工程建筑信息資產(chǎn)協(xié)同管理平臺

文｜金季嵐

一、引言

隨著我國城市化進(jìn)程的快速推進(jìn)，建筑業(yè)持續(xù)快速發(fā)展，工程項(xiàng)目規(guī)模不斷擴(kuò)大。建設(shè)工程項(xiàng)目施工是一個(gè)高度復(fù)雜的動態(tài)過程，施工工序與工期、成本、資源、場地之間都存在著復(fù)雜的動態(tài)的聯(lián)系。而且建設(shè)工程資料信息量大、數(shù)據(jù)類型多，傳統(tǒng)工程文件管理模式資源消耗大，建造與管理方法滯后，“信息孤島”問題頻現(xiàn)，導(dǎo)致建筑行業(yè)整體效率低，存在管理難、協(xié)同難、應(yīng)用難及擴(kuò)展難等難題，亟需以信息化技術(shù)手段提升工程施工項(xiàng)目管理現(xiàn)代化水平。

建筑業(yè)的變革迫在眉睫，國家也陸續(xù)出臺一系列政策，大力推動建筑業(yè)的轉(zhuǎn)型升級，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部等部門于2020年7月聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于推動智能建造與建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展的指導(dǎo)意見》指出：要以數(shù)字化、智能化升級為動力，創(chuàng)新突破相關(guān)核心技術(shù)，加大智能建造在工程建設(shè)各環(huán)節(jié)應(yīng)用。

因此，工程項(xiàng)目施工管理在保障質(zhì)量安全的基礎(chǔ)上，不但需要考慮建筑本身設(shè)計(jì)的獨(dú)特性，而且要考慮工期、成本、資源和場地等約束條件，同時(shí)以工程資料全過程電子化作為抓手，打通各方責(zé)任主體在施工各環(huán)節(jié)協(xié)作與協(xié)同管理，帶動工程施工質(zhì)量、安全、進(jìn)度、成本的全面管控。

二、平臺設(shè)計(jì)思路

圍繞工程項(xiàng)目施工管理重點(diǎn)及難點(diǎn)問題，本文以多主體協(xié)同、全過程在線為核心，將BIM、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等新一代信息技術(shù)手段與施工管理相結(jié)合，構(gòu)建全面感知、互聯(lián)互通、實(shí)時(shí)準(zhǔn)確、協(xié)同運(yùn)作、自治高效的建筑信息資產(chǎn)協(xié)同管理平臺。以建筑信息資產(chǎn)增值為特色，以造價(jià)控制為手段，融合進(jìn)度、成本、質(zhì)量、安全、環(huán)保等全維度的管控信息，實(shí)現(xiàn)工程施工“全要素、全流程、全鏈條”數(shù)字化管控，進(jìn)而達(dá)到精益建造、綠色建造和生態(tài)建造的“智慧建造”目標(biāo)。

（一）以工程資料全過程電子化作為抓手

從“事前主動控制、事中監(jiān)管、事后分析利用”管理理念出發(fā)，集成以工程BIM 模型為載體的項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)各方責(zé)任主體在全生命期各階段的在線協(xié)作與協(xié)同管理，推動“工程檔案電子化從無到有、電子原件率從低到高、電子信息資料由假到真”，并形成全過程的建筑信息資產(chǎn)，為智慧運(yùn)維及運(yùn)營服務(wù)提供信息支撐。

（二）以構(gòu)建工程質(zhì)量安全保障為基礎(chǔ)

聚焦施工現(xiàn)場一線生產(chǎn)活動，圍繞人、機(jī)、料、法、環(huán)等關(guān)鍵要素，構(gòu)建全域覆蓋感知網(wǎng)絡(luò)，通過對項(xiàng)目視頻監(jiān)控、環(huán)境檢測、勞務(wù)實(shí)名制管理、深基坑、高支模、塔吊等重大危險(xiǎn)源實(shí)現(xiàn)試點(diǎn)部署感知設(shè)備，實(shí)時(shí)動態(tài)獲取監(jiān)測數(shù)據(jù)，解決現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集難、監(jiān)管不到位等問題，為多維度的質(zhì)量、安全生產(chǎn)分析提供數(shù)據(jù)源。

（三）以項(xiàng)目信息的互聯(lián)互通為支撐

按照項(xiàng)目現(xiàn)場業(yè)務(wù)管理的邏輯，構(gòu)建數(shù)據(jù)、服務(wù)的生態(tài)管理模式，以信息的互聯(lián)互通為支撐，實(shí)現(xiàn)各類智能傳感設(shè)備之間，應(yīng)用和數(shù)據(jù)之間的連接，并按照項(xiàng)目業(yè)務(wù)管理的邏輯，構(gòu)建覆蓋“建設(shè)崗位、項(xiàng)目、企業(yè)”多層級的管理體系。以投資管控和工程造價(jià)控制為手段，實(shí)現(xiàn)對成本、質(zhì)量、工期、安全、綠色環(huán)保等綜合管控，提升精細(xì)化管理水平。

