AI助力建筑工程項目管理

當前，AI技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各個行業(yè)，如金融、醫(yī)療、教育、能源和零售等。在作為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的建筑業(yè)，AI同樣起到創(chuàng)新引領(lǐng)的作用，已經(jīng)融入建筑工程項目管理中，使傳統(tǒng)項目管理方式和工作模式正在發(fā)生深刻變革，一些新的工作場景和工作模式正在不斷涌現(xiàn)。

當前建筑工程項目管理存在的問題

麥肯錫全球研究院的報告《建筑業(yè)數(shù)字化未來》顯示，當前建筑業(yè)生產(chǎn)水平基本與80年前持平，甚至從1960年至今還出現(xiàn)了輕微的下降，而同期農(nóng)業(yè)與制造業(yè)的水平已經(jīng)有10～15倍的增長。究其原因，除生產(chǎn)技術(shù)本身外，建筑工程項目管理水平長期止步不前也是重要的原因之一。建筑工程項目管理還存在以下四個方面的主要問題。

一是難以進行全局最優(yōu)的資源配置。用計算機軟件輔助人力的傳統(tǒng)方式，已經(jīng)很難在現(xiàn)代建設(shè)項目中做出全局最優(yōu)的資源配置，建設(shè)項目中資源利用低效、配置錯位、過?；虿蛔愕默F(xiàn)象非常普遍，嚴重影響了項目管理的水平。

二是難以做出合理及時的管理決策。當前，建筑工程項目管理者很多情況下只能做被動響應(yīng)式的管理，很難做到主動預(yù)測式的管理，這樣很容易做出低質(zhì)量甚至錯誤的決策，影響工程項目整體的管理水平。

三是難以達成實時精準的管理控制。傳統(tǒng)的建筑工程項目管理很難實現(xiàn)像制造業(yè)那樣的精準管理，大多數(shù)都采取粗放型的管理方法，容易出現(xiàn)生產(chǎn)資料的浪費，也容易導致安全事故、環(huán)境污染事故的發(fā)生。

四是缺乏滿足管理要求的人力資源。參與建筑工程項目管理的人力資源嚴重缺乏是困擾多數(shù)項目管理團隊的難題。很多項目管理團隊都面臨一人多崗、超負荷作業(yè)的局面，嚴重制約項目管理水平的提升。

從以上四個方面的問題可知，加強建筑工程項目管理創(chuàng)新已經(jīng)勢在必行。

AI在建筑工程項目管理中的優(yōu)勢

項目管理從本質(zhì)上說，是在限定條件下，用有限的生產(chǎn)資源來實現(xiàn)最優(yōu)的生產(chǎn)目標。而對于建設(shè)工程項目管理而言，大多數(shù)是戶外作業(yè)，外界環(huán)境復(fù)雜，不可控因素多，同時涉及業(yè)主方、設(shè)計院、建設(shè)方、供應(yīng)商、監(jiān)理單位等多個相關(guān)方，信息量巨大，導致資源分配難、合理決策難、精準管控難。AI最大的特點是能夠處理海量數(shù)據(jù)，并做出智能化的決策，其在建筑工程項目管理中有巨大的使用空間。AI與建筑工程項目管理相結(jié)合，主要優(yōu)勢體現(xiàn)在以下三個方面。

一是可以提高決策的水平。在傳統(tǒng)的建筑工程項目管理中，很多管理節(jié)點都要靠個人依據(jù)少量的信息來做出決策，而AI則可以根據(jù)項目整體的數(shù)據(jù)，甚至其他項目的歷史數(shù)據(jù)，來做出最優(yōu)決策。

二是可以提高管理的精度。建筑工程項目中的材料、勞務(wù)等的現(xiàn)場管理，多是靠人力來進行統(tǒng)計監(jiān)管，容易出現(xiàn)遺漏，而在AI環(huán)境下，可以實現(xiàn)自動化的監(jiān)管，管理精度將得到大幅提升。

三是可以提高管理效率。AI的圖像識別、語音識別、數(shù)據(jù)處理等能力是傳統(tǒng)人工所無法匹敵的，在AI的幫助下，未來一個管理人員可能替代當前幾個甚至幾十個管理人員，管理效率會大幅提高，也解決了人力資源不足的問題。

