智慧工地的内涵解读与实践应用

文｜魏少雷

刚刚闭幕的十九届五中全会，对中国“十四五”时期发展做出全面规划，从明年起，将开启全面建设社会主义现代化国家新征程，中国将进入一个新发展阶段——“数字中国”，我们会发现数字信息以前所未有的速度传播到生产生活的各个角落，中国各行各业都面临数字时代的洗礼，数字时代的冲击，同样作为国家的支柱产业的建筑业也面临新的机遇和新的挑战。

数字时代背景下，数字化转型已成各界广泛共识，数字化建筑，智慧化工地等等新名词也是层出不穷的涌现出来。

一、智慧工地的内涵理解

智慧工地的基础技术是数字通讯，它是通过现有的云技术，工业级的物联平台，移动终端设备，以及智能终端采集设备，将生产管理过程中的数据通过终端智能采集设备，将数据采集，通过物联平台，将数据上传、存储在云平台，并通过智能分析统计，通过移动终端或者电脑、WEB 端供项目管理人员或者企业管理层做决策，同时也能够对现场的“人、机、料、法、环”等各生产要素的实时、全面、智能的监控和管理，实现业务间的互联互通，数据应用，协同共享，综合展现，保障工程质量、安全、进度、成本建设目标的顺利实现。智慧工地的“智慧”体现在现场的管理过程中，改变了原有的管理思维和方式，通过数字化的加入，对传统的管理方式和管理行为做了改进，使其更适应时代的发展要求。

二、智慧工地推动回顾

智慧工地的落地应用跟国家的政策导向息息相关，国家及部分省市相继出台很多关于智慧工地应用的政策和标准，对规范智慧工地的落地应用起到了积极的 作用。其中以河北为例智慧工地在2018年就出台了智慧工地的技术标准，并且在2019年颁布实施，其中对智慧工地的技术要求，及实现的内容做了详细的规定，并且在当年由省建协发布了关于智慧工地示范工程评价管理办法的通知，通知内容指出，获得智慧工地示范工程项目作为推荐中国建设工程鲁班奖、国家优质工程奖和安装之星必备条件，并且省建协也会积极宣传和推广获得智慧工地的项目，并且组织对行业有代表性的工程项目进行学习交流和观摩活动，以此来鼓励智慧工地的落地应用，也起到了积极的推动作用。

三、智慧工地的应用

智慧工地是采用云计算、大数据和物联网等技术手段，针对所收集的信息特点，结合不同的需求，构建信息化的施工现场一体化管理解决方案。智慧工地现阶段应用如下：智慧工地应用主要集中在三个层面，首先施工现场实施感知，其次智能决策全面掌控，最后数据积累形成企业数据库。

1.施工现场实施感知

通过物联网技术，实时采集现场硬件设备的运行数据，实现生产要素数字化，将不同种类的现场硬件，不同类型的硬件设备进行一站式链接，将收集的数据进行集成，并且能够上传云平台，通过网络进行上传和下载，实现项目实施动态感知和数据的分析积累，为一线的管理人员能够提供管理数据的抓手，同时也通过网络传输，比如视频监控，环境监测，劳务管理等可以实时对接数据到政府相关的监管部门，实现项目与职能监管间的无缝对接，既满足现场作业管理的要求，同时满足政府相关部门对项目状态把控的要求。同时不同的硬件设备间可以实现数据的共享互通，比如，现场的环境监测设备通过实时的监测发现扬尘指标超限，会通过云平台数据管理中心的数据分析，得出降尘指令，并会通过物联网平台自动开启现场的降尘设备，比如喷淋系统，进行现场的喷淋降尘，实现对现场的智慧化管理。

2.智能决策，全面掌控，

通过智能采集终端收集的劳务，物料，过程的质量、安全、进度等数据进行汇总整理，数据间打通信息孤岛壁垒，实现对施工过程的全面数据统筹，为后续工作的开展提供关于人、机、料、法、环等全面的数据依据，同时对作业人员的业务评价，效率的提升，设备状态等多方面做实时的统计输入，为项目管理层做到数据统计更及时、更准确，同时也使得管理层对项目实时状态及后续的资源、后续进度更清楚明了做到智能决策，全面掌控。

