“智慧工地”筑起數(shù)字化管理的階梯

文｜郭揚

項目基本情況

北京通州文化旅游區(qū)日新路地下綜合管廊項目位于通州區(qū)梨園鎮(zhèn)。眾所周知，北京城市副中心已經(jīng)搬至通州區(qū)一年，并新建了文化旅游區(qū)，文化旅游區(qū)內(nèi)的核心項目就是環(huán)球主題公園，它是我國第一個環(huán)球影城，計劃于2021年開園。這個項目就是為環(huán)球主題公園提供配套設(shè)施及管線鋪設(shè)。

本項目合同造價2.85 億元，全長1672 米，管廊結(jié)構(gòu)全部在地下，埋深5-6 米，回填后上方為市政道路，建成后的管廊包括電力艙、水信艙、熱力艙、燃氣倉等。整個工程完工后為通行管廊，除雨污水外，其余專業(yè)管線均收納入綜合管廊內(nèi)，工藝構(gòu)造相對比較復(fù)雜。

本項目作為環(huán)球主題公園開園的重要工程之一，政治意義重大，對工程的安全、質(zhì)量、進度、揚塵環(huán)保等方面也給項目提出了很高的要求。工程的重難點包括以下四個方面：第一是項目建設(shè)全部在地下，施工縫和變形縫很多，大面積的防水施工質(zhì)量控制就顯得尤為重要。第二是這種線性工程對環(huán)保比如噪音和粉塵控制的要求非常高，由于項目距離比較長，所以影響的范圍也比較大。第三是工程跨越了冬季雨季，而且需要下穿蕭太后河，汛期無法施工，對進度和質(zhì)量都是較大的挑戰(zhàn)。第四是周圍的小區(qū)很多，社會車輛、人員復(fù)雜，夜間施工影響大，一般的管理手段很難保障按時保質(zhì)的完成任務(wù)。所以在策劃階段，項目團隊計劃引進“智慧工地”數(shù)字化系統(tǒng)，為項目順利完成，并達到精細化、高效化管理保駕護航。

以BIM+智慧工地手段進行數(shù)字化管理

作為保證環(huán)球主題公園開園的重點工程以及北京建工土木工程有限公司2020年“三件大事”之一，不僅要順利完成該項目的施工任務(wù)，更要貫徹公司“干好現(xiàn)場贏市場”的理念，打造企業(yè)品牌。引進“智慧工地+BIM”管理系統(tǒng)來幫助項目將信息化、標準化、精細化管理落地，主要可歸納為以下幾個方面：第一，數(shù)字化手段幫助項目推進精細化管理，提質(zhì)增效；第二，通過數(shù)字化應(yīng)用，項目上實現(xiàn)了減少人員投入、縮短工期、提升管理效率、降低成本，最終達到降本增效的目的；第三，由傳統(tǒng)的管理模式向數(shù)字化模式轉(zhuǎn)型，開拓創(chuàng)新，使項目管理水平上了一個新的臺階；第四，通過數(shù)字化手段夯實質(zhì)量管理，增創(chuàng)北京市建筑結(jié)構(gòu)長城杯；第五，響應(yīng)國家號召，利用數(shù)字化技術(shù)打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)，爭創(chuàng)綠色示范工地；第六，創(chuàng)建安全文明樣板工地，為公司在區(qū)域市場開拓打好前戰(zhàn)。

北京建工土木工程有限公司目前管廊項目比較多，在數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用實踐中，計劃以本項目做試點。引入“智慧工地+BIM5D”管理系統(tǒng)后，充分結(jié)合管廊工程自身的特點，選取部分模塊進行嘗試，規(guī)劃、建設(shè)統(tǒng)一門戶以及后續(xù)有針對性的應(yīng)用。根據(jù)前面分析的主要重難點，項目選取BIM5D 新生產(chǎn)管理系統(tǒng)、勞務(wù)實名制管理（安全帽+工地寶）、斑馬網(wǎng)絡(luò)計劃、安全質(zhì)量巡檢，以及相關(guān)的硬件，包括自動噴淋、智能變電箱、視頻監(jiān)控等十余個子系統(tǒng)輔助項目統(tǒng)籌管理。系統(tǒng)間既相對獨立，又相互補充，在項目管理的視角形成了整體全面的數(shù)字化管理體系。同時改進了施工中人、機、料等要素管理方式，以及各級管理層之間的交互方式，搭建互聯(lián)協(xié)同、安全監(jiān)控、數(shù)據(jù)收集、經(jīng)驗共享的數(shù)字建筑平臺，實現(xiàn)工程的智能管理和管理效果提升。

