智慧工地信息化建設(shè)與應(yīng)用

文｜陳維穎 王帥

應(yīng)用背景

從行業(yè)角度來看。首先，國家層面高度重視信息化發(fā)展，例如智慧城市、智慧社區(qū)、數(shù)字中國、數(shù)字經(jīng)濟(jì)、數(shù)字雄安等等一系列概念相繼推出，建筑業(yè)作為四大經(jīng)濟(jì)支柱之一，信息化發(fā)展的意義不言而喻。

其次，引進(jìn)信息化手段，對企業(yè)發(fā)展的價(jià)值已經(jīng)逐漸突顯，例如辦公效率提高、遠(yuǎn)程監(jiān)控、數(shù)據(jù)自動統(tǒng)計(jì)分析等，為高層管理者提供決策依據(jù)。

最后，隨著建筑業(yè)發(fā)展，外界和自身對建筑質(zhì)量精細(xì)化程度要求越來越高，設(shè)計(jì)工藝越來越多樣化，工期緊、任務(wù)重，加之建筑行業(yè)競爭依然非常激烈，如何在這樣的市場環(huán)境下立足并脫穎而出，需要借助信息化手段來實(shí)現(xiàn)。

圖1 智慧工地管理平臺組織機(jī)構(gòu)圖

從企業(yè)角度來看。陜西建工第九建設(shè)集團(tuán)有限公司（以下簡稱“陜建九建集團(tuán)”）從2010年成立至今，短短10年的時(shí)間，陜建九建集團(tuán)從一個項(xiàng)目部成長為擁有特級資質(zhì)的施工總承包企業(yè)，合同簽約額由2010年的4.3億元增長到2017年的80億元，增長了近18.6倍；營業(yè)收入從2010年的2.9億元增至2017年的33億元，增長了11.3倍；2018年完成合同簽約額143.02億元，營業(yè)收入36.8億元，利潤7728萬元。累計(jì)承攬工程項(xiàng)目230余個，2018年施工能力超過100億元，累計(jì)為國家上交稅金2.2億元。在冊職工人均年收入由2010年6.5萬元增至2017年的8.43萬元，增長近1.3倍，股東分紅由2010年208萬元增至2017年的1320萬元，增長了6.3倍，為社會提供就業(yè)崗位3萬個，各項(xiàng)公益事業(yè)累計(jì)支出近1000萬元。

面對快速發(fā)展的局面，怎樣站穩(wěn)腳跟，作出質(zhì)量過硬的產(chǎn)品，贏得客戶滿意，也需要借助信息化手段。

智慧工地應(yīng)用方案

軟件選型。根據(jù)集團(tuán)目前面臨的實(shí)際問題及工作需求，陜建九建集團(tuán)確定智慧工地平臺，選擇生產(chǎn)管理、質(zhì)量管理、安全管理、物料管理、BIM建造等模塊，引入智慧工地管理平臺，集團(tuán)多個項(xiàng)目通過智慧工地管理平臺將生產(chǎn)中的各類數(shù)據(jù)匯集形成數(shù)據(jù)中心，從而完成數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、在線化、智能化的綜合管理。

組織機(jī)構(gòu)。為保障智慧工地的順利實(shí)施落地，集團(tuán)組建了由主要領(lǐng)導(dǎo)任組長，安全管理部牽頭，各有關(guān)部門配合的組織機(jī)構(gòu)，大力推進(jìn)施工現(xiàn)場管理數(shù)字化改革創(chuàng)新。

應(yīng)用目標(biāo)。進(jìn)度管理方面：實(shí)現(xiàn)進(jìn)度目標(biāo)可視化監(jiān)控，進(jìn)度影響因素分析預(yù)警，調(diào)度高效，減少停工窩工現(xiàn)象，保障整個施工現(xiàn)場忙而不亂。

圖2 智慧工地管理平臺應(yīng)用目標(biāo)

圖3 智慧平臺管理界面

質(zhì)量管理方面：達(dá)到質(zhì)量檢查和實(shí)測實(shí)量全過程留存，隨時(shí)可追溯原始記錄，動態(tài)監(jiān)控質(zhì)量通病，所有質(zhì)量問題有依據(jù)、有程序、有記錄、有結(jié)果。

安全管理方面：達(dá)到安全檢查履職履責(zé)全過程留存，幫助安全管理責(zé)任人做到盡職免責(zé)，滿足環(huán)保指標(biāo)，做到環(huán)保零違規(guī)。

技術(shù)管理方面：逐步實(shí)現(xiàn)BIM技術(shù)深度應(yīng)用，異型結(jié)構(gòu)模型應(yīng)用創(chuàng)新技術(shù)成果突破，配套技術(shù)方案優(yōu)化和協(xié)同管理。

