施工企業智慧工地實施與運營保障研究

孫永武

(中鐵建電氣化集團南方工程有限公司 湖北武漢 430074)

1 引言

十三五期間，國家發布了《2016—2020年建筑業信息化發展綱要》，對施工行業信息化建設以及信息化管理提出了新的要求。在新的時代背景下，施工類企業若想在未來的發展中永立潮頭，就需要不斷加強信息化在基礎設施建設中的發展力度，持續、加快推進信息管理系統在施工企業中應用、升級、換代的步伐。

基于智慧工地系統的信息化管理就是借助新一輪技術的發展契機，圍繞施工企業工程項目管理中幾個重點的環節“勞務、物資、機械、質量、進度、安全、培訓”與傳統的管理流程相融合，將以往的優秀經驗、高效流程固化到智慧工地系統中，進而在施工項目全生命周期中全面應用，提高施工企業項目管理的信息化管理水平，持續推動施工企業項目信息化建設水平[1]。

2 施工企業痛點及智慧工地應用現狀

長期以來，施工企業在工程項目管理上面臨諸多難題:項目多；監管累；參建單位分布在不同的地域、不易管理；安全隱患管理難；管理成本壓力大；參建單位數量眾多，組織關系和合同關系復雜；工作流程不統一，文件傳遞及分發過程繁多；項目管理文檔多且復雜；各部門工作的相互關聯依賴性強；需要借助新的技術、新的思想、新的理念解決行業難題實現管理上的破局立新[2]。

當前，智慧工地應用在我國還處于初級應用階段。據相關資料不完全統計，我國在2020年智慧工地應用市場總體規模達120億之多，相較于之前的管理粗放、無序已經有了很大提高。本文結合商合杭高鐵施工項目智慧工地應用實際情況，就智慧工地應用與系統實施保障闡明個人看法。

3 智慧工地設計

3.1 設計目標

規劃、設計施工企業項目管理智慧工地系統，為施工企業項目數據匯聚、各業務垂直管理和橫向數據流通提供基礎環境，同時具備服務項目和服務企業的能力。

3.2 必要性

施工企業在工程項目管理中面臨諸多難題:項目多；監管應對累；參建項目分布在不同的地域、不易管理；安全隱患管理難；管理成本壓力大；傳統施工管理模式無法解決行業難題，需要借助新的技術、新的思想、新理念實現探索行業難題的破局之道。為加快推進施工企業管理上的難題，融合信息化建設和精細化管理的發展要求，促進行業進一步轉型升級[3]。

智慧工地整體的設計思路，首先是要對施工企業項目管理的工作流程全面掌握，深度根植于施工企業的項目管理日常，對項目管理全過程進行全面把控。其次，工作匯報實現一次收集、自動關聯；利用大數據分析技術對工程項目管理數據進行綜合分析，并對正在開展的項目進行進度分析和預測，預測結果作為工程項目管理的輔助決策手段。系統采用微服務架構并進行分布式部署，可輕松實現業務擴展和項目信息復用，降低推廣和維護成本[4]。

3.3 設計內容

商合杭高鐵智慧工地管理平臺基于施工現場的深入分析，旨在解決項目工地存在的實質性問題，系統的核心優勢在于將事務性管理數字化和智能化，為施工企業更快捷、更精準、更專業地管理項目安全和項目質量，巡檢效率和效果大幅提升，安全生產責任壓到實處。系統將工程管理要求、管理責任與履約保障合一，可有效提升企業的管理水平和管理效率，解決環境復雜、人員雜亂、缺乏有效管控等諸多問題。以大數據分析、人工智能等底層技術為依托，以提高施工項目管理能力為目的，結合現場實際需求深度定制工地智慧管理解決方案。解決方案以施工項目的人員管理為核心，采用最先進的人工智能技術，對所有人員進行精準的身份識別，從源頭上杜絕勞務方虛報人數、冒名頂替、人浮于事等情形，減少安全質量風險與項目進度管理的難度。另一方面，將因替班行為帶來的勞務糾紛杜絕在行為發生之前，較傳統智慧工地的讀取身份證、指紋識別等舊方式采用更高效、可靠的人臉識別技術，并將人臉身份識別貫穿到項目管理的全過程，以加強項目管理，保障業主和施工單位的各項管理措施切實落實到位。

3.4 設計原則

(1)要求PC端和移動端協同工作，方便在各種情形下使用系統；崗位人員操作可用移動端代替傳統PC端信息搜集方式，減少信息等待與資料收集的時間成本，提高工作效率[5]。

(2)系統內的一切操作以人性化、減輕工作量、簡化工作流程為目的；一切功能設計以盡可能減少人工操作環節、充分利用數據關聯性，智能填充等技術手段，避免或盡可能減少重復勞動為主。

