申光凝,馬永林
(山西省建筑科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司,山西 太原 030001)
以5G、云技術(shù)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)為特點(diǎn)的信息化時(shí)代的到來,深刻影響到社會(huì)經(jīng)濟(jì)生活的方方面面。傳統(tǒng)勘察企業(yè)在信息化浪潮的沖擊下,原有的管理體系、組織架構(gòu)、運(yùn)營模式、服務(wù)手段、成果交付等各方面均有待提升,其突出問題主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:一是傳統(tǒng)巖土外業(yè)工作流程流轉(zhuǎn)慢、周期長(zhǎng)、不利于監(jiān)管,從勘察測(cè)試取樣到室內(nèi)試驗(yàn)到數(shù)據(jù)整理數(shù)字化程度低,難以滿足當(dāng)下委托方的要求;二是巖土勘察成果的數(shù)據(jù)化轉(zhuǎn)化率低,現(xiàn)在大多數(shù)巖土勘察企業(yè)的成果資料仍以紙質(zhì)版交付,不利于數(shù)據(jù)的高效共享,容易形成信息孤島;三是既有勘察成果資料不便于創(chuàng)建巖土地質(zhì)模型,未形成與現(xiàn)存主流建模軟件的數(shù)據(jù)接口,不便于成果資料展示與利用;四是企業(yè)對(duì)數(shù)字化轉(zhuǎn)型發(fā)展策略不清晰,未能夠從業(yè)務(wù)、管理、組織、經(jīng)營模式等各方面全局統(tǒng)籌轉(zhuǎn)型發(fā)展的階段與任務(wù),導(dǎo)致轉(zhuǎn)型發(fā)展緩慢,造成投入多收效少的局面[1]。
面對(duì)信息化與數(shù)字化的洶洶大勢(shì),傳統(tǒng)勘察企業(yè)正積極地融入轉(zhuǎn)型進(jìn)程中。多家大型傳統(tǒng)巖土工程勘察企業(yè)均不同程度地完成了業(yè)務(wù)工作的信息化與數(shù)字化轉(zhuǎn)型,如中航勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司建立項(xiàng)目管理一體化平臺(tái)用于項(xiàng)目經(jīng)營、檔案管理、財(cái)務(wù)分析等;上??睖y(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司建立的智慧勘測(cè)平臺(tái)用于巖土工程勘察檢測(cè)監(jiān)測(cè)內(nèi)外業(yè)一體化;機(jī)械工業(yè)勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司通過建立數(shù)字化轉(zhuǎn)型領(lǐng)導(dǎo)小組完成了企業(yè)管理數(shù)字化與業(yè)務(wù)數(shù)字化,并催生新的數(shù)字化業(yè)務(wù)為企業(yè)創(chuàng)收等[2]。
住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部于2022年初先后發(fā)布了《“十四五”建筑業(yè)發(fā)展規(guī)劃》(2022年1月19日)、《“十四五”工程勘察設(shè)計(jì)行業(yè)發(fā)展規(guī)劃》(2022年5月9日),兩者在文中對(duì)巖土勘察設(shè)計(jì)數(shù)字化多次提及并作出如下表述:“夯實(shí)標(biāo)準(zhǔn)化和數(shù)字化基礎(chǔ)”“推動(dòng)工程建設(shè)全過程數(shù)字化成果交付和應(yīng)用”“研究應(yīng)用巖土工程勘測(cè)信息挖掘、集成技術(shù)和方法,推進(jìn)勘測(cè)過程數(shù)字化”“推進(jìn)行業(yè)數(shù)字轉(zhuǎn)型,提升發(fā)展效能”“推進(jìn)勘察設(shè)計(jì)企業(yè)管理信息系統(tǒng)升級(jí)迭代;推進(jìn)BIM全國工程應(yīng)用;推廣工程數(shù)字化交付”等。
中國勘察設(shè)計(jì)協(xié)會(huì)于2022年4月22日發(fā)布了《工程勘察設(shè)計(jì)行業(yè)“十四五”信息化工作指導(dǎo)意見》,文中對(duì)于工程勘察設(shè)計(jì)行業(yè)信息化工作的總體要求是:“通過信息化建設(shè)推進(jìn)企業(yè)管理創(chuàng)新、科技創(chuàng)新和業(yè)務(wù)模式創(chuàng)新,促進(jìn)企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型,為經(jīng)濟(jì)社會(huì)建設(shè)提供高品質(zhì)服務(wù)?!碧岢霭l(fā)展目標(biāo)為:“到2025年,大型骨干企業(yè)基本實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型,有條件的中小企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型取得明顯進(jìn)展,部分龍頭企業(yè)達(dá)到國際先進(jìn)水平?!蓖瑫r(shí)提出變更現(xiàn)有生產(chǎn)與發(fā)展模式:“實(shí)現(xiàn)以數(shù)字化為支撐的生產(chǎn)模式和服務(wù)模式,通過工程全生命周期的數(shù)字化貫通,創(chuàng)建工程勘察設(shè)計(jì)新業(yè)態(tài)。”
