施工信息化管理在南博三期項目中的應(yīng)用研究

唐 潮，戚肇剛，張星鵬，張 濤，張建業(yè)

（中建八局第三建設(shè)有限公司，江蘇 南京 210046）

0 引言

現(xiàn)階段，施工環(huán)節(jié)的信息化正處于蓬勃發(fā)展階段，基于BIM技術(shù)的“數(shù)字化工地”能夠?qū)鹘y(tǒng)方式下的粗放式管理模式轉(zhuǎn)換成精細化管理模式，從而實現(xiàn)施工現(xiàn)場的精細化、綠色化及智慧化管理。

1 工程概況

南博三期項目位于南京市建鄴區(qū)，總建筑面積約38.59萬m2，其中地上部分24.34萬m2，地下部分14.25萬m2。地下2層，主要為停車場、設(shè)備用房等。地上建筑由1號樓（會展展廳）、2號樓（酒店+辦公）、3號樓（辦公+商業(yè)）組成。

本工程功能復(fù)雜，大空間設(shè)計區(qū)域多，高支模最高達15m，梁跨度達18m，板厚最厚達500mm，梁截面尺寸最大為700mm×1 900mm，需要進行高支模安全設(shè)計的范圍達10萬m2，施工難度大，安全要求高。

地下室結(jié)構(gòu)長436m，寬162m，屬于超長超寬結(jié)構(gòu)，防滲漏難度大；會展展廳結(jié)構(gòu)形式為框架-張弦梁結(jié)構(gòu)，張弦梁設(shè)計長度為96m，跨度達69m，鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計及安裝難度大。

塔樓主體結(jié)構(gòu)及幕墻南北立面屬于扭轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)。幕墻立面設(shè)計為“漸變?nèi)钦勖妗痹煨?，對測量和施工精度提出極高要求，也給超高層爬升式腳手架的安裝及提升帶來困難。

2 施工信息化管理需求分析、系統(tǒng)構(gòu)建及實施

2.1 項目施工信息化需求

南博三期項目現(xiàn)場場地狹小，施工組織困難；基坑變形控制要求高；高支模區(qū)域多、荷載大；地下室屬于超長超寬結(jié)構(gòu)，防滲漏難度大；為超高層項目，使用塔式起重機、施工升降機、爬架等機械設(shè)備多，臨邊防護多，現(xiàn)場監(jiān)管困難。根據(jù)上述特征，現(xiàn)場需要做好質(zhì)量、安全、進度、成本、環(huán)境五大目標管理，項目施工信息化應(yīng)用應(yīng)從上述五大目標維度進行改進提升，側(cè)重于BIM技術(shù)應(yīng)用、基坑監(jiān)測、機械使用監(jiān)控、安全防護、超危分部分項工程動態(tài)監(jiān)測、勞務(wù)實名制管理等。

2.2 項目施工信息化管理系統(tǒng)架構(gòu)

施工信息化管理系統(tǒng)構(gòu)架分為現(xiàn)場應(yīng)用層、集成監(jiān)管層、決策分析層。現(xiàn)場應(yīng)用層又分為現(xiàn)場信息智能采集層和施工信息化管理系統(tǒng)；集成監(jiān)管層主要是施工信息化管理集成平臺；決策分析層主要是施工信息化監(jiān)管平臺與各種資源庫對比分析，為管理人員提供趨勢分析及預(yù)警。決策分析層根據(jù)數(shù)據(jù)進行決策實施，同時設(shè)置數(shù)據(jù)中心，建立技術(shù)方案庫、安全隱患庫、BIM數(shù)據(jù)庫等，為各信息管理系統(tǒng)提供判斷標準，實現(xiàn)各信息系統(tǒng)智能控制。