(3)系統在收集數據和形成報表的進程中盡可能使用智能化、自動化的方式，避免因有意或無意的人為因素造成數據采集失真、工作效率低下等問題[6]。

(4)不斷改進和完善管理流程，流程與實際業務要結合，流程體系的優化要考慮整體流程的各個銜接點、流程點的配合，并對工作過程全程自動留痕，利用人工智能技術分析留痕數據的真實性和可靠性，杜絕安全管理、質量管理中的虛報瞞報、消極怠工等情況，確保項目管理措施貫徹到位。

(5)結合企業實際的項目管理業務流程，設企業級和項目級兩層管理，實現打通各層級的項目運營管控。項目級管理的重點為勞務實名制管理、物資管理、進度管理、安全隱患管理、技術質量管理、安全培訓管理等，各層級各有側重。根據不同的管理需求，可選擇部署、自由組合，實現打通數據孤島、多維聯動協同的目的，為施工管理提供真實、全面、有力的決策依據。

(6)基于人工智能、深度學習等技術手段貫穿工作全流程管理。采用人臉識別代替容易作假的身份驗證方式，系統自動智能根據經緯度識別打卡區域是否合法，超識別區域進行智能報警。

(7)解決方案要求利用大數據分析和機器學習技術實現對項目施工既往知識、經驗和信息的沉淀，通過人工智能技術實現對項目施工人員的精準識別和管理。

3.5 總體框架

系統總體框架主要包含8大模塊，系統管理模塊、消息管理模塊、物資管理模塊(接觸網預配)、安全教育培訓模塊、勞務管理模塊、安全交底、安全檢查、工程進度模塊等，總體功能架構如圖1所示[7－9]。

圖1 系統功能架構

4 系統實施與運營保障

軟件系統實施應用過程是復雜的迭代過程，不能建立在理想的狀態下考慮系統的一次開發成型，實施過程中要充分吸收最新的系統開發迭代思想，在系統實施的里程碑階段上，要重視開發的迭代過程[10]；系統實施要執行迭代遞進的開發策略，每一個迭代周期完成，都會形成一個產品原型，結合項目實際的需求不斷與用戶進行交互、完善，直到原型設計發展成為可用的產品[11]。系統實施迭代過程如圖2所示。

圖2 實施流程

項目開發過程中，編制可行的系統實施質量管理計劃，然后按計劃有序地執行和控制這些活動以保證絕大多數的質量缺陷可以在詳細設計、開發過程中被消除。在項目提交實施過程中，要組織專業和非專業用戶，積極參與評審和測試活動，在進行功能流程測試時，依據實際業務流程和系統已開發流程進行比對消缺。通過執行質量管理計劃來識別缺陷、消除缺陷，通過質量管理控制計劃確保系統實施質量目標得以完滿實現。系統實施質量管理流程如圖3所示。

圖3 系統實施質量管理流程

為了保證系統實施，完成既定的設計思路和實施目標，便于實施階段管理人員更好地了解項目情況，使系統實施工作開展的各個過程合理有序，需要組建企業級運營團隊，以文件化的形式，把對于在系統實施、運營全過程的工作任務范圍、WBS、項目團隊組織結構、各團隊成員的工作責任、團隊內外溝通協作方式、開發進度、經費預算、項目內外環境條件、風險對策等內容以書面的方式描述出來，作為項目團隊成員以及項目干系人之間的共識與約定，在各相關方明確系統的建設目標、建設任務和范圍、建設時間節點和進度要求、項目建設特點分析的基礎上，依據需求文件的要求和以往大型信息化平臺建設實施方面的經驗和教訓，更好地保障項目的整體進度和整體質量，更好地規避和解決系統實施建設過程中的可能風險，更好地達到系統的建設目標，提出項目建設實施整體階段過程的劃分、每個階段要達成的目標、實施方法和實施計劃[12]。

5 結束語

智慧工地的規劃設計、實施、運營全生命周期管理對施工類企業來說是又一次重要的創新，其深度應用將有效提高企業決策層、管理層、操作層對工程項目的管理、分析、預測的能力。但是一項技術的發展永遠不是一蹴而就的。本文主要結合商合杭高鐵電氣化施工項目智慧工地應用以點蓋面地說明施工企業痛點及行業現狀、智慧工地的設計思路、系統實施保障等管理方面分析，從而得出促進智慧工地落地應用的全周期舉措和相關思考，為相關人員提供參考，對促進我國施工類企業智慧工地應用的推廣和發展具有重要意義。

然而，現如今智慧工地發展的障礙遠遠不止這些，智慧工地系統實施也沒有固定的模式，需要施工類企業從項目管理實踐中不斷地總結、提升，同時還需要企業相應的管理制度配合。需要我們從更多的維度進行進一步的探討分析，以便能夠獲得更多的項目實施經驗和參考價值，更好地提升施工類企業在項目管理及智慧工地信息化建設的能力。