施工企业智慧工地实施与运营保障研究

孙永武

(中铁建电气化集团南方工程有限公司 湖北武汉 430074)

1 引言

十三五期间，国家发布了《2016—2020年建筑业信息化发展纲要》，对施工行业信息化建设以及信息化管理提出了新的要求。在新的时代背景下，施工类企业若想在未来的发展中永立潮头，就需要不断加强信息化在基础设施建设中的发展力度，持续、加快推进信息管理系统在施工企业中应用、升级、换代的步伐。

基于智慧工地系统的信息化管理就是借助新一轮技术的发展契机，围绕施工企业工程项目管理中几个重点的环节“劳务、物资、机械、质量、进度、安全、培训”与传统的管理流程相融合，将以往的优秀经验、高效流程固化到智慧工地系统中，进而在施工项目全生命周期中全面应用，提高施工企业项目管理的信息化管理水平，持续推动施工企业项目信息化建设水平[1]。

2 施工企业痛点及智慧工地应用现状

长期以来，施工企业在工程项目管理上面临诸多难题:项目多；监管累；参建单位分布在不同的地域、不易管理；安全隐患管理难；管理成本压力大；参建单位数量众多，组织关系和合同关系复杂；工作流程不统一，文件传递及分发过程繁多；项目管理文档多且复杂；各部门工作的相互关联依赖性强；需要借助新的技术、新的思想、新的理念解决行业难题实现管理上的破局立新[2]。

当前，智慧工地应用在我国还处于初级应用阶段。据相关资料不完全统计，我国在2020年智慧工地应用市场总体规模达120亿之多，相较于之前的管理粗放、无序已经有了很大提高。本文结合商合杭高铁施工项目智慧工地应用实际情况，就智慧工地应用与系统实施保障阐明个人看法。

3 智慧工地设计

3.1 设计目标

规划、设计施工企业项目管理智慧工地系统，为施工企业项目数据汇聚、各业务垂直管理和横向数据流通提供基础环境，同时具备服务项目和服务企业的能力。

3.2 必要性

施工企业在工程项目管理中面临诸多难题:项目多；监管应对累；参建项目分布在不同的地域、不易管理；安全隐患管理难；管理成本压力大；传统施工管理模式无法解决行业难题，需要借助新的技术、新的思想、新理念实现探索行业难题的破局之道。为加快推进施工企业管理上的难题，融合信息化建设和精细化管理的发展要求，促进行业进一步转型升级[3]。

智慧工地整体的设计思路，首先是要对施工企业项目管理的工作流程全面掌握，深度根植于施工企业的项目管理日常，对项目管理全过程进行全面把控。其次，工作汇报实现一次收集、自动关联；利用大数据分析技术对工程项目管理数据进行综合分析，并对正在开展的项目进行进度分析和预测，预测结果作为工程项目管理的辅助决策手段。系统采用微服务架构并进行分布式部署，可轻松实现业务扩展和项目信息复用，降低推广和维护成本[4]。

3.3 设计内容

商合杭高铁智慧工地管理平台基于施工现场的深入分析，旨在解决项目工地存在的实质性问题，系统的核心优势在于将事务性管理数字化和智能化，为施工企业更快捷、更精准、更专业地管理项目安全和项目质量，巡检效率和效果大幅提升，安全生产责任压到实处。系统将工程管理要求、管理责任与履约保障合一，可有效提升企业的管理水平和管理效率，解决环境复杂、人员杂乱、缺乏有效管控等诸多问题。以大数据分析、人工智能等底层技术为依托，以提高施工项目管理能力为目的，结合现场实际需求深度定制工地智慧管理解决方案。解决方案以施工项目的人员管理为核心，采用最先进的人工智能技术，对所有人员进行精准的身份识别，从源头上杜绝劳务方虚报人数、冒名顶替、人浮于事等情形，减少安全质量风险与项目进度管理的难度。另一方面，将因替班行为带来的劳务纠纷杜绝在行为发生之前，较传统智慧工地的读取身份证、指纹识别等旧方式采用更高效、可靠的人脸识别技术，并将人脸身份识别贯穿到项目管理的全过程，以加强项目管理，保障业主和施工单位的各项管理措施切实落实到位。

3.4 设计原则

(1)要求PC端和移动端协同工作，方便在各种情形下使用系统；岗位人员操作可用移动端代替传统PC端信息搜集方式，减少信息等待与资料收集的时间成本，提高工作效率[5]。

(2)系统内的一切操作以人性化、减轻工作量、简化工作流程为目的；一切功能设计以尽可能减少人工操作环节、充分利用数据关联性，智能填充等技术手段，避免或尽可能减少重复劳动为主。

