建筑工程建設智慧化管理探索與思考*

楊曉毅，賽 菡

(中國建筑一局(集團)有限公司，北京 100161)

0 引言

隨著國家經濟的高速發展，企業規模快速增長，產業化程度越來越高，技術越來越復雜，社會分工越來越細，企業間要想實現高質量發展，須通過使用更先進的管理方法和工具來保證不同區域、不同類型項目及部門的生產經營活動保持統一和協調。BIM技術作為建筑數字化的基礎技術，承載了過多人們對建筑信息化轉型的期待。隨著工程技術實踐，需更多數字化技術的加入才能逐步實現建筑工程的轉型升級。2020年度住房和城鄉建設部聯合多部門，密集發布《關于推動智能建造與建筑工業化協同發展的指導意見》《加快新型建筑工業化發展的若干意見》《關于加快推進新型城市基礎設施建設的指導意見》等一系列文件，引導工程建筑行業融合新技術不斷向智能化管理轉型升級，實現從“以產品為中心”向“以服務為中心”的價值轉變。

1 建筑工程智慧化管理現狀

建筑工程行業的整體發展是數字化、智能化、智慧化的逐步發展，也是3種發展形態相互組合、促進的發展過程，如圖1所示。數字化是3種發展形態的基礎，BIM技術為施工項目實現數字化提供有效的工具和載體；智能化是行業“十四五”的發展重點，涉及管理流程升級融合；智慧化是行業發展的未來方向，涉及技術工具、建造方法、管理體制、數據治理的變革。但近年來，建筑工程行業建造規模的快速增長、市場的低價競爭、重點研發由高校和科研院所主導等原因，導致企業科技投入嚴重不足。相對于加工制造行業來說，建筑工程行業目前仍是經驗積累型行業，整個行業數字化底層基礎差、變革性創新少，新技術融合發展相對緩慢。雖然“數字化、智能化、智慧化”等概念在積極推進，但在實際執行過程中還有一系列問題尚未解決。

圖1 3種發展形態的關系

1.1 兩級數字化體系建設尚需完善

當前階段屬于智慧化管理的起步階段，除培育基于項目特需的、自發的應用，更迫切的是向制造業學習，建立企業內部兩級數字化體系，為重構智能建造體系夯實基礎。數字化建設不應為企業建立孤立的功能模塊，而應打造一個實時、動態、開放的整套生態鏈，最終形成縱向互通，打破組織邊界，實現項目、公司、集團數據一體化。橫向互融，各業務線數據技術、商務、生產數據互融，不斷優化企業自身運營，對內賦能業務、員工，對外服務客戶、市場。強化頂層設計、統籌推進及支撐保障，建立健全智慧化管理組織體系是建筑工程智慧化管理的必要手段。

1.2 底層數據薄弱，管理產出價值計算難

建筑工程的底層數據來自各項目，但由于頂層設計不足、實施路徑不清，大多數項目僅注重軟硬件的點式投入，關注采購功能各異的“智慧工地”平臺，但不重視平臺數據的持續有效運營。此時的數字化建設更像一個對外展示的形象工程，忽視了對項目生產全生命周期過程中數據的采集、清洗、集成、分析、挖掘和應用。空有基于“智慧工地”平臺的數字化外殼，缺少基于數據運營的智慧大腦。這種重面子輕里子、重展示輕運營、重平臺輕數據的思維怪圈，導致來自項目一線的數據往往不準確、不及時、不一致、不完整、不規范、不唯一，從而無法沉淀為知識能力，也無法轉化為企業的生產力和競爭力。項目數字化投入易計算，但產出為綜合產出，如管理流程信息化、數據服務化、溝通效率提升、社會價值展現、企業品牌影響力等管理成果往往難以單獨量化其價值，這也給數字化建設帶來難度。

