IPMT視域下復(fù)雜大型建設(shè)工程項目智能建造管理模式研究

摘要：隨著智能建造的發(fā)展，越來越多的復(fù)雜大型建設(shè)項目正逐步應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新一代信息技術(shù)。然而，目前相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用以點狀實施為主，缺乏項目管理視角下的系統(tǒng)性組織與策劃，存在技術(shù)價值賦能低、實用性不強等問題。因此，在一體化項目管理團隊（Integrated Project Management Team，IPMT）理念的基礎(chǔ)上，構(gòu)建適用于大型復(fù)雜項目的智能建造管理模式，對管理架構(gòu)、要素、特點進行分析，并結(jié)合實際項目案例，對該模式進行深化應(yīng)用，實現(xiàn)項目數(shù)字化過程管理及高品質(zhì)、數(shù)字化建筑數(shù)字資產(chǎn)輸出。

關(guān)鍵詞：IPMT；智能建造；建設(shè)工程；項目管理模式

0引言

我國經(jīng)濟的高速發(fā)展和科技水平的巨大進步為建造復(fù)雜大型工程提供了基礎(chǔ)保障，而新型城鎮(zhèn)化發(fā)展則帶動了對復(fù)雜大型工程的建設(shè)需求。近年來，大型復(fù)雜建設(shè)工程項目日趨增多，建造產(chǎn)品要求日漸增高，主要表現(xiàn)為外形復(fù)雜、功能多樣、高質(zhì)量、數(shù)字化等方面。其在項目建設(shè)過程中，也帶來設(shè)計復(fù)雜、施工難度高、建設(shè)周期長、參與主體眾多、組織管理難度大等諸多實際問題[1]。而傳統(tǒng)建造方式信息化水平低、勞動效率不高、資源消耗大，粗放型發(fā)展模式難以與現(xiàn)有需求耦合[2]。

智能建造是支撐復(fù)雜大型建筑工程高質(zhì)量建造的有效手段，它將新一代信息技術(shù)、先進制造技術(shù)與工程建設(shè)領(lǐng)域深度融合，是實現(xiàn)工程項目全過程數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的新型建造模式[3]。目前，智能建造相關(guān)技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工程項目施工及管理中。例如，超高層施工過程造樓機技術(shù)將傳統(tǒng)室外腳手架環(huán)境變成了類工廠式作業(yè)環(huán)境，為各項工序施工提供了一個安全、智能、高效的操作環(huán)境[4]。智能機器人為替代重復(fù)性工作、改善作業(yè)條件提供了可能性，同時極大地提高了施工效率和質(zhì)量[5]。BIM技術(shù)廣泛應(yīng)用于管線優(yōu)化等方面，提升了裝配式預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)效率，三維可視化功能改變了工程問題的分析方式[6]。然而，目前智能建造技術(shù)以點狀應(yīng)用為主，缺少從項目整體層面的組織設(shè)計，導(dǎo)致技術(shù)應(yīng)用的系統(tǒng)性程度不高、相關(guān)數(shù)據(jù)信息零散，對項目管理的價值賦能較低，難以形成體系化的工程項目數(shù)字資產(chǎn)。

從管理視角來看，智能建造作為新的生產(chǎn)力工具，也將給項目生產(chǎn)關(guān)系帶來變革。目前，大型復(fù)雜工程項目多采用基于IPMT的管理模式，其核心是將不同組織和部門的成員整合到一起，實現(xiàn)對健康、安全、環(huán)境（HSE），以及質(zhì)量、進度、成本、技術(shù)、信息和關(guān)系協(xié)調(diào)等過程的有機管理[7]。由于融合了各種單一的管理模式，因此IPMT也可以取長補短，使項目效益達到最優(yōu)，實現(xiàn)快速建造和高效管理[8]。同時，IPMT也將管理團隊的概念從跨部門拓展到跨組織，使其適應(yīng)大型復(fù)雜工程中參與方多、組織關(guān)系復(fù)雜的特點。因此，IPMT具有融合不同專業(yè)學科和參與方的優(yōu)勢[9]，為融合智能建造多專業(yè)的技術(shù)團隊提供了條件。目前，IPMT主要側(cè)重于傳統(tǒng)施工技術(shù)工藝下的項目組織管理，尚未對智能建造技術(shù)背景下的項目建設(shè)目標、團隊內(nèi)各參與方的專業(yè)能力要求、各參與方之間的復(fù)雜管理關(guān)系進行適配性優(yōu)化。基于此，開展基于IPMT的復(fù)雜大型工程智能建造管理模式研究，是發(fā)揮智能建造技術(shù)價值，解決實際管理業(yè)務(wù)難點，實現(xiàn)高質(zhì)量、數(shù)字化建筑產(chǎn)品交付的關(guān)鍵路徑。

