摘要：“智慧工地”信息管理系統(tǒng)解決方案，運(yùn)用“云大物移智（云平臺、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、智能終端） BIM”等先進(jìn)技術(shù)和綜合應(yīng)用信息化手段，圍繞施工全過程管理，建立互聯(lián)協(xié)同、智能生產(chǎn)、科學(xué)管理的施工項(xiàng)目信息化生態(tài)圈，并將現(xiàn)實(shí)環(huán)境下與物聯(lián)網(wǎng)采集到的工程信息進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘分析，提供過程趨勢預(yù)測及專家預(yù)案。本文通過“智慧工地”信息管理系統(tǒng)在“清潔能源材料測試診斷與研發(fā)平臺”施工中的實(shí)踐應(yīng)用成功案例的分析，認(rèn)為“智慧工地”系統(tǒng)的上線，提高了施工現(xiàn)場的生產(chǎn)效率、管理效益和工作效率，降低了成本。
關(guān)鍵詞：智慧工地 工程施工 實(shí)踐應(yīng)用
前言：“智慧工地”是智慧城市理念在建筑施工行業(yè)的具體體現(xiàn)，是建立在高度的信息化基礎(chǔ)之上的一種支持對人和物全面感知、施工技術(shù)全面智能、工作互動互聯(lián)、信息協(xié)同共享、決策科學(xué)分析、風(fēng)險智慧預(yù)控的新型信息化手段。它聚焦工程施工現(xiàn)場，緊緊圍繞人、機(jī)、料、環(huán)等關(guān)鍵要素綜合運(yùn)用BIM、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、移動和智能設(shè)備等軟硬件信息化技術(shù)，與一線生產(chǎn)過程相融合，對施工生產(chǎn)、商務(wù)、技術(shù)等管理過程加以改造，提高施工現(xiàn)場的生產(chǎn)效率、管理效率和決策能力等，實(shí)現(xiàn)工地的數(shù)字化、精細(xì)化、智慧化管理。
中航建設(shè)集團(tuán)有限公司（以下簡稱：中航建設(shè)）以“清潔能源清潔能源材料測試診斷與研發(fā)平臺”為案例試點(diǎn)單位，啟用“智慧工地”管理系統(tǒng)，以一種“更智慧”的方法來改進(jìn)工程各干系組織和崗位人員相互交互的方式，以便提高交互的明確性、效率、靈活性和響應(yīng)速度。
項(xiàng)目概括
1.基本信息
清潔能源材料測試診斷與研發(fā)平臺工程位于北京市雁棲開發(fā)區(qū)雁棲東二路瑪氏工廠北側(cè)。
圖1 項(xiàng)目位置圖
清潔能源材料測試診斷與研發(fā)平臺，主體為框架剪力墻結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)形式為部分筏板基礎(chǔ)、部分獨(dú)立基礎(chǔ)。本工程能源A樓地上5層，部分地下1層；能源B樓地上二層；總建筑面積為30000m2。能源A樓建筑總高度27.5m，能源B樓建筑總高度15m，室內(nèi)外高差為0.3m。A樓地下一層層高為6m，地上首層層高6m，二層以上層高均為5m，B樓首層層高6m，二層層高7.7m。
圖2 項(xiàng)目效果圖
2.項(xiàng)目難點(diǎn)
本工程屬于國家重點(diǎn)工程項(xiàng)目，工期緊、任務(wù)重、施工場面大、圖紙變更較多、勞務(wù)人員多、勞務(wù)分包商多。
3.應(yīng)用目標(biāo)
(1)滿足中航建設(shè)法人對項(xiàng)目建造過程的實(shí)時監(jiān)管。在新技術(shù)的引領(lǐng)下將施工過程中涉及到的人、機(jī)、料、法、環(huán)等要素進(jìn)行實(shí)時、動態(tài)采集，有效支持現(xiàn)場作業(yè)人員、項(xiàng)目管理者提高施工質(zhì)量、成本、和進(jìn)度水平，做到法人對項(xiàng)目過程的實(shí)時監(jiān)管。
