創新應用場景，建設工程互聯網

張 志 偉

(中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司，四川 成都　610072)

創新應用場景，建設工程互聯網

張 志 偉

(中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司，四川 成都610072)

摘要：本文結合互聯網+的政策和發展現狀，分析了工程行業對互聯網技術的需求，從適應市場競爭、提高生產力水平和優化生產模式等方面，闡述了構建工程互聯網的必要性。研究了工程互聯網的主要維度、分類、利益相關方和構成要素，提出了工程互聯網的主要應用場景。立足當前水電工程信息化水平，對構建工程互聯網的實現路徑提出了建議。

關鍵詞：工程互聯網；應用場景；互聯網+

1互聯網+對傳統行業的影響

互聯網時代，人的需求發生變化，帶來客戶需求的變化，進而影響生產模式的變化。傳統行業處于社會的大變革中，也將因環境的變化而發生變化。

互聯網技術泛指云計算、大數據、物聯網、移動應用等新一代信息技術。互聯網+的實質是連接和數據，數字化是基礎，連接是創造價值的途徑。將分布式的各種關系進行緊密連接，將一切業務過程數字化，基于數據對業務進行分析和重構，從而更好的掌握市場和用戶，優化商業模式和生產模式。

以互聯網和新能源為代表的第三次工業革命成為世界各國工業領域的發展主題，李克強總理提出互聯網+，美國提出工業互聯網，德國提出工業4.0，劉振亞提出能源互聯網。2015年7月，國務院印發“互聯網+行動的指導意見”，明確互聯網+是把互聯網的創新成果與經濟社會各領域深度融合，推動技術進步、效率提升和組織變革，提升實體經濟創新力和生產力，形成更廣泛的以互聯網為基礎設施和創新要素的經濟社會發展新形態。意見明確了十一項重點行動，目前在互聯網+消費領域之外，互聯網與傳統產業的融合也形成了諸多成功實踐。其中，電子商務領域，有找鋼網、旺材網、豬八戒、萬科云等。協同制造領域，有長安汽車、青島紅領定制服裝、陜西鼓風機公司等。高效物流領域，有寶船網、INTTRA航運平臺等。智慧能源領域，有新能源、設備智能化、電力智慧調度、同方工業云等大數據應用。綠色生態、人工智能等領域也逐步形成互聯網+產業并促進企業的轉型升級。對部分互聯網產品的商業模式分析見表1。

表1　互聯網+傳統行業的生產模式分析

互聯網一定程度上顛覆了這些行業的商業模式和生產模式，被顛覆的這些傳統產業具有三個典型的互聯網屬性：

(1)需求容易被模塊化、產品化；

(2)供方、需方均比較分散，數量眾多，且資源可被組織；

(3)業務過程容易被數字化，對物理空間的依賴不高。

互聯網+傳統產業融合創新后，其商業模式具有如下三個互聯網特征：

(1)以用戶為中心，而不是以產品和廠商為中心，為用戶創造更大價值；

(2)融入價值鏈核心環節，并帶來產業價值鏈的重新分配和競爭格局的變化；

(3)通過數據驅動業務的發展，以數據驅動精細化的協同，改變傳統粗放式的協作，解決資源配置和產業鏈上由于信息不對稱帶來的接口問題。

隨著工程行業體制改革、管理提升和信息化建設，也逐步顯現出互聯網屬性。在外部競爭和客戶需求的引領下，互聯網與工程行業的融合創新將成為工程行業企業面臨的新課題。

2工程行業對互聯網技術的需求

建設工程互聯網，既存在市場需求、社會環境和國家政策的外因引領，又是提升生產力水平和提高競爭能力的內因驅動。

工程建設行業是傳統行業，產業鏈長，專業領域多，空間分散，時間跨度長，協同問題突出。如何優化生產、管理提升，實現企業轉型升級，是行業企業內部面臨的普遍問題。信息技術是提升生產力水平的有效手段。據美國研究，建筑業的無效工作高達57%，比制造業高31%。信息技術的應用被證明是減少無效工作，提高勞動生產力水平的有效手段。

市場環境對設計施工一體化的要求日益提高，國家大力發展工程總承包，提高中國企業“走出去”的競爭能力。國內工程投資企業也逐步轉向總承包模式。而工程數據是設計施工一體化的重要方面，而當前設計和施工的數據交換還十分有限，基本以靜態的圖紙為主，隨著BIM三維設計技術的逐步普及，DS、BENTLEY、AUDUDESK三個廠商的數據難以融合，設計數據缺應用，施工應用缺數據的現象普遍，解決設計施工數據一體化問題的需求日益迫切。

數據將成為工程建設的基礎生產資料，工程規劃、設計、采購、施工、運行過程中產生大量數據，特別是歷史積累的價格、質量、安全、風險等方面決策支持數據對企業的經營和工程的預測預警具有重要作用?？缃M織、跨工程的工程數據互聯互通對國際水電市場拓展、相關產業延伸、降低內控風險、提高盈利能力均具有重要現實意義。

