一種基于CPP結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型的質(zhì)量取證系統(tǒng)

王紅喜， 丁 肖， 魏林春， 董莎莎

(1. 武漢地鐵集團(tuán)有限公司 質(zhì)量安全部， 湖北 武漢 430070; 2. 華中科技大學(xué) 土木工程與力學(xué)學(xué)院， 湖北 武漢 430074；3. 上海隧道工程有限公司， 上海 200032)

在建設(shè)工程的質(zhì)量管理中，有研究學(xué)者提出基于BP(Back Propagation)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的建筑施工質(zhì)量評價(jià)方法[1]，也有學(xué)者提出創(chuàng)建基于激光掃描數(shù)據(jù)的建筑工程質(zhì)量評估模型[2]，提高建筑工程質(zhì)量評價(jià)的精確度。但是，在建設(shè)工程的質(zhì)量管理過程中，工程質(zhì)量檢驗(yàn)占有重要地位，并且建筑工程質(zhì)量管理應(yīng)該注重全過程的質(zhì)量控制[3]。在實(shí)際工程施工過程中，室外完成的工作與室內(nèi)完成的工作分別被稱為外業(yè)和內(nèi)業(yè)，而內(nèi)業(yè)資料卻比較容易被忽視[4]。實(shí)際工程中，內(nèi)業(yè)資料往往以文字、圖像、影像等手段記錄工程中的文件[5]。理論上內(nèi)業(yè)資料可以依據(jù)施工質(zhì)量記錄來反映施工過程的各種狀態(tài)和責(zé)任，并且從中發(fā)現(xiàn)施工過程中的質(zhì)量問題[6]。內(nèi)業(yè)資料無疑是施工質(zhì)量水平的主要證明文件。

施工質(zhì)量的檢驗(yàn)資料是內(nèi)業(yè)資料中的重要部分，但是在目前施工質(zhì)量的檢驗(yàn)資料中還存在許多問題：(1)施工質(zhì)量檢驗(yàn)缺乏系統(tǒng)化的管理[7,8]；(2)施工質(zhì)量檢驗(yàn)信息化水平差，共享度低[9,10]，信息傳遞不及時(shí)[11]；(3)人工跟蹤和記錄質(zhì)量檢查結(jié)果，耗時(shí)耗材費(fèi)力；(4)質(zhì)量檢查結(jié)果填寫主觀性強(qiáng)[12]，施工人員的質(zhì)量管理意識不夠[13]。

工序質(zhì)量控制是一個(gè)工程領(lǐng)域中的信息反饋系統(tǒng)，該系統(tǒng)存在兩類復(fù)雜性問題，“細(xì)節(jié)性復(fù)雜”和“動態(tài)性復(fù)雜”。在實(shí)際施工過程中存在許多影響質(zhì)量的因素，本文運(yùn)用系統(tǒng)動力學(xué)分析了產(chǎn)生質(zhì)量問題的原因。首先，建立工序質(zhì)量控制的結(jié)構(gòu)流圖，先建立一個(gè)施工工序的主干流圖，再加入施工質(zhì)量的影響因素作為分支流圖。主干流量圖中涉及到的主要變量有每道工序的施工效率和施工工作量，本模型把質(zhì)量控制過程有關(guān)的影響因素量化為28個(gè)變量。包括返工率、錯(cuò)誤率、計(jì)劃完成量、合格的鋼筋隱蔽工程、不合格的鋼筋隱蔽工程等。以此模型進(jìn)行仿真分析，從理想狀態(tài)與自然狀態(tài)下各變量仿真走勢圖中得到，與此變化相關(guān)的直接變量有疲勞系數(shù)、質(zhì)監(jiān)紕漏(未發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤)和施工水平。

