民航機(jī)場基礎(chǔ)設(shè)施智能建造項目管理框架模型研究

文／馬前亮 四川省機(jī)場集團(tuán)有限公司成都天府國際機(jī)場建設(shè)指揮部 四川成都 610202

引言：

為推動民航機(jī)場基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)從工業(yè)化、數(shù)字化走向智能化發(fā)展，民航局等國家部委出臺相關(guān)政策和發(fā)展規(guī)劃。2021 年8 月，民航局制定《推動民航智能建造與建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展行動方案》，要求準(zhǔn)確把握新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革趨勢，加快推進(jìn)轉(zhuǎn)型升級，加大智能建造與建筑工業(yè)化在民航基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)各領(lǐng)域、各環(huán)節(jié)的應(yīng)用，推動民航基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工業(yè)化、數(shù)字化、智能化升級，提升機(jī)場建設(shè)品質(zhì)（民航局，2021）。2021 年12 月，民航局、國家發(fā)改委及交通部印發(fā)《“十四五”民用航空發(fā)展規(guī)劃》，要求加快新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，開展民航智慧化場景開發(fā)工程，圍繞智慧機(jī)場等運行場景，加強(qiáng)空天地一體化民航機(jī)場智能化建養(yǎng)與運營等技術(shù)研發(fā)應(yīng)用，提升民航智慧化水平（民航局等，2021）。

然而，在民航機(jī)場基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項目管理領(lǐng)域，行業(yè)對智能建造的認(rèn)知還存在不小差異，還沒有一個成熟的框架模型，用以指導(dǎo)行業(yè)的發(fā)展，缺乏對智能建造項目管理系統(tǒng)、全面的認(rèn)識，行業(yè)在探索民航智能建造過程中也付出了不少代價。

本文將結(jié)合相關(guān)智能理論和其它行業(yè)最佳實踐，探索并提出民航機(jī)場基礎(chǔ)設(shè)施投資項目智能建造項目管理框架模型，以期為民航行業(yè)智能建造發(fā)展提供有價值的參考。

1、相關(guān)理論

1.1 三體智能

胡虎等（2016）首創(chuàng)提出“三體化一智能模型”（以下簡稱“三體模型”），該模型深刻表明了三體之間的相互作用關(guān)系，主要內(nèi)容包括三個界面、兩大循環(huán)和三小循環(huán)，如圖1 所示。

圖1 三體化一智能模型

該三體模型三體交匯形成了三個界面：

（1）物理實體—意識人體系統(tǒng)PCS 界面；

（2）意識人體—數(shù)字虛體系統(tǒng)CCS 界面；

（3）數(shù)字虛體—物理實體系統(tǒng)CPS 界面。

由此，發(fā)生了兩大循環(huán)和三小循環(huán)：

（1）物理實體→意識人體→數(shù)字虛體→物理實體外圈大循環(huán)：

外圈大循環(huán)反映了認(rèn)知世界的變化規(guī)律，知識是實現(xiàn)智能的關(guān)鍵要素。

（2）物理實體→數(shù)字虛體→意識人體→物理實體內(nèi)圈大循環(huán)：

內(nèi)圈大循環(huán)反映了三體世界的變化規(guī)律，變化是客觀世界的根本狀態(tài)。

（3）物理實體?意識人體小循環(huán)；

（4）意識人體?數(shù)字虛體小循環(huán)；

（5）數(shù)字虛體?物理實體小循環(huán)。

兩大循環(huán)是知識發(fā)生和知識流動的基本路徑，三個小循環(huán)是兩體之間發(fā)生認(rèn)知的基本過程。

1.2 項目管理

美國項目管理協(xié)會PMI 制定并發(fā)布了《項目管理知識體系指南》（簡稱《PMBOK?指南》），《PMBOK?指南》被譽為項目管理圣經(jīng)。項目管理知識體系包括已被驗證并廣泛應(yīng)用的傳統(tǒng)做法，以及本專業(yè)新近涌現(xiàn)的創(chuàng)新做法，《PMBOK?指南》收錄了項目管理知識體系中被普遍認(rèn)可為“良好實踐”那部分，包括過程、輸入、工具、技術(shù)、輸出和生命周期階段（Project Management Institute，2018）。