針對上述問題，本文首先提出了復(fù)雜大型建設(shè)工程項目智能建造管理模式的設(shè)計方法；其次描述了模式架構(gòu)及要點；最后通過案例研究詳細論述了該管理模式的形成過程、組織架構(gòu)、管理流程等。

1復(fù)雜大型建設(shè)工程項目智能建造管理模式設(shè)計

1.1智能建造管理模式架構(gòu)設(shè)計

以IPMT為核心團隊的項目開發(fā)，強調(diào)目標和價值的統(tǒng)一，并充分調(diào)用各方技術(shù)和管理能力，注重對跨單位、跨部門的組織進行重構(gòu)，形成一個以業(yè)主方和項目管理咨詢方為核心的IPMT團隊[10]。同時，根據(jù)實際項目情況，可將其他重要參與方整合到管理組織架構(gòu)中，包括決策、管理和執(zhí)行三個層次，IPMT模式下的項目組織架構(gòu)如圖1所示。

在IPMT管理模式基礎(chǔ)上，針對智能建造實施過程中各參與方之間的關(guān)系、目標導(dǎo)向、各參與方的技術(shù)和管理能力要素，對重要參與方及其關(guān)系進行梳理，提出適用于復(fù)雜大型建設(shè)項目的智能建造管理模式?；贗PMT的智能建造管理模式架構(gòu)如圖2所示。

智能建造管理模式的構(gòu)建應(yīng)重點關(guān)注三個方面，包括建造目標、參與方能力要素、參與方及其關(guān)系。

（1）智能建造目標。應(yīng)在實現(xiàn)項目質(zhì)量、安全、進度、成本四大管理目標的基礎(chǔ)上，以高質(zhì)量建設(shè)為根本目標。同時，通過現(xiàn)有智能技術(shù)結(jié)合科技創(chuàng)新，與工業(yè)化深度融合，進行建筑工業(yè)化升級，同步實現(xiàn)綠色低碳發(fā)展。在這一過程中，實現(xiàn)貫穿全過程的數(shù)字化管理，做到全過程信息的可追溯，最終交付實體建筑產(chǎn)品的數(shù)字資產(chǎn)，支持運維階段管理。

（2）參與方能力要素。智能建造作為新一代信息技術(shù)與工程建造融合形成的工程建造創(chuàng)新模式[3]，可通過各類智能化、信息化的新技術(shù)和先進工具賦能項目建設(shè)。與之對應(yīng)，各參與方也應(yīng)具備智能建造相關(guān)技術(shù)經(jīng)驗和能力，要求參與方骨干人員為T型人才，在具備傳統(tǒng)土木工程和工程管理專業(yè)能力的基礎(chǔ)上，同時具備BIM、工程物聯(lián)網(wǎng)、工程機械、人工智能等專業(yè)領(lǐng)域能力[3，11]。