從管理學(xué)上來講，施工水平不達(dá)標(biāo)是人員管理不到位導(dǎo)致的，質(zhì)監(jiān)紕漏是質(zhì)量控制過程中監(jiān)督力度不足導(dǎo)致的，施工疲勞則是進(jìn)度目標(biāo)侵蝕質(zhì)量目標(biāo)的結(jié)果。為改變這一現(xiàn)狀，本文充分分析目前工序質(zhì)量控制和驗(yàn)收中的不足，提出一種能強(qiáng)化人員管理、加強(qiáng)過程監(jiān)督和協(xié)調(diào)進(jìn)度關(guān)系的CPP(Component-Process-Participant)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型。并運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)、BIM技術(shù)和圖像采集技術(shù)搭建一個(gè)基于CPP模型的質(zhì)量取證信息系統(tǒng)——E旁站。通過案例驗(yàn)證了“E旁站”的實(shí)用性。

1 CPP結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型

為了彌補(bǔ)傳統(tǒng)施工質(zhì)量取證方法的不足，克服其驗(yàn)收流程冗長、可視化程度低和質(zhì)量數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)度差的問題，本文提出了一個(gè)CPP結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型，如圖1所示。

圖1 CPP結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型

CPP結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型表達(dá)的是施工構(gòu)件、施工人員和工序質(zhì)量三個(gè)要素之間的關(guān)系。

首先，每個(gè)建筑工程都可以通過WBS (Work Breakdown Structure)分解為單項(xiàng)工程，單項(xiàng)工程又可以細(xì)分為某一具體的構(gòu)件。并且，工程實(shí)體質(zhì)量取決于每道工序的完成情況。反映到CPP結(jié)構(gòu)模型圖中就是從下到上依次遞增的三個(gè)圓：檢驗(yàn)批的客觀施工質(zhì)量(主要取決于施工人員)、檢驗(yàn)批的檢測質(zhì)量(主要由質(zhì)量檢測人員得來)和檢驗(yàn)批的評估質(zhì)量(主要由質(zhì)量評估人員得來)。圖1中三個(gè)大圓表示檢驗(yàn)批總體的質(zhì)量，小圓表示抽樣樣本的質(zhì)量。

其次，工程實(shí)體質(zhì)量是客觀存在的，它可以被測量和估計(jì)。施工人員完成施工工序后，檢驗(yàn)批質(zhì)量基本達(dá)標(biāo)，質(zhì)量檢測人員通過抽樣檢測或全數(shù)檢測可以得到一個(gè)工程的實(shí)體質(zhì)量觀測值，質(zhì)量評估人員通過質(zhì)量檢測人員得到的檢驗(yàn)批樣本質(zhì)量估計(jì)總體質(zhì)量?？傮w質(zhì)量是否接近真實(shí)的實(shí)體質(zhì)量取決于工程質(zhì)量檢驗(yàn)批的劃分和抽樣方案是否科學(xué)、檢驗(yàn)人員的檢驗(yàn)水平是否合格和評估人員是否客觀。確定抽樣方案、檢驗(yàn)取證、質(zhì)量評估等環(huán)節(jié)環(huán)環(huán)相關(guān)，每一個(gè)環(huán)節(jié)出錯(cuò)都會導(dǎo)致質(zhì)量結(jié)果反饋有誤，使質(zhì)量失控。

因此，需要恰當(dāng)處理好構(gòu)件、工序和人員這三者的關(guān)系，使施工評估質(zhì)量更接近客觀的工程實(shí)體質(zhì)量。

CPP結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型形象地表達(dá)了施工構(gòu)件、施工人員和工序質(zhì)量三個(gè)要素對工程質(zhì)量的影響。需要將這三要素集成起來，以實(shí)現(xiàn)工程質(zhì)量目標(biāo)。

2 E旁站框架設(shè)計(jì)

施工階段的質(zhì)量取證過程中，檢驗(yàn)批驗(yàn)收質(zhì)量的取證是施工質(zhì)量取證的關(guān)鍵。本文前面部分運(yùn)用系統(tǒng)動力學(xué)的方法對質(zhì)量取證過程中的影響因素進(jìn)行了分析，提出了CPP結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型?；谏鲜霾糠?，本文提出了一種基于CPP結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型的質(zhì)量取證系統(tǒng)——“E旁站”系統(tǒng)。

2.1 系統(tǒng)體系架構(gòu)

