在云计算、大数据、人工智能、3D打印等数字技术的冲击下,中国亟待由建造大国向建造强国转型升级,由碎片化、粗放型劳动密集型生产方式向集成化、精细化技术密集型生产方式转变。智慧工地顺应整个建筑行业发展趋势应运而生,借助最新的科学技术升级建造方式。实际上,智慧工地的意义并不在于用一些新型的科技手段在项目现场进行简单的堆砌和罗列,而是围绕项目的全生命周期建立一个支撑现场管理、互联协同、智能决策、知识共享的一整套项目现场管理的信息化系统。
在互联网时代,随着建筑行业对信息化建设的探索不断深入,信息化建设也越来越趋向具体工程项目的落地应用,通过信息技术的集成应用改变传统管理方式,实现传统施工模式的变革,使施工现场更智慧化。近年来,随着BIM技术、大数据技术、物联网技术、云计算等信息技术的不断发展,施工现场管理逐渐由人工方式转变为信息化、智能化管理,极大地提高了工程质量、进度、安全等管理效率,显著提升管理效率和效果,节省工程管理成本。
智慧工地利用更多的信息技术来解决施工现场的管理问题。具体而言,在施工策划方面,以BIM技术为核心,对施工组织过程和施工技术方案进行模拟、分析,提前发现可能出现的问题,优化方案或提前采取预防措施,以达到优化设计与方案、节约工期、减少浪费、降低造价的目的。在施工控制方面,通过传感器、射频识别(RFID)、二维码等物联网技术,随时随地获取工地现场信息,实现全面感知、实时采集;通过移动互联网和云平台实现信息的可靠传送,实时交互与共享。在决策分析方面,通过基于云端的集成系统和大数据分析技术,对海量、多维度和相对完备的业务数据进行分析与处理,建立各管理要素的分析模型,进行关联性分析,并结合分析结果进行智慧预测、实时反馈或自动控制。
智慧工地是随着人工智能技术的研发和应用不断发展而循序渐进的过程,不可能一步实现,因此,智慧工地的建设要紧紧围绕人、机、料、法、环这五个影响生产和施工质量的关键要素展开管理。其中,“人”是根本,“法”是基础,“机”和“料”是施工的保证,“环”是条件,缺一不可;同时还要满足一线管理岗位对现场作业过程所需知识的即时获取、共享和沟通。通过智慧工地的信息化手段实现要素的智能监控、预测报警和工作的数据共享、实时协同。
在满足施工现场管理的基础上,还要满足公司法人和项目管理者对项目建造过程的实时监管。众所周知,企业法人对项目现场必须履行应有的监管职责,其重点就在于能通过对项目资源实现集中控制;项目部的管理者也需要对整个现场施工全过程进行管理,并及时获取工程进度、质量、安全、经营等信息,从而辅助项目决策。基于企业法人和项目管理者对智慧工地集成系统提出的需求,需要通过平台将各子系统的数据进行集成,供管理者监督管理。
目前企业层面对于项目的技术、质量、劳务、生产、机械设备、安全等业务的实时监管面临一些困境,包括已经实施的很多综合项目管理信息化平台在数据采集方面依然采用手工录入方式,企业大多依靠岗位自觉或管理制度约束。随着项目数量的逐渐增多,管理面的逐步扩大以及隐含管理风险面的同步提升,难以做到法人或管理者对项目过程进行真正监管。因此,智慧工地也肩负着满足企业法人和项目管理层对现场有效监管的任务,充分利用科技手段管理,以实现有支撑的降本、增效、防风险。
智慧工地是建筑业信息化与工业化融合的有效载体,是建立在高度信息化基础上的一种支持对人和物全面感知、施工技术全面智能、工作互通互联、信息协同共享、决策科学分析、风险智慧预控的新型施工手段。它从本质上来讲依然属于信息化建设的范畴,因此,智慧工地的建设需要企业进行整体规划。整体规划可以采用“从上到下”的方式,综合考虑集团和公司层到项目层,从监管业务到执行层业务的细节与关系,结合企业战略和信息化发展的整体规划方向,对公司和项目,乃至互联网+智慧工地方案的各方面、各层次、各要素统筹规划,强调规划对象内部要素之间围绕核心理念和整体目标所形成的关联、匹配与有机衔接。包括结合公司战略和业务管理弱点,有针对性地梳理智慧工地的业务需求、技术标准和建设成本等,规划适合于本企业的智慧工地的整体架构和实施步骤,选择重点或关键项目进行试点,逐步推进和推广。
当然,智慧工地的建设与传统信息化建设的路径也有所不同。传统大型的ERP信息化一般采用从集团到企业再到项目的“自上而下”的建设模式,由集团或企业规范流程制度,搭建集成化的协同平台,项目人员进行填报。但智慧工地的建设正好相反,在整体规划的基础上,一般采用“自下而上”的方式实施。紧紧围绕现场核心业务,采用碎片化的众多子系统,以解决满足一线管理岗位对现场作业过程的管理为第一要务,有针对性地降低工作量,提高工作效率,减少管理漏洞。
智慧工地现场碎片化应用采用了众多的软件系统,这些软件具有供应商多、技术集成程度高、数据不一致等特点,但同时又具有业务相对单一、系统架构简单、单品价格低等特点。鉴于这些特点,智慧工地的建设方式需要采用多种方式结合完成,一是直接购买商业软件,这主要针对一些商业化程度高,较为成熟系统而言,可以买来经过简单培训就可以使用。二是定制或半定制软件系统,这主要针对项目部有明确的需求,但具有明显的个性化特征且市场无对应成熟产品的情况,这对项目部的能力要求较高,往往是一些大型项目。三是自行研发或者合作开发,这种方式一般是企业层面主导;自行研发对企业自身的项目研发能力有着更高的要求,投入也往往最多。
智慧工地集成应用了物联网、云计算、移动应用等技术手段,使现场管理跨越了时空限制,这样的信息化模式也会改变现场管理和协同的方式,催生新的现场管理的工作模式,由此一来也需要建立起相应的岗位和管理制度进行支撑。
智慧工地建设需要首先做好顶层设计工作,在总体设计思路的指导下开展相关技术的应用和研发,同时注重BIM技术、物联网、云计算、大数据和移动应用等信息技术的集成应用。从而不断推动施工工地的自动化建造、智能化建造,最终实现建造方式的转型升级。