建筑企业信息化管理的技术研究与实践

卢志瑜

（广州珠江建设发展有限公司 广州510075）

0 前言

随着建筑企业经营规模日益扩大、项目部不断增多，主营业务跨省市的现象越来越普遍，导致企业的管理模式也在不断变化。然而，目前建筑企业的信息化管理中往往存在着软件系统类型繁多、架构不同整合困难、各系统间甚至系统内部业务流无法实现流通、数据信息量庞大未能进行有效归集分析、传统服务器存储数据安全性较差等问题［1］。为有效地提高企业管理水平，实现对施工项目全过程、全方位的监控，解决前述企业信息化管理中的各类问题，组织研发出一套结合区块链技术、符合企业自身特点，实现智能化、可视化管理的“综合项目管理信息平台”。

1 系统架构分析

平台采用5层架构设计，分别为接入表现层、功能模块层、基础应用层、数据模型层和硬件层（见图1），遵循全面解耦原则，对业务进行抽象建模，业务数据与业务逻辑解耦，软件和硬件解耦，平台和产品解耦，设计出强内聚、弱藕合的信息模块，具有稳定性、可靠性、可适应性和可拓展性等特点［2，3］。通过构建信息共享平台和共享机制，消除各单位之间的沟通障碍，从而实现工程管理信息高效流转，在公司各层面搭建一条高效的信息流转通道的目的。

图1 综合项目管理信息平台总体架构设计Fig.1 Overall Architecture Design of Integrated Project Management Information Platform

2 系统特点

综合项目管理信息平台是一个具有良好开放性、多方面兼容和拓展能力的综合信息系统，采用面向对象的Java语言进行编程开发，基于先进的JavaEE 企业级开发平台，底层采用Spring MVC 框架，前端采用经典模块化UI 框架Layui+JSP 动态网页技术标准+JavaScript 脚本语言，来保证系统的样式美观和整体风格统一，集成Activiti 轻量级BPM 工作流引擎，基于多层B/S（Browser/Server 浏览器/服务器）模式，结合Web服务端技术和Web 客户端技术，实现企业级Web 应用［4］。系统的主要特点如下：

⑴可依据项目管理职能架构设计平台的功能与结构，使得平台研发的功能和结构与企业组织整体机制相适应。

⑵可自定义与项目管理相符的Activiti可视化操作流程，操作流程符合项目管理的基本方法和企业项目管理的方法［5］。

⑶业务流全打通，实现项目数据的实时采集，及时更新工作完成情况，做出项目绩效评估报告；

⑷基于Spring MVC 框架的开放性，可实现多系统多框架的功能集成和整合，实现企业级不同业务的集成管理；

⑸根据不同职级不同岗位，开放相应的操作权限和查看权限，提高平台内数据的安全性；

⑹平台操作界面风格简洁，易学易用，便于企业各级管理人员使用。

2.1 业务流全打通

平台所采用的Activiti工作流引擎，是一种覆盖了流程管理、协同服务等领域的语言框架，具有开源、灵活、轻量、可视化、易扩展等特点。架构设计时遵循自底向上的原则（见图2），根据企业自身管理要求自定义各项流程，实现业务数据与流程控制的分离，有效提高办事效率。除了PC 端，还可通过手机、ipad 等手持终端实现平台的移动化，目前与平台对接的移动端有企业微信和APP 两种方式：其中企业微信端直接通过第三方应用接口开发实现平台的数据交互；APP 端采用native（原生）开发，针对用户的不同移动设备，分别运用Java语言开发出Android版和Objective-C 语言开发出IOS 版，具有较好的向下访问和兼容的能力。最后建立移动终端与电脑终端互联互通的移动智能服务管理平台，实现随时随地了解项目动态信息、审批工作流程、查阅知识文档，提高各层级在线移动沟通协作效率，实现项目管理业务流程的高效审批［6］。

图2 Activiti架构Fig.2 Activiti Architecture

平台核心是以企业项目管理为纵线，打通业务数据链流通，从供应商入库，供应商评选，合同评审，工程管理，签证变更，造价审核，到最后的工程款支付，结合施工企业管理特点和流程审批特点形成闭合管理，业务数据的流程审批完成后将自动进行数据归档，存放在云服务器上的数据库中，可供其他业务模块根据需求调用，解决了信息重复录入的问题，实现了业务流程的全打通，打破了数据孤岛现象。

2.2 多框架整合

⑴利用java 语言的面向对象特性，通过Webservice接口、XML（Extensible Markup Language）扩展型可标记语言、Soap（Simple Object Access Protocol）简单对象 存 取协议、WSDL（Web Services Description Language）文件和UDDI（Universal Description，Discovery，and Integration）等技术实现不同框架系统间的数据通信与交互（见图3），以项目管理信息平台为中心，整合企业现有的行政协同OA 系统、劳务管理系统、社会大数据平台、720 云全景平台，BIMFACE 轻量化应用等，使企业内部不同框架的应用系统都可以在平台内实现无缝对接，打通不同系统间的数据壁垒。