本文“E旁站”系統(tǒng)開發(fā)的指導(dǎo)思想是：基于我國工程項(xiàng)目管理系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀，運(yùn)用相關(guān)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，針對項(xiàng)目參與方的建筑工程施工質(zhì)量管理信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目質(zhì)量管理工作的規(guī)范化、程序化、標(biāo)準(zhǔn)化與系統(tǒng)化。

由于建筑工程工序在實(shí)際工作過程中地理位置較為離散，工序質(zhì)量檢驗(yàn)的參與主體多，所以必須使用網(wǎng)絡(luò)把他們組成一個(gè)整體，以便共享數(shù)據(jù)、交互信息。另一方面，建筑工程質(zhì)量數(shù)據(jù)量十分龐大，質(zhì)量評價(jià)需要參考的信息復(fù)雜，要求服務(wù)器有足夠的運(yùn)算能力和存儲能力。B/S(Browser/Server)結(jié)構(gòu)即瀏覽器/服務(wù)器結(jié)構(gòu)是對C/S(Client/Server)結(jié)構(gòu)的一種變化或者改進(jìn)的結(jié)構(gòu)。采用B/S結(jié)構(gòu)大大簡化了計(jì)算機(jī)荷載，降低了使用成本。

因此，施工質(zhì)量管理信息系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)采用B/S結(jié)構(gòu)。

CPP結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型高度概括了做好工序質(zhì)量檢驗(yàn)所需要的信息分類。其中包括構(gòu)件管理、工序管理和人員管理。構(gòu)件管理主要包括構(gòu)件的設(shè)計(jì)信息、施工信息的集成以及在檢驗(yàn)批質(zhì)量驗(yàn)收過程中檢驗(yàn)部位(樣本個(gè)體)的標(biāo)定。傳統(tǒng)驗(yàn)收部位的定位采用文字描述，再對應(yīng)到圖紙和現(xiàn)場的方法，需要空間想象能力，很容易出錯(cuò)。BIM(Building Information Modeling)技術(shù)具有可視化的特點(diǎn)，可以根據(jù)構(gòu)件ID自動定位，是一種快捷、錯(cuò)誤率低的方法。工序管理則是完成工序質(zhì)量檢驗(yàn)過程中“測”和“評”的兩個(gè)任務(wù)。其中，“測”是做出正確質(zhì)量評價(jià)的基礎(chǔ)性工作，需要遵循實(shí)事求是的原則。這項(xiàng)工作要根據(jù)進(jìn)度隨時(shí)進(jìn)行，有時(shí)間上的隨機(jī)性和空間上的分散性，所以最方便的數(shù)據(jù)采集終端就是PDA(Personal Digital Assistant)。其中圖像采集技術(shù)可以將質(zhì)量驗(yàn)收的取證過程用圖像資料記錄下來，提高了質(zhì)量檢驗(yàn)的監(jiān)督力度和結(jié)果的信服度。

圖2是BIM技術(shù)、移動計(jì)算機(jī)技術(shù)和圖像采集技術(shù)在“E旁站”系統(tǒng)架構(gòu)中的應(yīng)用圖。通過驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)中驗(yàn)收項(xiàng)目的拆解和對驗(yàn)收符合項(xiàng)規(guī)定的函數(shù)設(shè)定，形成檢驗(yàn)批模版。檢驗(yàn)批模板存儲在后臺數(shù)據(jù)庫中，隨時(shí)準(zhǔn)備被調(diào)用。隨著BIM進(jìn)度模型的更新，后臺數(shù)據(jù)庫中已完成工序隨之更新。PDA則負(fù)責(zé)將工序質(zhì)量的檢查結(jié)果上傳回?cái)?shù)據(jù)庫。質(zhì)量驗(yàn)收結(jié)果則集中展現(xiàn)在“E旁站”質(zhì)量數(shù)據(jù)可視化平臺中，便于迅速查看和決策。

