建筑工程建設(shè)智慧化管理探索與思考

張玉國

臨朐縣住房和城鄉(xiāng)建設(shè)局 山東 濰坊 262600

引言

近年來，建筑和工程活動的規(guī)模迅速增長，市場的特點是低價競爭，主要的研發(fā)活動集中在大學(xué)和研究機構(gòu)，導(dǎo)致建筑企業(yè)所獲得的資金投入始終不足。建筑工程行業(yè)相較于加工和制造業(yè)依然是以豐富經(jīng)驗為基礎(chǔ)的行業(yè)，但是該行業(yè)的轉(zhuǎn)型創(chuàng)新少，沒有完善的數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施且對新型技術(shù)整合的進(jìn)展速度較慢，即使智慧化的概念已經(jīng)積極推廣，但要想在建筑工程建設(shè)中真正實現(xiàn)智慧化的管理，依然面臨不小的難度，本文針對建筑工程建設(shè)的智慧化管理措施展開探究。

1 建筑工程智慧化管理現(xiàn)狀

1.1 兩級數(shù)字化體系建設(shè)尚需完善

當(dāng)前建筑工程建設(shè)依然處于早期的智慧化管理階段，除了滿足工程基本管理需求外，還應(yīng)當(dāng)不斷向制造加工業(yè)學(xué)習(xí)，將兩級數(shù)字化系統(tǒng)建立在企業(yè)內(nèi)部，從而為智能系統(tǒng)的建立打造基石。智慧化管理要求建筑企業(yè)將開放實時和動態(tài)的生態(tài)系統(tǒng)建立起來，而不是單獨的建立功能模塊，而是要將企業(yè)集團和工程項目的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行整合，最終將垂直操作的目的實現(xiàn)。橫向操作將數(shù)據(jù)技術(shù)、企業(yè)數(shù)據(jù)和生產(chǎn)數(shù)據(jù)跨業(yè)務(wù)學(xué)科連接起來，對工程項目的運營進(jìn)行不斷優(yōu)化，對內(nèi)改善運營和人員，對外服務(wù)客戶和市場。改善最高層的規(guī)劃、協(xié)調(diào)和支持，同時將智能化的管理系統(tǒng)建立起來，為建筑工程建設(shè)的智慧化管理提供有力支撐。

1.2 底層數(shù)據(jù)薄弱，管理產(chǎn)出價值計算難

建設(shè)項目的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來自于單個項目，但由于缺乏頂層規(guī)劃，實施路徑不清晰，大多數(shù)項目只關(guān)注軟硬件要素的實施，對其各項功能的關(guān)注度不夠，旨在采購 “智慧工地 ”平臺，但平臺數(shù)據(jù)的持續(xù)高效運行卻沒有得到重視。在這個階段，數(shù)字化建設(shè)更像是一個用于外部可視化的圖像項目，在整個項目的生產(chǎn)周期中，沒有注意到數(shù)據(jù)的收集、清理、整合、分析、獲取和利用。基于 “智能網(wǎng)站 ”平臺的空蕩蕩的數(shù)字收件箱缺乏數(shù)據(jù)驅(qū)動的活動和大腦智能。由于這些基于平臺的操作、屏幕和思維回路，現(xiàn)場項目的數(shù)據(jù)往往不準(zhǔn)確、不成熟、不連貫、不完整、因此這些數(shù)據(jù)無法為企業(yè)的生產(chǎn)競爭提供有力支撐，即使數(shù)字化項目的資金投入容易計算，但產(chǎn)出往往非常復(fù)雜：管理流程的信息化、數(shù)據(jù)服務(wù)、更有效的溝通、社會價值的創(chuàng)造和對企業(yè)品牌的影響等等，如此這些很難孤立地量化價值，這也使得數(shù)字化建設(shè)變得困難。

1.3 數(shù)據(jù)安全

近年來，隨著大數(shù)據(jù)的興起，此類數(shù)據(jù)安全事件層出不窮。隨著數(shù)據(jù)資產(chǎn)管理從傳統(tǒng)的分散式人工管理發(fā)展到集中式計算機管理，人們對數(shù)據(jù)安全越來越關(guān)注。國外的建模軟件，特別是ABC，在中國被廣泛使用，但其他的管理軟件和平臺卻很少，而且相對不成熟。由于三維圖形平臺沒有獨立的知識產(chǎn)權(quán)，數(shù)據(jù)和軟件沒有標(biāo)準(zhǔn)化，國內(nèi)工程項目的數(shù)據(jù)存在安全風(fēng)險。