（3）參與方及其關(guān)系。由于項目管理的常規(guī)參與方一般不具備智能建造需要的相關(guān)能力，IPMT應(yīng)由建設(shè)單位和智能建造管理單位組成。針對智能建造部分，涉及IPMT、施工單位、監(jiān)理單位、外部專家組、相關(guān)主管部門及其他參與方，具體如下：①建設(shè)單位和智能建造管理單位之間是合同關(guān)系，雙方組成智能建造的IPMT，作為智能建造工作的決策管理團隊，同時負責統(tǒng)籌所有參與方工作；②建設(shè)單位和監(jiān)理單位有直接合同關(guān)系，在傳統(tǒng)監(jiān)理工作內(nèi)容基礎(chǔ)上，監(jiān)理單位和IPMT為協(xié)作關(guān)系，監(jiān)理單位配合參與智能建造相關(guān)的監(jiān)督管理工作；③建設(shè)單位和施工單位有直接合同關(guān)系，在傳統(tǒng)施工單位工作內(nèi)容基礎(chǔ)上，IPMT將負責管理施工單位的智能建造相關(guān)工作，施工單位是落實智能建造完成目標的實施主體；④建設(shè)單位與其他參與方是直接合同關(guān)系，在智能建造部分需提供前期策劃和技術(shù)上的指導(dǎo)支持；⑤外部專家組和相關(guān)主管部門均與IPMT是協(xié)作關(guān)系，支持智能建造指導(dǎo)和評審工作。

1.2智能建造管理模式要點分析

（1）以形成數(shù)字資產(chǎn)為價值導(dǎo)向。在傳統(tǒng)建設(shè)工程項目管理目標基礎(chǔ)上，以一系列智能化、信息化技術(shù)的應(yīng)用及數(shù)字化管理思想賦能建設(shè)活動，達到提質(zhì)降本增效的高質(zhì)量建設(shè)目標。同時，從全生命周期視角設(shè)計項目的智能建造實施技術(shù)和路徑，統(tǒng)籌考慮項目參建單位相關(guān)工作，實現(xiàn)一體化的數(shù)字管理成果，支持項目數(shù)字化交付，服務(wù)于運維的數(shù)字資產(chǎn)。

（2）以高專業(yè)素質(zhì)要求參與方。復(fù)雜項目開發(fā)是主體企業(yè)與眾多供應(yīng)商協(xié)同合作的過程[12]。智能建造要求項目團隊在技術(shù)水平上具備智能建造多元化專業(yè)能力，在管理水平上能進行多要素、多對象的統(tǒng)籌管理，支撐項目從整體視角落地到智能建造。

（3）以IPMT為核心決策管理團隊。項目高質(zhì)量、數(shù)字化建設(shè)，對施工活動要求高、約束性更強，打破傳統(tǒng)以施工單位自發(fā)發(fā)起智能建造的模式，從建設(shè)單位目標統(tǒng)籌策劃智能建造，實行“IPMT+監(jiān)理單位+施工單位+其他參與方”的項目智能建造管理模式，提高面向智能建造工作的信息傳遞和決策效率。

2案例分析

2.1項目背景

某項目位于深圳市核心地段，規(guī)劃為雙塔布局，西塔建筑高度為328.8m，東塔建筑高度為393.0m，項目塔樓結(jié)構(gòu)體系為帶伸臂、環(huán)帶桁架加強層的框架-核心筒雙塔連體結(jié)構(gòu)。在東塔與西塔20～21層設(shè)置連體層，連體層結(jié)構(gòu)占據(jù)兩層高，中間有大開洞，形成連接?xùn)|、西塔的兩個連橋。項目地下三層，結(jié)構(gòu)底板標高為-19.5m，毗鄰地鐵站，南北跨度189.0m，東西跨度171.0m。

2.2建設(shè)單位環(huán)境分析

2.2.1內(nèi)部環(huán)境分析

某項目建設(shè)單位組織管理架構(gòu)圖如圖3所示，其中，決策管理層由董事會和經(jīng)營班子等主要領(lǐng)導(dǎo)部門構(gòu)成，經(jīng)營班子包括分管領(lǐng)導(dǎo)和總經(jīng)理。職能部門和業(yè)務(wù)部門是項目運轉(zhuǎn)的主要支持部門，其中業(yè)務(wù)部門是項目開發(fā)全過程中核心的執(zhí)行部門，包含投資發(fā)展、運營管理、成本合約、工程管理、規(guī)劃設(shè)計和智慧城市部6個部門，工作覆蓋項目建設(shè)的整個周期。

