淺談信息化技術(shù)在工程建設(shè)中應(yīng)用的困境及對策

黃世雄

廣州市水務(wù)投資集團(tuán)有限公司 廣東 廣州 510000

1 引言

2020年5月22日《政府工作報(bào)告》指出，加強(qiáng)新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、加強(qiáng)新型城鎮(zhèn)化建設(shè)、加強(qiáng)交通及水利等重大工程建設(shè)，即“兩新一重”。而智慧工地是“智慧城市”和“互聯(lián)網(wǎng)+”理念在建設(shè)工程領(lǐng)域的具體呈現(xiàn)，亦是新基建的重要一環(huán)，勢必在政策利好之下加速前行。2020年7月28日國家十三部委聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于推動(dòng)智能建造與建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展的指導(dǎo)意見》，指出要加大5G+智慧工地在工程建設(shè)各環(huán)節(jié)應(yīng)用，形成全產(chǎn)業(yè)鏈融合一體的智能建造產(chǎn)業(yè)體系，提升工程質(zhì)量安全、效益和品質(zhì)，實(shí)現(xiàn)建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級和持續(xù)健康發(fā)展。

為推進(jìn)企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，選取廣州自來水公司實(shí)施的赤崗加壓站為信息化技術(shù)應(yīng)用試點(diǎn)工地，以分析總結(jié)信息化技術(shù)手段在市政類工程應(yīng)用的難點(diǎn)、問題，助力企業(yè)提高施工管理水平。

2 基本情況

2.1 項(xiàng)目基本情況

試點(diǎn)項(xiàng)目為加壓站改建工程，位于廣州市海珠區(qū)新港中路和赤崗北路交界處原址改建（東西兩側(cè)均為住宅小區(qū)），項(xiàng)目用地總建筑面積5056㎡（其中一期3697㎡），供水水源為南洲水廠，赤崗北路DN1200管。項(xiàng)目采用清水池+泵房的加壓工藝，擬建有效庫容為2萬m3的清水池（清水池深度為8.3m，吸水井深度為10.3m）及其配套建筑物、加壓泵房（泵房有一層地下室，地下室埋深9.5m左右）、電控室、投加室、泵站進(jìn)出水總管、值班室等，預(yù)計(jì)建成后加壓能力為5000m3/h。

2.2 工地信息化建設(shè)情況

基于項(xiàng)目造價(jià)及已完成招標(biāo)等原因，試點(diǎn)項(xiàng)目未實(shí)施BIM技術(shù)。該試點(diǎn)項(xiàng)目地處廣州市海珠區(qū)重要區(qū)域，周邊毗鄰廣州美術(shù)館及廣州科學(xué)館等重點(diǎn)項(xiàng)目，東西側(cè)均為住宅小區(qū)，施工過程不可避免會(huì)對周邊居民生活及出行造成一定影響，特別是基坑開挖出土階段，噪音及揚(yáng)塵將直接影響周邊居民生活質(zhì)量。結(jié)合周邊環(huán)境及施工工法等特點(diǎn)，現(xiàn)場布置以下功能模塊：一是工程管理模塊，以省統(tǒng)表為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)參建單位對原材料、工程安全質(zhì)量、施工記錄及技術(shù)等資料的無紙歸檔整理。二是5G+AI智能分析預(yù)警，通過監(jiān)控?cái)z像機(jī)拍攝的視頻畫面，自動(dòng)識(shí)別分析施工現(xiàn)場異常行為，包括周界識(shí)別、火焰和煙霧識(shí)別、未戴安全帽識(shí)別、未穿反光衣識(shí)別、未戴口罩識(shí)別，同時(shí)實(shí)現(xiàn)深基坑、塔吊等監(jiān)測數(shù)據(jù)分析自動(dòng)預(yù)警。三是實(shí)名制管理，實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)考勤（自動(dòng)體溫檢測、健康碼顯示）及進(jìn)出工地情況。四是移動(dòng)巡查整改，為佩戴移動(dòng)巡檢設(shè)備的建設(shè)、監(jiān)理及施工單位巡檢人員提供巡檢、整改下發(fā)、處理等。五是車輛管理，管理進(jìn)出渣土車并自動(dòng)識(shí)別車輪等重點(diǎn)部位清洗及車輛加蓋情況。六是其他方面管理，包括自動(dòng)監(jiān)測揚(yáng)塵噪音情況、VR安全體驗(yàn)館安全教育等內(nèi)容。

