建筑工程建設(shè)智慧化管理的路徑探析

[ 作者簡介 ]

何曉萍，女，湖南長沙人，長沙市公共工程建設(shè)中心，中級經(jīng)濟(jì)師，本科，研究方向：管理工程。

[ 摘要 ]

管理手段實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)經(jīng)營活動的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。在當(dāng)前數(shù)字化、智能化時(shí)代，建筑工程行業(yè)向著智慧化、智能化方向發(fā)展是大勢所趨。為以智慧化管理推進(jìn)建筑工程建設(shè)長久穩(wěn)定發(fā)展，本文基于智慧化管理應(yīng)用現(xiàn)狀，結(jié)合實(shí)際工程案例，從多角度論證智慧化管理的應(yīng)用路徑，期望能夠?yàn)橄嚓P(guān)從業(yè)人員提供參考借鑒。

[ 關(guān)鍵詞 ]

建筑工程;智慧化管理;BIM;管理路徑

中圖分類號：TU

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2022.07.012

隨著先進(jìn)科學(xué)技術(shù)在建筑工程領(lǐng)域的有效運(yùn)用，為建筑領(lǐng)域信息化轉(zhuǎn)型提供了一定的支持。我國在2020年相繼發(fā)布實(shí)施《關(guān)于加快新型建筑工業(yè)化發(fā)展的若干意見》《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》等文件，推進(jìn)建筑行業(yè)從以產(chǎn)品為中心的價(jià)值觀念向以服務(wù)為中心而轉(zhuǎn)變，同時(shí)引導(dǎo)建筑工程建設(shè)智慧化管理轉(zhuǎn)型升級，為建筑行業(yè)長久穩(wěn)定發(fā)展開辟新路徑。

1 智慧化管理在建筑工程建設(shè)中的應(yīng)用現(xiàn)狀分析

數(shù)字建造、智能建造、智慧建造是建筑工程三種不同的發(fā)展形態(tài)，不同形態(tài)相互融合、相互促進(jìn)。如圖1為三種發(fā)展形態(tài)間關(guān)系，其中數(shù)字建造是基礎(chǔ)，5G技術(shù)、BIM技術(shù)為數(shù)字化發(fā)展提供載體;在“十四五”發(fā)展規(guī)劃中，智能建造是重點(diǎn)內(nèi)容，同時(shí)也是管理路徑的升級;智慧建造是建筑行業(yè)未來發(fā)展的大方向，包括數(shù)據(jù)、技術(shù)、建造及管理的變革升級。雖然在建筑工程產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程中，數(shù)字建造、智能建造、智慧建造等概念受到積極推進(jìn)，但在智慧化管理實(shí)施過程中，仍然面臨一些問題。例如底層數(shù)據(jù)基礎(chǔ)不強(qiáng)，計(jì)算管理產(chǎn)出時(shí)難度較大。建筑工程的底層數(shù)據(jù)是各個(gè)項(xiàng)目的匯總集，但由于缺少頂層設(shè)計(jì)，智慧化管理路徑不明確，重視智慧工地平臺，卻忽略了如何運(yùn)營平臺數(shù)據(jù)。在這一背景下，建筑工程智慧化管理過程忽略了項(xiàng)目全生命周期數(shù)據(jù)的采集、分析、挖掘和應(yīng)用，缺少基于數(shù)據(jù)基礎(chǔ)的智慧大腦，無法將建筑工程建設(shè)數(shù)據(jù)運(yùn)營作為提高企業(yè)生產(chǎn)力和競爭力的主要要素。由于計(jì)算管理產(chǎn)出難度大，為數(shù)字化建設(shè)、智慧化管理帶來一定的難度。