該項目設(shè)計復(fù)雜、開發(fā)難度大，對建設(shè)單位的經(jīng)驗和管理要求高。因此，建設(shè)單位也規(guī)劃了該項目的整體建設(shè)目標，確定了工程分包模式，并規(guī)劃通過與一些有經(jīng)驗的顧問單位及施工單位合作來落實項目建設(shè)工作。

2.2.2外部環(huán)境分析

由于上述項目施工難度大，同時在安全、質(zhì)量、低碳、數(shù)字化等方面均有較高要求。傳統(tǒng)的施工要求難以達到項目目標，因此建設(shè)單位在項目前期引入安全顧問、結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測顧問、“雙碳”顧問、BIM顧問、數(shù)字化交付顧問、智能建造顧問，項目在整個建造過程中各專項合作顧問單位及設(shè)計院數(shù)量較多，另外還有外部專家團隊。工程采用平行發(fā)包模式，相關(guān)施工單位及甲供設(shè)備單位數(shù)量較多。此外，該項目是深圳市智能建造試點項目，在項目開發(fā)階段，深圳市住房和建設(shè)局、建筑科技促進中心、質(zhì)監(jiān)站等有關(guān)主管部門也會不定期聽取項目智能建造實施情況匯報并提出指導(dǎo)意見。因此，外部環(huán)境涉及組織多，相關(guān)管理難度大。

2.3項目智能建造建設(shè)目標分析

基于項目定位，該項目旨在通過智能建造技術(shù)應(yīng)用實現(xiàn)以下三個方面的建設(shè)目標：

（1）建造過程中，在技術(shù)上融入5G、融合定位、IoT、BIM、數(shù)字孿生、二維碼、智能施工裝備等技術(shù)，在管理上應(yīng)用信息化平臺和數(shù)字化管理思想，打造智能化、數(shù)字化的建筑產(chǎn)品。

（2）通過一系列智能技術(shù)的應(yīng)用，實現(xiàn)項目零質(zhì)量事故、零安全責任事故、按時完成建設(shè)、少浪費、綠色低碳等目標。

（3）面向土建、機電、鋼結(jié)構(gòu)、幕墻、室內(nèi)裝飾等重點工程場景，對項目從設(shè)計、生產(chǎn)、運輸存儲、施工到驗收等重點階段的全過程重點數(shù)據(jù)進行系統(tǒng)性管理，形成服務(wù)于運維的建筑數(shù)字資產(chǎn)。

2.4項目智能建造管理模式

2.4.1項目組織結(jié)構(gòu)

結(jié)合建設(shè)單位內(nèi)外部環(huán)境情況，從項目智能建造角度出發(fā)，有工作關(guān)聯(lián)的單位包括建設(shè)單位、智能建造顧問單位、監(jiān)理單位、施工單位、其他顧問單位、外部專家團隊及相關(guān)主管部門，其中，施工單位包括土建總包單位、機電單位、幕墻單位、室內(nèi)裝飾單位等，其他顧問單位包括數(shù)字化交付單位、“雙碳”顧問單位、BIM顧問單位，相關(guān)主管部門包括住建局、建筑科技促進中心等。

圍繞智能建造整體工作范疇，將相關(guān)跨單位和職能團隊劃分為三個類型，項目管理團隊組成分析如圖4所示。建設(shè)單位對于該模式的支持程度是執(zhí)行效果的關(guān)鍵影響因素，因此建設(shè)單位主要負責人是智能建造決策組的重要成員。決策組主要權(quán)責是進行決策及協(xié)調(diào)執(zhí)行過程中的重大問題；技術(shù)管理組作為智能建造核心的執(zhí)行團隊，執(zhí)行整個智能建造策劃、設(shè)計和實施等工作；其他參與方作為項目的咨詢團隊，依據(jù)項目組織情況，將與整個智能建造實施相關(guān)的組織和單位納入其中，在不同階段根據(jù)需求參與到項目智能建造執(zhí)行過程的指導(dǎo)研討中。