3 試點(diǎn)過程存在的問題

本次試點(diǎn)選取的項(xiàng)目雖然投資額及工程量相對較小，但基本涉及了常見的深基坑、高支模、塔吊、實(shí)名制等施工工序及內(nèi)容，具有一定的代表性。試點(diǎn)過程發(fā)現(xiàn)以下問題。

3.1 參建企業(yè)信息化建設(shè)認(rèn)識(shí)不夠

工地信息化技術(shù)建設(shè)是提升企業(yè)管理競爭力的一場革命，部分參建方?jīng)]有意識(shí)到工地信息化建設(shè)的重要性，一方面因信息化在傳統(tǒng)建筑行業(yè)應(yīng)用時(shí)間短，起步晚，建設(shè)、施工、監(jiān)理等參建單位停留在過去傳統(tǒng)建設(shè)觀念及管理模式，如習(xí)慣紙質(zhì)記錄、簽名及審批等，認(rèn)為信息化系統(tǒng)須投入大量資金，但投入產(chǎn)出效益不明顯，片面的理解為信息化系統(tǒng)建設(shè)是建設(shè)單位的事情，跟施工、監(jiān)理單位無關(guān)，同時(shí)由于建設(shè)工程涉及的參建單位較多，但各參建單位之間又相互獨(dú)立，因此導(dǎo)致經(jīng)常出現(xiàn)信息不對稱的情況[1]；另一方面則是施工企業(yè)對信息化建設(shè)重視力度不夠，不愿投入資金或投入有限資金開發(fā)信息化系統(tǒng)，使得信息系統(tǒng)的規(guī)模和效益受到的影響，如企業(yè)內(nèi)部沒有建立各部門統(tǒng)一交流的平臺(tái)，導(dǎo)致項(xiàng)目實(shí)施過程中各部門欠缺足夠的交流，未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)建設(shè)工程存在的問題，并提出有效的解決方案。從而導(dǎo)致信息化建設(shè)對提升企業(yè)工程管理水平的作用難以得到充分發(fā)揮[2]。

3.2 前期策劃未踐行信息化建設(shè)設(shè)計(jì)理念

項(xiàng)目前期設(shè)計(jì)階段及招標(biāo)活動(dòng)開展時(shí)未將工地信息化技術(shù)應(yīng)用相關(guān)要求進(jìn)行明確，造成工地信息化實(shí)施較晚于現(xiàn)場施工，未能實(shí)現(xiàn)與項(xiàng)目同時(shí)開工建設(shè)，在已完成的總平面布置基礎(chǔ)上進(jìn)行智能設(shè)備安裝，對設(shè)備安裝效果有一定影響。如現(xiàn)場鷹眼直接安裝在臨設(shè)板房上，無法實(shí)現(xiàn)360 度空間立體實(shí)時(shí)監(jiān)控。同時(shí)，因現(xiàn)場施工場地布置、交叉施工、設(shè)備廠家訂貨周期長、設(shè)備故障調(diào)試及功能模塊與實(shí)際應(yīng)用不一致等原因，導(dǎo)致現(xiàn)場安全隱患整治錄入、聲光報(bào)警器及智能電表模塊電壓數(shù)據(jù)等功能模塊未能按期完成上線。

3.3 現(xiàn)場信息化技術(shù)人員缺失

一是信息化技術(shù)服務(wù)單位人員缺位，如工地信息化技術(shù)服務(wù)商在前期與自來水公司交流對接的基礎(chǔ)上，現(xiàn)場配備了安裝調(diào)試工作人員，但在設(shè)備安裝、調(diào)試過程問題解決方面效率不高，究其原因主要為現(xiàn)場工作人員非系統(tǒng)開發(fā)人員，反饋的問題往往需要多次流轉(zhuǎn)；二是建設(shè)單位信息化技術(shù)人員缺失，建設(shè)單位本部專業(yè)的信息化管理部門未及時(shí)參與或跟進(jìn)，而是由項(xiàng)目現(xiàn)場配備的“1名項(xiàng)目負(fù)責(zé)人+2名業(yè)主代表”管理人員全程負(fù)責(zé)工地信息化技術(shù)建設(shè)，導(dǎo)致的后果是因項(xiàng)目工作內(nèi)容冗雜，現(xiàn)場管理人員未能做到專人專責(zé)跟進(jìn)智慧工地建設(shè)相關(guān)工作；三是梳理現(xiàn)場施工、監(jiān)理單位管理人員信息情況發(fā)現(xiàn)，建筑行業(yè)新型人才相對缺乏，特別是既熟知機(jī)械操作、施工技術(shù)、電氣安裝等方面專業(yè)知識(shí)又掌握信息化技能的復(fù)合型人才更匱乏，在一定程度上導(dǎo)致建筑企業(yè)信息化工作滯后，契合度不夠，使建筑企業(yè)在新系統(tǒng)的選型、新軟件的選擇和維護(hù)等方面疲于應(yīng)付，導(dǎo)致先進(jìn)的技術(shù)和管理手段都只能流于形式，工作成效低。