勞務(wù)管理，對現(xiàn)場施工人員進行考勤定位管理，在疫情期間起到了很大作用；斑馬進度計劃，可以對多級計劃進行聯(lián)動管理，及時根據(jù)現(xiàn)場情況進行動態(tài)管理，并且通過智能硬件，如自動噴淋、智能變電箱、視頻監(jiān)控、環(huán)境檢測等對綠色施工和生產(chǎn)管理保駕護航；生產(chǎn)管理系統(tǒng)，利用斑馬進度系統(tǒng)可以及時暴露進度問題，采取糾偏措施，保證進度可控；質(zhì)量管理系統(tǒng)，輔助項目管理人員，對日常檢查、監(jiān)理例會時發(fā)生的質(zhì)量問題和未銷項問題，做到及時整改，提高質(zhì)量管控的精細度；安全管理系統(tǒng)，對施工現(xiàn)場安全狀態(tài)實時掌握，對重大隱患重點關(guān)注，及時制止違章違規(guī)行為，每個管理人員都可以通過APP 進行問題的傳送，達到全員安全管理的目標。

關(guān)于整體的數(shù)字化平臺，核心由數(shù)據(jù)看板和移動端兩部分組成。數(shù)據(jù)看板用于項目例會，通過看板整體把握項目各關(guān)鍵要素信息，全面做到質(zhì)量、安全、進度、人員等要素的實時采集及管控。移動端利用手機APP，圍繞質(zhì)量、安全、生產(chǎn)、環(huán)保等方面，實時關(guān)注現(xiàn)場各關(guān)鍵要素信息，同時結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)平臺對硬件設(shè)備進行遠程遙控。

具體到各個子系統(tǒng)的應(yīng)用以及給管理帶來的效果，首先是勞務(wù)管理方面，利用工地寶和智能安全帽，對每名工人和管理人員發(fā)放一頂植入芯片的智能安全帽，通過現(xiàn)場安裝的工地寶對人員進行定位?，F(xiàn)場工人帶著智能安全帽可以無感進出施工現(xiàn)場，不僅避免了人員的聚集，同時也可以使管理人員實時掌握現(xiàn)場勞動力數(shù)量、分布情況、活動軌跡等信息，更加合理的分配人員，避免出現(xiàn)窩工現(xiàn)象，同時使管理過程具有可追溯性。

隨著新冠疫情發(fā)生，項目部迅速應(yīng)對，通過編制方案、建立防控體系、封閉管理、數(shù)據(jù)集成等一整套管理體系，很好的做到了防疫情、保開工、控進度。2020年，項目正值施工高峰階段，所需勞務(wù)人員數(shù)量龐大，高峰時會達到近千人同時作業(yè)，這對于管理是一項巨大的挑戰(zhàn)。正是利用這套勞務(wù)實名制系統(tǒng)，大大提高了對人員管控的效率。利用速登寶掃描身份證，15 秒的時間就可以判斷人員是否來自疫區(qū)，是否在疫區(qū)項目登記過。一旦發(fā)現(xiàn)有異常，會出現(xiàn)提醒，登記并及時上報，生成攔截記錄。如人員沒有問題，讀取身份證信息后，系統(tǒng)將自動記錄體溫測量結(jié)果。同時，在實行全封閉管理期間，利用手機端對生活區(qū)及作業(yè)區(qū)的人員分布情況、活動軌跡等進行監(jiān)控，保證疫情防控的同時，對加快復(fù)工復(fù)產(chǎn)起到了顯著的作用。

安全教育是進入施工工作的第一件事也是最重要的一件事，由于項目現(xiàn)場工人比較多，很難組織起來在教室里進行培訓，傳統(tǒng)方式只能分期分批進行培訓，比較費時費力。利用平臺系統(tǒng)，勞務(wù)人員可以使用手機APP 掃描二維碼，完成安全教育課程并通過考核。不僅達到了安全教育的目的，也極大的提高了工作效率，