隨著信息化的快速發(fā)展,傳統(tǒng)勘察企業(yè)所采用的以CAD(計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì))為主的工作模式已難以滿足工程實(shí)際需求。在高周轉(zhuǎn)、扁平化的建設(shè)市場(chǎng)總體態(tài)勢(shì)下,委托單位需要以最小的時(shí)間及投資成本要求勘察設(shè)計(jì)單位完成更加經(jīng)濟(jì)合理的成果,這便要求服務(wù)單位在勘察設(shè)計(jì)階段引入數(shù)字化協(xié)同設(shè)計(jì)理念,采用諸如BIM等數(shù)字化模型進(jìn)行施工過程模擬以及各專業(yè)碰撞分析,從而提前發(fā)現(xiàn)問題、優(yōu)化設(shè)計(jì)。
如何在專業(yè)領(lǐng)域進(jìn)行數(shù)字化與智能化的技術(shù)應(yīng)用已然成為該行業(yè)能否繼續(xù)高質(zhì)量發(fā)展的技術(shù)基礎(chǔ)。巖土勘察檢測(cè)企業(yè)的信息化管理與數(shù)字化轉(zhuǎn)型是時(shí)代發(fā)展的趨勢(shì),巖土工程最終的數(shù)字化成果交付與數(shù)字化延伸服務(wù)如技術(shù)咨詢等,正在逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)閹r土企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力,影響企業(yè)的生存發(fā)展與經(jīng)濟(jì)效益。當(dāng)前,住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部及行業(yè)協(xié)會(huì)正在鼓勵(lì)與推進(jìn)巖土工程數(shù)據(jù)采集信息化、成果交付電子化、資料審查智能化、質(zhì)量控制與監(jiān)管數(shù)字化、巖土信息模型的應(yīng)用多元化與模塊化。這些都驅(qū)使巖土行業(yè)和勘察檢測(cè)企業(yè),必須主動(dòng)適應(yīng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型、將數(shù)字化技術(shù)融入企業(yè)管理和工程全過程,基于數(shù)字化打通外部協(xié)作渠道,才能獲得更大的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)[3]。
巖土工程全過程的數(shù)字化既是技術(shù)進(jìn)步、提升質(zhì)量、降低成本的必由之路,也是提升客戶服務(wù)價(jià)值的必要工具。同時(shí),業(yè)務(wù)全過程的數(shù)字化還是巖土工程企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的基礎(chǔ),是持續(xù)、高質(zhì)量發(fā)展的有力支撐。
傳統(tǒng)巖土企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型,即利用自身的專業(yè)能力和數(shù)據(jù)優(yōu)勢(shì),借助于當(dāng)前的5G、云存儲(chǔ)、BIM、地理信息系統(tǒng)等新興技術(shù),準(zhǔn)確高效地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、匯總分析、可視化展示和綜合利用。通過打造信息化平臺(tái),最終實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)下的企業(yè)管理模式、組織架構(gòu)、業(yè)務(wù)模式、服務(wù)方式等各方面的轉(zhuǎn)變。傳統(tǒng)巖土企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的主要任務(wù)是分階段實(shí)現(xiàn)企業(yè)業(yè)務(wù)數(shù)字化、流程信息化與應(yīng)用智能化,最終目的是提高技術(shù)服務(wù)質(zhì)量和效率并利用數(shù)據(jù)創(chuàng)造新的業(yè)務(wù)增長(zhǎng)點(diǎn)[4-7]。