(2)滿足項(xiàng)目管理者、一線崗位對現(xiàn)場施工全過程的管理。依托各類信息化手段支撐現(xiàn)場管理，讓管理者掌握現(xiàn)場進(jìn)度情況、“人、材、機(jī)”的實(shí)時運(yùn)行情況，切實(shí)落實(shí)進(jìn)度、質(zhì)量、安全和成本的管控目標(biāo)，完成項(xiàng)目全生命周期的監(jiān)控。
(3)降本、增收、防風(fēng)險是企業(yè)經(jīng)營與項(xiàng)目管理者的關(guān)注點(diǎn)。近年來，隨著中航建設(shè)做大、做強(qiáng)，公司承接的項(xiàng)目越來越多，企業(yè)總收入也越來越高，表面看上去是企業(yè)越來越大了。然而，隨著企業(yè)規(guī)模增大，企業(yè)管理很多深層次的問題漸漸顯現(xiàn)，如：無形的知識積累、知識資產(chǎn)又增加了多少？這是實(shí)現(xiàn)企業(yè)持續(xù)管理提升與發(fā)展的基礎(chǔ)，更是企業(yè)管理創(chuàng)新的源泉。另一方面，伴隨著項(xiàng)目數(shù)量的增多，現(xiàn)場管理如果仍舊采用傳統(tǒng)的管理模式，那么，管理面的擴(kuò)大是否隱含著管理風(fēng)險面的同步提升？數(shù)千勞務(wù)工人每天都在進(jìn)出施工現(xiàn)場，如何實(shí)現(xiàn)有效管控？每個項(xiàng)目24小時都在進(jìn)出物資，有什么手段來管理這些現(xiàn)場？……以上問題必須充分利用創(chuàng)新的思維以及科技手段進(jìn)行管理，實(shí)現(xiàn)有支撐的降本、增效、防風(fēng)險。
“智慧工地”應(yīng)用方案
1、應(yīng)用內(nèi)容
清潔能源材料測試診斷與研發(fā)平臺是國家科學(xué)城的重點(diǎn)工程，也是中國科學(xué)院物理研究所具有科研性質(zhì)的特色工程，因此，項(xiàng)目建立了統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，以科技的手段提升建造管理，打造智慧工地，以提高施工各個環(huán)節(jié)的管控水平，優(yōu)質(zhì)高效地推進(jìn)建設(shè)目標(biāo)。本項(xiàng)目根據(jù)需求制定了智慧工地管理平臺，集成了勞務(wù)實(shí)名制系統(tǒng)、物料驗(yàn)收系統(tǒng)、視屏監(jiān)控、安全巡檢、質(zhì)量巡檢、斑馬進(jìn)度等系統(tǒng)，并與該項(xiàng)目搭建的BIM5D高精度模型結(jié)合應(yīng)用，在智慧管理大屏幕動態(tài)展示，真正做到便捷、高效地智慧建造管理。
2、應(yīng)用策劃
（1）軟件選型
結(jié)合中航建設(shè)對施工現(xiàn)場管理的需求，經(jīng)過調(diào)研多家軟件公司和軟件使用單位，同時考察軟件商的綜合實(shí)力、建筑行業(yè)的影響力、誠信度、費(fèi)用、服務(wù)理念、在全國的成功產(chǎn)品案例以及長期合作意向等方面進(jìn)行考察。經(jīng)過多次商討和對多個商家篩選之后，中航建設(shè)最后確定廣聯(lián)達(dá)為長期合作伙伴，啟動了“智慧工地”信息管理系統(tǒng) 。
（2）架構(gòu)圖
1）項(xiàng)目部組織架構(gòu)圖
圖3 清潔能源材料測試診斷與研發(fā)平臺組織架構(gòu)圖
2）中航建設(shè)信息化整體架構(gòu)圖
圖4 中航建設(shè)信息化整體架構(gòu)圖
（3）應(yīng)用策劃