生產(chǎn)管理方面：實(shí)現(xiàn)人、材、機(jī)有效管理，基于BIM模型進(jìn)行生產(chǎn)過程計(jì)劃管理。

創(chuàng)先爭優(yōu)方面：“BIM+智慧工地”等新一代信息技術(shù)應(yīng)用，全過程數(shù)據(jù)自動采集，滿足項(xiàng)目部對內(nèi)部、業(yè)主、政府與行管部門對工程形象要求。

實(shí)施效果

基于上述目標(biāo)，陜建九建集團(tuán)開始推行智慧工地，智慧工地管理平臺以實(shí)際在建的項(xiàng)目為載體，通過智慧工地平臺將各項(xiàng)目進(jìn)行具體定位。針對一些重點(diǎn)項(xiàng)目，進(jìn)行特殊標(biāo)記，例如周禮佳苑安居小區(qū)、西安灞自貿(mào)國際酒店、延安博物館、灃東自貿(mào)新天地、神木第一高級中學(xué)、榆林三館項(xiàng)目、榆林體育中心項(xiàng)目等體量大、造價(jià)高、難度大的項(xiàng)目全部納入智慧工地平臺管理。從圖3所示界面開始，直接進(jìn)入項(xiàng)目查看實(shí)時(shí)動態(tài)，了解項(xiàng)目進(jìn)展情況。

企業(yè)角度。智慧工地劃分為數(shù)字工地、勞務(wù)管理、安全管理、質(zhì)量管理、進(jìn)度管理、環(huán)境監(jiān)測、黨建管理、BIM建造、BIM5D九個模塊。

數(shù)字工地模塊將現(xiàn)場各類設(shè)備的數(shù)據(jù)接入到平臺中，在一張圖一個模型中實(shí)時(shí)顯示現(xiàn)場各類生產(chǎn)要素?cái)?shù)據(jù)，目前大部分項(xiàng)目已經(jīng)集成：塔吊、閘機(jī)、工地寶、視頻監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)測等數(shù)據(jù)，使施工現(xiàn)場數(shù)據(jù)更全面、準(zhǔn)確、及時(shí)的展現(xiàn)在管理層眼前。例如塔吊監(jiān)控，可以實(shí)時(shí)看到幅度、風(fēng)速、吊重等數(shù)據(jù)。

圖4 數(shù)字工地管理系統(tǒng)界面

圖5 進(jìn)度、質(zhì)量、安全管理系統(tǒng)界面

圖6 務(wù)管理系統(tǒng)界面

圖7 BIM建造和BIM5D管理系統(tǒng)界面

圖8 視頻監(jiān)控系統(tǒng)

圖9 質(zhì)量安全巡檢系統(tǒng)

進(jìn)度、質(zhì)量、安全模塊主要是實(shí)時(shí)收集、統(tǒng)計(jì)、分析過程中的數(shù)據(jù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題所在，有針對性地解決。

勞務(wù)管理模塊，這個模塊是從去年以來全國實(shí)行實(shí)名制的大背景下推行的，主要目的是真正實(shí)現(xiàn)實(shí)名制管理，降低用工風(fēng)險(xiǎn)，避免勞務(wù)糾紛，優(yōu)化施工隊(duì)伍。

BIM建造和BIM5D模塊，主要是實(shí)現(xiàn)策劃先行，給工人做三維可視化交底。通過三維模型的展示，對實(shí)際施工進(jìn)度和計(jì)劃施工進(jìn)度進(jìn)行直觀的對比，可以優(yōu)化管線排布，對實(shí)際施工起到指導(dǎo)作用。

視頻監(jiān)控可以在手機(jī)端和電腦端同時(shí)實(shí)現(xiàn)監(jiān)控，集團(tuán)高層領(lǐng)導(dǎo)通過手機(jī)端可以直接看到項(xiàng)目施工一線，隨時(shí)隨地掌握項(xiàng)目進(jìn)展情況。

項(xiàng)目角度。應(yīng)用BIM+智慧工地管理平臺，以三維模型為載體、以進(jìn)度為主線，以質(zhì)量、安全管理為核心，聚焦施工現(xiàn)場實(shí)際生產(chǎn)業(yè)務(wù)，進(jìn)行智慧化施工作業(yè)。

在質(zhì)量、安全管理方面，智慧工地管理平臺實(shí)現(xiàn)質(zhì)量安全移動巡檢和實(shí)時(shí)記錄，確保全員參與質(zhì)量、安全管理工作，通過“事前預(yù)防”“事中管控”“事后總結(jié)”的方式杜絕質(zhì)量缺陷、安全事故發(fā)生，為施工現(xiàn)場提供全過程、全方位的實(shí)時(shí)監(jiān)督管理。

勞務(wù)管理方面，項(xiàng)目將智能安全帽與大門閘機(jī)聯(lián)動，實(shí)現(xiàn)勞務(wù)實(shí)名制管理。系統(tǒng)可按年齡、地域、工種、分包單位等實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)人員信息，進(jìn)行安全教育、黑名單共享等，防范用工風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)通過安全帽實(shí)時(shí)定位，確保勞務(wù)工人作業(yè)安全，還可進(jìn)行軌跡分析，確保人員上工情況。