圖2 關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用

(1)檢驗(yàn)批模板

“E旁站”檢驗(yàn)批模板的設(shè)計(jì)依據(jù)是我國住建部和國家質(zhì)檢總局聯(lián)合發(fā)布的GB 50300-2013《建筑工程質(zhì)量驗(yàn)收統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》，其設(shè)計(jì)內(nèi)容包括兩部分：一是檢驗(yàn)項(xiàng)目的分類，二是檢驗(yàn)結(jié)果的驗(yàn)證函數(shù)。按照對工序質(zhì)量的影響程度，可以分為主控項(xiàng)目和一般項(xiàng)目。按照質(zhì)量結(jié)果填寫的數(shù)據(jù)類型，可以分為數(shù)值型數(shù)據(jù)和描述型數(shù)據(jù)。按照工序質(zhì)量的評價(jià)參照系不同，可以分為直接對比評價(jià)，參照設(shè)計(jì)要求評價(jià)和參照規(guī)范規(guī)定評價(jià)。直接對比評價(jià)指的是評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)比較簡短，或獨(dú)立性的數(shù)值。參照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行評價(jià)主要是指某些質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)需要與構(gòu)件的設(shè)計(jì)信息一致。參照規(guī)范規(guī)定進(jìn)行評價(jià)是指某些評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)比較復(fù)雜，需要圖示說明或需要滿足的項(xiàng)目比較多，因此以鏈接的形式概括為規(guī)范的某條標(biāo)準(zhǔn)。

完成了工序的檢驗(yàn)項(xiàng)目和檢驗(yàn)函數(shù)的設(shè)計(jì)，這一工序的模版設(shè)計(jì)也基本完成。檢驗(yàn)部位則需要與BIM模型構(gòu)件建立雙向關(guān)聯(lián)，完成檢驗(yàn)結(jié)果與構(gòu)件的對接。人員管理和審核管理與此類似。

(2)構(gòu)件信息交互

任何一道工序的檢驗(yàn)都要經(jīng)歷構(gòu)件的定位和檢驗(yàn)項(xiàng)目的檢查和評定。

工業(yè)基礎(chǔ)分類(Industry Foundation Classes, IFC)標(biāo)準(zhǔn)是由國際協(xié)作聯(lián)盟提出的、最受建筑行業(yè)認(rèn)可的公開的數(shù)據(jù)表達(dá)和存儲方法。目前，各大建筑軟件商紛紛開放了旗下產(chǎn)品對IFC格式文件的支持?！癊旁站”借助BIM技術(shù)，生成構(gòu)件的唯一標(biāo)識符。通過ID識別碼建立關(guān)系模型，并存儲在數(shù)據(jù)庫中，以便在模型中實(shí)現(xiàn)構(gòu)件的查詢和定位。

當(dāng)BIM工程師按照單位工程的劃分原則，完成項(xiàng)目信息模型的建模任務(wù)后，就可以導(dǎo)入U(xiǎn)nity 3D系統(tǒng)平臺，進(jìn)行調(diào)試，質(zhì)量數(shù)據(jù)更新及展示。通過這個(gè)平臺的建立，項(xiàng)目經(jīng)理和現(xiàn)場工程師可以輕松、直觀地了解質(zhì)量檢驗(yàn)的成果。

(3)手持端設(shè)計(jì)

在施工現(xiàn)場的工序質(zhì)量檢查過程中，最常用的檢驗(yàn)方法有目測法、量測法以及試驗(yàn)法。通過總結(jié)，不難發(fā)現(xiàn)，質(zhì)量檢驗(yàn)是一個(gè)復(fù)雜多樣，重視細(xì)節(jié)的過程。但是在目測法的“看、摸、敲、照、靠、吊、量、套”和試驗(yàn)過程中，由于紙質(zhì)檔案的完善需要時(shí)間，其質(zhì)量資料并沒有隨測隨存。按照質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)定，其質(zhì)量檢測資料應(yīng)當(dāng)作為工序質(zhì)量驗(yàn)收的附件，缺少質(zhì)量控制資料，工序不能驗(yàn)收。所以后期的資料準(zhǔn)備工作往往讓質(zhì)量工程師感到繁瑣。而“E旁站”手持端的設(shè)計(jì)就是為了解決這個(gè)問題。工程師可以在“看、摸、敲、照、靠、吊、量、套”和試驗(yàn)過程中把質(zhì)量檢驗(yàn)的圖像資料隨測隨存，與質(zhì)量檢驗(yàn)結(jié)果一起，通過互聯(lián)網(wǎng)存儲到后臺數(shù)據(jù)庫中，可極大減輕工作量。