《PMBOK?指南》把項目管理過程劃分為啟動、規(guī)劃、執(zhí)行、監(jiān)控和收尾五大過程組，對項目管理過程中涉及的知識劃分項目整合管理、范圍管理、進(jìn)度管理、成本管理、質(zhì)量管理、資源管理、溝通管理、風(fēng)險管理、采購管理和相關(guān)方管理等十大知識領(lǐng)域。項目管理過程就是確定過程、輸入、工具、技術(shù)、輸出和生命周期階段的恰當(dāng)組合以管理項目的過程，即《PMBOK?指南》所述知識的“剪裁”應(yīng)用。

2、智能建造概念

智能建造是建筑業(yè)在工業(yè)革命4.0發(fā)展的智能化階段，目前對智能建造還沒有一個確定的定義。

丁烈云（2019）認(rèn)為，智能建造是新信息技術(shù)與工程建造融合形成的工程建造創(chuàng)新模式，通過規(guī)范化建模、網(wǎng)絡(luò)化交互、可視化認(rèn)知、高性能計算以及智能化決策支持，實現(xiàn)數(shù)字鏈驅(qū)動下的工程立項策劃、規(guī)劃設(shè)計、施工生產(chǎn)、運維服務(wù)一體化集成與高效率協(xié)同。

毛超和彭窯胭（2020）認(rèn)為，智能建造是在信息化、工業(yè)化高度融合的基礎(chǔ)上，利用新技術(shù)對建造過程賦能，推動工程建造活動的生產(chǎn)要素、生產(chǎn)力和生產(chǎn)關(guān)系升級，促進(jìn)建筑數(shù)據(jù)充分流動，整合決策、設(shè)計、生產(chǎn)、施工、運維整個產(chǎn)業(yè)鏈，實現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈條的信息集成和業(yè)務(wù)協(xié)同、建設(shè)過程能效提升、資源價值最大化的新型生產(chǎn)方式。

肖緒文（2022）認(rèn)為，智能建造是通過計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、機(jī)械電子技術(shù)、建造技術(shù)與管理科學(xué)的交叉融合，促使建造及施工過程實現(xiàn)數(shù)字化設(shè)計、機(jī)器人主導(dǎo)或輔助施工的工程建造方式，是加快建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級，實現(xiàn)建筑業(yè)現(xiàn)代化的主導(dǎo)途徑。

本文認(rèn)為，智能建造是以面向投資項目產(chǎn)品或服務(wù)全生命周期綜合效益最大化為目標(biāo)，以工業(yè)化和數(shù)字化為基礎(chǔ)，根據(jù)項目管理、知識管理和流程管理等理論，通過信息技術(shù)、智能技術(shù)和建造技術(shù)等深度融合，推動投資項目全過程數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化，實現(xiàn)物理實體、數(shù)字虛體和意識人體之間知識發(fā)生和流動的一種新型建造模式。

3、機(jī)場基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項目管理特點

智能化是在數(shù)字化、工業(yè)化的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，智能化表現(xiàn)在自感知、自分析、自決策、自執(zhí)行，其關(guān)鍵在于數(shù)據(jù)或知識的充分流動。在智能建造方面，機(jī)場基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)有其行業(yè)特性，如下：

（1）各功能分區(qū)為有機(jī)統(tǒng)一整體

表1 項目管理過程組和知識領(lǐng)域

機(jī)場投資項目，按各個地塊功能用途可以劃分為飛行區(qū)、航站區(qū)、貨運區(qū)、維修區(qū)、工作區(qū)和臨空經(jīng)濟(jì)區(qū)等，各個區(qū)域項目在全生命周期各個階段相互協(xié)調(diào)和制約，為一個有機(jī)統(tǒng)一整體。

（2）項目管理過程中生產(chǎn)大量數(shù)據(jù)

機(jī)場投資項目管理過程中會產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)散落在各個功能區(qū)、各個項目、各個參建單位和參建人員中，包含了大量的有價值的顯性知識和隱性知識。

（3）信息在項目集全生命周期中流動

在每階段項目集群將生產(chǎn)出大量的數(shù)據(jù)、信息、知識用于水平流動，而且這些數(shù)據(jù)、信息、知識還將在項目前期階段、準(zhǔn)備階段、實施階段和運營階段豎向流動，用于項目管控和決策。

（4）項目投資決策層級多級別高

項目管理前期審批層級高，將會上升到國家發(fā)改委或軍委聯(lián)參等部門審批，這將直接導(dǎo)致決策周期長，需按市、省、地區(qū)、國家逐級上報，逐級評估論證，需要大量的評估報告、專題論證、專家意見等來支撐各階段各層次決策。