傳統(tǒng)巖土勘察企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型,實(shí)施途徑總體可從成果資料的數(shù)字化與作業(yè)流程的信息化兩方面來進(jìn)行,以山西省建筑科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司的數(shù)字化轉(zhuǎn)型發(fā)展規(guī)劃為例,具體操作可詳述為:
1)推進(jìn)既有成果數(shù)據(jù)檔案電子化,建立巖土成果數(shù)字化平臺(tái)。巖土工程既有勘察與檢測(cè)數(shù)據(jù)等技術(shù)資料作為傳統(tǒng)巖土企業(yè)的技術(shù)核心資源之一,是其業(yè)績(jī)積累與技術(shù)儲(chǔ)備的象征。如何利用好這部分資源,是企業(yè)轉(zhuǎn)型與發(fā)展必須要考慮的問題。推進(jìn)既有成果數(shù)據(jù)檔案電子化便是首要之舉,即依托現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)信息化技術(shù),對(duì)既有數(shù)據(jù)進(jìn)行完整地梳理、采集、保存和利用,改變?cè)紝?duì)既有檔案資料的手工檢索與查詢模式,從而實(shí)現(xiàn)利用數(shù)字化更便捷高效地滿足數(shù)據(jù)查詢和使用的需求,為企業(yè)的業(yè)務(wù)數(shù)字化打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
山西省建筑科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司在梳理既有勘察檢測(cè)數(shù)據(jù)資料的基礎(chǔ)上,使用華為云平臺(tái)服務(wù)器及華為云存儲(chǔ)服務(wù),開發(fā)完成了基于GIS的Web端勘察檢測(cè)成果信息化展示平臺(tái),可以實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目空間信息可視化、完整的項(xiàng)目流程管理、勘察成果附件管理、用戶權(quán)限管理等功能,能夠提升巖土勘察檢測(cè)成果管理和利用效率,保障數(shù)據(jù)信息安全性。其界面及成果展示信息見圖1—圖4。
該平臺(tái)技術(shù)架構(gòu)采用前后端分離的軟件架構(gòu)模式,它將前端(客戶端)和后端(服務(wù)端)分離開來,使兩者之間的耦合度降低。在前后端分離的軟件架構(gòu)中,前端專注于用戶界面的設(shè)計(jì)和交互,后端專注于數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和處理[8]。這樣架構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)在于:
a.提升開發(fā)效率:前后端分離可以讓前端開發(fā)人員專注于用戶界面的設(shè)計(jì),后端開發(fā)人員專注于后端的邏輯實(shí)現(xiàn),這有助于提升開發(fā)效率。b.提升可維護(hù)性:前后端分離可以讓前端和后端之間的耦合度降低,這有助于提升軟件的可維護(hù)性。當(dāng)需要修改前端或后端的功能時(shí),可以更輕松地進(jìn)行修改,而無需修改另一端的代碼。c.提升可擴(kuò)展性:前后端分離可以讓前端和后端獨(dú)立擴(kuò)展,這有助于提升軟件的可擴(kuò)展性。例如,可以在不修改后端的情況下,使用新的前端框架來改進(jìn)用戶界面。同樣,也可以在不修改前端的情況下,使用新的后端框架來提升后端的性能。既有勘察檢測(cè)成果紙數(shù)字化轉(zhuǎn)化的具體操作流程可簡(jiǎn)要敘述為:梳理既有勘察檢測(cè)項(xiàng)目數(shù)據(jù)→傳統(tǒng)紙質(zhì)報(bào)告借閱并掃描→人工錄入地理位置信息及項(xiàng)目數(shù)據(jù)→勘察檢測(cè)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理→系統(tǒng)檢查與糾錯(cuò)→數(shù)據(jù)查詢、讀取與交互。
2)整合完成勘察檢測(cè)內(nèi)外業(yè)流轉(zhuǎn)流程信息化,接入勘察檢測(cè)成果平臺(tái)形成巖土勘察檢測(cè)管理總平臺(tái)。完成巖土勘察檢測(cè)成果平臺(tái)之后,第二步便是將巖土工程勘察檢測(cè)新項(xiàng)目實(shí)施的全過程接入數(shù)字化平臺(tái)。目的在于打通巖土工程勘察與檢測(cè)的內(nèi)外業(yè)工作流程,實(shí)現(xiàn)線上流程審批與過程監(jiān)管,搭建作業(yè)過程大數(shù)據(jù)系統(tǒng),減少重復(fù)勞動(dòng),以解決當(dāng)前作業(yè)過程碎片化、共享情況差、過程資料完整性和統(tǒng)一性不足的問題。
將過程管控與成果展示相結(jié)合即可打造巖土勘察檢測(cè)管理總平臺(tái),實(shí)現(xiàn)全流程作業(yè)電子化,同時(shí)能夠查詢、交互既有項(xiàng)目與新項(xiàng)目數(shù)據(jù)資料,為數(shù)據(jù)的升級(jí)利用,后續(xù)提供項(xiàng)目咨詢服務(wù)打下基礎(chǔ)。
