信息數字智能化在建筑工程施工管理中的應用分析

張新煒

榮華建設集團有限公司 山東 青島 266100

引言

建筑工程施工管理是一個復雜的過程，涉及多個團隊、大量的資源和嚴格的時間表。為了確保工程的順利完成，施工團隊需要采用最先進的技術和方法進行管理。在過去的幾年中，信息數字智能化已經成為施工管理的新趨勢，為施工團隊提供了前所未有的機會。本文將詳細探討這些技術在施工管理中的應用，以及它們帶來的機會和挑戰。

1 信息數字智能化的定義與核心要素

1.1 定義

信息數字智能化是指通過集成信息技術、數字技術和人工智能技術，對各種信息進行智能處理和分析，以提高數據利用效率、優化決策過程并創新業務模式的綜合方法。在建筑工程施工管理中，可將傳統的施工管理方法與前沿的數字技術和AI算法結合，以提高施工效率、保障工程安全、提高工程質量，并為所有相關方提供實時、精確的項目信息。

1.2 核心要素

數字化數據收集：使用各種傳感器、無人機、3D掃描等技術收集施工現場的實時數據。

數據存儲與云計算：利用云計算平臺存儲、處理和分析大量的數據，這樣可以迅速地獲取到所需的信息，并進行實時更新。

人工智能與機器學習：應用AI和機器學習算法對收集的數據進行深度分析，預測施工風險、優化資源配置和自動化決策過程。

物聯網（IoT）技術：將施工設備、材料和人員通過傳感器和智能設備相互連接，實時監控施工進度、設備狀態和工人安全。

智能決策支持系統：基于已收集和分析的數據，為項目經理和其他關鍵人員提供決策建議，以確保項目按計劃進行，并提前警告任何潛在的風險。

集成與協作平臺：這些平臺允許不同的參與方（如承包商、供應商、設計師等）在同一個數字空間中共享數據、協調工作和進行溝通，確保信息的流動性和一致性。

2 建筑工程施工管理中的傳統挑戰

2.1 資源配置的困難

資源的多樣性：在施工項目中，涉及多種資源，包括人員、設備、材料和資金。每種資源都有其特定的需求、限制和供應鏈。

人員資源的配置：確保工地上有足夠數量和技能的員工始終是一大挑戰。人員的缺乏或過度可能都會導致項目延誤、成本增加或質量問題。

設備資源的管理：設備的有效使用、維護和調度也是屬于較為復雜的任務。設備可能會在關鍵時刻出現故障或未能及時到達現場。

材料資源的控制：材料的及時供應和存儲需要精確的計劃和管理，因為延遲、浪費或質量問題均有可能影響到施工進度和成本。

資金流的控制：現金流的管理對于任何項目來說都至關重要。資金的不足或滯后可能導致項目暫停，而資金過多則可能導致資源浪費。

需求與供應的不匹配：在施工過程中，需求和供應之間經常存在差距。這可能是由于多個項目之間的競爭、供應鏈中的延誤或突發事件（如自然災害、政策變化等）引起。

2.2 施工進度的追蹤和控制

施工進度的追蹤和控制對于確保工程項目的按時完成、預算內執行和達到預期質量至關重要。但在傳統的建筑工程施工管理中，以下是常見的一些挑戰：

依賴于人工報告：傳統的進度追蹤方法很大程度上依賴于人工的現場檢查和報告。這不僅耗時且容易出現偏差和遺漏，尤其是在大型或復雜的工程項目中。

數據不同步：由于多個團隊和承包商可能參與一個項目，每個團隊可能有自己的進度追蹤和報告方式。這可能導致數據的不一致和信息的錯位，從而難以得到一個全面和準確的進度概覽。

響應延遲：在傳統的管理方式中，可能需要一段時間才能發現進度的延誤或其他問題。其表明，當問題被識別出來時，可能已經錯過了最佳的解決時機。

缺乏預測能力：傳統的進度控制方法往往是反應性的，而不是預測性的。這使得項目經理難以預測潛在的延誤或風險，并采取相應的預防措施。

溝通不暢：有效的進度追蹤和控制需要各參與方的密切溝通和協作。但在傳統的管理中，各方可能存在信息壁壘，導致決策延誤或錯誤。

3 信息數字智能化解決方案與應用措施

3.1 無人機和3D掃描技術

無人機和3D掃描技術在建筑工程施工管理中的應用已經成為一種創新趨勢。結合這兩項技術，施工團隊可以實現對施工現場的高效、準確和實時的監控。

3.2 云計算與大數據應用

3.2.1 云計算運用優勢。云計算和大數據技術在建筑工程施工管理中的應用為施工活動帶來了革命性的變化，為項目團隊提供了高效、靈活和強大的數據處理和分析能力。

實時進度跟蹤和報告：通過將現場數據上傳到云端，項目經理可以隨時隨地了解施工進度、資源使用和成本情況。此外，這些數據可以與BIM或項目管理軟件集成，為決策提供實時的數據支持。