2 建筑工程建設(shè)智慧化管理的優(yōu)勢

2.1 準(zhǔn)確獲得現(xiàn)場信息，避免安全隱患

認(rèn)真收集施工現(xiàn)場的信息，對項目情況和問題進(jìn)行認(rèn)真監(jiān)測和分析，避免因各級多媒體信息的加入而造成信息傳遞的低效、不清晰和不完整；通過使用檢測技術(shù)和設(shè)備，如視頻監(jiān)控、人體姿勢識別、無人機、智能頭盔和圖像處理技術(shù)，實現(xiàn)被動保護(hù)。

2.2 解決信息分散、丟失問題

建筑企業(yè)需要按照現(xiàn)有條件來優(yōu)化和發(fā)展信息系統(tǒng)，建筑項目的智慧化是指在施工過程中對數(shù)據(jù)的收集、傳輸和使用。將施工過程轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)，不僅可以提高信息的及時性，還可以提高信息的利用率。建筑企業(yè)可以加強信息方案的制定，改善施工監(jiān)控，制定標(biāo)準(zhǔn)化的BIM標(biāo)準(zhǔn)。

2.3 解決施工命令傳遞失誤、延遲問題

BIM技術(shù)可以在建筑施工過程的整個生命周期中使用，以便在不同的項目利益相關(guān)者和應(yīng)用程序之間準(zhǔn)確和快速地傳輸信息。智能鎖、圖像處理技術(shù)和人體姿勢識別系統(tǒng)等技術(shù)的使用，使建筑管理者能夠及時收集、傳輸、傳播、分析、決策和反饋緊急信息。接收、分析、決策和提供反饋；為施工管理人員創(chuàng)建一個移動交流平臺，該平臺并使用移動設(shè)備傳輸施工訂單；避免因施工訂單傳輸錯誤而導(dǎo)致項目重建和延誤。

3 智慧化管理的措施

3.1 提升建筑工程管理人員的綜合素質(zhì)

對問題的分析表明，建筑行業(yè)管理人員的素質(zhì)需要提高，以拓寬他們的初步知識，實現(xiàn)全面提高。建筑領(lǐng)域的技術(shù)管理任務(wù)需要一定的專業(yè)水平，管理人員需要具備一定的管理知識，但同時他們需要熟悉建筑項目的具體情況，包括技術(shù)的細(xì)節(jié)、材料的問題等。對于那些只具備一定知識的人來說，要想勝任這份工作，必須不斷提升自身的綜合素養(yǎng)，在最初選擇工作人員時，可以盡可能優(yōu)先考慮具有良好技術(shù)知識的優(yōu)秀人才，而管理人員應(yīng)達(dá)到技術(shù)知識和管理技能的雙重標(biāo)準(zhǔn)。加入公司后，具有技術(shù)資格的員工不斷接受培訓(xùn)，以了解管理層在現(xiàn)實背景下的想法和優(yōu)先事項。指導(dǎo)技術(shù)管理人員，為他們提供強化培訓(xùn)，以提高他們的溝通能力，彌補施工不同階段之間的差距，也是非常重要的。管理部門必須為員工提供各種培訓(xùn)機會，以提高他們在各方面的技能。例如，可以為一些員工提供參加在職研究生課程的機會，或提供福利以發(fā)展和保留人才。