綜上所述，工程建設行業在提升生產力水平、優化設計施工一體化生產模式、發揮數據在提質增效方面的基礎性作用等方面對信息技術的需求，需要跨組織、跨階段、跨工程，具有典型的互聯網特征，以此為目的的信息化建設和應用即為工程互聯網。

3工程互聯網主要構成

工程互聯網是將分布式的人、數據、工程連接起來，打破組織、專業、時空的界限，結合應用場景，開發、運營工程互聯網產品，創新商業模式、生產模式，配置生產要素，實現工程產業鏈一體化協作，提升工程全生命周期的質量、安全、經濟價值。

工程互聯網具有三個維度(見圖1)：組織維、空間維、時間維，組織指企業，空間指工程，時間指階段。組織維是基本維度，空間維和時間維應必備其一。按照三個維度的組合，可將工程互聯網分為企業型工程互聯網、產品型工程互聯網和平臺型工程互聯網。

企業型工程互聯網是企業信息化的高級階段，其特征是實現企業內各工程、各階段的數字化協同；沒有跨企業，但實現了企業內部組織的協同。這類應用是以提升內部用戶價值為出發點，主要表現為投入。

產品型工程互聯網具有組織維和時間維屬性，其特征是實現了多個企業和工程的多個階段的數字化協同。這類應用是以提升工程用戶價值為出發點，主要表現為產品型銷售和服務。例如智能大壩系統。產品型工程互聯網不會顛覆傳統行業，其作用是優化生產模式。

平臺型工程互聯網具有組織維和空間維，可具有時間維屬性，其特征是實現了多個企業和多個工程數字化協同。這類應用是以提升工程用戶價值為出發點，主要表現為平臺型銷售和服務。例如找鋼網、豬八戒、旺材網等。平臺型工程互聯網可能顛覆傳統行業，其影響范圍以應用場景相關各方為邊界。

圖1　工程互聯網的三個維度

工程互聯網具有四類利益相關方：用戶、服務供應商、平臺運營商和開發商。

對企業型工程互聯網，開發商是新的受益者，傳統企業扮演用戶的角色，通過應用工程互聯網來提升自身價值。

對產品型工程互聯網，開發商是新的受益者，傳統企業扮演用戶和服務供應商的角色，通過應用工程互聯網為客戶提供增值服務來提升自身價值。

對平臺型工程互聯網，運營商和開發商是新的受益者，傳統企業扮演用戶和服務供應商的角色，通過應用工程互聯網為客戶提供增值服務來提升自身價值。

工程互聯網的三要素包括：人、數據和工程，其載體是信息系統，在數據標準基礎上，建立一系列應用系統，把人、數據和工程連接起來。人與工程通過應用場景連接，工程與數據通過技術標準連接，人與數據通過應用系統連接，見圖2。

圖2　工程互聯網構成要素

人包含網絡連接的各利益相關方，包括業主、設計、施工、監理、供應商、政府、中介咨詢機構、軟件服務商等。

數據以技術標準為基礎，以應用系統為載體。BIM工程數據中心是數據連接和交換的樞紐，信息模型標準是集成和融合的關鍵，是實現數據跨階段、跨專業、跨工程互聯互通的基礎，連接各類工程管理要素。工程互聯網中的主要數據資源包括：BIM模型、項目管理數據、工程監測數據。

工程是以數據為生產要素的工程，人可以通過數據更好的認識、策劃、執行、監督、完善工程的各個過程。通過相互連接，工程之間可以連通數據與信息，依托各類應用場景發揮數據在分析、評價、預測方面的價值。

技術標準是互聯互通的基礎，工程互聯網標準體系可包含工程數據接口、工程互聯網服務接口標準和互聯網服務接口標準等。工程數據接口標準重點解決BIM工程模型的創建、集成、移交等問題；GIS基礎地理信息標準重點解決地理信息方面的數據標準化和業務接口的問題；智能監控重點解決監控的要求、數據獲取、報送和集成分析等方面的問題。工程互聯網服務接口標準重點解決工程互聯網應用的產業鏈各方對業務系統的應用和集成問題。互聯網服務接口標準重點解決與通用互聯網產品的服務接口問題(見圖3)。

圖3　工程互聯網技術標準體系

4工程互聯網主要應用場景

工程建設行業的核心價值鏈是營銷、融資、規劃、設計、采購、施工、運行，以此歸納工程互聯網的主要應用場景見表2。

表格中對工程建設產業鏈各環節應用價值較大的應用點進行了分類，總計歸納了工程全生命周期中35個工程互聯網應用場景，并對每個應用場景的生產模式進行了分析。這些應用點的實現會應用一種或多種互聯網技術，包括電子商務B2B/O2O、大數據BD、建筑信息模型BIM、集成項目管理IPD PM、企業管理ERP/CRM/SCM、物聯網等。