（5）項目投資決策質(zhì)量對項目成功影響重大

機(jī)場投資項目投資額巨大，運輸機(jī)場項目投資建設(shè)動輒上百億，加上場外市政配套工程，社會投資總額更大，一個機(jī)場的建成將會對地區(qū)經(jīng)濟(jì)帶來重要影響，然而，各階段的投資決策尤其是前期階段，一個決策失誤將會對項目造成巨大損失，需要科學(xué)、客觀的做出最佳決策，確保項目成功。

（6）機(jī)場建設(shè)項目管理最佳實踐復(fù)用率低

機(jī)場投資項目是一個系統(tǒng)工程，在每一個項目過程中將會沉淀大量有價值的投資、建設(shè)、運營經(jīng)驗，然而這些經(jīng)驗會隨著項目的結(jié)束，人員變動而丟失，不利于后續(xù)或同行的投資項目建設(shè)，存在重復(fù)發(fā)明輪子的現(xiàn)象，浪費社會資源，不利于社會整體管理水平的提高。

4、智能建造項目管理框架模型

經(jīng)過文獻(xiàn)調(diào)研和理論研究，并結(jié)合民航機(jī)場行業(yè)特點，提出民航機(jī)場基礎(chǔ)設(shè)施智能建造項目管理框架模型，如圖2 所示。

圖2 民航機(jī)場基礎(chǔ)設(shè)施智能建造項目管理框架模型

該模型水平坐標(biāo)系為技術(shù)進(jìn)步/過程組-管理創(chuàng)新/知識領(lǐng)域，縱向坐標(biāo)為項目生命周期。

最底層的平面為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，包括基礎(chǔ)設(shè)施層（IaaS）、平臺層（PaaS）、應(yīng)用層（SaaS），該平臺是基于技術(shù)-管理、過程-知識合理“剪裁”組合的原則建立起來的平臺，能夠收集、存儲、分享流程單元、數(shù)據(jù)模型、數(shù)據(jù)、衍生原始知識、知識、智能知識、智能策略、智能行為。該工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺就是數(shù)字虛體平臺，一端聯(lián)系著物理實體，另一端聯(lián)系著意識人體。該平臺也是知識管理賦能平臺、項目管理賦能平臺、數(shù)字資產(chǎn)交流平臺、虛擬建造平臺和數(shù)字生產(chǎn)線平臺，在這個平臺上運行著不同的機(jī)場項目。

在機(jī)場項目前期階段，飛行區(qū)、航站區(qū)、貨運區(qū)、維修區(qū)、工作區(qū)和臨空經(jīng)濟(jì)區(qū)等項目集組成了一個前期階段的平面，這個平面時刻發(fā)生著獲取、沉淀、分享和創(chuàng)新領(lǐng)域知識的活動，產(chǎn)生了大量的數(shù)據(jù)流、知識流、現(xiàn)金流和業(yè)務(wù)流，他們在各項目中相互水平流動。在機(jī)場項目準(zhǔn)備階段、實施階段和運營階段，各平面發(fā)生著與項目前期階段相同的活動。

機(jī)場項目各階段平面產(chǎn)生的數(shù)據(jù)流、知識流、現(xiàn)金流和業(yè)務(wù)流也會豎向流動，貫穿于項目管理全生命周期。

同時，機(jī)場項目除了從機(jī)場項目工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺獲取領(lǐng)域知識外，也會沉淀項目本身的最佳實踐在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺上，如此，循環(huán)往復(fù)，逐步迭代形成一個具有自采集、自分析、自學(xué)習(xí)、自決策、自行動的數(shù)字產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)。

結(jié)語：

本文通過文獻(xiàn)調(diào)研，結(jié)合相關(guān)理論，分析了民航機(jī)場基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項目管理特點，提出了民航機(jī)場基礎(chǔ)設(shè)施智能建造項目管理框架模型，為推動民航智能建造發(fā)展提供一定的參考價值。

期望該框架模型能夠指導(dǎo)項目管理實踐，由民航科研院所、地區(qū)管理局、機(jī)場建設(shè)方等相關(guān)單位搭建工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，從單項目試點，積累經(jīng)驗，沉淀知識，進(jìn)而全國推廣應(yīng)用。