建設工程施工階段協同管理系統設計與實現*

黃衛新

(南通城市建設項目管理有限公司 江蘇 南通 226000)

隨著數字化、智能化技術的發展以及在各行各業的綜合、創新應用,建筑智能化、建筑建設智能化管理成為必然的發展趨勢。建設工程施工階段協同管理系統為建設工程施工管理工作開展提供便利,在提升施工管理的質量和效率,降低管理成本等方面發揮重要作用。因建設工程體量大、投資高、工期長,具有獨一性,且設計施工具有多專業協同監管的復雜性等特點,需要在建設工程施工階段,通過更具協同管理功能的數字化管理工具,提升工程建設管理效能。

1 建設工程施工階段管理內容

建設工程施工階段管理基于施工組織計劃,運用管理學的工具和方法,科學組織和管控人機料法環測等生產要素,確保工程施工建設按照既定的計劃逐步落實,完成施工任務。

從施工核心管理角度來講,注重工程的安全、技術、質量、工期以及成本等方面的控制管理。

從現場管理的層面來講,為防范安全、技術、質量、工期、成本等可能發生的風險問題,對物料供給的管控、設備使用安全與質效的管控、人員行為安全與作業質效的監控、施工現場環境的監控與風險防范、施工地質環境的監測與風險防范、施工質量的監控以及建設信息的傳遞與記錄等內容變得尤為重要;從施工流程與溝通的角度來講,基于施工進度的合同與項目變更、施工問題處理以及項目建設各方管理協同也具有重要意義。

2 建設工程施工階段管理特點

從建筑分類角度來講,工程建設包括住宅、商業、工業、公共基礎、文娛、交通、水利等諸多類建筑工程,不同建筑類別有不同的建設標準與管理要求,且建筑建設關乎建成后長期的使用安全,需要嚴格的技術和質量管控。

從建筑建設要素角度來講,人員、機械設備、物料(鋼筋、混凝土、表面處理材料、機電設備、管線等)能源供給、工序工藝、建設環境、檢驗檢測等多元要素的協同安排與管理,基礎資源要素管理多樣。

從建筑工程類別角度來講,包括地基、主體結構、門窗、道路與交通、綠化、機電安裝以及室內裝飾等諸多專業工程,需要多專業的協同施工管理,面臨施工工序、協同作業管理問題;同時,因為建筑投資、建設、使用等相關主體的分離,使得工程建設一般需要承建單位、投資單位、監理單位以及政府監管單位等的協同管理。

從管理的角度來講,中大型建筑工程建設中,都面臨著多專業工程技術,多設備、多人員、多團隊協作與管理的復雜管理局面存在多方利益博弈問題。

3 建筑智能化管理技術及其價值

現代數智化管理技術融合了感知、通信、地理空間、信息管理、自動控制、智能運算等多種技術成果,在建筑智能化管理技術方面,基于地理空間系統GIS、建筑信息模型系統BIM、數字化管理系統以及基礎的環境探測、信息通信、計算機軟硬件技術等,可以圍繞建筑工程建設的幾乎所有信息資源,通過計算機可視化的鏡像與運算邏輯,高質量地串聯起建筑建設與運營的所有信息資源,乃至通過信息傳遞于連接起企業、政府監管、環境保護等更高層面的關系網絡。

基于數智化管理技術的建筑建設管理,可以更為系統而有效的監管建筑管理相關各要素與資源,基于項目和企業特點,構建更為科學合理的管控關系,提升管控效率和質量;基于監管大數據,可以更為深入的預測和分析管理問題,減少各類風險問題的發生,通過預測防范以及及早發現問題,及早解決問題等邏輯提升管理效能。

4 建設工程施工階段協同管理系統設計與實現

建設工程施工階段協同管理系統以保證施工安全和質量,優化施工效率,降低施工成本,提升施工管理效能等為根本目標,充分運用管理工具進行科學管理和有效管理。在協同管理系統的設計與實現過程中,需要基于管理的職能和目標進行設計與規劃,圍繞企業管理以及項目管理需要,充分運用科學的管理分析工具以及現代技術手段進行設計和規劃。

4.1 施工階段管理的功能定義

基于建設工程施工管理的內容、特點以及建筑智能化管理的技術能力與價值,可以建構如表1所示的建設工程施工協同管理功能模塊。基于層級關系進行功能的交互關系細化。因建設工程類別、專業施工類別差異,在管理過程中,可以根據建設施工企業的經營特點,建構全類別、全專業的功能模塊,也可以建構符合當下或企業發展需要的功能模塊。最重要的是確保企業功能模塊的可擴展性,可以較為便利的增刪與修改。