2 工程概況

長沙市青少年宮建設(shè)項(xiàng)目，總建筑面積為40 000 m2，其中包括11 500 m2的文體活動區(qū)、14 000 m2游樂活動區(qū)和14 500 m2素質(zhì)教育區(qū)。文體活動區(qū)計(jì)劃建設(shè)健身館、游泳館、羽毛球籃球館、乒乓球館、多功能影劇院、歷史文化陳列館、閱覽室等;游樂活動區(qū)計(jì)劃建設(shè)社會生活體驗(yàn)實(shí)踐館和歡樂城;素質(zhì)教育區(qū)計(jì)劃建設(shè)多媒體教室、聲美器樂等綜合教室、科普實(shí)驗(yàn)室。同時(shí)計(jì)劃建設(shè)綠化廣場、文化雕塑等基礎(chǔ)配套設(shè)施。項(xiàng)目投資估算額為4億元。該項(xiàng)目為長沙市重點(diǎn)建設(shè)工程，追隨建筑工程智慧化管理，智能化建造發(fā)展趨勢，秉承智慧化綠色工程管理理念，以創(chuàng)新、互動、智慧為原則，以智慧化管理實(shí)現(xiàn)信息化建設(shè)。

3 長沙市青少年宮項(xiàng)目建設(shè)智慧化管理路徑

在案例工程建設(shè)過程中所存在的不確定因素會對項(xiàng)目建設(shè)成本帶來影響，進(jìn)而影響投資效益和利潤。從信息化建設(shè)角度分析，在激烈市場競爭下實(shí)現(xiàn)資源的有效配置是建設(shè)單位競爭的本質(zhì)，因此為提高項(xiàng)目管理效果，應(yīng)重視核心數(shù)據(jù)的運(yùn)用。在數(shù)字建造、智能建造、智慧建造理念的推進(jìn)下，智慧化管理能夠?yàn)轫?xiàng)目建設(shè)參與方提供開放性的生態(tài)系統(tǒng)。為建筑產(chǎn)業(yè)增添活力，催生出基于信息化數(shù)字平臺的規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工、招標(biāo)采購、運(yùn)營管理等新興業(yè)態(tài)。實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)項(xiàng)目管理向著智能工地、智慧化管理發(fā)展。

3.1 落實(shí)頂層設(shè)計(jì)，強(qiáng)化項(xiàng)目管控效果

建筑工程項(xiàng)目為個(gè)性化定制產(chǎn)品，不同區(qū)域生產(chǎn)要素、環(huán)境、資源等各不相同。因此在案例工程建設(shè)管理過程中，注重整合團(tuán)隊(duì)間的磨合與配合，明確項(xiàng)目建設(shè)特點(diǎn)及難點(diǎn)以各部門間的優(yōu)化部署，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的互通共享，實(shí)現(xiàn)管理層對項(xiàng)目建設(shè)的整體管控。同時(shí)在項(xiàng)目建設(shè)過程中，建立各部門的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)中臺，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動，合理布局基于數(shù)字建造技術(shù)的部件生產(chǎn)平臺，聯(lián)合項(xiàng)目現(xiàn)場的智能設(shè)備，實(shí)現(xiàn)青少年宮項(xiàng)目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、精準(zhǔn)化裝配、規(guī)?；a(chǎn)，創(chuàng)新采購供貨商采買關(guān)系，構(gòu)建生產(chǎn)服務(wù)型生態(tài)鏈，實(shí)現(xiàn)頂層設(shè)計(jì)，提高項(xiàng)目建設(shè)管理效果。

