建設(shè)工程施工階段協(xié)同管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)*

黃衛(wèi)新

(南通城市建設(shè)項(xiàng)目管理有限公司 江蘇 南通 226000)

隨著數(shù)字化、智能化技術(shù)的發(fā)展以及在各行各業(yè)的綜合、創(chuàng)新應(yīng)用,建筑智能化、建筑建設(shè)智能化管理成為必然的發(fā)展趨勢(shì)。建設(shè)工程施工階段協(xié)同管理系統(tǒng)為建設(shè)工程施工管理工作開(kāi)展提供便利,在提升施工管理的質(zhì)量和效率,降低管理成本等方面發(fā)揮重要作用。因建設(shè)工程體量大、投資高、工期長(zhǎng),具有獨(dú)一性,且設(shè)計(jì)施工具有多專(zhuān)業(yè)協(xié)同監(jiān)管的復(fù)雜性等特點(diǎn),需要在建設(shè)工程施工階段,通過(guò)更具協(xié)同管理功能的數(shù)字化管理工具,提升工程建設(shè)管理效能。

1 建設(shè)工程施工階段管理內(nèi)容

建設(shè)工程施工階段管理基于施工組織計(jì)劃,運(yùn)用管理學(xué)的工具和方法,科學(xué)組織和管控人機(jī)料法環(huán)測(cè)等生產(chǎn)要素,確保工程施工建設(shè)按照既定的計(jì)劃逐步落實(shí),完成施工任務(wù)。

從施工核心管理角度來(lái)講,注重工程的安全、技術(shù)、質(zhì)量、工期以及成本等方面的控制管理。

從現(xiàn)場(chǎng)管理的層面來(lái)講,為防范安全、技術(shù)、質(zhì)量、工期、成本等可能發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題,對(duì)物料供給的管控、設(shè)備使用安全與質(zhì)效的管控、人員行為安全與作業(yè)質(zhì)效的監(jiān)控、施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的監(jiān)控與風(fēng)險(xiǎn)防范、施工地質(zhì)環(huán)境的監(jiān)測(cè)與風(fēng)險(xiǎn)防范、施工質(zhì)量的監(jiān)控以及建設(shè)信息的傳遞與記錄等內(nèi)容變得尤為重要;從施工流程與溝通的角度來(lái)講,基于施工進(jìn)度的合同與項(xiàng)目變更、施工問(wèn)題處理以及項(xiàng)目建設(shè)各方管理協(xié)同也具有重要意義。

2 建設(shè)工程施工階段管理特點(diǎn)

從建筑分類(lèi)角度來(lái)講,工程建設(shè)包括住宅、商業(yè)、工業(yè)、公共基礎(chǔ)、文娛、交通、水利等諸多類(lèi)建筑工程,不同建筑類(lèi)別有不同的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)與管理要求,且建筑建設(shè)關(guān)乎建成后長(zhǎng)期的使用安全,需要嚴(yán)格的技術(shù)和質(zhì)量管控。

從建筑建設(shè)要素角度來(lái)講,人員、機(jī)械設(shè)備、物料(鋼筋、混凝土、表面處理材料、機(jī)電設(shè)備、管線等)能源供給、工序工藝、建設(shè)環(huán)境、檢驗(yàn)檢測(cè)等多元要素的協(xié)同安排與管理,基礎(chǔ)資源要素管理多樣。

從建筑工程類(lèi)別角度來(lái)講,包括地基、主體結(jié)構(gòu)、門(mén)窗、道路與交通、綠化、機(jī)電安裝以及室內(nèi)裝飾等諸多專(zhuān)業(yè)工程,需要多專(zhuān)業(yè)的協(xié)同施工管理,面臨施工工序、協(xié)同作業(yè)管理問(wèn)題;同時(shí),因?yàn)榻ㄖ顿Y、建設(shè)、使用等相關(guān)主體的分離,使得工程建設(shè)一般需要承建單位、投資單位、監(jiān)理單位以及政府監(jiān)管單位等的協(xié)同管理。