3.2 建設(shè)智慧工地

智慧化管理部門需要得到綜合技術(shù)和質(zhì)量管理系統(tǒng)的支持，用智能管理方法對傳統(tǒng)工作場所進(jìn)行補充，以實現(xiàn)精益求精，創(chuàng)造最完整的智能工作場所。智能高效的場地管理需要有專門的組織[1]，這些組織不屬于政府或公司，而是獨立的組織，是有效接受政府宏觀調(diào)控的獨立機構(gòu)，為公司和市場提供完整的服務(wù)。在這些獨立機構(gòu)的規(guī)定中，有明確的指導(dǎo)方針，可以對智能空間的質(zhì)量控制實施強制性監(jiān)督和管理，對這些組織進(jìn)行監(jiān)督和管理，以創(chuàng)建特殊的優(yōu)質(zhì)建筑。為了創(chuàng)建一個優(yōu)秀的智能建筑工地，建筑工程管理部門應(yīng)減少兼職工人的數(shù)量，增加對合格員工的培訓(xùn)。主管部門可以指定專家和機構(gòu)對項目的設(shè)計、驗收、施工方案等與質(zhì)量直接相關(guān)的內(nèi)容進(jìn)行檢查和論證[2]，并提請注意與質(zhì)量和安全有關(guān)的重要內(nèi)容。在智能站點的實施過程中，不僅要分配足夠的資源用于人員培訓(xùn)，提高這部分人員的穩(wěn)定性，還要增加現(xiàn)場工作人員的數(shù)量，不斷加強專業(yè)人員的力量，以便能夠及時有效地監(jiān)測組織的質(zhì)量和項目實施的階段。智慧空間的實施不僅要提前規(guī)劃，而且要注重項目的分階段實施。智慧工地的實施應(yīng)在規(guī)劃的前提下進(jìn)行，項目分步進(jìn)行，等取得階段性成果后，在對項目進(jìn)一步研究，吸取經(jīng)驗，認(rèn)真研究，落實到今后的階段性工作中，才能做好鋪墊工作。

3.3 明確管理層級

工程建設(shè)的管理層次主要分為三個層次，其中第一層次是建設(shè)項目的發(fā)包人和承包人，發(fā)揮工程建設(shè)信息的整體分析和建設(shè)決策的作用。管理應(yīng)涉及內(nèi)部財務(wù)部門、建設(shè)管理部門、施工管理部門、經(jīng)營計劃部門、物資部門、安全生產(chǎn)部門等各部門管理人員。第二層次是建設(shè)項目的建設(shè)管理部門的管理。其中主要是建設(shè)工程管理部門對建設(shè)工程的管理[3]，可以結(jié)合之前制定的建設(shè)工程進(jìn)度計劃，對某項工程的進(jìn)度進(jìn)行比較，并通過管理信息系統(tǒng)合理控制建設(shè)進(jìn)度，同時管理部門還應(yīng)該結(jié)合建設(shè)工程的日常內(nèi)容對工程項目進(jìn)行有效管理。第三層次是對建設(shè)隊伍的管理。在建設(shè)項目施工過程中，工人應(yīng)根據(jù)數(shù)據(jù)管理信息系統(tǒng)和施工進(jìn)度計劃完成施工工作，并且在每天將施工工作完成情況的信息發(fā)送到管理系統(tǒng)中，使管理人員結(jié)合這些信息對建設(shè)項目的施工進(jìn)行全面綜合管理。在緊急情況下，管理人員應(yīng)及時將有關(guān)信息轉(zhuǎn)給第一級，以便在問題解決后繼續(xù)進(jìn)行施工管理[4]。

3.4 BIM模型的應(yīng)用

BIM是由二維模型轉(zhuǎn)換為三維模型的過程，也是傳統(tǒng)建筑中由被動的 “發(fā)現(xiàn)問題并解決問題 轉(zhuǎn)換為主動的 “發(fā)現(xiàn)問題并解決問題”的過程。由于這個原因，BIM模型的應(yīng)用在智能建筑的建設(shè)中極為重要。一旦創(chuàng)建了BIM模型，就可以通過模型解釋來分析施工流程中某個部分的每種材料的體積，如混凝土的體積。在施工過程中，經(jīng)常會有未預(yù)訂的開口，或在安裝機電設(shè)備或管道時發(fā)生沖突。面對這種情況，在傳統(tǒng)的施工過程中采取的措施包括切割墻壁，重新切割地板，減少實際樓層面積的使用，因為管道裝置相互交叉。在智能建筑的情況下，一旦設(shè)計圖紙下發(fā)，就會根據(jù)設(shè)計圖紙對建筑進(jìn)行全面建模，建立底層開口的三維模型，直觀地顯示每個位置的底層開口，防止被遺忘。在結(jié)構(gòu)、建筑、機電和設(shè)備模型建立后，所有模型被組合起來，以分析各種遭遇，與設(shè)計互動，并對設(shè)計圖紙進(jìn)行修改。管道問題在項目初期就得到了解決[5]，縮短了施工周期，有力保障工程建設(shè)的順利進(jìn)行。