(3)系统在收集数据和形成报表的进程中尽可能使用智能化、自动化的方式，避免因有意或无意的人为因素造成数据采集失真、工作效率低下等问题[6]。

(4)不断改进和完善管理流程，流程与实际业务要结合，流程体系的优化要考虑整体流程的各个衔接点、流程点的配合，并对工作过程全程自动留痕，利用人工智能技术分析留痕数据的真实性和可靠性，杜绝安全管理、质量管理中的虚报瞒报、消极怠工等情况，确保项目管理措施贯彻到位。

(5)结合企业实际的项目管理业务流程，设企业级和项目级两层管理，实现打通各层级的项目运营管控。项目级管理的重点为劳务实名制管理、物资管理、进度管理、安全隐患管理、技术质量管理、安全培训管理等，各层级各有侧重。根据不同的管理需求，可选择部署、自由组合，实现打通数据孤岛、多维联动协同的目的，为施工管理提供真实、全面、有力的决策依据。

(6)基于人工智能、深度学习等技术手段贯穿工作全流程管理。采用人脸识别代替容易作假的身份验证方式，系统自动智能根据经纬度识别打卡区域是否合法，超识别区域进行智能报警。

(7)解决方案要求利用大数据分析和机器学习技术实现对项目施工既往知识、经验和信息的沉淀，通过人工智能技术实现对项目施工人员的精准识别和管理。

3.5 总体框架

系统总体框架主要包含8大模块，系统管理模块、消息管理模块、物资管理模块(接触网预配)、安全教育培训模块、劳务管理模块、安全交底、安全检查、工程进度模块等，总体功能架构如图1所示[7－9]。

图1 系统功能架构

4 系统实施与运营保障

软件系统实施应用过程是复杂的迭代过程，不能建立在理想的状态下考虑系统的一次开发成型，实施过程中要充分吸收最新的系统开发迭代思想，在系统实施的里程碑阶段上，要重视开发的迭代过程[10]；系统实施要执行迭代递进的开发策略，每一个迭代周期完成，都会形成一个产品原型，结合项目实际的需求不断与用户进行交互、完善，直到原型设计发展成为可用的产品[11]。系统实施迭代过程如图2所示。

图2 实施流程

项目开发过程中，编制可行的系统实施质量管理计划，然后按计划有序地执行和控制这些活动以保证绝大多数的质量缺陷可以在详细设计、开发过程中被消除。在项目提交实施过程中，要组织专业和非专业用户，积极参与评审和测试活动，在进行功能流程测试时，依据实际业务流程和系统已开发流程进行比对消缺。通过执行质量管理计划来识别缺陷、消除缺陷，通过质量管理控制计划确保系统实施质量目标得以完满实现。系统实施质量管理流程如图3所示。

图3 系统实施质量管理流程

为了保证系统实施，完成既定的设计思路和实施目标，便于实施阶段管理人员更好地了解项目情况，使系统实施工作开展的各个过程合理有序，需要组建企业级运营团队，以文件化的形式，把对于在系统实施、运营全过程的工作任务范围、WBS、项目团队组织结构、各团队成员的工作责任、团队内外沟通协作方式、开发进度、经费预算、项目内外环境条件、风险对策等内容以书面的方式描述出来，作为项目团队成员以及项目干系人之间的共识与约定，在各相关方明确系统的建设目标、建设任务和范围、建设时间节点和进度要求、项目建设特点分析的基础上，依据需求文件的要求和以往大型信息化平台建设实施方面的经验和教训，更好地保障项目的整体进度和整体质量，更好地规避和解决系统实施建设过程中的可能风险，更好地达到系统的建设目标，提出项目建设实施整体阶段过程的划分、每个阶段要达成的目标、实施方法和实施计划[12]。

5 结束语

智慧工地的规划设计、实施、运营全生命周期管理对施工类企业来说是又一次重要的创新，其深度应用将有效提高企业决策层、管理层、操作层对工程项目的管理、分析、预测的能力。但是一项技术的发展永远不是一蹴而就的。本文主要结合商合杭高铁电气化施工项目智慧工地应用以点盖面地说明施工企业痛点及行业现状、智慧工地的设计思路、系统实施保障等管理方面分析，从而得出促进智慧工地落地应用的全周期举措和相关思考，为相关人员提供参考，对促进我国施工类企业智慧工地应用的推广和发展具有重要意义。

然而，现如今智慧工地发展的障碍远远不止这些，智慧工地系统实施也没有固定的模式，需要施工类企业从项目管理实践中不断地总结、提升，同时还需要企业相应的管理制度配合。需要我们从更多的维度进行进一步的探讨分析，以便能够获得更多的项目实施经验和参考价值，更好地提升施工类企业在项目管理及智慧工地信息化建设的能力。