安全管理方面，安全員每天至少巡查兩次，利用手機APP 進行拍照，發(fā)現(xiàn)問題時使用手機端將隱患拍照記錄，外協(xié)單位手機端查看問題做出整改，并通過手機端反饋整改結(jié)果，再由安全員復(fù)核，做到更準確、更高效的應(yīng)對安全問題。同時根據(jù)數(shù)據(jù)也可以對安全隱患的類型進行分析匯總，比如這個月的臨邊防護問題最多，相關(guān)管理人員就可以將管理重心往這方面加強。

質(zhì)量管理方面，通過質(zhì)量巡檢發(fā)現(xiàn)施工中質(zhì)量隱患，通過手機端快速發(fā)布，推送至相關(guān)責任人進行整改并回復(fù)。不僅解決項目溝通、整改不及時以及數(shù)據(jù)留痕問題，提高質(zhì)量精細化管理水平，減少中間流程，提高效率，還實現(xiàn)了項目上的無紙化辦公。在項目上的實踐過程中安全、質(zhì)量、勞務(wù)應(yīng)用的最多，效果也最明顯。

近些年，隨著國家和行業(yè)對綠色施工的管控力度越來越大，本項目也積極響應(yīng)國家號召，在所有的出入口設(shè)置洗車池及監(jiān)測環(huán)境設(shè)備，基坑周邊安裝智能噴淋系統(tǒng)，在系統(tǒng)監(jiān)控到PM2.5 或者其他指標超標后噴淋系統(tǒng)便自動開啟，當指標下降后會自動恢復(fù)關(guān)閉狀態(tài)，同時利用手機也可以手動遙控現(xiàn)場噴淋。

現(xiàn)場臨電管理方面不僅影響著施工進度，更是重要的風險源。通過引進智能電箱的應(yīng)用，對現(xiàn)場各級配電箱運行情況進行實時監(jiān)測，并對臨電系統(tǒng)進行統(tǒng)籌管理?，F(xiàn)場發(fā)生跳閘、過載等故障可實現(xiàn)實時報警，電工可通過手機APP 第一時間發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場配電箱故障狀況。對于電纜挖斷、偷盜電纜等問題也得到了很好的控制，便于現(xiàn)場材料的管理。

視頻智能監(jiān)控方面，通過遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)，管理者可以隨時掌握施工現(xiàn)場的情況，可以遠程監(jiān)控現(xiàn)場的生產(chǎn)操作過程、監(jiān)控現(xiàn)場材料的安全，對施工操作工作面上的各安全要素如汽車吊、中小型施工機械、安全網(wǎng)、外腳手架、臨時用電線路架設(shè)、基坑防護、安全帽配戴等實時監(jiān)控。尤其是夜間施工過程中，管理力量相對薄弱易發(fā)生問題之處，采用遠程監(jiān)控的價值更加突出。

項目上還設(shè)置了懸掛80 寸觸摸屏，在屏幕上可針對平臺上各類指標要素，做實時數(shù)據(jù)查看分析，無論項目管理人員還是蒞臨現(xiàn)場的相關(guān)領(lǐng)導，均可通過觸屏實現(xiàn)足不出戶，實時了解施工狀態(tài)和各個管理系統(tǒng)的運行狀態(tài)。

當然，數(shù)字化的體現(xiàn)離不開BIM 技術(shù)，管廊工程比較特殊，結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜多樣，縱橫交錯節(jié)點很多，所以采用BIM 建?？梢愿又庇^的了解結(jié)構(gòu)形式及地下綜合管線位置，更好的輔助完成圖紙會審、深化設(shè)計、施工工藝模擬、可視化交底、施工場地布置、工程量核對等工作。利用BIM 建模對施工現(xiàn)場進行統(tǒng)籌布局，使場地利用率最大化、最科學化，秉承了節(jié)能環(huán)保的理念，同時也節(jié)約了工程成本。