四是可以減少管理的失誤。借助AI的深度算法和實時在線，可以解決人為數(shù)據(jù)處理的失誤和不透明問題，減少人為誤差和信息偏差。同時，AI系統(tǒng)也可以實現(xiàn)對項目的實時監(jiān)控和主動預(yù)警，有效地減少管理中可能出現(xiàn)的失誤。

AI在建筑工程項目管理中的應(yīng)用場景

圍繞AI的優(yōu)勢，廣聯(lián)達科技股份有限公司以構(gòu)建基于AI的項目大腦為中心，對AI在建筑工程項目管理中的應(yīng)用場景進行了整體設(shè)計，以下對具有代表性的場景進行詳細介紹。

1.基于智能決策的工程項目大腦

基于智能決策的工程項目大腦是實現(xiàn)工程項目智能化管理的“神經(jīng)中樞”，它以數(shù)據(jù)流動自動化，化解復(fù)雜系統(tǒng)的不確定性，實現(xiàn)工程項目資源優(yōu)化配置，支撐工程項目的智能決策與服務(wù)（見圖1）。具體而言，它通過部署物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和現(xiàn)場作業(yè)各類應(yīng)用系統(tǒng)實現(xiàn)對項目生產(chǎn)對象全過程、全要素、全參與方進行感知與識別；它通過數(shù)據(jù)、算法和算力賦能，可以描述項目發(fā)生了什么，診斷為什么會發(fā)生，預(yù)測將會發(fā)生什么，決策應(yīng)該怎么辦；它以優(yōu)化資源、優(yōu)化配置效率為目的，提供模擬推演、智能調(diào)度、風險防控、預(yù)測性服務(wù)、智能決策等智能化服務(wù)。

2.基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的智能調(diào)度

通過云端的工程項目大腦能夠推演出最優(yōu)化的施工方案和生產(chǎn)計劃，并智能調(diào)度工廠生產(chǎn)和施工現(xiàn)場的人員、機械、設(shè)備進行高效作業(yè)。將建造方案、工藝工法標準、建造條件等數(shù)據(jù)輸入工程項目大腦，依據(jù)這些數(shù)據(jù)將會智能生成工程項目建造方案。依據(jù)生成的工序級任務(wù)排程實現(xiàn)向生產(chǎn)工廠下達生產(chǎn)任務(wù)，對物流配送、資源調(diào)度、生產(chǎn)指導實時進行智能調(diào)配，通過對各資源組織的實時感知，持續(xù)優(yōu)化項目調(diào)度組織（見圖2）。

3.基于AI的工程項目大腦的風險智能防控

通過對現(xiàn)場各要素的動態(tài)感知和工程項目大腦進行深度學習，對現(xiàn)場數(shù)據(jù)進行模擬仿真、狀態(tài)描述、決策分析、預(yù)測性預(yù)警和指導性預(yù)控，讓工程項目現(xiàn)場更加安全、規(guī)范、高效、智能。

以工地現(xiàn)場的安全風險識別為例，通過攝像頭實時監(jiān)測人員體征和姿態(tài)、機械設(shè)備的運行狀態(tài)和軌跡等作業(yè)行為數(shù)據(jù)，動態(tài)采集場地環(huán)境數(shù)據(jù)，通過工程項目大腦的云端算法和安全知識圖譜，分析并對安全風險自動識別，預(yù)判可能的風險隱患，并及時采取措施進行防控，杜絕安全事故的發(fā)生。

4.基于AI算法的風險智能識別

通過基于AI算法的風險智能識別系統(tǒng)，工程項目大腦對建筑工程項目建設(shè)全過程中產(chǎn)生的圖像、文字、語音、視頻等音像資料進行分析和診斷，為工程項目提供實時反饋和決策建議，提高項目管理水平。例如，利用圖像識別技術(shù)對混凝土裂縫、孔洞等施工缺陷進行自動識別，對鋼筋、模板等建筑材料進行自動計數(shù)盤點；利用語義識別技術(shù)，對施工合同、招投標合同等進行自動分析審閱等，全方位提高工程項目生產(chǎn)水平。同時，智能識別系統(tǒng)還能夠?qū)こ添椖繉嵤┻^程進行在線自動化控制。例如，使用人臉識別技術(shù)監(jiān)控人員出入情況，利用姿態(tài)識別技術(shù)實時監(jiān)控工人的動態(tài)，記錄工人工作時長；利用語音識別技術(shù)控制智能化噴淋系統(tǒng)等，全面實現(xiàn)智能化控制，提高項目智能化水平（見圖3）。