2.2 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

如圖3所示，“E旁站”系統(tǒng)分成了6個(gè)子模塊，即用戶管理子模塊、項(xiàng)目管理子模塊、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范管理子模塊、檢驗(yàn)批劃分子模塊、驗(yàn)收管理子模塊和數(shù)據(jù)分析子模塊。6個(gè)子模塊的有機(jī)組合，實(shí)現(xiàn)了人員管理、工序質(zhì)量檢驗(yàn)留證、質(zhì)量分析與反饋的功能。

圖3 “E旁站”系統(tǒng)功能模塊

當(dāng)某一建設(shè)項(xiàng)目成立后，施工單位的項(xiàng)目經(jīng)理就可以在“E旁站”系統(tǒng)中新建項(xiàng)目、添加參建單位和參建單位的相關(guān)人員。這個(gè)建設(shè)項(xiàng)目相關(guān)信息的輸入可以在項(xiàng)目管理子模塊中完成。項(xiàng)目經(jīng)理需要輸入項(xiàng)目的基本信息，包括項(xiàng)目人員管理、標(biāo)段管理、單位工程管理。人員管理涉及到具體人員的姓名、性別、角色、聯(lián)系方式、工種、工作資歷、施工水平打分/管理能力打分等。標(biāo)段管理和單位工程管理是根據(jù)招投標(biāo)合同的結(jié)果，將具體工程與各參建單位相關(guān)聯(lián)的子模塊。

工程項(xiàng)目管理有嚴(yán)格的職能劃分，職位不同，權(quán)力不同。用戶管理就是幫助項(xiàng)目經(jīng)理進(jìn)行人員權(quán)力分配的模塊，它保證了用戶數(shù)據(jù)的安全，給系統(tǒng)提供一個(gè)相對穩(wěn)定安全的環(huán)境。項(xiàng)目經(jīng)理在創(chuàng)建項(xiàng)目時(shí)，就可以為每個(gè)人員定義角色，完成權(quán)責(zé)分配。“E旁站”的用戶管理權(quán)限是按照參建方的角色和崗位區(qū)分的，有利于加強(qiáng)數(shù)據(jù)間的共享性和數(shù)據(jù)鏈間的獨(dú)立性。

在完成建設(shè)項(xiàng)目基本信息輸入后，項(xiàng)目經(jīng)理可以將BIM工程師的建模成果導(dǎo)入到“E旁站”的后臺數(shù)據(jù)庫。這個(gè)建模成果主要有兩個(gè)作用：一是增強(qiáng)可視化，方便數(shù)據(jù)集成和客戶端的查看展示；二是將檢驗(yàn)批編碼信息導(dǎo)入到后臺數(shù)據(jù)庫，成為工序質(zhì)量檢驗(yàn)結(jié)果可依附的載體。檢驗(yàn)批劃分子模塊主要包括構(gòu)件信息管理和檢驗(yàn)批劃分。構(gòu)件信息就是單位工程的構(gòu)件樹，此單位工程構(gòu)件樹是項(xiàng)目構(gòu)件樹中的一部分。檢驗(yàn)批劃分就是指專業(yè)技術(shù)負(fù)責(zé)人根據(jù)施工、質(zhì)量控制和專業(yè)驗(yàn)收的需要，按照同樣的施工條件，比如按照樓層、施工段、變形縫等劃分的等待抽樣檢測或者全數(shù)檢驗(yàn)的樣本總體。

質(zhì)量檢查員完成檢驗(yàn)批劃分后，需要開始工序質(zhì)量驗(yàn)收，而驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)的管理通過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范管理子模塊完成。質(zhì)量檢查員需要根據(jù)雙方合同中要求的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)過分解，整理出適合自己企業(yè)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)模板。這個(gè)模版的最小檢查項(xiàng)可以分解到某一部位施工工序的檢查項(xiàng)目。