考慮到團隊組織多數(shù)為跨公司和跨部門的實際情況，將IPMT中建設(shè)單位和智能建造顧問團隊的人員按照決策和技術(shù)管理兩個職責層面進行重組，細分成IPMT決策組和IPMT技術(shù)管理組，其中，IPMT決策組由具備決策權(quán)和資源分配權(quán)的人員組成，IPMT技術(shù)管理組由項目管理人員及技術(shù)人員組成，IPMT技術(shù)管理組、監(jiān)理單位及其他參與方可分別與不同的施工單位組成建筑產(chǎn)品開發(fā)團隊（Product Development Team，PDT），進一步得到基于IPMT的項目智能建造團隊關(guān)系圖，如圖5所示。在此形式下，所有PDT的執(zhí)行成果將通過信息化平臺串聯(lián)記錄，包含項目數(shù)據(jù)和模型信息，最終交付數(shù)字化建筑產(chǎn)品。

結(jié)合工程項目不同施工單位的特點和各方之間的傳統(tǒng)管理關(guān)系，進一步構(gòu)建基于IPMT的項目智能建造組織結(jié)構(gòu)圖，如圖6所示，其中，IPMT決策組由建設(shè)單位經(jīng)營班子、業(yè)務(wù)部門負責人及智能建造顧問單位負責人組成；IPMT技術(shù)管理組由建設(shè)單位業(yè)務(wù)部門項目管理人員、智能建造顧問單位專家和項目技術(shù)管理人員組成；施工單位則在招標文件中規(guī)定配置智能建造專班，同時需要集中總部技術(shù)優(yōu)勢完成智能建造實施過程；監(jiān)理單位專人支持過程研討和協(xié)助管理施工單位；外部專家組主要進行方案評審；有關(guān)主管部門對本智能建造試點項目進行不定期的過程指導(dǎo)和檢查；其他顧問單位對管理工作進行技術(shù)支持。

2.4.2管理流程

項目智能建造整體建設(shè)流程細分為6個階段：目標階段、頂層設(shè)計階段、標準制定階段、方案深化階段、方案實施階段、成果評估階段，每個階段不同參與方完成的重點任務(wù)有所不同，基于IPMT的項目智能建造管理流程圖如圖7所示。

（1）目標階段主要任務(wù)是制定該項目智能建造目標，確保在項目工程建設(shè)目標基礎(chǔ)上進一步確定以智能建造理念為核心的智能建造目標。IPMT技術(shù)管理組依據(jù)項目開發(fā)定位和工程建設(shè)目標，結(jié)合智能建造技術(shù)現(xiàn)狀，制定項目智能建造目標，IPMT決策組進行決策評審，依據(jù)決策情況確定是否可以進入下一階段。

（2）頂層設(shè)計階段主要任務(wù)是制定整體項目的智能建造實施路徑。IPMT技術(shù)管理組依據(jù)智能建造目標對智能建造整體實施路徑和不同工程場景下的智能建造技術(shù)標準進行系統(tǒng)性規(guī)劃設(shè)計，并規(guī)劃項目形成數(shù)字資產(chǎn)所需要的內(nèi)容標準，同時向有關(guān)主管部門進行匯報并吸收相關(guān)指導(dǎo)思想，最終IPMT決策組對頂層設(shè)計實施路徑進行決策評審，依據(jù)決策情況確定是否可以進入下一階段。

（3）標準制定階段相關(guān)工作按照不同工程實際招標進展平行推進，主要任務(wù)是依據(jù)項目工程招標進展和需求，針對不同的工程招標項平行制定智能建造標準和管理要求，為施工單位進場后的工作提供合同管理依據(jù)。這一過程由IPMT技術(shù)管理組牽頭完成編制和要求內(nèi)容的制定，過程中監(jiān)理單位和其他顧問單位參與相關(guān)技術(shù)內(nèi)容的研討，這部分相關(guān)要求要確保相關(guān)成本控制在范圍內(nèi)，也要確保標準的先進性和可實施性，盡可能地賦能項目建設(shè)過程并產(chǎn)出具有先進性的成果。智能建造標準完成后再經(jīng)過外部專家組評審，同時根據(jù)有關(guān)主管部門的意見進行優(yōu)化，最終IPMT決策組對智能建造標準和管理要求文本進行決策評審，依據(jù)決策情況確定是否可以按此要求進行招標。