3.4 信息化技術(shù)功能延伸深度不足

網(wǎng)上搜索“智慧工地”關(guān)鍵字大概有1700萬條內(nèi)容，建設(shè)工程信息化市場魚龍混雜、水平不一。當(dāng)前市場上的智慧工地系統(tǒng)在形式和功能上相對單一，集成化程度不高，與施工現(xiàn)場實(shí)際管理需求還存在一定差距，安全管理及設(shè)備物資管理等還存在盲點(diǎn)。如針對現(xiàn)階段疫情嚴(yán)峻復(fù)雜環(huán)境，如何充分利用信息化技術(shù)手段強(qiáng)化建設(shè)工地疫情防控措施落實(shí)尤為重要，目前該試點(diǎn)項(xiàng)目僅能實(shí)現(xiàn)捕捉未佩戴安全帽、反光衣、口罩、煙火及電子圍欄，暫未能結(jié)合實(shí)際施工工序或特點(diǎn)延伸至對攀高捕捉、工藝可視化交底及設(shè)備二維碼管理等內(nèi)容?？偟膩碚f，還尚未構(gòu)成集安全管理、人員管理、物料管理、進(jìn)度管理、技術(shù)管理、設(shè)備物聯(lián)及綜合信息等管理的一站式綜合平臺(tái)。

3.5 信息化系統(tǒng)平臺(tái)應(yīng)用積極性不強(qiáng)

事實(shí)上，很多企業(yè)只是將工地信息化技術(shù)應(yīng)用當(dāng)做亮點(diǎn)進(jìn)行宣傳，并不是真正意義上以工程項(xiàng)目管理作為出發(fā)點(diǎn)，提升企業(yè)工程管理水平或市場核心競爭力。同時(shí)，建設(shè)工地信息化技術(shù)系統(tǒng)是一套全新的生命周期式的管理模式，但部分參建單位傳統(tǒng)管理理論根深蒂固，在全面試點(diǎn)工地信息化的過程中，現(xiàn)場仍有占大多數(shù)的管理者寧愿按照傳統(tǒng)的管理手段或模式對工地進(jìn)行管理。以該試點(diǎn)項(xiàng)目為例，現(xiàn)場施工單位及監(jiān)理單位都存在對建好的信息化系統(tǒng)或購置的智能設(shè)備不想用、不愿用的現(xiàn)象，重建設(shè)、輕應(yīng)用問題仍然是個(gè)典型問題，個(gè)別管理人員甚至的產(chǎn)生排斥心理，片面認(rèn)為工地推行信息化系統(tǒng)間接導(dǎo)致了他們工作量的增加。

3.6 信息化系統(tǒng)功能模塊契合度不高

以現(xiàn)場配置的VR安全體驗(yàn)館為例，VR安全體驗(yàn)館具備高空墜落、高空物體打擊、觸電傷害、墻體坍塌、機(jī)械傷害、腳手架坍塌等多種事故場景體驗(yàn)，本意是通過入場前的安全體驗(yàn)式教育，提高安全教育的效果。但實(shí)施過程發(fā)現(xiàn)，該模塊未建立與試點(diǎn)項(xiàng)目相匹配的施工模擬場景，另一方面施工單位未結(jié)合工地實(shí)際施工特點(diǎn)及危險(xiǎn)源辨識(shí)情況有針對性的安排工人進(jìn)行針對性的安全教育體驗(yàn)，如鋼筋工班組人員體驗(yàn)高空作業(yè)、腳手架施工安全等全套內(nèi)容，存在工人安全教育體驗(yàn)不深刻、流于形式等情況。

4 信息化技術(shù)在工程項(xiàng)目應(yīng)用的對策

4.1 加快信息化系統(tǒng)平臺(tái)建設(shè)

