创新应用场景，建设工程互联网

张 志 伟

(中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司，四川 成都　610072)

创新应用场景，建设工程互联网

张 志 伟

(中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司，四川 成都610072)

摘要：本文结合互联网+的政策和发展现状，分析了工程行业对互联网技术的需求，从适应市场竞争、提高生产力水平和优化生产模式等方面，阐述了构建工程互联网的必要性。研究了工程互联网的主要维度、分类、利益相关方和构成要素，提出了工程互联网的主要应用场景。立足当前水电工程信息化水平，对构建工程互联网的实现路径提出了建议。

关键词：工程互联网；应用场景；互联网+

1互联网+对传统行业的影响

互联网时代，人的需求发生变化，带来客户需求的变化，进而影响生产模式的变化。传统行业处于社会的大变革中，也将因环境的变化而发生变化。

互联网技术泛指云计算、大数据、物联网、移动应用等新一代信息技术。互联网+的实质是连接和数据，数字化是基础，连接是创造价值的途径。将分布式的各种关系进行紧密连接，将一切业务过程数字化，基于数据对业务进行分析和重构，从而更好的掌握市场和用户，优化商业模式和生产模式。

以互联网和新能源为代表的第三次工业革命成为世界各国工业领域的发展主题，李克强总理提出互联网+，美国提出工业互联网，德国提出工业4.0，刘振亚提出能源互联网。2015年7月，国务院印发“互联网+行动的指导意见”，明确互联网+是把互联网的创新成果与经济社会各领域深度融合，推动技术进步、效率提升和组织变革，提升实体经济创新力和生产力，形成更广泛的以互联网为基础设施和创新要素的经济社会发展新形态。意见明确了十一项重点行动，目前在互联网+消费领域之外，互联网与传统产业的融合也形成了诸多成功实践。其中，电子商务领域，有找钢网、旺材网、猪八戒、万科云等。协同制造领域，有长安汽车、青岛红领定制服装、陕西鼓风机公司等。高效物流领域，有宝船网、INTTRA航运平台等。智慧能源领域，有新能源、设备智能化、电力智慧调度、同方工业云等大数据应用。绿色生态、人工智能等领域也逐步形成互联网+产业并促进企业的转型升级。对部分互联网产品的商业模式分析见表1。

表1　互联网+传统行业的生产模式分析

互联网一定程度上颠覆了这些行业的商业模式和生产模式，被颠覆的这些传统产业具有三个典型的互联网属性：

(1)需求容易被模块化、产品化；

(2)供方、需方均比较分散，数量众多，且资源可被组织；

(3)业务过程容易被数字化，对物理空间的依赖不高。

互联网+传统产业融合创新后，其商业模式具有如下三个互联网特征：

(1)以用户为中心，而不是以产品和厂商为中心，为用户创造更大价值；

(2)融入价值链核心环节，并带来产业价值链的重新分配和竞争格局的变化；

(3)通过数据驱动业务的发展，以数据驱动精细化的协同，改变传统粗放式的协作，解决资源配置和产业链上由于信息不对称带来的接口问题。

随着工程行业体制改革、管理提升和信息化建设，也逐步显现出互联网属性。在外部竞争和客户需求的引领下，互联网与工程行业的融合创新将成为工程行业企业面临的新课题。

2工程行业对互联网技术的需求

建设工程互联网，既存在市场需求、社会环境和国家政策的外因引领，又是提升生产力水平和提高竞争能力的内因驱动。

工程建设行业是传统行业，产业链长，专业领域多，空间分散，时间跨度长，协同问题突出。如何优化生产、管理提升，实现企业转型升级，是行业企业内部面临的普遍问题。信息技术是提升生产力水平的有效手段。据美国研究，建筑业的无效工作高达57%，比制造业高31%。信息技术的应用被证明是减少无效工作，提高劳动生产力水平的有效手段。

市场环境对设计施工一体化的要求日益提高，国家大力发展工程总承包，提高中国企业“走出去”的竞争能力。国内工程投资企业也逐步转向总承包模式。而工程数据是设计施工一体化的重要方面，而当前设计和施工的数据交换还十分有限，基本以静态的图纸为主，随着BIM三维设计技术的逐步普及，DS、BENTLEY、AUDUDESK三个厂商的数据难以融合，设计数据缺应用，施工应用缺数据的现象普遍，解决设计施工数据一体化问题的需求日益迫切。

数据将成为工程建设的基础生产资料，工程规划、设计、采购、施工、运行过程中产生大量数据，特别是历史积累的价格、质量、安全、风险等方面决策支持数据对企业的经营和工程的预测预警具有重要作用。跨组织、跨工程的工程数据互联互通对国际水电市场拓展、相关产业延伸、降低内控风险、提高盈利能力均具有重要现实意义。