（4）方案深化階段相關(guān)工作按照不同工程實際招標進展平行推進，主要任務(wù)是依據(jù)智能建造標準完成智能建造專項方案的深化。本階段由IPMT技術(shù)管理組牽頭完成相關(guān)要求交底工作，同時過程統(tǒng)籌推進施工單位對智能建造專項方案的深化工作，施工單位專業(yè)團隊應(yīng)結(jié)合總部相關(guān)技術(shù)優(yōu)勢，依據(jù)項目智能建造標準和施工組織設(shè)計情況，編制智能建造專項方案，方案編制過程中IPMT技術(shù)管理組牽頭過程管理，監(jiān)理單位及其他顧問單位參與方案研討，完成的方案通過外部專家組評審來評定先進性和可實施性。施工單位依據(jù)意見完成最終方案后，IPMT決策組對智能建造專項方案決策評審，依據(jù)決策情況確定是否可以按此方案實施。

（5）方案實施階段相關(guān)工作按照智能建造專項方案編制進展平行推進，主要任務(wù)是根據(jù)智能建造專項方案來落實智能建造實施和管理工作。本階段實施主體是施工單位，施工單位應(yīng)按照經(jīng)過審核的智能建造專項方案來落地具體工作，而IPMT技術(shù)管理組和監(jiān)理單位根據(jù)管理要求做好過程跟蹤管理和評價，過程中有關(guān)主管部門不定期對項目進行檢查指導(dǎo)，施工單位根據(jù)評價情況進行改進優(yōu)化。此階段IPMT技術(shù)管理組統(tǒng)籌考慮場內(nèi)不同施工單位的方案實施進展、通過信息化平臺串聯(lián)各IPD單位管理成果，統(tǒng)籌整體建筑數(shù)字資產(chǎn)的形成。

（6）成果評估階段是動態(tài)持續(xù)的工作，IPMT技術(shù)管理組和監(jiān)理單位過程統(tǒng)籌，不同施工單位按照數(shù)字化管理的思路去實施并使用信息化平臺等工具，形成建筑數(shù)字資產(chǎn)，此外，依據(jù)整體項目最終完成情況，進一步優(yōu)化智能建造實施標準。

3結(jié)語

在智能建造背景下，工程建造管理模式正在發(fā)生深刻變化。本文結(jié)合IPMT理念，提出了一種針對復(fù)雜大型建設(shè)工程的“IPMT+監(jiān)理單位+施工單位+其他參與方”項目智能建造管理模式，以促進智能建造技術(shù)施工及管理應(yīng)用的價值增值，實現(xiàn)項目全過程數(shù)字化管理，并形成建筑數(shù)字資產(chǎn)。同時，在本文案例研究過程中，雖然所提出的模式自上而下地描述了各個建設(shè)參與方的關(guān)系及責任邊界，但是由于涉及的單位和相關(guān)部門較多，組織內(nèi)部分工還有待進一步完善，因此，工作開展過程中也遇到過一定的難點，例如，部分溝通和執(zhí)行過程需要各方協(xié)調(diào)磨合，智能建造技術(shù)落地溝通不夠充分等。未來，智能建造技術(shù)逐步成熟，將進一步開展智能建造管理標準、價值評價體系的研究。

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收稿日期：2024-04-07

作者簡介：

宋志斌（1980—），男，高級工程師，研究方向：工程管理。

張碧晗（1990—），男，工程師，研究方向：智能建造。

周新宇（1996—），女，工程師，研究方向：工程管理。

蔣偉光（通信作者）（1993—），男，博士，助理研究員，研究方向：智能建造。