分类：论文范文 发表时间：2021-12-17 08:38
［摘要］建筑工程行业数字化、智能化、智慧化发展是一系列螺旋上升又相互组合、相互交叉促进的过程。依托行 业观察与企业实践，从智慧建造标准化体系的建设、信息流和工作流融合机制研究、“325”人才培育体系制定等方 面，对建筑工程建设智慧化管理进行阶段性探索与思考。
［关键词］工程建设; 智慧化管理; 数字化; 建筑信息模型
0 引言
随着国家经济的高速发展，企业规模快速增 长，产业化程度越来越高，技术越来越复杂，社会分 工越来越细，企业间要想实现高质量发展，须通过 使用更先进的管理方法和工具来保证不同区域、不 同类型项目及部门的生产经营活动保持统一和协 调。BIM 技术作为建筑数字化的基础技术，承载了 过多人们对建筑信息化转型的期待。随着工程技 术实践，需更多数字化技术的加入才能逐步实现建 筑工程的转型升级。2020 年度住房和城乡建设部 联合多部门，密集发布《关于推动智能建造与建筑 工业化协同发展的指导意见》《加快新型建筑工业 化发展的若干意见》《关于加快推进新型城市基础 设施建设的指导意见》等一系列文件，引导工程建 筑行业融合新技术不断向智能化管理转型升级，实 现从“以产品为中心”向“以服务为中心”的价值 转变。
1 建筑工程智慧化管理现状
建筑工程行业的整体发展是数字化、智能化、 智慧化的逐步发展，也是 3 种发展形态相互组合、促 进的发展过程，如图 1 所示。数字化是 3 种发展形 态的基础，BIM 技术为施工项目实现数字化提供有 效的工具和载体; 智能化是行业“十四五”的发展重 点，涉及管理流程升级融合; 智慧化是行业发展的 未来方向，涉及技术工具、建造方法、管理体制、数 据治理的变革。但近年来，建筑工程行业建造规模 的快速增长、市场的低价竞争、重点研发由高校和 科研院所主导等原因，导致企业科技投入严重不 足。相对于加工制造行业来说，建筑工程行业目前 仍是经验积累型行业，整个行业数字化底层基础 差、变革性创新少，新技术融合发展相对缓慢。虽 然“数字化、智能化、智慧化”等概念在积极推进，但 在实际执行过程中还有一系列问题尚未解决。
1. 1 两级数字化体系建设尚需完善
当前阶段属于智慧化管理的起步阶段，除培育 基于项目特需的、自发的应用，更迫切的是向制造 业学习，建立企业内部两级数字化体系，为重构智 能建造体系夯实基础。数字化建设不应为企业建 立孤立的功能模块，而应打造一个实时、动态、开放 的整套生态链，最终形成纵向互通，打破组织边界， 实现项目、公司、集团数据一体化。横向互融，各业 务线数据技术、商务、生产数据互融，不断优化企业 自身运营，对内赋能业务、员工，对外服务客户、市 场。强化顶层设计、统筹推进及支撑保障，建立健 全智慧化管理组织体系是建筑工程智慧化管理的 必要手段。
1. 2 底层数据薄弱，管理产出价值计算难
建筑工程的底层数据来自各项目，但由于顶层设 计不足、实施路径不清，大多数项目仅注重软硬件的 点式投入，关注采购功能各异的“智慧工地”平台，但 不重视平台数据的持续有效运营。此时的数字化建 设更像一个对外展示的形象工程，忽视了对项目生产 全生命周期过程中数据的采集、清洗、集成、分析、挖 掘和应用。空有基于“智慧工地”平台的数字化外 壳，缺少基于数据运营的智慧大脑。这种重面子轻里 子、重展示轻运营、重平台轻数据的思维怪圈，导致来 自项目一线的数据往往不准确、不及时、不一致、不完 整、不规范、不唯一，从而无法沉淀为知识能力，也无 法转化为企业的生产力和竞争力。项目数字化投入 易计算，但产出为综合产出，如管理流程信息化、数据 服务化、沟通效率提升、社会价值展现、企业品牌影响 力等管理成果往往难以单独量化其价值，这也给数字 化建设带来难度。
1. 3 数据安全