從管理的角度來(lái)講,中大型建筑工程建設(shè)中,都面臨著多專(zhuān)業(yè)工程技術(shù),多設(shè)備、多人員、多團(tuán)隊(duì)協(xié)作與管理的復(fù)雜管理局面存在多方利益博弈問(wèn)題。

3 建筑智能化管理技術(shù)及其價(jià)值

現(xiàn)代數(shù)智化管理技術(shù)融合了感知、通信、地理空間、信息管理、自動(dòng)控制、智能運(yùn)算等多種技術(shù)成果,在建筑智能化管理技術(shù)方面,基于地理空間系統(tǒng)GIS、建筑信息模型系統(tǒng)BIM、數(shù)字化管理系統(tǒng)以及基礎(chǔ)的環(huán)境探測(cè)、信息通信、計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)等,可以圍繞建筑工程建設(shè)的幾乎所有信息資源,通過(guò)計(jì)算機(jī)可視化的鏡像與運(yùn)算邏輯,高質(zhì)量地串聯(lián)起建筑建設(shè)與運(yùn)營(yíng)的所有信息資源,乃至通過(guò)信息傳遞于連接起企業(yè)、政府監(jiān)管、環(huán)境保護(hù)等更高層面的關(guān)系網(wǎng)絡(luò)。

基于數(shù)智化管理技術(shù)的建筑建設(shè)管理,可以更為系統(tǒng)而有效的監(jiān)管建筑管理相關(guān)各要素與資源,基于項(xiàng)目和企業(yè)特點(diǎn),構(gòu)建更為科學(xué)合理的管控關(guān)系,提升管控效率和質(zhì)量;基于監(jiān)管大數(shù)據(jù),可以更為深入的預(yù)測(cè)和分析管理問(wèn)題,減少各類(lèi)風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題的發(fā)生,通過(guò)預(yù)測(cè)防范以及及早發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,及早解決問(wèn)題等邏輯提升管理效能。

4 建設(shè)工程施工階段協(xié)同管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

建設(shè)工程施工階段協(xié)同管理系統(tǒng)以保證施工安全和質(zhì)量,優(yōu)化施工效率,降低施工成本,提升施工管理效能等為根本目標(biāo),充分運(yùn)用管理工具進(jìn)行科學(xué)管理和有效管理。在協(xié)同管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)過(guò)程中,需要基于管理的職能和目標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)與規(guī)劃,圍繞企業(yè)管理以及項(xiàng)目管理需要,充分運(yùn)用科學(xué)的管理分析工具以及現(xiàn)代技術(shù)手段進(jìn)行設(shè)計(jì)和規(guī)劃。

4.1 施工階段管理的功能定義

基于建設(shè)工程施工管理的內(nèi)容、特點(diǎn)以及建筑智能化管理的技術(shù)能力與價(jià)值,可以建構(gòu)如表1所示的建設(shè)工程施工協(xié)同管理功能模塊。基于層級(jí)關(guān)系進(jìn)行功能的交互關(guān)系細(xì)化。因建設(shè)工程類(lèi)別、專(zhuān)業(yè)施工類(lèi)別差異,在管理過(guò)程中,可以根據(jù)建設(shè)施工企業(yè)的經(jīng)營(yíng)特點(diǎn),建構(gòu)全類(lèi)別、全專(zhuān)業(yè)的功能模塊,也可以建構(gòu)符合當(dāng)下或企業(yè)發(fā)展需要的功能模塊。最重要的是確保企業(yè)功能模塊的可擴(kuò)展性,可以較為便利的增刪與修改。

表1 建設(shè)施工系統(tǒng)管理模塊功能定義

4.2 技術(shù)實(shí)現(xiàn)