图3 Webservice体系结构Fig.3 Webservice Architecture

⑵利用二维码和图像识别技术对施工现场的材设、安防等内容进行巡查和维护，实现项目管理的智能化管控手段升级。通过矩阵式二维条码QR Code（Quick Response Code）结合图像识别技术，整合开源的Google Zxing 框架，借助移动设备的内置摄像头完成条形码的扫描及解码操作，对已在平台上录好各项信息的实物通过调动接口生成二维码，张贴在材设上，巡检人员通过移动端扫码即可查询相关信息，并填写巡检报告提交给整改责任人，实现智能化巡检，另外管理层还能在电脑端实时查看设备和巡检情况，及时掌握设备动态。

⑶运用单点登录（Single Sign On）技术，通过平台与其他应用系统之间页面重定向中进行通信，实现信息的安全传递，一次登录就可以访问所有相互信任的应用系统，以用户为中心，统一办公门户，为平台内用户提供集中式的信息和服务，提高用户工作效率和简化管理。

2.3 大数据归集

平台覆盖了企业项目管理过程中产生的全部数据，包括定制化表单和规范化文件等本地数据；施工资料、技术资料、安全资料、日常填报和审批数据等人工录入数据；现场监控或自动传感器等物联网设备自动采集数据。

为实现这些种类繁杂、存储模式各异、数量庞大的信息数据归集，采用建立中间表和增量备份数据到中间表的形式，合并来自多个来源的数据，对数据进行全方位实时的汇总采集，构建复杂的连接和聚合的数据仓库，将数据库中的数据经过抽取、清洗、转换，将分散、零乱、标准不统一的数据整合到一起［7］，通过在分析数据库中建模数据来提高查询性能，并将数据信息转换为直观的可视化图形，为领导层的决策提供数据支持。

2.4 引入区块链技术

长期以来，建筑行业由于工程周期长，涉及的原料采购复杂多样，管理方式不同，从而引发诸多不清晰的问题。为解决工程项目合同信息管理上的数据安全漏洞问题，平台在开发阶段引入区块链技术，使用开源的Go语言进行编程，通过智能合约语言（SCL）编写智能合约，采用PBFT（Practical Byzantine Fault Tolerance，拜占庭容错）算法和一种实现分布式共识的RAFT共识算法作为共识机制；结合SM3（国产哈希算法）加密算法；利用区块链特殊的分布式数据存储服务、信息交互，数据通信及消息安全机制分别提供触发上链、查询、监控及配置智能合约的接口供外部调用；平台通过调用接口实现合同信息的存证功能（区块链合同存证总体架构如图4所示）。

图4 区块链合同存证总体架构Fig.4 Block Chain Contract Storage Architecture

3 应用实践

建筑企业管理涉及到任务、生产、结算等复杂过程，为实现多样化、可视化管理，平台将管理工作细分为待办事项、行政事务管理、投标管理、合同管理、工程管控、质安管理、造价管理、财税管理、系统管理等9个核心业务模块和施工资料、现场监控、二维码管理等3 个集成业务模块，这些模块既相互独立又相互联系，利用信息技术将各模块有机联为一体，实现施工企业对任务、生产、结算等全过程的管理（见图5）。

图5 综合项目管理信息平台Fig.5 Integrated Project Management Information Platform

3.1 数据打通与归集实践

⑴项目管理信息平台以投标合同文件和电子资料为数据源头，以工程信息为数据基础，并通过Activiti 自定义流程引擎，形成内部流程审批，最终实现平台内的数据打通，解决企业与项目全过程管控之间的协同管理壁垒［8］。

⑵提供统一标准接口，引入市场化大数据与企业自身数据的融合，在财税管理模块与新中大财税系统通过接口进行数据对接，发票数据直接推送，确保票据的真实性、一致性和唯一性。平台设置供应商库，不仅上传企业内部供应商信息，同时接收建材交易服务平台的大数据推送，引入外部供应商数据，真正实现不同系统、不同框架之间的数据交互和打通［9］。

⑶平台可以对企业层和项目层管理过程中形成的数据进行分级归集，并分类整理资源目录，管理层按需选择目录形成表单，进一步加强决策层对项目信息的管控和分析力度，强化数据分析与数据在管控效能上的应用。