近年来，随着大数据的发展，诸如此类的数据 安全事件数不胜数。在数据资产管理上，正在由传 统分散式的人工管理向计算机集中化管理方向发 展，数据安全问题受到越来越多的关注。国内常用 以 ABC 为主的国外建模软件，其他管理类软件和平 台极少，且相对不成熟。自主知识产权的三维图形 平台和数据、软件标准缺失，使国内工程项目数据 存在安全隐患。
2 建筑工程智慧化管理思路
工程生产经营信息的不确定性，会增加企业成 本; 若能控制这些不确定性因素，则能成为企业的 潜在利润。从信息化视角看，施工企业竞争的本质 是在不确定市场环境下企业资源配置效率的竞争， 所以企业生产、经营、服务所需核心数据的利用效 率成为企业提升管理能力的利器。在数字技术的 驱动下，将来智慧化管理企业不仅仅只是一个工程 建造供应商，还为客户、合作伙伴、政府部门、业主 搭建一个开放的建筑生态系统，用数字驱动建筑产 业的新活力，催生基于信息化数字平台的建筑规 划、设计、施工、招采、管理、运营等新业态。从传统 工地升级为智能工地需要企业和项目做什么，怎么 做，是我们当前需要思考的问题。
2. 1 做好企业的顶层设计
建筑项目各区域生产资源、气候环境各有特 点，甲方需求不尽相同，可以说施工项目属于个性 化定制生产，临时整合的团队与各种生产要素都需 磨合，导致各项目特点、难点不同。企业部门内部、 企业与项目间如何部署才能实现企业业务与数据 互通，提高企业管理层对项目的管控能力; 各部门 如何建设业务中台、数据中台，逐步实现数据驱动; 如何布局基于数字技术的规模化部品部件的生产， 结合工厂及现场的智能设备，实现设计标准化、生 产规模化、装配精准化; 如何打破与各类供应商简 单的采买关系，布局生产服务性生态链，都需企业 进行顶层设计。
2. 2 健全智慧建造标准化体系
标准化作为基础能提供各项管控基础数据。 为提升企业管理水平，传统标准化大多为集中大量 经验丰富的管理人员共同编制各项管理手册，形成 一系列标准化工作，同时根据不同项目特点划分不 同管理等级，项目根据需求选择管理标准。智慧建 造阶段，首先应建立健全数字建造标准化管理体 系，制定智慧化管理规划，搭建智慧化管理制度，健 全智慧化管理体系，对智慧化管理进行考核。利用 好数据化手段，将各项管控数据进行分类、组合、分 析和传输，提供给项目各方。依据各项数据实现各 项任务有章可循、有据可依、有人管理和有人检查 的精细化管理，最终保证管理过程可控，实现既定 目标。考虑适用性，保证不同区域的管理人员均能 据此开展管理工作，形成自下而上智慧建造的通用性能力。
2. 3 分层级开展人才培养和使用
企业数字化建设离不开 IT 人员，但不能仅是 IT 人员，需各业务部门人员的深度参与，催生一批利 用数字工具、方法进行工程建设的工程师，即数字 工匠。所以培养企业业务部门的数字化管理思维， 打造项目的“数字工匠”是必要工作。组织规划各 领域、各梯队的数字化人才素质标准，开展企业领 导层、项目领导班子层等，分层级、分批次、分专业 进行建筑工程数字化管理培训，实现高层能懂、中 层能用、基层能做的全层级实施建筑工程数字化管 理模式。为夯实数字化建设基础，中国建筑一局 ( 集团) 有限公司对 BIM 技术技能人员培训和考评 体系进行研究，总结多年来人才培养体系、考核评 价、激励机制等多方面的管理经验，打造“325”体 系，即专业层、岗位层、企业层 3 个层级，培训体系、 考评体系 2 套体系，培训、评价、使用、待遇、职业发 展五位一体化联动激励机制，激发员工对 BIM 技术 应用的热情，为实现建筑施工企业 BIM 技术的落地 应用提供复合型人才支撑。
2. 4 推进项目智慧化管理与应用水平