1.3 數據安全

近年來，隨著大數據的發展，諸如此類的數據安全事件數不勝數。在數據資產管理上，正在由傳統分散式的人工管理向計算機集中化管理方向發展，數據安全問題受到越來越多的關注。國內常用以ABC為主的國外建模軟件，其他管理類軟件和平臺極少，且相對不成熟。自主知識產權的三維圖形平臺和數據、軟件標準缺失，使國內工程項目數據存在安全隱患。

2 建筑工程智慧化管理思路

工程生產經營信息的不確定性，會增加企業成本；若能控制這些不確定性因素，則能成為企業的潛在利潤。從信息化視角看，施工企業競爭的本質是在不確定市場環境下企業資源配置效率的競爭，所以企業生產、經營、服務所需核心數據的利用效率成為企業提升管理能力的利器。在數字技術的驅動下，將來智慧化管理企業不僅僅只是一個工程建造供應商，還為客戶、合作伙伴、政府部門、業主搭建一個開放的建筑生態系統，用數字驅動建筑產業的新活力，催生基于信息化數字平臺的建筑規劃、設計、施工、招采、管理、運營等新業態。從傳統工地升級為智能工地需要企業和項目做什么，怎么做，是我們當前需要思考的問題。

2.1 做好企業的頂層設計

建筑項目各區域生產資源、氣候環境各有特點，甲方需求不盡相同，可以說施工項目屬于個性化定制生產，臨時整合的團隊與各種生產要素都需磨合，導致各項目特點、難點不同。企業部門內部、企業與項目間如何部署才能實現企業業務與數據互通，提高企業管理層對項目的管控能力；各部門如何建設業務中臺、數據中臺，逐步實現數據驅動；如何布局基于數字技術的規模化部品部件的生產，結合工廠及現場的智能設備，實現設計標準化、生產規模化、裝配精準化；如何打破與各類供應商簡單的采買關系，布局生產服務性生態鏈，都需企業進行頂層設計。

2.2 健全智慧建造標準化體系

標準化作為基礎能提供各項管控基礎數據。為提升企業管理水平，傳統標準化大多為集中大量經驗豐富的管理人員共同編制各項管理手冊，形成一系列標準化工作，同時根據不同項目特點劃分不同管理等級，項目根據需求選擇管理標準。智慧建造階段，首先應建立健全數字建造標準化管理體系，制定智慧化管理規劃，搭建智慧化管理制度，健全智慧化管理體系，對智慧化管理進行考核。利用好數據化手段，將各項管控數據進行分類、組合、分析和傳輸，提供給項目各方。依據各項數據實現各項任務有章可循、有據可依、有人管理和有人檢查的精細化管理，最終保證管理過程可控，實現既定目標。考慮適用性，保證不同區域的管理人員均能據此開展管理工作，形成自下而上智慧建造的通用性能力。

2.3 分層級開展人才培養和使用

企業數字化建設離不開IT人員，但不能僅是IT人員，需各業務部門人員的深度參與，催生一批利用數字工具、方法進行工程建設的工程師，即數字工匠。所以培養企業業務部門的數字化管理思維，打造項目的“數字工匠”是必要工作。組織規劃各領域、各梯隊的數字化人才素質標準，開展企業領導層、項目領導班子層等，分層級、分批次、分專業進行建筑工程數字化管理培訓，實現高層能懂、中層能用、基層能做的全層級實施建筑工程數字化管理模式。為夯實數字化建設基礎，中國建筑一局(集團)有限公司對BIM技術技能人員培訓和考評體系進行研究，總結多年來人才培養體系、考核評價、激勵機制等多方面的管理經驗，打造“325”體系，即專業層、崗位層、企業層3個層級，培訓體系、考評體系2套體系，培訓、評價、使用、待遇、職業發展五位一體化聯動激勵機制，激發員工對BIM技術應用的熱情，為實現建筑施工企業BIM技術的落地應用提供復合型人才支撐。