信息化管理系統(tǒng)主要包括數(shù)字工地App、數(shù)字工地PC管理后臺、數(shù)字工地BI數(shù)據(jù)分析平臺。七大應(yīng)用板塊包括硬件、軟件兩大類模塊。軟件模塊應(yīng)用系統(tǒng)集成管理軟件及手機App程序?qū)ξ宕竽繕诉M行管控，應(yīng)用BIM軟件建模對項目進行設(shè)計優(yōu)化和深化設(shè)計、碰撞檢測、可視化施工模擬或交底以及工程量的計量等；硬件模塊主要通過各種傳感器對現(xiàn)場施工數(shù)據(jù)進行采集，并通過物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)綌?shù)字化工地平臺，之后進行系統(tǒng)集成，通過BI智能分析，為項目部決策提供依據(jù)。

2.3 項目施工信息化的實施

根據(jù)施工信息化系統(tǒng)集成的特點，施工信息化管理集成的每個子系統(tǒng)均可脫離集成平臺，在某一管理領(lǐng)域獨立發(fā)揮作用，可為項目的管理提供信息化、自動化的技術(shù)支撐。如塔式起重機監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用可為塔式起重機的安全使用和安全管理提供自動化支撐；施工人員實名制系統(tǒng)的應(yīng)用可以有效解決工人進場考勤、勞務(wù)用工分析和勞資糾紛問題。因此，施工信息化管理各個系統(tǒng)可根據(jù)項目進度分步驟實施。

施工信息化管理云平臺是建立在互聯(lián)網(wǎng)云端的信息共享平臺，該平臺以各子系統(tǒng)平臺共同的“數(shù)據(jù)中心”作為數(shù)據(jù)存儲和分析的基礎(chǔ)，建立各子系統(tǒng)間共同的賬號體系、組織體系、權(quán)限體系和規(guī)范體系。該平臺整合了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、VR技術(shù)、BIM平臺級輕量化呈現(xiàn)技術(shù)等，實現(xiàn)各子系統(tǒng)在施工信息化管理平臺中統(tǒng)一入口、統(tǒng)一賬號、統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫和應(yīng)用同一套規(guī)范體系。

集成應(yīng)用平臺的選用主要從集成兼容的性能、應(yīng)用管理系統(tǒng)的功能、大數(shù)據(jù)職能分析、平臺管理系統(tǒng)的二次開發(fā)等方面進行考慮，通過技術(shù)標準、投標價格評標后選用杭州品茗信息技術(shù)股份有限公司研發(fā)的施工信息化管理平臺。

目前市場上硬件數(shù)據(jù)采集及傳輸設(shè)備生產(chǎn)廠家眾多，項目在招標采購時，應(yīng)對數(shù)據(jù)接口統(tǒng)一要求，滿足集成平臺接口要求，并對傳感器的性能及數(shù)據(jù)傳輸、反饋與控制等方面進行綜合考慮，確保各個系統(tǒng)的造價及功能性。各系統(tǒng)布置應(yīng)與現(xiàn)場平面布置圖結(jié)合，實現(xiàn)最優(yōu)布置。

軟件系統(tǒng)主要是施工信息化管理集成平臺廠家配套的質(zhì)量、安全、進度、成本等管理系統(tǒng)。BIM 5D采購自專業(yè)廠家（廣聯(lián)達科技股份有限公司），施工技術(shù)方案應(yīng)用公司OA平臺進行網(wǎng)上審批，進度計劃采用局進度計劃模塊信息系統(tǒng)。

施工信息化管理各個硬件系統(tǒng)數(shù)據(jù)主要依靠物聯(lián)網(wǎng)自動傳輸、采集，以手機CIS制動傳輸、無線網(wǎng)橋、藍牙、BIG等制式進行無線傳輸。對于質(zhì)量、安全、進度等管理行為，主要依靠管理人員利用無線終端或計算機進行處理，并通過集成信息平臺進行自動推送，通過現(xiàn)場整改數(shù)據(jù)錄入及銷項，完成項目管理工作。