1) 基于 BIM 技术的传统项目数字化生产 全面、及时、准确地获取、分享与利用项目信息 是智慧建造的前提，对传统的建筑实体、生产要素、 管理过程进行数字化改造，如图 2 所示。首先，依托 BIM 技术进行建筑实体数字化，重点提升 BIM 建模 能力、BIM 模型施工深化能力、BIM 模型专业间协同 能力、BIM 模型上下游传递能力等; 其次，依托智慧 工地进行生产要素数字化，分别利用软件、硬件及 LOT，5G 等技术对工程范围内的“人、机、料、法、环、 品”等方面进行数字化驱动; 最后，依托 BIM+智慧 工地+信息化进行作业过程管理决策数字化。
2) 搭建智慧工地平台，打破数据边界，重塑项 目管理流程 如何利用工程物联网结合“人、机、料、法、环、 品”等工程要素，打破数据边界，重塑管理流程，提 高资源利用效率，形成高质量建筑产品。搭建项目 层级智慧化管理应用平台是解决该问题的趋势。 以解决项目问题为导向，将 BIM、物联网、云计算、移 动关联网、GIS、大数据、人工智能等数字化技术应用 融合至传统业务管理，集成各专业模块，使各专业、 各部门实现数据产生、数据使用、业务流程在线、数 据共享、决策分析等创新应用，促使业务流程再造， 继而联合相关业务体系进行过程管理约束，从而提 升项目综合管理能力和管理效率，达到精益管理、 智慧决策的目的。 实现这一目标还需做以下几项工作: ①智慧工 地管理部门应联合项目管理等业务部门逐一明确 项目数据应用场景并固化，继而形成标准化管理执 行工作; ②联合信息部及相关部门完成对智慧工地 的数字化建设，并有效推广; ③不断积累可挖掘项 目数据，持续进行项目数据的治理工作，同步进行 相应效益总结分析，利用 AI 技术修正数字化与管理 的融合深度和广度; ④以提升效率、降低成本为目 标，有意识构建智慧工地相关软硬件供应商库; ⑤ 建构多方参与环境，包括业主、设计、甲指分包、自 有分包、监理等，让项目的数据来自真实的使用方， 更加贴近项目管理需要。
2. 5 利用 BIM 技术优势向设计、运维方向扩展服 务能力
在项目施工阶段，BIM 技术应用效能已获得一 定的行业共识，充分挖掘数据资源变为“知识服务 经济”，需要行业持续探索，围绕工程的新业态、新 模式，加快推进向设计、运维等方向的“前展后延”。 随着 EPC 新业务模式的蓬勃发展，工程在设计 施工阶段存在大量交叉和并行。在方案策划阶段， 项目应着重策划 EPC 模式下 BIM 模型传递方案。 首先，依据总进度计划、里程碑节点要求编制设计 线、招采线、施工线的模块管控节点; 其次，在设计 院建模之初，明确建模标准，实现设计模型的有效 性，在施工阶段，进行图模一致性检查和模型正确 性检查; 在正确模型上进行施工阶段的图纸会审、 深化设计、工程交底等管理工作，利用平台实现模 型的轻量化处理，并生成二维码; 根据不同使用场 景集成设计说明、施工做法、材料做法等要素，实现 二三维集成、人图交互，轻松将数据带到施工现场; 通过现场管理将存在的偏差反馈给项目的 BIM 工 作室，修正模型，形成一个工作循环。
3 结语
企业应积极主动布局智慧建造，用智慧建造技 术提升项目管理、提高生产效率，推动产业转型升 级。首先，加快智慧化管理标准化体系的建设，研工控制 2 台千斤顶同步牵引实施转动。现场监测平 稳转动时牵引力为 300 ～ 400kN，仿真结果平稳转动 时牵引力为 317kN，说明仿真结果可为转体施工提 供参考。
4 结语
1) 多体动力学软件 ADAMS 可对转体桥梁转体 施工过程进行控制仿真，给出结构从静止状态进入 转动状态所需牵引力的变化过程。 2) ADAMS 软件与 MATLAB 软件进行转动过程 联合控制仿真可行，为采用 MATLAB 工具箱中的其 他控制算法提供了思路。 3) 仿真结果与现场实测情况接近，转体桥梁转 体过程控制仿真可为转体施工提供参考。
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杨晓毅，赛 菡
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