在協(xié)同管理系統(tǒng)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)方面,一般采用基于系統(tǒng)硬件支撐的軟件平臺(tái)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)協(xié)同管理功能。在硬件設(shè)備上,需要采用基于硬件服務(wù)器、存儲(chǔ)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的基礎(chǔ)設(shè)施作為支撐,為降低建設(shè)成本,常采用公有云與私有云項(xiàng)融合的,在系統(tǒng)與軟件層面的系統(tǒng)開(kāi)放。為實(shí)現(xiàn)既定協(xié)同管理功能,需要充分考慮相關(guān)技術(shù)的適用性、可靠性、可擴(kuò)展性、建設(shè)成本以及效能價(jià)值等,基于工程建設(shè)企業(yè)的管理的實(shí)際需求進(jìn)行匹配。

4.3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框架

將實(shí)際的管理功能通過(guò)軟硬件技術(shù)與實(shí)際施工管理活動(dòng)相融合,需要系統(tǒng)而科學(xué)的結(jié)構(gòu)框架。具體技術(shù)與管理功能的融合,可以基于圖1所示的結(jié)構(gòu)框架進(jìn)行搭建與思考。

圖1 建設(shè)工程施工階段協(xié)同管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)框架示意圖

由圖1可知,在技術(shù)層面,基于技術(shù)可實(shí)現(xiàn)性以及建設(shè)要求等選用適宜的技術(shù)及其設(shè)施設(shè)備;在信息采集層面,基于建設(shè)工程施工現(xiàn)場(chǎng)情況以及協(xié)同系統(tǒng)建設(shè)需求等建構(gòu)適宜的信息采集渠道、方式以及設(shè)施設(shè)備等,為協(xié)同管理系統(tǒng)提供信息和交互支持;在數(shù)據(jù)分析層面,根據(jù)協(xié)同系統(tǒng)建設(shè)需要以及技術(shù)質(zhì)量與成本等搭建數(shù)據(jù)處理模式以及建構(gòu)基于應(yīng)用需要的數(shù)據(jù)提取邏輯;在應(yīng)用層面,基于上層實(shí)際工程施工協(xié)同管理需要、下層數(shù)據(jù)采集能力、以及施工建設(shè)進(jìn)程等建構(gòu)管理功能模塊;在用戶層面,界定用戶類(lèi)型,通過(guò)可視化的平臺(tái)界面以及層級(jí)化的處理邏輯等為管理人員提供管理入口,并通過(guò)智能設(shè)備、客戶端、網(wǎng)頁(yè)等連接進(jìn)入?yún)f(xié)同管理平臺(tái)系統(tǒng)。

5 協(xié)同管理效能優(yōu)化

5.1 基于多元角度的功能模塊建構(gòu)

為高質(zhì)量的實(shí)現(xiàn)工程建設(shè)階段協(xié)同管理功能,需要在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面建構(gòu)與監(jiān)理單位、建設(shè)單位、施工單位等基于不同管理方的功能模塊,以及在相應(yīng)功能模塊下創(chuàng)設(shè)相關(guān)人員的具體工作模塊,比如建設(shè)單位相關(guān)的項(xiàng)目經(jīng)理、財(cái)務(wù)人員、質(zhì)量人員、資料人員、物料人員等的工作清單?；趯?zhuān)業(yè)、企業(yè)、項(xiàng)目管理需要,建構(gòu)系統(tǒng)化、層級(jí)化的功能模塊。

5.2 基于GIS、BIM 等技術(shù)的可視化協(xié)同呈現(xiàn)

GIS、BIM 技術(shù)通過(guò)統(tǒng)一的地理空間、建筑模型與環(huán)境條件,為工程建設(shè)多專(zhuān)業(yè)施工提供統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)模型,通過(guò)平臺(tái)化、可視化的呈現(xiàn)以及信息關(guān)聯(lián)技術(shù)可以系統(tǒng)而有序地展現(xiàn)建設(shè)工程主體各專(zhuān)業(yè)信息,包括建筑地理空間信息、結(jié)構(gòu)尺寸、物料清單、建設(shè)效果、工藝工序乃至施工建設(shè)進(jìn)程、設(shè)備、物料與能源供給狀態(tài)等信息,為工程項(xiàng)目的建設(shè)施工、施工管理、協(xié)同施工以及協(xié)同施工管理等提供高質(zhì)量的技術(shù)支持。