企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵技術(shù)分別從功能模塊化、業(yè)務(wù)數(shù)字化、流程信息化三個(gè)方面敘述。
3.3.1 功能模塊化
企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型是提升企業(yè)內(nèi)部信息化的能力以支撐業(yè)務(wù)運(yùn)作和決策,其功能要求與實(shí)現(xiàn)必然要統(tǒng)一集成到總的管理平臺(tái)上。而總平臺(tái)的組成單元必然是各個(gè)功能獨(dú)立且相互間存在內(nèi)在邏輯的模塊,系統(tǒng)可由基本模塊和專業(yè)模塊組成,其中基本模塊與企業(yè)的機(jī)構(gòu)、人員、崗位呈映射關(guān)系,并記錄操作過程的相應(yīng)數(shù)據(jù);專業(yè)模塊映射企業(yè)內(nèi)部的一線生產(chǎn)部門,如巖土勘察部門、檢測(cè)監(jiān)測(cè)部門等,基本模塊+勘察模塊即組成巖土工程勘察企業(yè)總平臺(tái)。
3.3.2 業(yè)務(wù)數(shù)字化
業(yè)務(wù)數(shù)字化的核心是用信息化給業(yè)務(wù)賦能,即按業(yè)務(wù)流程自下而上搭建信息化架構(gòu),積累數(shù)據(jù)資產(chǎn),逐步推進(jìn)不同層面的業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型。一般而言,按業(yè)務(wù)流轉(zhuǎn)程序可劃分為崗位作業(yè)層、項(xiàng)目協(xié)同層與企業(yè)運(yùn)營層三個(gè)層面。
崗位作業(yè)層是業(yè)務(wù)流轉(zhuǎn)的起點(diǎn),其數(shù)字化轉(zhuǎn)型的要點(diǎn)即通過CAD,CAE,BIM等技術(shù)或成熟的產(chǎn)品軟件對(duì)勘察設(shè)計(jì)項(xiàng)目進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化與模塊化設(shè)計(jì),減少重復(fù)低效勞動(dòng),分類規(guī)整各類技術(shù)方案,便于應(yīng)對(duì)各種條件與場(chǎng)景下的技術(shù)問題,實(shí)現(xiàn)作業(yè)層面的降本增效。
項(xiàng)目協(xié)同層是勘察檢測(cè)業(yè)務(wù)的最小單元,決定整個(gè)巖土內(nèi)外業(yè)過程的成敗。企業(yè)可以借助平臺(tái)、APP或移動(dòng)端設(shè)備對(duì)巖土勘察檢測(cè)項(xiàng)目的生產(chǎn)要素和作業(yè)過程進(jìn)行全面、智能監(jiān)管,使業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)匯聚成數(shù)據(jù)流存儲(chǔ)于項(xiàng)目中,助力管理層對(duì)項(xiàng)目的質(zhì)量、進(jìn)度及安全等各方面實(shí)施精細(xì)化管理,從而形成快速分析、科學(xué)決策的管理局面。
企業(yè)運(yùn)營層是企業(yè)業(yè)務(wù)運(yùn)行的決策主體,在數(shù)字化賦能的各項(xiàng)目場(chǎng)景下,整個(gè)巖土勘察檢測(cè)過程的數(shù)據(jù)資料將沉淀積累成為完整的數(shù)字資產(chǎn),將技術(shù)服務(wù)的整個(gè)業(yè)務(wù)過程轉(zhuǎn)變?yōu)槠髽I(yè)數(shù)據(jù)資產(chǎn)。之后,企業(yè)通過總平臺(tái)對(duì)不同項(xiàng)目進(jìn)行集約化、智能化管理,利用數(shù)據(jù)集成交互的優(yōu)勢(shì),支撐企業(yè)業(yè)務(wù)運(yùn)營決策,進(jìn)而為全過程技術(shù)咨詢服務(wù)奠定基礎(chǔ),最終實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)數(shù)字化到數(shù)字化業(yè)務(wù)的升級(jí)發(fā)展。
3.3.3 流程信息化
巖土企業(yè)在實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)數(shù)字化的基礎(chǔ)上,流程信息化建設(shè)需要延伸到現(xiàn)有勘察檢測(cè)數(shù)字化成果的應(yīng)用,從而服務(wù)企業(yè)完成內(nèi)業(yè)和管理工作,在企業(yè)總平臺(tái)的統(tǒng)領(lǐng)下,通過優(yōu)化管理促進(jìn)總平臺(tái)的應(yīng)用,將數(shù)字賦能落到實(shí)處。