3.2 構(gòu)建智慧化管理標(biāo)準(zhǔn)體系，確保管理工作有章可循

標(biāo)準(zhǔn)化能夠?yàn)轫?xiàng)目建設(shè)管理提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，為提高建設(shè)管理效果，傳統(tǒng)管理模式主要通過管理經(jīng)驗(yàn)豐富的工作人員共同對管理手冊進(jìn)行編制，使管理工作標(biāo)準(zhǔn)化，根據(jù)項(xiàng)目特點(diǎn)劃分管理等級和管理標(biāo)準(zhǔn)。在案例工程項(xiàng)目智慧建造階段，首先構(gòu)建完善數(shù)字建造標(biāo)準(zhǔn)化管理體系，并制定智慧化管理計(jì)劃，以智慧化管理制度及管理體系為約束，強(qiáng)化管理效果考核?；跀?shù)字化管理手段，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目建設(shè)數(shù)據(jù)的分類、分析、整合與共享。確保各項(xiàng)工作的開展有章可循，能夠?qū)崿F(xiàn)有人管理、有人檢查、有人監(jiān)督的管理閉環(huán)，保證項(xiàng)目建設(shè)管理的可控性，達(dá)成既定目標(biāo)，通過智慧化管理實(shí)現(xiàn)智慧建造模式應(yīng)用的通用性。

3.3 實(shí)施分級人才培養(yǎng)，提高管理團(tuán)隊(duì)對先進(jìn)技術(shù)的掌握能力

工程項(xiàng)目建設(shè)數(shù)字化、智能化、智慧化發(fā)展與信息技術(shù)人員有著密不可分的聯(lián)系，同時(shí)還需積極引導(dǎo)內(nèi)部人員參與，使其能夠熟練運(yùn)用數(shù)字化工具，培養(yǎng)關(guān)于智慧化建設(shè)項(xiàng)目管理的高級人才。因此在案例工程智慧化管理推進(jìn)過程中，應(yīng)高度重視數(shù)字化、智慧化管理思維的培養(yǎng)。首先基于項(xiàng)目建設(shè)管理需求，建立完善數(shù)字化人才素質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，開展分層級、分專業(yè)、分批次的項(xiàng)目數(shù)字化管理培訓(xùn)，構(gòu)建完善數(shù)字化、智慧化管理模式。為強(qiáng)化智慧化的管理質(zhì)量，加強(qiáng)對該項(xiàng)目建設(shè)BIM技術(shù)人員系統(tǒng)化培訓(xùn)、考核研究，根據(jù)以往管理經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)優(yōu)化人才培養(yǎng)體系、考核機(jī)制以及激勵機(jī)制，制定出“325”激勵機(jī)制，即三個(gè)層級：企業(yè)層、崗位層、專業(yè)層。兩個(gè)體系：培訓(xùn)體系、考核體系。五個(gè)流程：培訓(xùn)、評估、運(yùn)用、待遇、職業(yè)發(fā)展。不斷激發(fā)管理人員對BIM等先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，提高這個(gè)管理團(tuán)隊(duì)先進(jìn)技術(shù)的掌控能力，以人才力量為支撐，為智慧化管理的應(yīng)用開辟道路。

3.4 以BIM技術(shù)及智慧工地平臺，提高工程建設(shè)智慧化管理應(yīng)用水平

3.4.1 以BIM技術(shù)提高傳統(tǒng)項(xiàng)目管理數(shù)字化水平

若要通過智慧化管理實(shí)現(xiàn)智慧建造，需對項(xiàng)目信息進(jìn)行全面、準(zhǔn)確、及時(shí)的獲取和共享。不同于傳統(tǒng)的工程項(xiàng)目，案例工程積極對管理過程和項(xiàng)目生產(chǎn)要素進(jìn)行數(shù)字化改造。圖2為項(xiàng)目管理數(shù)字化改造理論框架。

首先，利用BIM技術(shù)、GIS技術(shù)將實(shí)體建筑向數(shù)字建筑轉(zhuǎn)變，重視項(xiàng)目管理人員BIM技術(shù)應(yīng)用能力、BIM模型建造能力、不同專業(yè)間協(xié)調(diào)溝通能力的提升。其次，基于智慧工地、軟件、硬件、5G等先進(jìn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目建設(shè)“人料機(jī)法環(huán)”等生產(chǎn)要素的數(shù)字化驅(qū)動。最后，基于BIM技術(shù)、智慧工地、信息化實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目建設(shè)管理決策的智慧化與數(shù)字化。