5工程互聯網的實現路徑

工程互聯網對用戶、服務供應商、平臺運營商和開發商均有利可圖，總體而言，其實現將是市場驅動、逐點突破、螺旋上升的過程，利益相關四方均有可能成為某類應用場景的發起者和引領者。

作為工程建設企業，應主動推動企業型工程互聯網建設與應用，順勢開展產品型工程互聯網建設與應用，研判平臺型工程互聯網機遇與應用。

實現過程中應強化規劃引領，制度導向和標準規范的作用，技術研發與項目應用相結合。

(1)編制指導意見，統一互聯網創造工程價值的共同認識，以應用場景為導向，研究和制定工程應用指標，通過對工程應用做出要求，為工程互聯網應用帶來的價值分配方式建立指引，推動技術的進步和共享。

續表2序號價值鏈與應用場景主要應用技術領域商業模式云計算與大數據建筑信息模型BIM物聯網電子商務集成項目管理IPD企業管理ERP/CRM/SCM供給方供給內容工程互聯網類型需求內容需求方用戶價值(4)遠程會商決策★工程師視頻、數字化模型產品決策會商媒介總包方/業主提高效率,降低成本(5)基于BIM的設計施工一體化集成數據管理★★工程師數據產品、平臺集成分析總包方/業主提高效率,降低成本(6)EPC一體化施工管理★工程師管理數據產品、平臺管理任務總包方/業主提高效率,降低成本(7)質量監控★產品經營方物聯網設備產品、平臺監控數據總包方/業主提高安全性(8)工廠化模塊化制造★★工廠成品件產品、平臺成品件總包方/業主降低成本(9)安全文明施工★產品經營方物聯網設備產品、平臺監控數據總包方/業主提高安全性,控制成本(10)竣工模型數字移交★工程師數據庫產品、平臺工程移交任務總包方/業主創造新增價值7運行(1)運維模型數字移交★工程師數據庫產品、平臺工程移交任務總包方/業主創造新增價值(2)基于BIM的生命周期集成數據管理★工程師數據產品、平臺集成分析總包方/業主提高效率,降低成本(3)仿真培訓★產品經營方可視化培訓教程產品、平臺培訓課程總包方/業主減少出錯,降低成本(4)設備預防性維修★★產品經營方數據庫產品、平臺維修建議總包方/業主減少出錯,降低成本,提高效益(5)發電預測優化調度★★產品經營方數據庫產品、平臺調度建議總包方/業主提高收益(6)集成監控與健康診斷★★產品經營方數據庫產品、平臺安全性評價總包方/業主提高安全性(7)安全與應急管理★★產品經營方數據庫產品、平臺安全性評價總包方/業主提高安全性

(2)編制應用指南，明確工程互聯網的主要應用場景和基本流程，為各類工程選擇適合的應用以實現價值最大化提供指引。

(3)編制技術標準，為工程數據的互聯互通制定技術標準，為業務的一體化應用制定工作流程和行為規范。

(4)建立產品研發生態環境，充分發揮自身的信息化研發能力，既要將工程互聯網打造成工具，培養工程互聯網軟硬件產品開發能力；又要將工程互聯網打造成產品，培養工程互聯網軟件的工程應用能力；還要將工程互聯網打造成產業，通過提供新的服務內容，實現企業的轉型升級。

6結語

水電行業需要提高生產力水平，優化設計施工一體化生產模式，充分發揮數據在提質增效方面的作用，建設工程互聯網是企業轉型升級的內在要求，也是市場需求和政策要求的外因引領?？蔀楣こ倘芷诘馁|量、安全、經濟創造更大價值，具有重要現實意義。

工程互聯網由人、數據和工程三要素構成，包含組織維、時間維和空間維三個維度，分為企業型工程互聯網、產品型工程互聯網和平臺型工程互聯網三種類型，有用戶、服務供應商、平臺運營商和開發商四類利益相關方。

工程互聯網的建設應緊緊圍繞應用場景，在工程數據互聯互通的總體目標指引下，綜合應用各類互聯網技術，從具備條件的應用點著手，謀求突破，實現互聯網+工程的生產模式創新。

工程互聯網的實現將是市場驅動、逐點突破、螺旋上升的過程。工程建設企業，應主動推動企業型工程互聯網建設與應用，順勢開展產品型工程互聯網建設與應用，研判平臺型工程互聯網機遇與應用。從規劃著手，制度引領、標準先行，著力培養一支跨界協同的工程互聯網創新人才隊伍。推動企業做優存量、做大增量、轉型升級目標的實現。

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收稿日期：2016-01-24

作者簡介：張志偉(1981-)，男，內蒙古赤峰人，高級工程師，主要研究方向為數字工程、企業信息化。

中圖分類號：F49

文獻標志碼：B

文章編號：1003-9805(2016)02-0009-05