總體的思路可采用:對(duì)于數(shù)據(jù)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)字化采集、對(duì)于業(yè)務(wù)流程進(jìn)行綜合化管理、對(duì)于數(shù)據(jù)流采用協(xié)同化應(yīng)用、對(duì)于數(shù)據(jù)成果采用可視化表達(dá),從而用信息化完成對(duì)傳統(tǒng)勘察工作流程的改進(jìn)。
傳統(tǒng)巖土企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級(jí)和發(fā)展應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注以下四點(diǎn):
1)巖土工程全過程技術(shù)咨詢服務(wù)。針對(duì)巖土工程地域性強(qiáng)、變異性大的項(xiàng)目特點(diǎn),發(fā)揮企業(yè)人員專業(yè)優(yōu)勢(shì)和技術(shù)強(qiáng)項(xiàng),為委托方提供從前期工程勘察、設(shè)計(jì)、咨詢到巖土施工、工后監(jiān)測(cè)的全過程專業(yè)技術(shù)服務(wù),為客戶提供便利的同時(shí)為企業(yè)自身創(chuàng)造價(jià)值。2)建設(shè)數(shù)字巖土工程。積極探索巖土工程大數(shù)據(jù)(地質(zhì)勘察資料、設(shè)計(jì)參數(shù)、施工數(shù)據(jù)、監(jiān)測(cè)檢測(cè)數(shù)據(jù)等)與AI、云計(jì)算相結(jié)合,研究巖土工程BIM、巖土工程自動(dòng)化與智能化監(jiān)測(cè)、巖土工程動(dòng)態(tài)化設(shè)計(jì),逐漸豐富與完善巖土工程學(xué)科半經(jīng)驗(yàn)半理論的發(fā)展?fàn)顟B(tài)。3)發(fā)展能源與環(huán)境巖土工程。結(jié)合當(dāng)下“雙碳”目標(biāo),重點(diǎn)探索淺層和深層地?zé)嵯到y(tǒng)、能源樁、能源儲(chǔ)存和能源建筑、城市能源巖土工程設(shè)計(jì)等領(lǐng)域巖土工程項(xiàng)目;結(jié)合“兩山”理論,探索礦山修復(fù)、水土污染治理、垃圾填埋場(chǎng)處理等領(lǐng)域巖土工程項(xiàng)目。4)巖土工程產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)。構(gòu)建巖土工程產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)構(gòu)建,探索智慧巖土工程,從測(cè)繪、巖土勘察、BIM+GIS協(xié)同設(shè)計(jì)、智慧工地管理、監(jiān)測(cè)運(yùn)維管理等方面實(shí)現(xiàn)巖土工程全過程智慧管理,聯(lián)合上下游企業(yè),實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈整合。
傳統(tǒng)巖土企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型,是大勢(shì)所趨、勢(shì)在必行之舉。轉(zhuǎn)型后的企業(yè)作業(yè)方式與傳統(tǒng)作業(yè)方式相比,其最大差別在于更加注重?cái)?shù)據(jù)的傳遞、積累與應(yīng)用,通過數(shù)據(jù)交互融合來支撐業(yè)務(wù)發(fā)展;同時(shí),巖土工程中使用的專業(yè)方法、規(guī)范要求、專家經(jīng)驗(yàn)等都能夠通過數(shù)據(jù)平臺(tái)的應(yīng)用功能來實(shí)現(xiàn),從而很大程度上能夠作為對(duì)企業(yè)中個(gè)體技術(shù)能力的補(bǔ)充。簡(jiǎn)而言之,完成數(shù)字化轉(zhuǎn)型后基于總平臺(tái)的數(shù)字化作業(yè)方法,可以給企業(yè)帶來如下方面的變化:一是通過標(biāo)準(zhǔn)化、程序化、成果形式等幾個(gè)方面的技術(shù)提升來提高工作質(zhì)量;二是通過信息化手段升級(jí)后帶來的效率提高;三是利用數(shù)字化轉(zhuǎn)型后細(xì)化分工、強(qiáng)化協(xié)同、模糊邊界的特點(diǎn)針對(duì)性地優(yōu)化企業(yè)資源配置。
在新時(shí)代技術(shù)飛速發(fā)展的大背景下,傳統(tǒng)巖土企業(yè)應(yīng)立足自身業(yè)務(wù)發(fā)展水平積極響應(yīng)國家及行業(yè)政策號(hào)召,借助信息化手段以數(shù)字化轉(zhuǎn)型為契機(jī),建設(shè)巖土板塊“總平臺(tái)”統(tǒng)一管理并優(yōu)化企業(yè)運(yùn)營模式,升級(jí)業(yè)務(wù)管理、服務(wù)水平及軟硬件條件,只有這樣才能在新時(shí)代技術(shù)更迭和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中奪取主動(dòng)權(quán),享受技術(shù)發(fā)展帶來的紅利。