（四）以多主體協(xié)同管理串聯(lián)為核心

以在線協(xié)同為目標(biāo)，以工程項(xiàng)目合同管理為主線，為工程建設(shè)、代建、咨詢、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理等多方責(zé)任主體提供線上項(xiàng)目開工，工程合同及圖紙、BIM 模型文件在線編輯審核、線上交付及共享等無接觸式協(xié)同辦公及全流程在線服務(wù)，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目全過程管理的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化、管控可視化和業(yè)務(wù)一體化。

（五）以智能化的決策支持為目的

圖1 工程建筑信息資產(chǎn)協(xié)同管理建設(shè)項(xiàng)目整體架構(gòu)

基于BIM+數(shù)字孿生技術(shù)打造項(xiàng)目模擬分析體系，通過對施工現(xiàn)場場布模擬、施工過程模擬及成本、進(jìn)度、資源的沖突分析，強(qiáng)化實(shí)時(shí)分析預(yù)警能力。通過智慧預(yù)測對管理過程及時(shí)提出預(yù)警，同時(shí)基于人工智能算法提供施工優(yōu)化方案，形成施工管理的“智慧大腦”，為各個(gè)管理層級提供科學(xué)決策輔助支持。

三、平臺整體架構(gòu)

本平臺采用端+云+大數(shù)據(jù)架構(gòu)體系，按照模塊化設(shè)計(jì)原則，通過建立清晰的業(yè)務(wù)邏輯和明確的數(shù)據(jù)交換關(guān)系，強(qiáng)調(diào)項(xiàng)目管理的協(xié)同效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)基于數(shù)字建造的建筑信息資產(chǎn)協(xié)同管理平臺，并充分考慮不同用戶應(yīng)用需求，前端支持WEB 端、PC 端和移動端等多種形式，并通過系統(tǒng)接口無縫集成，建立管理數(shù)據(jù)與BIM 模型雙向鏈接，實(shí)現(xiàn)信息交換與共享。

四、平臺應(yīng)用場景

本項(xiàng)目通過物聯(lián)感知及移動終端，實(shí)時(shí)采集施工現(xiàn)場多維度信息，并基于BIM 的施工協(xié)同實(shí)現(xiàn)工程項(xiàng)目的全過程、全要素、全參與方的業(yè)務(wù)管理、實(shí)時(shí)控制和決策支持，達(dá)到可查看、可查找、可預(yù)警、可管控、可記錄的智慧施工多主體協(xié)同管理，并形成施工全過程的建筑信息資產(chǎn)，為智慧運(yùn)維及運(yùn)營服務(wù)提供軟基礎(chǔ)支撐。本項(xiàng)目主要應(yīng)用場景如下：

（一）施工合同管理

對工程現(xiàn)場的勞務(wù)人員，各方主體合同造價(jià)的管控，從而實(shí)現(xiàn)信用體系的公開性、透明性。系統(tǒng)提供工程項(xiàng)目合同備案、合同進(jìn)度價(jià)款備案、竣工結(jié)算、工程項(xiàng)目建設(shè)履約評價(jià)監(jiān)管業(yè)務(wù)一站式服務(wù)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)工程項(xiàng)目合同備案、工程項(xiàng)目竣工結(jié)算、合同履約評價(jià)的監(jiān)管和信息共享，統(tǒng)計(jì)分析工程項(xiàng)目備案、竣工結(jié)算和合同履約評價(jià)監(jiān)管問題，提高工程建設(shè)項(xiàng)目合同信息化管理水平。

（二）建筑信息資產(chǎn)管理

圖2 建筑信息資產(chǎn)全過程管理體系

以“項(xiàng)目源頭介入、全程動態(tài)跟蹤”為理念，以建設(shè)工程資料“數(shù)字化、在線化、智能化”為目標(biāo)，以建設(shè)工程資料管理規(guī)范化、科學(xué)化、電子化為抓手，提供工程文件制作、簽批流轉(zhuǎn)、電子簽章、保存、管理和歸檔等應(yīng)用。同時(shí)，將建設(shè)工程文件與對應(yīng)的施工部位進(jìn)行掛接，建立電子檔案文件與BIM 模型的關(guān)聯(lián)機(jī)制，為建設(shè)工程檔案提供多維度、可視化的管理服務(wù)，形成一套完整的建筑信息資產(chǎn)，提升智能建造“安全、綠色、智慧”的健康發(fā)展水平。

（三）項(xiàng)目質(zhì)量管理

提供質(zhì)量巡檢及專項(xiàng)檢查對施工過程質(zhì)量管控，可根據(jù)施工計(jì)劃制定檢查任務(wù)，通過內(nèi)置行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，方便現(xiàn)場質(zhì)檢人員快速掌握問題類型，規(guī)范質(zhì)量檢查流程。并可跟蹤查詢項(xiàng)目及相關(guān)責(zé)任人質(zhì)量檢查情況，同時(shí)通過后臺匯總，自動生成質(zhì)量驗(yàn)收表單，提供整改率、質(zhì)量問題預(yù)警等分析，實(shí)現(xiàn)對事前重大質(zhì)量問題可預(yù)防，事后從源頭到結(jié)果可追溯。