3 施工信息化管理系統(tǒng)應(yīng)用效果

南博三期項目部應(yīng)用信息化、數(shù)字化管理平臺，加強對項目建設(shè)動態(tài)管理，促進項目各部門數(shù)據(jù)進行系統(tǒng)整合。結(jié)合現(xiàn)場安全隱患檢查系統(tǒng)及“隨手拍”、安全帽人員定位、人臉識別門禁管理、二維碼人員管理及實名制、起重設(shè)備操作人員身份識別、起重設(shè)備運行狀態(tài)監(jiān)控及展示、卸料鋼平臺超載預(yù)警、深基坑監(jiān)測預(yù)警、高支模監(jiān)測預(yù)警、生活區(qū)智能WiFi等22種子系統(tǒng)對項目進行全方位的監(jiān)控和管理，基本實現(xiàn)數(shù)字化、在線化、智能化，提高工程建造的整體運營效率、管理效率和決策效率等，進而實現(xiàn)精細化、智慧化數(shù)字施工。

3.1 應(yīng)用效果分析

通過人員管理、安全管理、設(shè)備管理、質(zhì)量管理、進度管控、材料管理、生產(chǎn)協(xié)調(diào)會議等工作量及工作效果進行對比，分析施工信息化管理系統(tǒng)應(yīng)用效果，如表1所示。

表1 施工信息化管理系統(tǒng)應(yīng)用效果分析

3.2 BIM技術(shù)帶來的效益

通過BIM建模，項目管理人員熟練地掌握圖紙，并通過BIM模型進行設(shè)計碰撞檢測、設(shè)計優(yōu)化、可視化技術(shù)交底、機電管線綜合排布、工程量準確計量等，在施工前期發(fā)現(xiàn)問題，減少二次拆改，避免后期再次開洞、加固，達到減少現(xiàn)場砌筑工程量、節(jié)約材料、加快現(xiàn)場施工進度的效果。通過BIM技術(shù)的應(yīng)用，大幅提升項目協(xié)同能力，減輕項目管理人員的工作強度，達到提高水平、減少返工、降低成本、增加效率的目的，主要項目經(jīng)濟效益達382.95萬元（見表2）。

表2 BIM技術(shù)應(yīng)用可量化的主要經(jīng)濟效益

3.3 質(zhì)量管理效果

通過信息化管理平臺的應(yīng)用，南博三期項目部的所有方案均通過公司OA平臺進行審核審批，公司集土建、鋼結(jié)構(gòu)、機電、裝飾等領(lǐng)域的專家進行會審，降低了因項目管理人員經(jīng)驗不足造成的質(zhì)量隱患。通過智能終端的應(yīng)用，加強質(zhì)量過程管控，實現(xiàn)無紙化辦公，提高督導(dǎo)管控力度。通過質(zhì)量一系列的管控，南博三期作為2018年江蘇省質(zhì)量觀摩工地，來自13個地級市的400多人到場觀摩。

3.4 安全及綠色施工效果

通過采用視頻安防系統(tǒng)、臨邊洞口防護自動監(jiān)測系統(tǒng)、人員定位系統(tǒng)、塔式起重機安全監(jiān)控系統(tǒng)、施工升降機安全監(jiān)控系統(tǒng)、高支模監(jiān)控系統(tǒng)等智慧系統(tǒng)的應(yīng)用，項目部未發(fā)生安全責任事故，無人員傷亡。通過應(yīng)用綠色施工及揚塵控制系統(tǒng)，減少因環(huán)境管控等因素的工期損失約102d，共節(jié)約資金1 836萬元，創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟效益。2019年，南博三期舉辦了中施協(xié)全國數(shù)字化工地及綠色施工觀摩會，共計800余人參加了現(xiàn)場觀摩。

4 結(jié)語

隨著先進信息技術(shù)的發(fā)展、大量資源價格及施工數(shù)據(jù)的積累，項目施工信息化管理必然向企業(yè)信息化管理升級，企業(yè)將構(gòu)建信息化管理集成系統(tǒng)，包括供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)、客戶管理系統(tǒng)、企業(yè)決策系統(tǒng)以及企業(yè)數(shù)據(jù)資源安全管理系統(tǒng)、企業(yè)生產(chǎn)進度管理系統(tǒng)等，企業(yè)信息化管理效率和管理能力將會大幅提升。