質(zhì)量檢查員在完成施工工序的標(biāo)準(zhǔn)分解后，即可形成檢驗(yàn)批驗(yàn)收模板。基于這個(gè)模板，便可以完成工序質(zhì)量檢驗(yàn)和驗(yàn)收，具體驗(yàn)收流程的進(jìn)展可以在驗(yàn)收管理子模塊中完成。隨著質(zhì)量數(shù)據(jù)的輸入，數(shù)據(jù)分析子模塊可以開始動態(tài)地分析所得到的質(zhì)量數(shù)據(jù)，提供決策支持。

2.3 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

“E旁站”系統(tǒng)采用關(guān)系數(shù)據(jù)庫進(jìn)行設(shè)計(jì)。圖4 UML類圖描述了工序質(zhì)量檢驗(yàn)中檢驗(yàn)批的創(chuàng)建、檢驗(yàn)過程各個(gè)實(shí)體及實(shí)體間的相互關(guān)系。

圖4 “E旁站”數(shù)據(jù)庫UML類圖

施工人員、監(jiān)理人員和質(zhì)量檢查員都繼承了用戶的所有特征。一個(gè)施工人員可以完成多道工序，每道工序可以由多個(gè)施工人員完成；一道工序?qū)?yīng)了一個(gè)檢驗(yàn)批；一個(gè)檢驗(yàn)批對應(yīng)了多個(gè)BIM構(gòu)件(建筑構(gòu)件)；一個(gè)BIM構(gòu)件(建筑構(gòu)件)的完成需要經(jīng)歷多道工序，對應(yīng)了多個(gè)檢驗(yàn)批；檢驗(yàn)批字段的填寫需要參考質(zhì)量分解結(jié)構(gòu)QBS(Quality Breakdown Structure)和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。檢驗(yàn)批由檢驗(yàn)項(xiàng)組成，檢驗(yàn)批列表由檢驗(yàn)批組成。監(jiān)理人員、施工人員和質(zhì)量檢查員可以通過訪問檢驗(yàn)批列表獲得檢驗(yàn)批的審核狀態(tài)。當(dāng)檢驗(yàn)項(xiàng)的檢驗(yàn)結(jié)果不符合驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，就會發(fā)布不合格項(xiàng)。

2.4 E旁站數(shù)據(jù)處理

建筑工程質(zhì)量管理是一個(gè)動態(tài)的復(fù)雜系統(tǒng)。在質(zhì)量管理過程中存在多次質(zhì)量數(shù)據(jù)的采集、存儲、分析和反饋。建筑工程質(zhì)量數(shù)據(jù)處理的基本邏輯框架如圖5所示。這個(gè)邏輯框架總體上可以概括為數(shù)據(jù)的采集、存儲、判斷、分析、決策和反饋。最主要的是數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)分析的過程，即把分散的局部信息集成為全局的決策信息。

圖5 “E”旁站信息流程

3 案例分析

3.1 案例簡介

該案例為某市某分布式能源站，分布在某酒店地下-9 m，建筑面積約7700 m2。該能源站由某能源管理有限公司投資建設(shè)，為某酒店工程服務(wù)。服務(wù)面積廣，總計(jì)75 萬m2；服務(wù)對象類型多，涉及國際會議中心、國際酒店及配套設(shè)施、文化中心，包括假日酒店、海洋樂園及大型商業(yè)配套設(shè)施等。該能源站的質(zhì)量目標(biāo)是完全滿足酒店工程的空調(diào)冷熱負(fù)荷(不含會議中心)，完全滿足生活熱水負(fù)荷以及游樂設(shè)施的熱負(fù)荷，同時(shí)能源站要考慮預(yù)留遠(yuǎn)期兩棟超高層的供能需求。該能源站的質(zhì)量驗(yàn)收范圍包括電氣、管道和機(jī)務(wù)三個(gè)單位工程。

該能源站體量大，安裝設(shè)備多、體積大，工程工期長，涉及的參建單位廣。在這類工程中，極易出現(xiàn)質(zhì)量不達(dá)標(biāo)、管理不協(xié)調(diào)的問題。除此之外，還存在質(zhì)量數(shù)據(jù)整理困難的問題?！癊旁站”系統(tǒng)具有質(zhì)量管理的專業(yè)性和系統(tǒng)性，具有以下優(yōu)勢：為工程質(zhì)量留證，減少互相推脫責(zé)任的問題；電子化工序驗(yàn)收審核，提高質(zhì)量審核效率；智能化在線分析工序質(zhì)量水平，把控質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)。