3.4.2 運(yùn)用BIM技術(shù)優(yōu)勢強(qiáng)化設(shè)計(jì)、運(yùn)維管理

在建筑工程建設(shè)施工階段，BIM技術(shù)的應(yīng)用效果受到行業(yè)內(nèi)的一致認(rèn)可，能夠充分挖掘數(shù)據(jù)資源，為項(xiàng)目管理提供數(shù)據(jù)支持。同時(shí)在行業(yè)快速發(fā)展的影響下，還需根據(jù)工程建設(shè)的新模式、新業(yè)態(tài)，強(qiáng)化項(xiàng)目設(shè)計(jì)、運(yùn)維管理。在長沙市青少年宮項(xiàng)目方案策劃過程中，注重BIM模型傳遞方案的策劃。首先，基于項(xiàng)目總進(jìn)度計(jì)劃及節(jié)點(diǎn)要求對項(xiàng)目設(shè)計(jì)、施工、招采等模塊的管控節(jié)點(diǎn)進(jìn)行編制。其次，在初期建模階段，對建模標(biāo)準(zhǔn)加以明確，為模型設(shè)計(jì)提供依據(jù);在項(xiàng)目建設(shè)階段，檢查模型的正確性和圖模一致性。運(yùn)用信息化平臺生成二維碼，實(shí)現(xiàn)模型設(shè)計(jì)的輕量化。通過二維和三維集成，將設(shè)計(jì)說明、施工工藝、材料工藝等數(shù)據(jù)要素帶入項(xiàng)目現(xiàn)場，能夠及時(shí)將項(xiàng)目管理偏差在BIM平臺中反饋出來，及時(shí)對模型進(jìn)行修正，實(shí)現(xiàn)良好的智能化管理循環(huán)。

3.4.3 以智慧工地平臺優(yōu)化項(xiàng)目管理流程

在工程項(xiàng)目智慧化管理推進(jìn)過程中，應(yīng)對傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)邊界進(jìn)行整合，重建管理流程，提高項(xiàng)目資源綜合利用效率及建筑產(chǎn)品質(zhì)量。因此在案例工程管理過程中，積極搭建層級智慧化管理平臺，將云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、BIM技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等先進(jìn)技術(shù)運(yùn)用在傳統(tǒng)項(xiàng)目管理中，始終以解決項(xiàng)目問題為原則，對各專業(yè)模塊進(jìn)行集成，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)流程等的共享、決策與創(chuàng)新。聯(lián)合業(yè)務(wù)體系約束管理過程，提高項(xiàng)目建設(shè)綜合管理水平，實(shí)現(xiàn)精益管理、智慧決策。

為實(shí)現(xiàn)這一管理目標(biāo)，在本工程項(xiàng)目建設(shè)管理過程中充分落實(shí)以下流程：（1）引導(dǎo)智慧工地管理部門與項(xiàng)目管理部門聯(lián)合，確定并固化項(xiàng)目數(shù)據(jù)的應(yīng)用場景，使管理工作標(biāo)準(zhǔn)化;（2）加強(qiáng)推廣智慧工地的數(shù)字化建設(shè);（3）挖掘并分析項(xiàng)目數(shù)據(jù)，運(yùn)用AI技術(shù)對數(shù)字化管理的深度和廣度進(jìn)行優(yōu)化;（4）建立智慧工地軟件、硬件供應(yīng)商數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)降本增效;（5）構(gòu)建建設(shè)項(xiàng)目多方主體共同參與的環(huán)境，保證項(xiàng)目數(shù)據(jù)真實(shí)性，滿足項(xiàng)目管理需要?；谏鲜鰩c(diǎn)，不斷優(yōu)化項(xiàng)目管理流程，提高智慧化管理應(yīng)用水平。