2.4 推進項目智慧化管理與應用水平

1)基于BIM技術的傳統項目數字化生產

全面、及時、準確地獲取、分享與利用項目信息是智慧建造的前提，對傳統的建筑實體、生產要素、管理過程進行數字化改造，如圖2所示。首先，依托BIM技術進行建筑實體數字化，重點提升BIM建模能力、BIM模型施工深化能力、BIM模型專業間協同能力、BIM模型上下游傳遞能力等；其次，依托智慧工地進行生產要素數字化，分別利用軟件、硬件及LOT，5G等技術對工程范圍內的“人、機、料、法、環、品”等方面進行數字化驅動；最后，依托BIM+智慧工地+信息化進行作業過程管理決策數字化。

圖2 項目生產對象數字化改造框架

2)搭建智慧工地平臺，打破數據邊界，重塑項目管理流程

如何利用工程物聯網結合“人、機、料、法、環、品”等工程要素，打破數據邊界，重塑管理流程，提高資源利用效率，形成高質量建筑產品。搭建項目層級智慧化管理應用平臺是解決該問題的趨勢。以解決項目問題為導向，將BIM、物聯網、云計算、移動關聯網、GIS、大數據、人工智能等數字化技術應用融合至傳統業務管理，集成各專業模塊，使各專業、各部門實現數據產生、數據使用、業務流程在線、數據共享、決策分析等創新應用，促使業務流程再造，繼而聯合相關業務體系進行過程管理約束，從而提升項目綜合管理能力和管理效率，達到精益管理、智慧決策的目的。

實現這一目標還需做以下幾項工作：①智慧工地管理部門應聯合項目管理等業務部門逐一明確項目數據應用場景并固化，繼而形成標準化管理執行工作；②聯合信息部及相關部門完成對智慧工地的數字化建設，并有效推廣；③不斷積累可挖掘項目數據，持續進行項目數據的治理工作，同步進行相應效益總結分析，利用AI技術修正數字化與管理的融合深度和廣度；④以提升效率、降低成本為目標，有意識構建智慧工地相關軟硬件供應商庫；⑤建構多方參與環境，包括業主、設計、甲指分包、自有分包、監理等，讓項目的數據來自真實的使用方，更加貼近項目管理需要。

2.5 利用BIM技術優勢向設計、運維方向擴展服務能力

在項目施工階段，BIM技術應用效能已獲得一定的行業共識，充分挖掘數據資源變為“知識服務經濟”，需要行業持續探索，圍繞工程的新業態、新模式，加快推進向設計、運維等方向的“前展后延”。

隨著EPC新業務模式的蓬勃發展，工程在設計施工階段存在大量交叉和并行。在方案策劃階段，項目應著重策劃EPC模式下BIM模型傳遞方案。首先，依據總進度計劃、里程碑節點要求編制設計線、招采線、施工線的模塊管控節點；其次，在設計院建模之初，明確建模標準，實現設計模型的有效性，在施工階段，進行圖模一致性檢查和模型正確性檢查；在正確模型上進行施工階段的圖紙會審、深化設計、工程交底等管理工作，利用平臺實現模型的輕量化處理，并生成二維碼；根據不同使用場景集成設計說明、施工做法、材料做法等要素，實現二三維集成、人圖交互，輕松將數據帶到施工現場；通過現場管理將存在的偏差反饋給項目的BIM工作室，修正模型，形成一個工作循環。

3 結語

企業應積極主動布局智慧建造，用智慧建造技術提升項目管理、提高生產效率，推動產業轉型升級。首先，加快智慧化管理標準化體系的建設,研究制定智慧化管理互聯互通的相關標準及路線圖；其次，在傳統的工作管理方式上進行數字化改革，實現智慧化管理；再次，智慧化管理除需一個綜合管理平臺外，還需很多智能化裝備替代目前的一些高危作業工種和體力工作，但在目前的建筑行業，還有待進一步研發；最后，大數據時代需借助數據進行分析決策，但對于建筑行業，尤其是施工行業，大數據積累很少，所以需加大示范項目的應用，為行業儲備大數據。管理促進、業務融合、技術發展、人才培育是推進智慧化的四大法寶，圍繞項目建設周期打造數字化生態圈，持續加入新技術、新人才，才能慢慢實現建筑行業智慧化升級。