工程項(xiàng)目管理中涉及大量施工數(shù)據(jù)信息,無論是工程建設(shè)竣工結(jié)算、檔案管理還是企業(yè)自身管理要求，都需對這些數(shù)據(jù)信息實(shí)施有效管理,并加以精細(xì)分類、嚴(yán)密管理,及時(shí)糾偏或降低后期工程項(xiàng)目管理時(shí)出現(xiàn)問題的可能性[3]。但事實(shí)是當(dāng)前建筑行業(yè)中較多的參建企業(yè)還停留在初步規(guī)劃階段，個(gè)別企業(yè)甚至根本上未有信息化實(shí)施規(guī)劃。因此，站在企業(yè)自身發(fā)展需求及與現(xiàn)代化企業(yè)充分接軌的層面，加快推進(jìn)建設(shè)工程信息化平臺(tái)統(tǒng)建統(tǒng)管是大勢所趨?！蹲》砍青l(xiāng)建設(shè)部關(guān)于印發(fā)2016-2020年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要的通知》要求：“施工企業(yè)作為建筑施工的主要承擔(dān)者，應(yīng)充分利用先進(jìn)的云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、人工智能等技術(shù)手段，結(jié)合施工特點(diǎn)及屬性，將各智能終端所采集的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化分析，滿足勞務(wù)、安全、環(huán)境、監(jiān)管、巡查等各業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)的智能化、互聯(lián)網(wǎng)化管理，提升建筑工地的精益生產(chǎn)管理水平，促進(jìn)行業(yè)轉(zhuǎn)型升級，實(shí)現(xiàn)在建造過程中向‘高效、安全、規(guī)范、環(huán)保、智能、精細(xì)’的發(fā)展目標(biāo)”。因此，作為施工企業(yè)的參建公司，加快建立工程管理信息系統(tǒng)更是緊迫、更是有必要。

4.2 強(qiáng)化工程項(xiàng)目信息化前期謀劃

一是加強(qiáng)工地信息化建設(shè)的可行性論證，充分結(jié)合工程項(xiàng)目施工特點(diǎn)及管理需求，提前預(yù)留工地信息化建設(shè)相關(guān)費(fèi)用；二是在工程項(xiàng)目發(fā)包前，在招標(biāo)文件、合同條款中對在工程項(xiàng)目中運(yùn)用信息化、BIM技術(shù)手段等條款進(jìn)行約定和明確；三是項(xiàng)目實(shí)施前，結(jié)合項(xiàng)目造價(jià)、工序及施工現(xiàn)場特點(diǎn)，著眼工期目標(biāo)導(dǎo)向和管理問題導(dǎo)向，要求施工單位編制切實(shí)可行的智慧工地建設(shè)方案并報(bào)建設(shè)單位審批；四是工地信息化技術(shù)應(yīng)用與現(xiàn)場施工同時(shí)實(shí)施可減少交叉施工及節(jié)約施工成本。如工地信息化技術(shù)項(xiàng)目實(shí)施前要求相關(guān)單位倒排工期計(jì)劃，提前對接設(shè)備廠家，減少供貨周期。五是在實(shí)施過程中定期召開工地信息化建設(shè)推進(jìn)會(huì)議，及時(shí)會(huì)商信息化服務(wù)單位反饋的問題與難點(diǎn)，轉(zhuǎn)換思路，采取有效措施，能積極有效推進(jìn)工地信息化建設(shè)。

4.3 加大信息化技術(shù)人才培養(yǎng)及引入

新基建背景下，智能建造師等工程建設(shè)信息化人才已成為市場“香餑餑”。2018年3月15日，《教育部關(guān)于公布2017年度普通高等學(xué)校本科專業(yè)備案和審批結(jié)果的通知》（教高函〔2018〕4號）首次將智能建造納入國家普通高等學(xué)校本科專業(yè)。因此，各建筑企業(yè)應(yīng)立足于企業(yè)發(fā)展規(guī)劃加快推進(jìn)人才“強(qiáng)企”戰(zhàn)略，特別是要注重工程建設(shè)+數(shù)字化、智能化及信息化新型高度融合型等人才的培養(yǎng)及引入，推動(dòng)企業(yè)工程建設(shè)信息化高質(zhì)量發(fā)展。

4.4 深挖信息化系統(tǒng)功能模塊開發(fā)