本施工項(xiàng)目采取以現(xiàn)場平臺架構(gòu)依托大數(shù)據(jù)平臺，將協(xié)同辦公、進(jìn)度成本、質(zhì)量安全、綠色環(huán)保等施工管理統(tǒng)一在信息平臺上，數(shù)據(jù)互聯(lián)互通，實(shí)現(xiàn)（1）中航建設(shè)總部通過該平臺做到項(xiàng)目整體目標(biāo)執(zhí)行可視化，主要對現(xiàn)場進(jìn)度、質(zhì)量、安全整體負(fù)責(zé)。（2）項(xiàng)目部管理人員通過平臺整合終端應(yīng)用，集成現(xiàn)有系統(tǒng)，對項(xiàng)目管理范圍內(nèi)的生產(chǎn)、質(zhì)量、安全、成本、經(jīng)營等指標(biāo)進(jìn)行整體管控。（3）各項(xiàng)目部下的工作人員應(yīng)用各種終端，利用云、端、大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、智能化、BIM技術(shù)等手段，聚焦于工地、施工現(xiàn)場實(shí)際工作活動，采集專業(yè)化、場景化、碎片化的數(shù)據(jù)上傳平臺。之后，各部門根據(jù)自己需求選擇相應(yīng)的管理內(nèi)容，提取相關(guān)數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和整體管控。
(4)應(yīng)用順序
根據(jù)施工項(xiàng)目部的具體情況，應(yīng)用順序依次為：智慧工地管理平臺、勞務(wù)實(shí)名制系統(tǒng)、施工安全管理系統(tǒng)、施工質(zhì)量管理系統(tǒng)、物料驗(yàn)收管理系統(tǒng)、斑馬進(jìn)度、視屏監(jiān)控、移動辦公、關(guān)聯(lián)綜合管理系統(tǒng)。
實(shí)施過程
1.應(yīng)用準(zhǔn)備
（1）勞務(wù)實(shí)名制
辦公區(qū)、施工區(qū)、生活區(qū)三個區(qū)域相互隔離，且各門區(qū)間聯(lián)通局域網(wǎng)；配備工控機(jī)一臺，電腦配置為Win7系統(tǒng)（32位或64位均可）；門區(qū)處通網(wǎng)通電。
（2）物料驗(yàn)收
現(xiàn)場基礎(chǔ)可按照地磅廠家提供的圖紙或我方提供的圖紙進(jìn)行打地基；地磅儀表選擇推薦的柯力D2008或上海耀華XK3190系列（這兩個系列能夠接入系統(tǒng)）；準(zhǔn)備兩臺Win7電腦，一臺作為操作終端，另一臺用于地磅周邊監(jiān)控；2臺16口H3交換機(jī)、1臺?？?路硬盤錄像機(jī)；三個立桿，一個6m、兩個1.4m立桿；三個?？蹈咔鍞z像頭（槍機(jī)），一個?？蛋肭驒C(jī)，以及鴨腳夾。網(wǎng)線電線；紅外防作弊設(shè)備：防作弊對射儀 IO卡 專用立桿3×16,120噸地磅。
（3）硬件配置
攝像頭立桿基礎(chǔ)、紅外立桿基礎(chǔ)；符合圖紙要求（硬化完畢）；磅房準(zhǔn)備到位，不超過秤體15m；磅房大小最低要求為2m×2m或2m×3m。
（4）網(wǎng)絡(luò)環(huán)境搭建配置
項(xiàng)目部磅房已接入網(wǎng)絡(luò)；網(wǎng)絡(luò)要求不低于4M；不支持3G，4G上網(wǎng)卡。
（5）電路工作配置
磅房內(nèi)有安全電壓220V（有空開）；磅房內(nèi)為穩(wěn)定電壓220V，（磅房內(nèi)設(shè)備為電子設(shè)備，不允許電壓不穩(wěn)定情況出現(xiàn)）；電源為固定電源（24小時持續(xù)供電），非臨時電源或者發(fā)電機(jī)供電電源。
2. 應(yīng)用過程
（1）成立信息化領(lǐng)導(dǎo)小組
