體系，自行研發(fā)智慧建造管理平臺(tái)，形成硬件、資源訪問(wèn)、業(yè)務(wù)邏輯、應(yīng)用表現(xiàn)四個(gè)層級(jí)的項(xiàng)目管理體系。利用門(mén)禁、智能安全帽、塔吊黑匣子、移動(dòng)監(jiān)控機(jī)器人等智能信息采集設(shè)備，形成數(shù)據(jù)庫(kù)，利用管理平臺(tái)將信息進(jìn)行共享、融合及分析。依托手機(jī)移動(dòng)端、網(wǎng)絡(luò)端對(duì)信息進(jìn)行互聯(lián)互通。一方面，與業(yè)主智慧建造平臺(tái)對(duì)接，實(shí)現(xiàn)業(yè)主、管理公司、監(jiān)理公司、設(shè)計(jì)單位、總承包單位五方信息聯(lián)動(dòng)。另一方面，實(shí)時(shí)納入勞務(wù)、質(zhì)量安全APP、物聯(lián)網(wǎng)管理等信息。至此，從上至下的信息化協(xié)同管理成為現(xiàn)實(shí)，保證信息傳遞的準(zhǔn)確性和及時(shí)性，打通數(shù)據(jù)之間的互聯(lián)互通，避免信息孤島和數(shù)據(jù)死角，極大提升了管理效率和準(zhǔn)確度。

圖2 智慧工地體系

多專(zhuān)業(yè)協(xié)同深化設(shè)計(jì)

在深化設(shè)計(jì)過(guò)程中，由于設(shè)計(jì)單位的出圖機(jī)制，導(dǎo)致施工圖錯(cuò)漏碰缺問(wèn)題嚴(yán)重。而施工過(guò)程中僅僅憑單專(zhuān)業(yè)的深化設(shè)計(jì)，會(huì)隨著施工過(guò)程的開(kāi)展發(fā)現(xiàn)幕墻、機(jī)電、裝飾裝修等深化設(shè)計(jì)開(kāi)展困難，現(xiàn)場(chǎng)返工、現(xiàn)場(chǎng)加工制作現(xiàn)象頻出。

為了解決這種現(xiàn)象，將單專(zhuān)業(yè)深化設(shè)計(jì)變?yōu)槎鄬?zhuān)業(yè)協(xié)調(diào)深化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)、機(jī)電、幕墻等專(zhuān)業(yè)的信息共享，在總承包單位的協(xié)調(diào)組織下，提前進(jìn)行預(yù)留預(yù)埋、碰撞解決、優(yōu)化設(shè)計(jì)等工作，約束質(zhì)量管控關(guān)鍵點(diǎn)，為后序施工提供良好移交條件。達(dá)到零返工、零誤差的施工目標(biāo)，節(jié)約項(xiàng)目工期、成本，為項(xiàng)目裝配式施工打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

圖3 機(jī)電提前在鋼梁上預(yù)留孔洞

物料運(yùn)輸輔助現(xiàn)場(chǎng)精細(xì)化管理

在項(xiàng)目施工過(guò)程中，參加單位眾多，現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)常發(fā)生由于材料管理問(wèn)題而帶來(lái)的施工場(chǎng)地浪費(fèi)或停工等現(xiàn)象發(fā)生。這不僅使施工現(xiàn)場(chǎng)管理非?；靵y，更加大了項(xiàng)目施工的風(fēng)險(xiǎn)，成為工期滯后的重要原因之一。

為了實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)的精細(xì)化管理，施工過(guò)程信息的協(xié)同與共享至關(guān)重要。結(jié)構(gòu)構(gòu)件、單元式幕墻構(gòu)件、機(jī)電構(gòu)件的預(yù)制裝配，則更加強(qiáng)調(diào)從深化設(shè)計(jì)到生產(chǎn)安裝的全過(guò)程信息管理。在施工過(guò)程中，項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了構(gòu)件從深化設(shè)計(jì)、預(yù)制加工到驗(yàn)收合格、運(yùn)輸、結(jié)構(gòu)安裝全過(guò)程信息追蹤。對(duì)構(gòu)件信息進(jìn)行追蹤與管理，建立原材生產(chǎn)、制作加工、材料運(yùn)輸、現(xiàn)場(chǎng)安裝及總承包單位間的協(xié)同工作機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了多方信息協(xié)同共享，使施工各參加方信息無(wú)損傳遞，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)庫(kù)存最優(yōu)、有序施工的信息化精細(xì)管理。

圖4 構(gòu)件全過(guò)程信息管理

基于3D掃描技術(shù)的抗震支吊架設(shè)計(jì)