3.数据积累形成企业数据库

便于企业的综合管理，以往的业务数据，存在不准确，难保留，无处用的窘态，现在通过终端采集及过程的数据收集，使得数据留存云端，便于查找统计，同时平台自己也能够进行数据各个维度的分析统计，输出分析结论，便于企业的内部管理。多项目的数据积累会形成自己企业的数据库资源，在方便企业进行横向对比的同时，满足企业在行业竞争里的数据优势，过程管理遇到的成本管控等方面的问题，并基于历史数据和平台算法，辅助管理者做出各项决策。

在这三个中心的基础上，实现施工项目全面数字化，最终让我们传统粗放式的管理迈向工业级精细化管理。

四、智慧工地与BIM 技术

智慧工地与BIM 技术的结合使得其在管理过程中更加的具体，通过BIM 技术，将实体模型与虚拟模型相结合，实现建筑实体数字化。

1.BIM 技术的理解

首先，BIM 技术的核心是通过建立虚拟的建筑工程三维模型，利用数字化技术，为这个模型提供完整的、与实际情况一致的建筑工程信息库。该信息库不仅包含描述建筑物构件的几何信息、专业属性及状态信息，还包含了非构件对象（如空间、运动行为）的状态信息。借助这个包含建筑工程信息的三维模型，大大提高了建筑工程的信息集成化程度，从而为建筑工程项目的相关利益方提供了一个工程信息交换和共享的平台。BIM 模型与智慧工地的现场建筑实体形成数字孪生的关系，借助BIM 的特有属性为施工过程管理提供强有力的功能支持。

2.BIM 技术与智慧工地的应用举例

BIM 技术与智慧工地的结合主要表现在技术、生产、商务、质量、安全等方面。

比如在技术层面的应用，在我们投标过程中或者在我们开工前，我们需要进行整个施组方案的编制，一方面二维文字无法直观清晰表达，如何更好的汇报表达是一个问题，另一方面，这个过程，我们需要尽可能的保证我们思考的全面性，保证施工过程中工人用工，资金流的稳定，所以我们产品可以通过三维模型与现场进度、成本等信息相挂接，进行基于真实进度和成本信息的三维展示，展示内容清晰直观，便于汇报、决策，也知道我在什么时间要花多少钱、需要多少人，进度情况如何，保证整个施组策划的合理性；技术交底：现在项目上的交底都是以文字交底为主，将参与交底的人员叫到会议室，交底后签字确认，但是交底效果是很难保证的！同时在施工过程中如果有不懂做法的地方，这时候可以用三维模型展示，非常直观的看到具体的做法，同时上面也挂有详细的做法要求，快速了解具体做法。

五、智慧工地未来展望

智慧工地是智慧地球理念在工程领域的行业具现，是一种崭新的工程全生命周期管理理念。运用信息化手段，通过与BIM 技术对工程项目进行精确设计和施工模拟，围绕施工过程管理，建立互联协同、智能生产、科学管理的施工项目信息化生态圈。随着科技的进步发展更多的新技术新设备投入到行业，植入到建筑实体、机械设备，以及操作人员穿戴设施、门禁系统等各类物体中，并且随着5G技术的到来，万物互联互通不再是梦想，工业级的物联网平台能够承载更多的载体单元，形成数据间的互通互容，实现现场的实时感知智慧决策，同时也会慢慢的变革一线作业人员，一线管理人员的思维以及工作的方式，也许在不久的未来，每天清晨我们打开智能终端问一句：“项目的运行状态怎么样?”智能终端通过智能查看平台数据，以及分析的数据结果，参照现场智能采集设备的实时采集数据，然后告诉我们：“项目一切正常，进度正常，质量合格，安全无隐患，资金结算正常……”。当然这不是想象，也许不久的将来就能够实现，这也是智慧工地未来的发展方向。