表1 建設施工系統管理模塊功能定義

4.2 技術實現

在協同管理系統的技術實現方面,一般采用基于系統硬件支撐的軟件平臺系統實現協同管理功能。在硬件設備上,需要采用基于硬件服務器、存儲設備和網絡設備的基礎設施作為支撐,為降低建設成本,常采用公有云與私有云項融合的,在系統與軟件層面的系統開放。為實現既定協同管理功能,需要充分考慮相關技術的適用性、可靠性、可擴展性、建設成本以及效能價值等,基于工程建設企業的管理的實際需求進行匹配。

4.3 系統結構框架

將實際的管理功能通過軟硬件技術與實際施工管理活動相融合,需要系統而科學的結構框架。具體技術與管理功能的融合,可以基于圖1所示的結構框架進行搭建與思考。

圖1 建設工程施工階段協同管理系統設計框架示意圖

由圖1可知,在技術層面,基于技術可實現性以及建設要求等選用適宜的技術及其設施設備;在信息采集層面,基于建設工程施工現場情況以及協同系統建設需求等建構適宜的信息采集渠道、方式以及設施設備等,為協同管理系統提供信息和交互支持;在數據分析層面,根據協同系統建設需要以及技術質量與成本等搭建數據處理模式以及建構基于應用需要的數據提取邏輯;在應用層面,基于上層實際工程施工協同管理需要、下層數據采集能力、以及施工建設進程等建構管理功能模塊;在用戶層面,界定用戶類型,通過可視化的平臺界面以及層級化的處理邏輯等為管理人員提供管理入口,并通過智能設備、客戶端、網頁等連接進入協同管理平臺系統。

5 協同管理效能優化

5.1 基于多元角度的功能模塊建構

為高質量的實現工程建設階段協同管理功能,需要在系統結構設計方面建構與監理單位、建設單位、施工單位等基于不同管理方的功能模塊,以及在相應功能模塊下創設相關人員的具體工作模塊,比如建設單位相關的項目經理、財務人員、質量人員、資料人員、物料人員等的工作清單。基于專業、企業、項目管理需要,建構系統化、層級化的功能模塊。

5.2 基于GIS、BIM 等技術的可視化協同呈現

GIS、BIM 技術通過統一的地理空間、建筑模型與環境條件,為工程建設多專業施工提供統一的標準模型,通過平臺化、可視化的呈現以及信息關聯技術可以系統而有序地展現建設工程主體各專業信息,包括建筑地理空間信息、結構尺寸、物料清單、建設效果、工藝工序乃至施工建設進程、設備、物料與能源供給狀態等信息,為工程項目的建設施工、施工管理、協同施工以及協同施工管理等提供高質量的技術支持。

5.3 基于管理職能的流程優化

建設工程施工是跟隨施工建設活動而不斷發展直至任務完成的過程管控。從結果評估與評價的角度,需要對各管理功能模塊的管理效果和管理職能進行科學評估。以質量管理為例,在項目管理中,需要基于企業質量保證體系、項目質量管理體系以及項目質量管控目標計劃等,開展質量過程控制及質量驗收等質量管理活動。監理、項目經理、質量監管等不同管理部門對建筑質量管理的側重點不同,質量相關信息傳遞、處理與分析等需要高質量且差異化的設計結果。在系統設計過程中,不但需要充分了解管理組織結構、管理流程,結合實際管理職能需要建構平臺界面的連接關系,還需基于管理效率和功能的提升,對要管理要素、流程關系、信息交互方式等進行優化和設計以確保管理系統能夠達成管理效能提升的目的。

5.4 基于系統關鍵點節點與數據分析的協同管理效能優化

為提升協同管理效能,一方面,需要科學建構管理職能、施工作業以及問題處理等各種管理工作間信息的匯聚點與傳輸路徑,確保通過協同管理系統能夠建構良好的管理組織制度與流程,提升協同管理的效率,發揮管理的最大價值;另一方面,需要能夠對系統末端采集到的數據信息進行綜合利用,通過數據分析技術深挖基于實時、動態、可持續監管下的各類數據信息在管理需要上的價值,提升數據利用價值,為協同管理服務。一般采用的數據分析技術包括對比分析(比如基于縱向、橫向、基準、實際與計劃、同比、環比分析等)和結構分析(比如多元線性回歸、時間序列、人工神經網絡、模糊建模等)。

6 結語

綜上所述,建設工程施工階段協同管理系統綜合了GIS、BIM 以及現代數字化、智能化平臺系統建設相關技術,為工程建設管理效率提升,建設成本優化以及管理成本降低,促進施工管理效能提升等提供新的管理的工具和方式方法。建設工程施工階段協同管理系統設計與實現需要基于軟硬件技術配置、系統效能優化等確保協同管理系統能夠為協同管理提供便利與有效支持。