充分考慮項(xiàng)目實(shí)際情況，抗震支吊架的深化設(shè)計(jì)滯后，需要在已完工的機(jī)電實(shí)體上進(jìn)行。項(xiàng)目利用3D掃描技術(shù)，輔助抗震支吊架預(yù)制安裝實(shí)現(xiàn)。按照三維掃描機(jī)電實(shí)體安全情況，在生成的點(diǎn)云BIM模型基礎(chǔ)上進(jìn)行抗震支吊架BIM綜合設(shè)計(jì)，利用BIM模型進(jìn)行抗震支吊架的確認(rèn)及生產(chǎn)，最終實(shí)現(xiàn)抗震支吊架的現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制安裝，避免現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整，提升安裝效率。

圖5 BIM+3D掃描技術(shù)輔助抗震支吊架設(shè)計(jì)

二、智慧建造在安全管理過(guò)程中的改進(jìn)和完善

安全體驗(yàn)館作為中國(guó)建筑的專(zhuān)利，其創(chuàng)新性的代入體驗(yàn)式安全教育的理念，對(duì)項(xiàng)目安全管控起著至關(guān)重要的作用。而現(xiàn)階段安全體驗(yàn)館仍有安全教育意識(shí)低、思維麻痹，違章罰款和警戒談話效果不強(qiáng)等問(wèn)題，讓這種體驗(yàn)式安全教育未能取得其應(yīng)有的效果。

北京某項(xiàng)目安全體驗(yàn)館的體驗(yàn)項(xiàng)目包括42個(gè)種類(lèi)，基本涵蓋絕大部分施工危險(xiǎn)源，最大限度預(yù)防人員受到傷害。其中更是采用VR技術(shù)體驗(yàn)倉(cāng)，增強(qiáng)安全體驗(yàn)館的真實(shí)性與互動(dòng)性，最大程度模擬真實(shí)場(chǎng)景下的安全事故，強(qiáng)化體驗(yàn)者對(duì)安全事故的感性認(rèn)識(shí)。并且在此基礎(chǔ)上，中建一局又推出了第四代“傷情體驗(yàn)”安全教育模式，讓智慧建造與安全管理融為一體。通過(guò)安全管理APP進(jìn)行施工現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)管與數(shù)據(jù)分析，除完成日常安全巡檢、安全問(wèn)題整改外，更加重要的是對(duì)其采集數(shù)據(jù)進(jìn)行整理反饋，為下一步安全風(fēng)險(xiǎn)管控提供重要依據(jù)。將采集安全違規(guī)案例信息，根據(jù)不安全類(lèi)型和不同安全隱患有針對(duì)性地?cái)M定受教育班組人員進(jìn)行情境體驗(yàn)。親身體驗(yàn)身體傷殘人員的生活方式，讓工人發(fā)表體驗(yàn)感受，深刻認(rèn)識(shí)安全生產(chǎn)的必要性，形成說(shuō)服力與感染力，視覺(jué)沖擊與心靈震撼?，F(xiàn)如今工地智慧型的安全管理模式已經(jīng)成為常態(tài)。

圖6 安全體驗(yàn)培訓(xùn)中心

三、智慧建造在營(yíng)地建造過(guò)程中的改進(jìn)和完善

針對(duì)后勤“臟、亂、差、雜”的管理難題，項(xiàng)目部依據(jù)中建總公司營(yíng)地建造管理手冊(cè)，結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際需求及影響力，打破常規(guī)做法，創(chuàng)造性地提出了“三化融合，五卡合一”的智慧建造營(yíng)地管理理念，借助信息化手段和智慧管理平臺(tái)對(duì)營(yíng)地的建造、管理、運(yùn)行，實(shí)施全方位高效、智能管理，做到了“建得好、管得好、用得更好”。

圖7 “三化融合，五卡合一”理念

實(shí)名制一卡通五卡合一功能，實(shí)現(xiàn)了施工區(qū)生活區(qū)門(mén)禁實(shí)名刷卡自動(dòng)登錄通行、就餐、洗浴、洗衣、超市刷卡消費(fèi)五大功能結(jié)于一卡，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)在后臺(tái)遠(yuǎn)程采集各種實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)并留存存檔，為準(zhǔn)確掌控施工人員出勤及動(dòng)態(tài)提供了保障。

在北京某項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中，筆者所在團(tuán)隊(duì)利用智慧建造管理平臺(tái)，真正實(shí)現(xiàn)了全員、全專(zhuān)業(yè)、全過(guò)程的項(xiàng)目管理，實(shí)現(xiàn)了智慧建造在參建各方的協(xié)同共創(chuàng)。正是因?yàn)橹腔劢ㄔ焖〉玫某煽?jī)，贏得了后續(xù)市場(chǎng)。

智慧建造發(fā)展空間無(wú)限，中國(guó)建筑作為建筑業(yè)的引領(lǐng)者，通過(guò)智慧建造在工程中的應(yīng)用和探索，從真正意義上實(shí)現(xiàn)建筑業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、信息化、智能化、綠色化、工業(yè)化的融合發(fā)展，真正地實(shí)現(xiàn)共創(chuàng)、共享、共贏。