3.2 應(yīng)用場景模擬

“E旁站”管理系統(tǒng)有三大平臺界面，分別是手持端、“E旁站”后臺管理系統(tǒng)和“E旁站”數(shù)據(jù)展示平臺。

現(xiàn)場質(zhì)量檢查員可以通過手持端登陸App，選擇需要檢查的項(xiàng)目，完成對某一施工工序的檢查。

如圖6所示，后臺數(shù)據(jù)庫的用戶主要涉及建筑工程質(zhì)量檢驗(yàn)的所有人員，包括施工單位的工長、質(zhì)量檢查員、專業(yè)負(fù)責(zé)人、技術(shù)負(fù)責(zé)人和項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，監(jiān)理單位的監(jiān)理工程師、總監(jiān)理工程師和建設(shè)單位的項(xiàng)目負(fù)責(zé)人。圖7是“E旁站”的可視化質(zhì)量展示平臺。主要由四大部分組成：第一部分是工程項(xiàng)目的構(gòu)件樹，是需要質(zhì)量檢驗(yàn)的對象；第二部分是模型視圖，是工程項(xiàng)目的可視化模型，通過這個(gè)窗口，可以實(shí)現(xiàn)工程項(xiàng)目檢驗(yàn)構(gòu)件的直接定位；第三部分是視圖控制欄，可以通過漫游、放大縮小等小工具實(shí)現(xiàn)對模型視圖的三維操作；第四部分是與后臺數(shù)據(jù)庫的交互，通過數(shù)據(jù)刷新，可以實(shí)現(xiàn)質(zhì)量數(shù)據(jù)的自動更新。

圖6 E旁站后臺數(shù)據(jù)庫

圖7 E旁站可視化展示平臺

當(dāng)施工單位的質(zhì)量檢查員收到已完工序中有新的上報(bào)提醒后，查看具體內(nèi)容為鍋爐房熱水管道完成安裝，選擇需要檢驗(yàn)的構(gòu)件，提出檢驗(yàn)批申請。當(dāng)監(jiān)理方審閱合格后，該檢驗(yàn)批即進(jìn)入實(shí)際檢驗(yàn)環(huán)節(jié)。在這種模式下，監(jiān)理工程師不用趕到現(xiàn)場，只需要施工單位提供該檢驗(yàn)批的施工質(zhì)量資料進(jìn)行檢驗(yàn)，檢驗(yàn)合格，則可進(jìn)入下道工序的施工。

“E旁站”的現(xiàn)場取證則是將質(zhì)量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)存儲，具有時(shí)間點(diǎn)和照片取證功能，約束了質(zhì)檢人員的主觀性。

質(zhì)量檢查組通過手持端采集鍋爐房熱水管道安裝的質(zhì)量數(shù)據(jù)。按照操作提示，選擇鍋爐房熱水管道架空標(biāo)高偏差的檢驗(yàn)項(xiàng)，按照規(guī)范要求，采用水平儀和直尺完成檢測，并留下質(zhì)量檢測的照片資料。在完成質(zhì)量檢測后，通過上傳質(zhì)量數(shù)據(jù)，即可完成架空管道標(biāo)高偏差的數(shù)據(jù)采集過程，圖8，9是鍋爐熱水管道安裝工序的質(zhì)量檢驗(yàn)結(jié)果。所有檢驗(yàn)通過的檢驗(yàn)批都以綠色對號的方式標(biāo)注在左側(cè)的構(gòu)件樹上，通過點(diǎn)擊構(gòu)件樹的具體構(gòu)件，模型視圖則可以自動定位到該檢查對象。再次選擇，可以查看與這一構(gòu)件相關(guān)的施工工序質(zhì)量。實(shí)現(xiàn)了構(gòu)件和質(zhì)量的可視化管理和構(gòu)件的自動定位。針對三維空間比較復(fù)雜的項(xiàng)目，自動定位功能和可視化管理可解決質(zhì)量檢驗(yàn)樣本的定位問題。