信息化領(lǐng)導(dǎo)小組主要成員由中航建設(shè)董事長、主管信息化建設(shè)副總經(jīng)理、信息中心成員以及廣聯(lián)達(dá)技術(shù)人員組成，負(fù)責(zé)監(jiān)督信息化建設(shè)實(shí)施過程中各階段的完成情況、協(xié)調(diào)和指導(dǎo)實(shí)施過程發(fā)生的各種問題。
（2）組織調(diào)研
信息化領(lǐng)導(dǎo)小組成員深入項(xiàng)目施工現(xiàn)場與項(xiàng)目經(jīng)理以及有關(guān)人員進(jìn)行需求調(diào)研，確定業(yè)務(wù)流程。
（3）實(shí)施“智慧工地”信息管理系統(tǒng)啟動大會
（4）制定培訓(xùn)計(jì)劃
分期、分批、分業(yè)務(wù)、分崗位先培訓(xùn)內(nèi)訓(xùn)師（公司內(nèi)部業(yè)務(wù)骨干），之后由內(nèi)訓(xùn)師對本部門工作人員培訓(xùn)。
1）培訓(xùn)人員：項(xiàng)目施工現(xiàn)場全體管理人員、各勞務(wù)分包代辦人、技術(shù)質(zhì)量部、工程部人員；
2）培訓(xùn)內(nèi)容：勞務(wù)實(shí)名制、物料驗(yàn)收、斑馬進(jìn)度、質(zhì)量巡檢、安全巡檢、視屏監(jiān)控。
（5）系統(tǒng)試運(yùn)行
邊熟悉系統(tǒng)邊解決各種（系統(tǒng)、人員操作等）問題。
（6）系統(tǒng)正式運(yùn)行
各工作人員基本掌握系統(tǒng)操作以后擇時正式上線。
應(yīng)用總結(jié)
1.效果總結(jié)
（1）清潔能源材料測試診斷與研發(fā)平臺項(xiàng)目施工現(xiàn)場，登記在冊勞務(wù)人數(shù)高峰期達(dá)2478人，管理人員達(dá)60多人，且人員流動頻繁，如果使用傳統(tǒng)管理手段，對于勞務(wù)人的組成結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)很難掌握。自該項(xiàng)目嚴(yán)格推行實(shí)施勞務(wù)實(shí)名制管理以來，集成各類智能設(shè)備對建設(shè)項(xiàng)目在場的勞務(wù)工人數(shù)據(jù)信息采集，實(shí)現(xiàn)了高效管控。
圖5 勞務(wù)管理系統(tǒng)圖
圖6工人屬性圖
圖7 工人流動性圖
（2）應(yīng)用大數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，顯示：本項(xiàng)目施工現(xiàn)場的勞務(wù)人員年齡在40-50歲占在冊人數(shù)35%，且男性居多，女性極少，這數(shù)據(jù)符合《2017中國農(nóng)民工監(jiān)測調(diào)查報(bào)告》中農(nóng)民工年齡偏大且女性少大趨勢。通過數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)施工現(xiàn)場的勞務(wù)人員在9月份流動性較大，根據(jù)這一情況上報(bào)主要領(lǐng)導(dǎo)，分析其原因，可能與秋收有一定的關(guān)系。對于勞務(wù)人員用工風(fēng)險分析中，發(fā)現(xiàn)不合規(guī)人員，勸其退場。通過平均出勤率數(shù)據(jù)可以隨時觀察班組出勤異常，及時發(fā)現(xiàn)及時上報(bào)及時解決。
（3）斑馬進(jìn)度的啟用，進(jìn)度管控一目了然。隨時檢測到原計(jì)劃施工進(jìn)度與實(shí)際完成進(jìn)度的偏差，查找發(fā)生偏差的原因，采取各種措施及時對原計(jì)劃進(jìn)度和資源調(diào)配進(jìn)行優(yōu)化。通過監(jiān)測本施工進(jìn)度圖，顯示沒有發(fā)生較大偏差。
圖8 斑馬進(jìn)度
（4）安全巡檢、質(zhì)量巡檢