首先是要強(qiáng)化統(tǒng)建統(tǒng)管意識(shí)，從企業(yè)工程項(xiàng)目自身特點(diǎn)出發(fā)，確保信息化系統(tǒng)同一標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)且可統(tǒng)一調(diào)配，而不能出現(xiàn)為開發(fā)而開發(fā)、為使用而使用的現(xiàn)象，避免信息化系統(tǒng)平臺(tái)建設(shè)“不接地氣”、平臺(tái)質(zhì)量和全面性大打“折扣”等問題[4]。其次是強(qiáng)化參建單位制定抽、巡查計(jì)劃，充分運(yùn)用安全帽巡查等智能設(shè)備對施工現(xiàn)場安全質(zhì)量體系建立、工序的實(shí)施、施工過程監(jiān)督、驗(yàn)收等進(jìn)行檢查、抽查。特別是施工單位方面，要及時(shí)督促管理人員、工程施工人員充分運(yùn)用智慧工地平臺(tái)實(shí)時(shí)檢測采集工地施工現(xiàn)場的人員、安全、質(zhì)量、進(jìn)度等各環(huán)節(jié)運(yùn)行數(shù)據(jù)，基于物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、可視化等互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的集成展示和統(tǒng)計(jì)分析，提高工地施工各環(huán)節(jié)的質(zhì)量、安全、節(jié)能及效率。

4.5 推進(jìn)信息化技術(shù)應(yīng)用落地

建設(shè)工程檔案資料來源單位眾多，各單位的信息化建設(shè)水平參差不齊，一般情況下都未配備專業(yè)的檔案管理人員[5]。以往施工管理中許多參建單位對施工過程資料的收集與管理不重視，沒有建立施工資料檔案管理體系。甚至個(gè)別施工企業(yè)直接委托第三方編制施工資料檔案，導(dǎo)致編寫出來的資料不健全、不真實(shí)、不準(zhǔn)確，無法真實(shí)反映施工全過程。積極充分應(yīng)用信息化系統(tǒng)d大數(shù)據(jù)、大平臺(tái)的集成、統(tǒng)計(jì)分析等功能，能助力參建單位將施工過程記錄、物料、報(bào)告各類資料在系統(tǒng)上錄入、導(dǎo)入、整理及歸檔，可加快推進(jìn)后期工程竣工結(jié)算工作，有助于提高相關(guān)資料、檔案的整理及歸檔效率。

4.6 搭建個(gè)性化信息化系統(tǒng)平臺(tái)

各企業(yè)、各工程項(xiàng)目的特點(diǎn)不一樣，因此，工程項(xiàng)目編制信息化系統(tǒng)建設(shè)方案時(shí)應(yīng)優(yōu)先結(jié)合現(xiàn)場管理可能存在的難點(diǎn)、痛點(diǎn)入手。如市政供水項(xiàng)目，需具體區(qū)分廠區(qū)、泵站等施工位置相對固定的項(xiàng)目和管道線性工程的施工差異性來配置現(xiàn)場信息化技術(shù)功能。以管道線性工程為例，可結(jié)合現(xiàn)場施工情況配置電子圍欄、攝像頭捕捉、人員定位及考勤、物料設(shè)備管理等功能。涉及自來水水廠、污水處理廠等大型項(xiàng)目建設(shè)的，則應(yīng)結(jié)合工程造價(jià)進(jìn)一步運(yùn)用CIM、BIM等智能化手段實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)深化、安全質(zhì)量、進(jìn)度管控等目標(biāo)的全生命周期管理。通過構(gòu)建智能信息化管理平臺(tái)，有效打破信息壁壘，讓施工現(xiàn)場各類信息及時(shí)互通，提高現(xiàn)場施工溝通協(xié)同效率。同時(shí)，信息化技術(shù)能協(xié)助企業(yè)對大型施工項(xiàng)目的管理,合理優(yōu)化企業(yè)內(nèi)部資源使用,使工程項(xiàng)目在短期內(nèi)達(dá)到預(yù)定的目標(biāo)[6]。

5 結(jié)語

隨著時(shí)代的進(jìn)步和信息化的發(fā)展，工程管理的復(fù)雜和施工現(xiàn)場的變動(dòng)等因素都在要求施工管理必須實(shí)現(xiàn)與互聯(lián)網(wǎng)、智能軟硬件的結(jié)合。曾經(jīng)傳統(tǒng)的管理手段無法對施工現(xiàn)場做到精細(xì)化管理，但云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、傳感器等技術(shù)的發(fā)展和成熟，將徹底改變這一被動(dòng)局面。因此，工地信息化技術(shù)建設(shè)要堅(jiān)持以問題和結(jié)果為導(dǎo)向，在不斷深化信息化技術(shù)平臺(tái)建設(shè)質(zhì)量和效果的同時(shí)，加大推廣和運(yùn)用，以進(jìn)一步提高企業(yè)決策分析和風(fēng)險(xiǎn)管控能力，實(shí)現(xiàn)工程管理精細(xì)化，助力建筑企業(yè)管理和發(fā)展上新臺(tái)階。