以基于AI的施工現(xiàn)場鋼筋智能盤點為例，在建筑工程項目的結(jié)構(gòu)施工期間，存在大量的鋼筋盤點作業(yè)。傳統(tǒng)的鋼筋盤點方式有一定的不足之處，如人工清點速度慢、準確性差、效率低。應(yīng)用基于AI的鋼筋智能盤點技術(shù)可幫助物資盤點人員快速清點鋼筋數(shù)量。目前，基于AI的鋼筋識別準確率已經(jīng)達到99.9%以上，大幅提升鋼筋盤點的效率。

5.基于信息物理系統(tǒng)（Cyber-Physical Systems，CPS ）的智慧工地

在工程項目大腦的基礎(chǔ)上，通過對施工現(xiàn)場“人、機、料、法、環(huán)”等各關(guān)鍵要素的全面感知和實時互聯(lián)，并與云端的虛擬工地相互映射，構(gòu)建虛實融合的智慧工地。通過崗位級的專業(yè)應(yīng)用軟件和各種智能設(shè)備對施工現(xiàn)場進行聯(lián)動執(zhí)行與協(xié)同作業(yè)，提升一線作業(yè)效能。通過云算法對數(shù)據(jù)進行分析認知，利用AI進行科學決策，對各種問題與風險進行主動預(yù)警和預(yù)測性作業(yè)，有效支持現(xiàn)場作業(yè)人員、項目管理者、企業(yè)管理者各層的協(xié)同和管理工作，提高施工質(zhì)量、安全、成本和進度的控制水平，減少浪費，讓施工現(xiàn)場作業(yè)更智能，管理更高效。

以深圳國際會展中心項目的智慧工地管理應(yīng)用為例，該項目建筑面積158萬m2，具有建設(shè)體量大、設(shè)計變化多、專業(yè)分包多、投入資源多等特點，通過引入智慧工地系統(tǒng)建立了指揮部、項目部、工區(qū)3級的智慧工地管理體系，成功應(yīng)用勞務(wù)實名制、物料跟蹤驗收、質(zhì)量安全巡檢等11項智慧化應(yīng)用。通過采用該系統(tǒng)，實現(xiàn)項目周例會全數(shù)字化，高峰期近2萬人勞務(wù)實名制管理，安全、質(zhì)量問題實時追溯管理，隱患排查總數(shù)量 8 632次，及時整改率達到93%，隱患治理時長縮短約55%。

AI在建筑工程項目管理中的應(yīng)用展望

從短期來看，AI技術(shù)將廣泛應(yīng)用于建筑工程項目的各個階段。比如，在設(shè)計階段實現(xiàn)自動化生成設(shè)計方案，實現(xiàn)自主發(fā)現(xiàn)設(shè)計沖突，并對其進行評級排序，優(yōu)先解決核心問題；在施工建造階段，涉及項目質(zhì)量管理、進度優(yōu)化、設(shè)備管理、施工安全等各方面的問題。從長期來看，AI技術(shù)進一步拓展，將應(yīng)用到整個社區(qū)、街區(qū)甚至整個城市規(guī)劃設(shè)計、建設(shè)當中，將能夠使城市變得包容性更強，可持續(xù)發(fā)展更好，更滿足人們生活和工作的需要。

未來已來，AI等數(shù)字技術(shù)正在給建筑工程項目管理帶來革命性的變革，AI與建筑業(yè)的融合發(fā)展的大幕雖然剛剛拉開，但是發(fā)展前景和空間廣闊。在AI的賦能下，古老的建筑行業(yè)將再次煥發(fā)出生機。

劉剛，廣聯(lián)達科技股份有限公司董事長助理，研究院院長，高級工程師，全聯(lián)房地產(chǎn)商會數(shù)字城市分會秘書長，北京建筑大學客座教授。