安全巡檢、質(zhì)量巡檢系統(tǒng)的啟用，確實(shí)提高工作效率。安全管理人員隨時現(xiàn)場巡檢，發(fā)現(xiàn)問題通過手機(jī)APP及時上傳，并提出限期整改標(biāo)準(zhǔn)，相關(guān)人員，在規(guī)定時間及時整改，響應(yīng)時間由原來的2天變?yōu)殡S時整改，整個過程便捷而流暢，減少許多繁瑣環(huán)節(jié)，節(jié)省大量的勞動時間，同時提供大量基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
圖9移動辦公界面圖
（5）物料驗(yàn)收管理系統(tǒng)的啟用，解決了使用系統(tǒng)之前稱重物資成本控制難、準(zhǔn)確入庫難、鋼筋、混凝土偏差控制難、廢舊材料出場監(jiān)控難、手工填寫易出錯、效率低、人為問題等。系統(tǒng)使用數(shù)月后混凝土超差情況明顯好轉(zhuǎn)。經(jīng)概要測算，僅混凝土一項(xiàng)創(chuàng)效大約2%。
圖10偏差率變化圖
（6）與綜合項(xiàng)目管理、OA、集中采購有機(jī)聯(lián)合使用，所有審批流程有統(tǒng)一提醒，扭轉(zhuǎn)情況統(tǒng)一監(jiān)控，大大節(jié)省時間、人力，提高了管理質(zhì)量。
2.方法總結(jié)
清潔能源材料測試診斷與研發(fā)平臺基于“智慧工地”精細(xì)化管理的成功應(yīng)用,以一種“智慧管理”的方式改進(jìn)工程各干系組織和崗位人員相互交互的方式，以提高交互的明確性、效率、靈活性及響應(yīng)速度，強(qiáng)化了各級管理層活動的可視化、實(shí)時化、高效化。項(xiàng)目管理層實(shí)時掌握項(xiàng)目各種情況，實(shí)現(xiàn)快速審批、快速決策。項(xiàng)目周期內(nèi)，應(yīng)用“智慧工地”明顯提高了施工組織策劃的合理性，提高了溝通效率和決策效率。通過一年來“智慧工地”的實(shí)踐應(yīng)用，在高效運(yùn)轉(zhuǎn)、節(jié)約成本、勞務(wù)人管控等效果顯著，同時助力爭創(chuàng)北京市結(jié)構(gòu)“長城杯”金獎 ，基本上達(dá)到了我們的預(yù)期目的?！爸腔酃さ亍毙畔⒐芾硐到y(tǒng)在施工工地成功運(yùn)行充分證明了整個實(shí)施過程中的方案、策劃、方法是正確的、可取的、可以借鑒的。
“智慧工地”建設(shè)和實(shí)踐應(yīng)用在清潔能源材料測試診斷與研發(fā)平臺工程項(xiàng)目上，取得了顯著的進(jìn)展與效果，同時也深深體會到在推進(jìn)信息化建設(shè)過程中一些有問題的地方：
（1）有相當(dāng)一部分群體，對大數(shù)據(jù)缺乏深刻認(rèn)識，不能正確利用大數(shù)據(jù)分析問題和解決問題，進(jìn)而利用大數(shù)據(jù)指導(dǎo)工作；
（2）提高項(xiàng)目管理層對信息化建設(shè)認(rèn)識，讓他們能夠使用信息管理系統(tǒng)變被動為主動；
（3）加強(qiáng)信息化建設(shè)隊(duì)伍人才的穩(wěn)定性；
（4）勞務(wù)實(shí)名制系統(tǒng)應(yīng)該加“文化程度”字段，以便今后對勞務(wù)人文化程度的趨勢探討和分析。
清潔能源材料測試診斷與研發(fā)平臺工程項(xiàng)目，成功的啟用“智慧工地”，為中航建設(shè)在其他施工工地更加深度應(yīng)用“智慧工地”樹立了典范，今后我們緊跟科技發(fā)展步伐，繼續(xù)以先進(jìn)技術(shù)驅(qū)動整個建設(shè)行業(yè)創(chuàng)新與進(jìn)步，實(shí)現(xiàn)施工現(xiàn)場數(shù)字化、在線化、智能化的綜合管理，讓每一個工程項(xiàng)目成功！