综上所述，工程建设行业在提升生产力水平、优化设计施工一体化生产模式、发挥数据在提质增效方面的基础性作用等方面对信息技术的需求，需要跨组织、跨阶段、跨工程，具有典型的互联网特征，以此为目的的信息化建设和应用即为工程互联网。

3工程互联网主要构成

工程互联网是将分布式的人、数据、工程连接起来，打破组织、专业、时空的界限，结合应用场景，开发、运营工程互联网产品，创新商业模式、生产模式，配置生产要素，实现工程产业链一体化协作，提升工程全生命周期的质量、安全、经济价值。

工程互联网具有三个维度(见图1)：组织维、空间维、时间维，组织指企业，空间指工程，时间指阶段。组织维是基本维度，空间维和时间维应必备其一。按照三个维度的组合，可将工程互联网分为企业型工程互联网、产品型工程互联网和平台型工程互联网。

企业型工程互联网是企业信息化的高级阶段，其特征是实现企业内各工程、各阶段的数字化协同；没有跨企业，但实现了企业内部组织的协同。这类应用是以提升内部用户价值为出发点，主要表现为投入。

产品型工程互联网具有组织维和时间维属性，其特征是实现了多个企业和工程的多个阶段的数字化协同。这类应用是以提升工程用户价值为出发点，主要表现为产品型销售和服务。例如智能大坝系统。产品型工程互联网不会颠覆传统行业，其作用是优化生产模式。

平台型工程互联网具有组织维和空间维，可具有时间维属性，其特征是实现了多个企业和多个工程数字化协同。这类应用是以提升工程用户价值为出发点，主要表现为平台型销售和服务。例如找钢网、猪八戒、旺材网等。平台型工程互联网可能颠覆传统行业，其影响范围以应用场景相关各方为边界。

图1　工程互联网的三个维度

工程互联网具有四类利益相关方：用户、服务供应商、平台运营商和开发商。

对企业型工程互联网，开发商是新的受益者，传统企业扮演用户的角色，通过应用工程互联网来提升自身价值。

对产品型工程互联网，开发商是新的受益者，传统企业扮演用户和服务供应商的角色，通过应用工程互联网为客户提供增值服务来提升自身价值。

对平台型工程互联网，运营商和开发商是新的受益者，传统企业扮演用户和服务供应商的角色，通过应用工程互联网为客户提供增值服务来提升自身价值。

工程互联网的三要素包括：人、数据和工程，其载体是信息系统，在数据标准基础上，建立一系列应用系统，把人、数据和工程连接起来。人与工程通过应用场景连接，工程与数据通过技术标准连接，人与数据通过应用系统连接，见图2。

图2　工程互联网构成要素

人包含网络连接的各利益相关方，包括业主、设计、施工、监理、供应商、政府、中介咨询机构、软件服务商等。

数据以技术标准为基础，以应用系统为载体。BIM工程数据中心是数据连接和交换的枢纽，信息模型标准是集成和融合的关键，是实现数据跨阶段、跨专业、跨工程互联互通的基础，连接各类工程管理要素。工程互联网中的主要数据资源包括：BIM模型、项目管理数据、工程监测数据。

工程是以数据为生产要素的工程，人可以通过数据更好的认识、策划、执行、监督、完善工程的各个过程。通过相互连接，工程之间可以连通数据与信息，依托各类应用场景发挥数据在分析、评价、预测方面的价值。

技术标准是互联互通的基础，工程互联网标准体系可包含工程数据接口、工程互联网服务接口标准和互联网服务接口标准等。工程数据接口标准重点解决BIM工程模型的创建、集成、移交等问题；GIS基础地理信息标准重点解决地理信息方面的数据标准化和业务接口的问题；智能监控重点解决监控的要求、数据获取、报送和集成分析等方面的问题。工程互联网服务接口标准重点解决工程互联网应用的产业链各方对业务系统的应用和集成问题。互联网服务接口标准重点解决与通用互联网产品的服务接口问题(见图3)。

图3　工程互联网技术标准体系

4工程互联网主要应用场景

工程建设行业的核心价值链是营销、融资、规划、设计、采购、施工、运行，以此归纳工程互联网的主要应用场景见表2。

表格中对工程建设产业链各环节应用价值较大的应用点进行了分类，总计归纳了工程全生命周期中35个工程互联网应用场景，并对每个应用场景的生产模式进行了分析。这些应用点的实现会应用一种或多种互联网技术，包括电子商务B2B/O2O、大数据BD、建筑信息模型BIM、集成项目管理IPD PM、企业管理ERP/CRM/SCM、物联网等。

5工程互联网的实现路径

工程互联网对用户、服务供应商、平台运营商和开发商均有利可图，总体而言，其实现将是市场驱动、逐点突破、螺旋上升的过程，利益相关四方均有可能成为某类应用场景的发起者和引领者。