圖8 與此構(gòu)件有關(guān)的檢驗(yàn)批質(zhì)量表格

鍋爐熱水管道的質(zhì)量數(shù)據(jù)在上傳到后臺數(shù)據(jù)庫并經(jīng)過驗(yàn)證函數(shù)判定其結(jié)果是否合格后，不合格項(xiàng)將以紅色邊框的形式標(biāo)出。現(xiàn)場工程師只要登陸“E旁站”可視化展示平臺，就可以迅速了解該工程項(xiàng)目的總體質(zhì)量狀況。另外，系統(tǒng)還提供檢驗(yàn)批表格打印功能，可實(shí)現(xiàn)線下質(zhì)量資料的整理和歸檔。

3.3 應(yīng)用效果分析

與傳統(tǒng)的質(zhì)量驗(yàn)收資料系統(tǒng)相比，“E旁站”質(zhì)量取證方法保證了質(zhì)量取證流程的科學(xué)性和嚴(yán)謹(jǐn)性?！癊旁站”質(zhì)量取證方法通過運(yùn)用BIM技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和圖像采集技術(shù)將構(gòu)件、工序和人員三個(gè)要素集成起來，為質(zhì)量責(zé)任追溯提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。施工質(zhì)量驗(yàn)證函數(shù)則實(shí)現(xiàn)了施工質(zhì)量的驗(yàn)評分離，削弱了質(zhì)量評價(jià)的主觀性。最后，“E旁站”質(zhì)量取證方法實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化，即每一個(gè)測量數(shù)據(jù)都實(shí)現(xiàn)了可提取、可運(yùn)算與可統(tǒng)計(jì)，為質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測提供了詳實(shí)的數(shù)據(jù)。

4 結(jié) 論

本文用系統(tǒng)動力學(xué)的方法分析了當(dāng)前施工質(zhì)量管理中存在的問題，找出了施工質(zhì)量取證過程的關(guān)鍵要素：質(zhì)監(jiān)紕漏、施工水平和施工疲勞。為了減少質(zhì)監(jiān)紕漏，滿足施工階段各參建方的合作需要，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)化的質(zhì)量管理，本文提出一種CPP結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型。CPP結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型提高了質(zhì)量數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化水平和質(zhì)量數(shù)據(jù)的利用效率?；谶@個(gè)數(shù)據(jù)模型，本文提出一種“E旁站”施工質(zhì)量取證方法，該取證方法能夠幫助施工單位完成施工階段的質(zhì)量自檢和檢驗(yàn)批審核。這種線上創(chuàng)建檢驗(yàn)批、現(xiàn)場檢驗(yàn)、線上審核的施工質(zhì)量取證方法提高了信息傳遞效率，削弱了質(zhì)量數(shù)據(jù)傳遞的滯后性，有利于及早發(fā)現(xiàn)和處理質(zhì)檢紕漏。“E旁站”質(zhì)量取證方法通過運(yùn)用BIM技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和圖像采集技術(shù)將構(gòu)件、工序和人員三個(gè)要素集成起來，以施工驗(yàn)收規(guī)范作為施工質(zhì)量的評判依據(jù)，實(shí)現(xiàn)了質(zhì)量數(shù)據(jù)的多向關(guān)聯(lián)，為質(zhì)量責(zé)任追溯提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。施工質(zhì)量驗(yàn)證函數(shù)則實(shí)現(xiàn)了施工質(zhì)量的驗(yàn)評分離，削弱了質(zhì)量評價(jià)的主觀性?！癊旁站”質(zhì)量取證方法實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化，每一個(gè)測量數(shù)據(jù)都是一個(gè)可提取、可運(yùn)算的數(shù)據(jù)，而不是檢驗(yàn)批表格的結(jié)構(gòu)化。這種結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)對施工質(zhì)量的定量評價(jià)、主要缺陷分析、質(zhì)量預(yù)警和質(zhì)量檢驗(yàn)人員工作水平的評價(jià)具有重要意義。