3.5 健全智慧建造標(biāo)準(zhǔn)化體系

在標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)上，可以確定一些關(guān)鍵的控制數(shù)據(jù)。為了提高企業(yè)的管理水平，傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化工作主要是將大量有經(jīng)驗的工作人員集中起來，共同編制各種管理手冊，完成具體的標(biāo)準(zhǔn)化任務(wù)。根據(jù)不同項目的特點，將不同級別的治理分開，根據(jù)項目的實際情況，制定相應(yīng)的管理標(biāo)準(zhǔn)，在智能化管理初期，首先要建立完善、規(guī)范的數(shù)字化建設(shè)治理體系[6]，制定智慧管理規(guī)劃，構(gòu)建智慧管理體系，確保智慧管理體系的可靠性，并對智慧管理進(jìn)行評估。各種監(jiān)測數(shù)據(jù)被組織、合并、分析并通過數(shù)據(jù)庫傳達(dá)給參與項目的所有各方。這些數(shù)據(jù)被用來改善管理，規(guī)范、控制和審計所有數(shù)據(jù)驅(qū)動的業(yè)務(wù)，并最終使管理過程可核查，并使既定目標(biāo)得以實現(xiàn)。為了使工程項目自下而上全部介紹信息化管理，目前正在探討使不同部門的管理人員能夠以適當(dāng)?shù)姆绞焦芾硭麄兊墓ぷ鞯目尚行訹7-8]。

3.6 搭建智慧工地平臺重塑項目管理流程

建立一個智能的項目級管理平臺來解決項目問題時，將BIM、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、移動關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)、GIS、大數(shù)據(jù)、人工智能等數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用融入傳統(tǒng)企業(yè)管理中，整合各專業(yè)模塊，使各專業(yè)、各部門引入數(shù)據(jù)生成、開發(fā)、數(shù)據(jù)共享、決策分析等創(chuàng)新應(yīng)用，帶動業(yè)務(wù)流程的再造，進(jìn)而統(tǒng)一相關(guān)企業(yè)系統(tǒng)。限制流程管理，提高整體項目管理能力和效率，實現(xiàn)精益管理和智能決策的目標(biāo)。需要做的工作：①智慧網(wǎng)站管理部門應(yīng)會同項目管理等業(yè)務(wù)部門明確項目數(shù)據(jù)使用場景，并逐一進(jìn)行整合，建立規(guī)范的管理設(shè)施；②會同信息部及相關(guān)部門完成智慧網(wǎng)站的數(shù)字化建設(shè)，并有效推進(jìn)。③持續(xù)收集可提取的項目數(shù)據(jù)，持續(xù)開展項目數(shù)據(jù)管理，同步持續(xù)收集可消化的項目數(shù)據(jù)，進(jìn)行相應(yīng)的綜合效益分析，用AI技術(shù)改變數(shù)字化與管理融合的深度和廣度。④為了提高效率和降低成本，有意識地建立智能工地相關(guān)的軟硬件供應(yīng)商庫；⑤建立一個多方參與的環(huán)境，包括業(yè)主、施工方、甲方分包商、內(nèi)部分包商、監(jiān)理等。確保項目數(shù)據(jù)來自真實的用戶，更接近項目管理需要。

4 結(jié)束語

綜上所述，建筑企業(yè)應(yīng)開展智能施工規(guī)劃，以智能施工技術(shù)改善項目管理，提高生產(chǎn)效率，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)的有效轉(zhuǎn)型和現(xiàn)代化發(fā)展，對傳統(tǒng)的勞動管理方法進(jìn)行數(shù)字化改革，實現(xiàn)智能管理，促進(jìn)業(yè)務(wù)整合和技術(shù)發(fā)展，培養(yǎng)優(yōu)秀的復(fù)合型人才。