5.3 基于管理職能的流程優(yōu)化

建設(shè)工程施工是跟隨施工建設(shè)活動(dòng)而不斷發(fā)展直至任務(wù)完成的過(guò)程管控。從結(jié)果評(píng)估與評(píng)價(jià)的角度,需要對(duì)各管理功能模塊的管理效果和管理職能進(jìn)行科學(xué)評(píng)估。以質(zhì)量管理為例,在項(xiàng)目管理中,需要基于企業(yè)質(zhì)量保證體系、項(xiàng)目質(zhì)量管理體系以及項(xiàng)目質(zhì)量管控目標(biāo)計(jì)劃等,開(kāi)展質(zhì)量過(guò)程控制及質(zhì)量驗(yàn)收等質(zhì)量管理活動(dòng)。監(jiān)理、項(xiàng)目經(jīng)理、質(zhì)量監(jiān)管等不同管理部門(mén)對(duì)建筑質(zhì)量管理的側(cè)重點(diǎn)不同,質(zhì)量相關(guān)信息傳遞、處理與分析等需要高質(zhì)量且差異化的設(shè)計(jì)結(jié)果。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中,不但需要充分了解管理組織結(jié)構(gòu)、管理流程,結(jié)合實(shí)際管理職能需要建構(gòu)平臺(tái)界面的連接關(guān)系,還需基于管理效率和功能的提升,對(duì)要管理要素、流程關(guān)系、信息交互方式等進(jìn)行優(yōu)化和設(shè)計(jì)以確保管理系統(tǒng)能夠達(dá)成管理效能提升的目的。

5.4 基于系統(tǒng)關(guān)鍵點(diǎn)節(jié)點(diǎn)與數(shù)據(jù)分析的協(xié)同管理效能優(yōu)化

為提升協(xié)同管理效能,一方面,需要科學(xué)建構(gòu)管理職能、施工作業(yè)以及問(wèn)題處理等各種管理工作間信息的匯聚點(diǎn)與傳輸路徑,確保通過(guò)協(xié)同管理系統(tǒng)能夠建構(gòu)良好的管理組織制度與流程,提升協(xié)同管理的效率,發(fā)揮管理的最大價(jià)值;另一方面,需要能夠?qū)ο到y(tǒng)末端采集到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行綜合利用,通過(guò)數(shù)據(jù)分析技術(shù)深挖基于實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)、可持續(xù)監(jiān)管下的各類(lèi)數(shù)據(jù)信息在管理需要上的價(jià)值,提升數(shù)據(jù)利用價(jià)值,為協(xié)同管理服務(wù)。一般采用的數(shù)據(jù)分析技術(shù)包括對(duì)比分析(比如基于縱向、橫向、基準(zhǔn)、實(shí)際與計(jì)劃、同比、環(huán)比分析等)和結(jié)構(gòu)分析(比如多元線性回歸、時(shí)間序列、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊建模等)。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述,建設(shè)工程施工階段協(xié)同管理系統(tǒng)綜合了GIS、BIM 以及現(xiàn)代數(shù)字化、智能化平臺(tái)系統(tǒng)建設(shè)相關(guān)技術(shù),為工程建設(shè)管理效率提升,建設(shè)成本優(yōu)化以及管理成本降低,促進(jìn)施工管理效能提升等提供新的管理的工具和方式方法。建設(shè)工程施工階段協(xié)同管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)需要基于軟硬件技術(shù)配置、系統(tǒng)效能優(yōu)化等確保協(xié)同管理系統(tǒng)能夠?yàn)閰f(xié)同管理提供便利與有效支持。