資源和庫存管理：云計算允許施工團隊在云端管理材料、設備和人員的庫存和調度。這不僅提高了資源利用率，還減少了因材料或設備短缺導致的延誤。

3.2.2 大數據應用的潛力。

數據驅動的決策：大數據技術可以處理和分析從施工現場收集的海量數據，為項目經理和決策者提供有關施工進度、資源使用、成本控制和風險預測的深入見解。

預測分析：通過機器學習和人工智能算法，大數據可以幫助預測項目的潛在延遲、成本超支或其他風險，從而提前采取措施避免或減輕其影響。

優化資源分配：基于歷史數據和實時反饋，大數據技術可以自動推薦最佳的資源分配策略，從而提高施工效率和質量。

提高安全性：通過對過去的安全事故和當前的施工活動進行數據分析，大數據可以識別潛在的安全風險，并自動觸發警報或建議采取預防措施。結合云計算和大數據，建筑工程施工管理不再僅依賴經驗和直覺，而是基于準確、實時和預測性的數據進行。這為施工團隊提供了更強大的工具和方法，確保項目按時、按預算和按質完成，同時提高了工作效率、準確性和安全性。

3.3 物聯網（IoT）與智能設備在施工現場的應用

物聯網（IoT）和智能設備正在改變建筑施工的面貌，為施工現場帶來史無前例的自動化、實時監控和數據驅動的決策能力。

實時數據收集：隨著工程施工日益復雜化，實時數據收集已成為施工現場管理的關鍵環節。借助各種傳感器和智能設備，管理團隊可以對施工現場的各個方面進行實時監控。溫度傳感器可以確保混凝土在合適的溫度下固化；濕度傳感器有助于監控木材和其他材料的最佳儲存環境；設備運行狀態傳感器可以檢測任何異常情況，從而減少故障和停機時間。此外，通過監測工人的位置和健康狀況，項目管理者不僅可以確保工人的安全，還可以調整任務分配，以實現施工效率的最大化。這種實時的、全面的數據接入為項目團隊提供了寶貴的見解，使他們能夠對現場進行更精確、更高效的管理。

設備健康和預防性維護：設備是施工項目的生命線。一個小小的設備故障都可能導致整個項目延期，從而產生巨大的經濟損失。。現代的智能傳感器可以實時監測設備的運行狀態，如溫度、壓力、振動和使用時間等，并將這些數據發送到集中的管理系統。通過對這些數據進行分析，系統可以預測設備可能出現的問題，并在故障發生之前發出警告。這種預測性的維護方法不僅可以減少突發故障和停機時間，還可以延長設備的使用壽命，從而節省維修和更換成本。

安全監控和警告：施工現場的安全始終是首要任務。任何一個安全事故都可能導致人員傷亡、項目延誤和法律糾紛。物聯網技術為施工安全提供了新的解決方案。例如，通過在工人的頭盔和服裝上安裝傳感器，系統可以實時監控他們的位置、健康狀況和環境條件，如有害氣體濃度、溫度和濕度等。如果檢測到任何潛在的危險或違規行為，系統可以立即發出警告，提示工人采取適當的措施。此外，安全管理者也可以通過系統迅速定位事故現場，為救援和應急響應提供準確的信息。這種實時的、智能的安全監控和警告系統大大提高了施工現場的安全水平，確保每一個工人都能安全地完成他們的任務。

材料和資產跟蹤：通過RFID標簽、GPS和其他傳感器，施工團隊可以實時跟蹤材料、工具和其他重要資產的位置，確保它們得到正確和及時的使用，同時減少浪費和失竊[1]。

能源和環境監控：智能傳感器可以監控施工現場的能源使用、廢物產生和環境影響，幫助施工團隊實施更加環保和經濟高效的策略。

4 信息數字智能化帶來的益處

4.1 提高施工效率和精確度

隨著信息數字智能化的引入，施工現場變得更加自動化和數據驅動。無人機和3D掃描技術為項目團隊提供了實時的施工視圖，從而迅速識別并解決問題。物聯網和智能設備允許更高效的資源跟蹤和管理，而大數據和機器學習算法支持對復雜的施工過程進行深入分析[2]。

4.2 加強項目管理與協作

云計算和集成協作平臺使所有項目參與者都能夠在同一個數字空間中實時共享、討論和協作。這種透明度確保了所有團隊成員都對項目的狀態和需求有清晰的了解，從而更好地協調他們的工作。此外，即時的數據分享和溝通工具減少了信息差錯和延誤，使得項目管理更加流暢和連續[3]。

4.3 數據安全與隱私挑戰

盡管信息數字智能化為建筑工程帶來了許多好處，但它也帶來了新的安全和隱私挑戰。隨著數據量的增加，項目成為攻擊、數據泄露或其他安全威脅的潛在目標。此外，與工人、客戶或合作伙伴相關的敏感數據也可能面臨隱私泄露的風險。因此，施工團隊必須采取強有力的數據保護策略和技術，確保數據的完整性、機密性和可用性[4]。

4.4 技術與人的融合與對抗

信息數字智能化的引入不僅改變了施工過程，還影響了工人和技術之間的關系。一方面，先進的技術為工人提供了更多的工具和支持，使他們能夠更有效、安全和舒適地工作。但另一方面，自動化和機器人技術也可能導致某些工作崗位的減少或消失。這需要施工團隊在技術引入的同時，也關注工人的培訓、教育和再就業，確保其可適應這個不斷變化的環境，并從中受益[5]。

5 結束語

綜上所述，通過將傳統的施工方法與先進的數字技術結合，施工團隊可以更有效地管理項目、應對挑戰并創造價值。然而，隨著技術的引入，建筑管理團隊也面臨著新的挑戰和責任，如數據安全、隱私保護和技術與人的關系等。因此，施工團隊必須不斷地學習、適應和創新，確保其可充分利用這些技術，同時也應對它們帶來的挑戰。在未來，信息數字智能化將繼續引領建筑工程施工管理的發展方向，為施工團隊和業界產生更多的益處。