3.2 可视化应用

结合物联网、大数据、云计算、移动通信等信息技术，实现现场监控的可视化［10］，可视化监控包含视频监控、安全帽预警、人员定位、大型机械监控、危大工程监测、扬尘噪声监测、雾炮喷淋联动、智能水电、地磅检测等功能（见图6）。公司首次以重点项目作为试点，与广州电信展开覆盖范围更广、网络容量更大的增强型移动宽带5G 技术，通过物联网将智能设备采集的信息实时上传至云平台，实现对“人、机、料、法、环”各生产要素实时、全面、智能的监控和管理。当工程监测数据处于异常状态时，系统自动进行预警、报警，通过平台待办事项、APP 消息推送以及短信接口SMSDK发送手机短信等多途径，全方位多频次地发送预警、报警通知给相关负责人及相关单位处理报警工程，确保信息传递的及时性和高效性，同时系统对处理过程及结果进行全过程实时跟踪留痕，最终形成闭环消警。实现了各业务间的互联互通、数据应用、协同共享、综合展现，提高了对施工现场的质量管理、安全管理及进度管理力度。

图6 可视化现场监控首页Fig.6 Visual Site Monitoring Homepage

3.3 区块链应用实践

传统项目管理信息平台一般使用本地服务器或云服务器，部署的独立数据库，需要通过外网连接进行日常维护，若遭破解账号密码或者操作不当，将导致数据库和备份同时被破坏后，还原数据技术成本高甚至无法还原，无法保证数据的安全，同时，当前应用的服务器数据库存储模式是中心化的，由企业进行独立维护，信息存在被篡改的风险。而区块链是一种特殊的分布式数据存储，具有去中心化的特点，合同签约方同时上链，所有原始签订信息同步更新，利用共识机制控制链上成员全部达成共识才能变更，真正实现集体维护，确保数据的完整性、真实性和安全性，保证了链上成员节点的数据都是一致的，任何节点的数据库被破坏都可以通过其他节点找回，这有利于解决建筑业工程项目管理上因地域距离、管理人员素质参差不齐、数据录入受人为干扰因素多等在项目管理信息平台上数据安全方面的漏洞问题。

在传统信息化管理模式中，业务数据主要体现在汇总统计方面，在项目管理信息平台内部只能通过业务流程相互关联，对未参与流程审批的用户不可见，数据在其他模块也无法应用，不利于实现工程管理的业务流全打通。当项目管理信息平台与区块链相结合，利用区块链具有的数据公开透明的特性，重要业务数据全部上传至区块链，从链上直接读取数据后在各模块中应用，通过授权认证就可以查询到数据，并且大大降低对权限控制的难度，解决了项目管理信息平台在数据流通方面的问题。应用区块链技术，重要数据上传至区块链，在其他业务使用时直接读取区块链上的数据，达到不同的业务间相互沟通和联动的效果，彻底打通传统平台的技术壁垒，革新现有的数据流通模式，提高整体管理效率和水平。

目前，对综合项目管理信息平台与区块链合同存证系统进行了集成，实现了数据对接，平台中现有的1 300 多条各类型合同信息已全部存储到合同存证系统中，后续合同信息将陆续录入并同步。利用区块链系统的公开性和权限控制，外部人员通过区块链系统的公开接口查询并得到授权的区块链数据，无需登录信息管理平台即可查看到对外数据，且不会造成平台信息泄露，解决了合同信息数据的安全问题（见图7）。

图7 区块链的合同存证查看页面Fig.7 The Contract Certificate of the Blockchain View Page

按照公司信息化前期规划目标，平台于2018年6月开始试运行，经过反复调研、优化、调试、完善，于2018 年10 月在公司内部全面运行，结合公司实际目标和发展战略的需要，通过集成、整合、改造分散的项目数据管理方式，为公司的工程项目管理工作建立了一套规范、先进、适用的业务流程，确保公司数据的真实性、及时性和有效性，实现了公司信息管理规范化和系统化。截止到2020 年4 月，纳入平台的项目共有123 个，共有700 多名企业职员在平台中注册并正常使用，平台的数据归集存储量超150 G。实现了项目信息管理一体化，促进了经营管理与项目管控的深度融合，推动了项目管理中的“三控三管一协调”和安全质量管理工作成果在平台中共享、互连互通、工程各数据的动态控制管理，公司职能管理部门随时掌握项目的最新动态［6］，同时提高项目管理人员变动时业务工作的延续性，确保管理有序推进，适应企业创新管理的发展需要，在推广应用中取得显著成效。

4 结语

综合项目管理信息平台采用互联网前沿技术开发，结合物联网、大数据、云计算、移动通信、5G、区块链等信息技术，有效解决了企业内部多系统间整合难题和数据流图问题，提高了系统数据的分析能力，确保了工程应用数据的完整性和安全性。全面提升了建筑企业项目综合管理的信息化水平及公司的内部运作规范及效率，打破了决策层、管理层、执行层之间的信息壁垒，实现信息资源共享，提高了企业各层级之间的协同效率和沟通效率，切实解决了企业工程数量大、地域分散、协同效率低的问题。