3.5 強(qiáng)化物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)運(yùn)用，確保施工及人員安全

近些年，隨著建筑工程項(xiàng)目數(shù)量越來越多，工程建設(shè)規(guī)模越來越大，安全事故發(fā)生率也呈現(xiàn)明顯上升趨勢，對施工人員的生命安全產(chǎn)生威脅，影響項(xiàng)目建設(shè)效益。因此在案例工程建設(shè)過程中，高度重視提高項(xiàng)目建設(shè)安全水平，建立智慧工地關(guān)愛文化，確保參建人員能夠在安全的環(huán)境下工作，最大限度地避免安全事故的發(fā)生。

為營造安全、健康、現(xiàn)代化的項(xiàng)目建設(shè)環(huán)境，基于智慧化管理理念，積極創(chuàng)新應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)智能安全帽。

在物聯(lián)網(wǎng)智能安全帽內(nèi)配備了智能傳感器，能夠?qū)崟r(shí)通過系統(tǒng)管理平臺或智能終端檢測到施工人員位置，確保其在安全施工范圍內(nèi)。另外傳感器還能夠?qū)ε宕魅藛T的心率、體溫等基本參數(shù)進(jìn)行測定，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)其身體異常狀況，保障人員安全。此外，將智能工地安全監(jiān)管系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)與實(shí)時(shí)錄像監(jiān)視技術(shù)相結(jié)合，能夠自動檢查現(xiàn)場人員是否存在未按規(guī)定穿戴反光衣或安全帽的行為，并能夠發(fā)出警示提醒。同時(shí)，借助先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，該系統(tǒng)能夠通過語音、圖像識別制定出項(xiàng)目安全監(jiān)察方案，追蹤施工人員是否在安全區(qū)，在高空作業(yè)時(shí)是否規(guī)范佩戴安全帶，動態(tài)識別工地所存在的風(fēng)險(xiǎn)，保證項(xiàng)目建設(shè)安全性。在案例項(xiàng)目建設(shè)管理過程中，利用智慧化管理理念，將傳感器應(yīng)用在地面沉降值、地下水位異常變化的檢測中，一旦發(fā)現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)超過預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)值，會及時(shí)將異常信息反饋給管理人員，確保項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)能夠第一時(shí)間分析異常，出具解決方案，保障工程項(xiàng)目建設(shè)安全。

案例工程項(xiàng)目建設(shè)管理所應(yīng)用的智慧工地綜合管理平臺，能夠基于傳感器技術(shù)及智能系統(tǒng)，對項(xiàng)目現(xiàn)場人員、危險(xiǎn)因素、整體布局等信息進(jìn)行收集。通過分析監(jiān)測數(shù)據(jù)，明確現(xiàn)場風(fēng)險(xiǎn)高發(fā)點(diǎn)，輔助管理決策，保證項(xiàng)目建設(shè)安全性及整體投資效益。

4 智慧化管理在案例工程中的應(yīng)用效果

為保證項(xiàng)目建設(shè)質(zhì)量及投資效益，長沙市青少年宮建設(shè)項(xiàng)目通過構(gòu)建智慧化管理標(biāo)準(zhǔn)體系，實(shí)施分級人才培養(yǎng)，并以BIM技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和智慧工地平臺為支撐，實(shí)現(xiàn)了智慧化管理的高效運(yùn)用，項(xiàng)目投資效益符合預(yù)期且未出現(xiàn)人員傷亡等安全事故。

5 結(jié)束語

綜上所述，為提高項(xiàng)目建設(shè)管理水平，提高管理效率，基于數(shù)字建造、智能建造和智慧建造背景，應(yīng)高度重視智慧化管理理念的運(yùn)用，構(gòu)建數(shù)字化生態(tài)圈，持續(xù)引進(jìn)新技術(shù)培養(yǎng)人才，推進(jìn)建筑行業(yè)智慧化轉(zhuǎn)型升級。

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