（四）項(xiàng)目安全管理

按照施工現(xiàn)場的安全管理規(guī)定及要求，提供基于移動端的施工現(xiàn)場各類要素進(jìn)行巡查、現(xiàn)場采集記錄，并將巡查記錄信息及時(shí)推送到后臺系統(tǒng)，并可跟蹤整改反饋，形成項(xiàng)目安全管理閉環(huán)。同時(shí)將隱患信息匯總生成風(fēng)險(xiǎn)庫，實(shí)現(xiàn)“一企一清單，一崗一標(biāo)準(zhǔn)”按照風(fēng)險(xiǎn)等級、風(fēng)險(xiǎn)分類、風(fēng)險(xiǎn)因素、風(fēng)險(xiǎn)源等的項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)管控，明確各項(xiàng)責(zé)任落實(shí)到人，杜絕各種安全隱患。

（五）項(xiàng)目成本管理

以建立工程項(xiàng)目成本管控為實(shí)現(xiàn)目標(biāo)，以項(xiàng)目概算基線，以合同進(jìn)度信息為基礎(chǔ)，跟蹤概預(yù)算與合同、合同與進(jìn)度、進(jìn)度結(jié)算及物料之間的管理，并通過項(xiàng)目全過程造價(jià)數(shù)據(jù)化為手段，實(shí)時(shí)采集建設(shè)工程造價(jià)指標(biāo)指數(shù)和材料價(jià)格信息等數(shù)據(jù)信息，實(shí)現(xiàn)進(jìn)度結(jié)算撥款金額與工程量清單一一對應(yīng)。

圖3 可視化領(lǐng)導(dǎo)指揮艙

（六）施工進(jìn)度管理

將模型與工程進(jìn)度進(jìn)行關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)進(jìn)度信息的在線編輯，以及項(xiàng)目進(jìn)度、施工狀態(tài)的三維動態(tài)模擬，并將計(jì)劃進(jìn)度和實(shí)際進(jìn)度進(jìn)行對比，用BIM 構(gòu)件顏色、材質(zhì)等差異來呈現(xiàn)項(xiàng)目在建的超前和逾期情況，及時(shí)采取有效措施調(diào)整工程進(jìn)度計(jì)劃。

（七）危險(xiǎn)源監(jiān)測管理

使用自動監(jiān)測儀器，結(jié)合無線網(wǎng)絡(luò)，對高支模變形、深基坑安全、塔式起重機(jī)、施工升降機(jī)等重大危險(xiǎn)源進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測，將傳感器數(shù)據(jù)發(fā)送至設(shè)備信號接收和分析終端，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示，并能夠?qū)撛陲L(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)警分析、遠(yuǎn)程報(bào)警，同時(shí)保留相關(guān)記錄，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)可溯可查。

（八）綠色施工管理

利用物聯(lián)傳感技術(shù)，對施工過程中產(chǎn)生的揚(yáng)塵、噪聲、污水排放進(jìn)行監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場環(huán)境全方位的實(shí)時(shí)自動監(jiān)測及智能預(yù)警，及時(shí)準(zhǔn)確的掌握建筑工地的環(huán)境質(zhì)量狀況，為建筑施工的污染控制、污染治理、生態(tài)保護(hù)提供環(huán)境信息支持和管理決策。

（九）可視化領(lǐng)導(dǎo)指揮艙

構(gòu)建工程項(xiàng)目協(xié)同管理領(lǐng)導(dǎo)指揮艙，面向決策提供監(jiān)管全景視圖。通過核心指標(biāo)動態(tài)展示、綜合態(tài)勢分析、智能預(yù)判預(yù)警，擴(kuò)大決策者對業(yè)務(wù)領(lǐng)域數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)掌控能力，實(shí)現(xiàn)工程建設(shè)智慧化管理目標(biāo)。

五、結(jié)語

本文結(jié)合“安全、綠色、智慧”的內(nèi)涵，覆蓋建造全過程，引入多主體協(xié)同的理念，提出多階段、多責(zé)任主體智慧施工協(xié)同管理機(jī)制，以工程資料電子化為抓手，打造連接各方責(zé)任主體的全流程、在線化協(xié)同系統(tǒng)，將過程性與結(jié)果性相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對工程項(xiàng)目質(zhì)量、安全、進(jìn)度、成本的綜合性管控，累積形成建筑信息資產(chǎn)。將大數(shù)據(jù)技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等多技術(shù)融合，集成一體化應(yīng)用，形成崗位、項(xiàng)目、企業(yè)三級互聯(lián)的管理體系，提升工程項(xiàng)目智能化和精細(xì)化管理水平，推動建筑行業(yè)的可持續(xù)健康發(fā)展。