塔吊監(jiān)控，項(xiàng)目上實(shí)時(shí)掌握塔吊吊重、載重比等，輔助塔吊司機(jī)規(guī)范操作，全面把控塔吊正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

視頻監(jiān)控，項(xiàng)目關(guān)鍵部位、重點(diǎn)區(qū)域?qū)嵭?4小時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)控，值班人員對各個監(jiān)控點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)視，若有異常，可立刻采取必要措施，從而防止意外發(fā)生。

周計(jì)劃管理，每周平臺派發(fā)周計(jì)劃任務(wù)，工長每天在手機(jī)端記錄每項(xiàng)任務(wù)的進(jìn)度描述、進(jìn)度照片和相關(guān)的勞動力以及延期原因等，項(xiàng)目領(lǐng)導(dǎo)可實(shí)時(shí)查看現(xiàn)場進(jìn)度，對現(xiàn)場情況掌握更及時(shí)更全面。同時(shí)可做到項(xiàng)目資料的有效存儲，對項(xiàng)目延期原因準(zhǔn)確記錄，保證可追溯性，輔助項(xiàng)目進(jìn)行有效的進(jìn)度分析。

材料管理方面，材料管理在線化，規(guī)范材料管理流程，材料管理臺賬清晰，有效輔助項(xiàng)目實(shí)時(shí)獲取現(xiàn)場的材料進(jìn)出場情況以及材料的消耗情況，并能根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際完成的實(shí)體工程量計(jì)算每月材料的使用情況，及時(shí)了解材料是否超額使用。同時(shí)將材料從進(jìn)場驗(yàn)收、報(bào)驗(yàn)、審批、歸檔等全過程資料進(jìn)行云存儲，保證材料資料的完整性，可追溯性；解決傳統(tǒng)材料管理不規(guī)范，材料控制不嚴(yán)格，造成材料浪費(fèi)、后補(bǔ)資料等問題。

圖10 勞務(wù)管理系統(tǒng)

圖11 塔吊監(jiān)控、視頻監(jiān)控系統(tǒng)

圖12 項(xiàng)目周計(jì)劃管理

圖13 材料管理

BIM平臺還可自動生成周匯報(bào)PPT，PPT內(nèi)容全面、圖表分析明確，數(shù)據(jù)真實(shí)，同時(shí)可生成數(shù)字周報(bào)，數(shù)字周報(bào)支持二維碼和鏈接，可快速在手機(jī)瀏覽項(xiàng)目本周進(jìn)度、質(zhì)安、人材機(jī)消耗等情況，高效快捷，節(jié)約項(xiàng)目內(nèi)業(yè)時(shí)間，能高效的進(jìn)行生產(chǎn)活動。

項(xiàng)目周例會管理，各部門利用平臺直接匯報(bào)，節(jié)約周例會準(zhǔn)備時(shí)間，通過網(wǎng)頁端直接進(jìn)行項(xiàng)目周會匯報(bào)，提升周例會會議效率和質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)周例會的數(shù)字化呈現(xiàn)，同時(shí)輔助項(xiàng)目領(lǐng)導(dǎo)高效精準(zhǔn)決策。

進(jìn)度管理方面，每月將手機(jī)APP記錄的施工任務(wù)的實(shí)際開始和結(jié)束時(shí)間反饋回斑馬進(jìn)度計(jì)劃中，通過前鋒線對比，可對比實(shí)際工期與計(jì)劃工期的差異，對于滯后的工期，可以通過拉直前鋒線自動計(jì)算對總工期影響，自動生成后續(xù)關(guān)鍵路徑，可有效指導(dǎo)項(xiàng)目進(jìn)行關(guān)鍵任務(wù)把控，做到趕工有效、決策有據(jù)。

應(yīng)用總結(jié)

陜建九建集團(tuán)自2018年3月引入智慧工地以來，在集團(tuán)上下的共同努力下，智慧工地成果逐漸實(shí)施落地，成效顯著。通過智慧工地管理系統(tǒng)的成功應(yīng)用，集團(tuán)多個項(xiàng)目通過智慧工地管理平臺將生產(chǎn)中的各類數(shù)據(jù)匯集形成數(shù)據(jù)中心，從而完成數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、在線化、智能化的綜合管理，為集團(tuán)提供智慧型的管理，為集團(tuán)決策層的宏觀管理提供可行性參考，從而提高企業(yè)效益，穩(wěn)固企業(yè)的發(fā)展。

下一步，集團(tuán)將進(jìn)行優(yōu)化和提升管理模式，爭取在2020年全面實(shí)現(xiàn)集團(tuán)在建項(xiàng)目管理的數(shù)字化、智慧化、信息化的應(yīng)用。

圖14 周報(bào)管理

圖15 周例會管理

圖16 進(jìn)度管理