生產(chǎn)管理方面，利用系統(tǒng)對生產(chǎn)進度實時監(jiān)控，制定目標、落實任務(wù)情況、分析延期原因、采取糾偏措施、設(shè)置里程碑節(jié)點等。利用生產(chǎn)系統(tǒng)管理，將進度計劃分解至每月，將月計劃細化至每周，將周計劃落實到每天。將日常的施工任務(wù)與進度進行建模處理，通過數(shù)字化平臺項目定期召開的例會不用提前準備數(shù)據(jù)，打開系統(tǒng)就能直接溝通，并且利用手機就可以實現(xiàn)小范圍的線上會議。

數(shù)字化應(yīng)用成果展示

秉承著百年大計，質(zhì)量為先的理念，項目利用“BIM+智慧工地”數(shù)字化管理模式，在現(xiàn)場設(shè)置結(jié)構(gòu)樣板區(qū)，不僅提升了施工質(zhì)量，也為創(chuàng)“長城杯”打下堅實的基礎(chǔ)。在施工過程中，充分利用數(shù)字化管理平臺的優(yōu)勢，做到全員參與，杜絕出現(xiàn)因質(zhì)量問題而產(chǎn)生的停工、返工情況。尤其是地下結(jié)構(gòu)防水等令人頭疼的問題，利用平臺系統(tǒng)可以很好的解決，現(xiàn)場不論是質(zhì)量員、施工員，或者其他工種的管理人員，發(fā)現(xiàn)問題動動手指就可以告知相關(guān)人員及時處理，在目前已完成的結(jié)構(gòu)中沒有發(fā)現(xiàn)任何漏水現(xiàn)象。

作為內(nèi)部管道和管線的載體，管廊完成的外觀質(zhì)量尤其重要。管廊內(nèi)部紛繁復(fù)雜的管線，有給水、中水、電力電信等相互交叉。利用BIM 技術(shù)使各個工序間安排更合理、更緊湊，施工順序和做法更加清晰明了。在項目團隊的共同協(xié)作下，已完成部分的管廊結(jié)構(gòu)驗收通過率100%，實現(xiàn)了質(zhì)量品質(zhì)的提升。

在項目中項目團隊采用了一種新工藝，CPM法裝配式管廊工程，結(jié)構(gòu)采用預(yù)制構(gòu)件現(xiàn)場拼裝。利用BIM 技術(shù)，像拼搭積木一樣，首先對結(jié)構(gòu)進行建模，然后進行受力及變形分析，最后現(xiàn)場定位安裝，不僅保證了拼裝的精度，也使施工組織更加合理高效。

接納新思想 推進新思維

項目上數(shù)字化應(yīng)用效果的好壞不是某個人、某個崗位的事，而是一項全員性工作。雖然在剛開始使用“BIM+智慧工地”管理系統(tǒng)時，項目上也出現(xiàn)了一些不同的聲音，但在真正使用過后，項目上的各層管理人員都實實在在感受到了它的價值。所以在智慧工地的建設(shè)、技術(shù)創(chuàng)新及標準化落地方面，不僅需要項目團隊齊心協(xié)力，接納新思想、推進新思維，更要做到持之以恒，將有價值之處發(fā)展下去。

數(shù)字化時代已經(jīng)來臨，新冠肺炎疫情的影響更推動了數(shù)字化進程的腳步。建筑業(yè)也面臨著重大變革，傳統(tǒng)的管理理念和手段已經(jīng)逐漸成為歷史，時代需要更加先進便捷的管理模式?！癇IM+智慧工地”系統(tǒng)給我們提供了良好的機會，也給項目管理水平帶來了提升，這種模式必將成為一種潮流。“BIM+智慧工地”通過先進的信息化手段、相關(guān)配套制度、完善的管理體系及管理者堅定的信心，一定會筑起數(shù)字化管理新臺階。

關(guān)于對項目的一些建議和展望：一是轉(zhuǎn)變思想、提升格局，順應(yīng)時代潮流，接納新鮮事物，勇于做第一個吃螃蟹的人；二是持續(xù)培訓、助力人員能力提升，強化整個行業(yè)信息化水平和數(shù)字管理理念；三是精準實施，充分發(fā)揮智慧工地各子系統(tǒng)的功能，提高項目管理水平；四是項目負責人要持續(xù)推廣應(yīng)用、開拓創(chuàng)新。