作为工程建设企业，应主动推动企业型工程互联网建设与应用，顺势开展产品型工程互联网建设与应用，研判平台型工程互联网机遇与应用。

实现过程中应强化规划引领，制度导向和标准规范的作用，技术研发与项目应用相结合。

(1)编制指导意见，统一互联网创造工程价值的共同认识，以应用场景为导向，研究和制定工程应用指标，通过对工程应用做出要求，为工程互联网应用带来的价值分配方式建立指引，推动技术的进步和共享。

续表2序号价值链与应用场景主要应用技术领域商业模式云计算与大数据建筑信息模型BIM物联网电子商务集成项目管理IPD企业管理ERP/CRM/SCM供给方供给内容工程互联网类型需求内容需求方用户价值(4)远程会商决策★工程师视频、数字化模型产品决策会商媒介总包方/业主提高效率,降低成本(5)基于BIM的设计施工一体化集成数据管理★★工程师数据产品、平台集成分析总包方/业主提高效率,降低成本(6)EPC一体化施工管理★工程师管理数据产品、平台管理任务总包方/业主提高效率,降低成本(7)质量监控★产品经营方物联网设备产品、平台监控数据总包方/业主提高安全性(8)工厂化模块化制造★★工厂成品件产品、平台成品件总包方/业主降低成本(9)安全文明施工★产品经营方物联网设备产品、平台监控数据总包方/业主提高安全性,控制成本(10)竣工模型数字移交★工程师数据库产品、平台工程移交任务总包方/业主创造新增价值7运行(1)运维模型数字移交★工程师数据库产品、平台工程移交任务总包方/业主创造新增价值(2)基于BIM的生命周期集成数据管理★工程师数据产品、平台集成分析总包方/业主提高效率,降低成本(3)仿真培训★产品经营方可视化培训教程产品、平台培训课程总包方/业主减少出错,降低成本(4)设备预防性维修★★产品经营方数据库产品、平台维修建议总包方/业主减少出错,降低成本,提高效益(5)发电预测优化调度★★产品经营方数据库产品、平台调度建议总包方/业主提高收益(6)集成监控与健康诊断★★产品经营方数据库产品、平台安全性评价总包方/业主提高安全性(7)安全与应急管理★★产品经营方数据库产品、平台安全性评价总包方/业主提高安全性

(2)编制应用指南，明确工程互联网的主要应用场景和基本流程，为各类工程选择适合的应用以实现价值最大化提供指引。

(3)编制技术标准，为工程数据的互联互通制定技术标准，为业务的一体化应用制定工作流程和行为规范。

(4)建立产品研发生态环境，充分发挥自身的信息化研发能力，既要将工程互联网打造成工具，培养工程互联网软硬件产品开发能力；又要将工程互联网打造成产品，培养工程互联网软件的工程应用能力；还要将工程互联网打造成产业，通过提供新的服务内容，实现企业的转型升级。

6结语

水电行业需要提高生产力水平，优化设计施工一体化生产模式，充分发挥数据在提质增效方面的作用，建设工程互联网是企业转型升级的内在要求，也是市场需求和政策要求的外因引领。可为工程全生命周期的质量、安全、经济创造更大价值，具有重要现实意义。

工程互联网由人、数据和工程三要素构成，包含组织维、时间维和空间维三个维度，分为企业型工程互联网、产品型工程互联网和平台型工程互联网三种类型，有用户、服务供应商、平台运营商和开发商四类利益相关方。

工程互联网的建设应紧紧围绕应用场景，在工程数据互联互通的总体目标指引下，综合应用各类互联网技术，从具备条件的应用点着手，谋求突破，实现互联网+工程的生产模式创新。

工程互联网的实现将是市场驱动、逐点突破、螺旋上升的过程。工程建设企业，应主动推动企业型工程互联网建设与应用，顺势开展产品型工程互联网建设与应用，研判平台型工程互联网机遇与应用。从规划着手，制度引领、标准先行，着力培养一支跨界协同的工程互联网创新人才队伍。推动企业做优存量、做大增量、转型升级目标的实现。

参考文献:

[1]国务院.关于积极推进“互联网+”行动的指导意见[S]. 2015(7).

[2]阿里研究院.互联网+从IT到DT[M]. 机械工业出版社, 2015(6).

[3]马化腾.互联网+：国家战略行动路线图[M]. 中信出版集团, 2015(7).

[4]钱志新,刘志波.新能源互联网[M]. 南京大学出版社, 2015(6).

[5]上海市城乡建设和管理委员会.建筑信息模型技术应用指南(2015版)[S]. 2015(5).

[6]邬贺铨.迎接产业互联网时代[J]. 电信技术， 2015(1).

收稿日期：2016-01-24

作者简介：张志伟(1981-)，男，内蒙古赤峰人，高级工程师，主要研究方向为数字工程、企业信息化。

中图分类号：F49

文献标志码：B

文章编号：1003-9805(2016)02-0009-05