建设工程施工阶段协同管理系统设计与实现*

黄卫新

(南通城市建设项目管理有限公司 江苏 南通 226000)

随着数字化、智能化技术的发展以及在各行各业的综合、创新应用,建筑智能化、建筑建设智能化管理成为必然的发展趋势。建设工程施工阶段协同管理系统为建设工程施工管理工作开展提供便利,在提升施工管理的质量和效率,降低管理成本等方面发挥重要作用。因建设工程体量大、投资高、工期长,具有独一性,且设计施工具有多专业协同监管的复杂性等特点,需要在建设工程施工阶段,通过更具协同管理功能的数字化管理工具,提升工程建设管理效能。

1 建设工程施工阶段管理内容

建设工程施工阶段管理基于施工组织计划,运用管理学的工具和方法,科学组织和管控人机料法环测等生产要素,确保工程施工建设按照既定的计划逐步落实,完成施工任务。

从施工核心管理角度来讲,注重工程的安全、技术、质量、工期以及成本等方面的控制管理。

从现场管理的层面来讲,为防范安全、技术、质量、工期、成本等可能发生的风险问题,对物料供给的管控、设备使用安全与质效的管控、人员行为安全与作业质效的监控、施工现场环境的监控与风险防范、施工地质环境的监测与风险防范、施工质量的监控以及建设信息的传递与记录等内容变得尤为重要;从施工流程与沟通的角度来讲,基于施工进度的合同与项目变更、施工问题处理以及项目建设各方管理协同也具有重要意义。

2 建设工程施工阶段管理特点

从建筑分类角度来讲,工程建设包括住宅、商业、工业、公共基础、文娱、交通、水利等诸多类建筑工程,不同建筑类别有不同的建设标准与管理要求,且建筑建设关乎建成后长期的使用安全,需要严格的技术和质量管控。

从建筑建设要素角度来讲,人员、机械设备、物料(钢筋、混凝土、表面处理材料、机电设备、管线等)能源供给、工序工艺、建设环境、检验检测等多元要素的协同安排与管理,基础资源要素管理多样。

从建筑工程类别角度来讲,包括地基、主体结构、门窗、道路与交通、绿化、机电安装以及室内装饰等诸多专业工程,需要多专业的协同施工管理,面临施工工序、协同作业管理问题;同时,因为建筑投资、建设、使用等相关主体的分离,使得工程建设一般需要承建单位、投资单位、监理单位以及政府监管单位等的协同管理。

从管理的角度来讲,中大型建筑工程建设中,都面临着多专业工程技术,多设备、多人员、多团队协作与管理的复杂管理局面存在多方利益博弈问题。

3 建筑智能化管理技术及其价值

现代数智化管理技术融合了感知、通信、地理空间、信息管理、自动控制、智能运算等多种技术成果,在建筑智能化管理技术方面,基于地理空间系统GIS、建筑信息模型系统BIM、数字化管理系统以及基础的环境探测、信息通信、计算机软硬件技术等,可以围绕建筑工程建设的几乎所有信息资源,通过计算机可视化的镜像与运算逻辑,高质量地串联起建筑建设与运营的所有信息资源,乃至通过信息传递于连接起企业、政府监管、环境保护等更高层面的关系网络。

基于数智化管理技术的建筑建设管理,可以更为系统而有效的监管建筑管理相关各要素与资源,基于项目和企业特点,构建更为科学合理的管控关系,提升管控效率和质量;基于监管大数据,可以更为深入的预测和分析管理问题,减少各类风险问题的发生,通过预测防范以及及早发现问题,及早解决问题等逻辑提升管理效能。

4 建设工程施工阶段协同管理系统设计与实现

建设工程施工阶段协同管理系统以保证施工安全和质量,优化施工效率,降低施工成本,提升施工管理效能等为根本目标,充分运用管理工具进行科学管理和有效管理。在协同管理系统的设计与实现过程中,需要基于管理的职能和目标进行设计与规划,围绕企业管理以及项目管理需要,充分运用科学的管理分析工具以及现代技术手段进行设计和规划。

4.1 施工阶段管理的功能定义

基于建设工程施工管理的内容、特点以及建筑智能化管理的技术能力与价值,可以建构如表1所示的建设工程施工协同管理功能模块。基于层级关系进行功能的交互关系细化。因建设工程类别、专业施工类别差异,在管理过程中,可以根据建设施工企业的经营特点,建构全类别、全专业的功能模块,也可以建构符合当下或企业发展需要的功能模块。最重要的是确保企业功能模块的可扩展性,可以较为便利的增删与修改。

表1 建设施工系统管理模块功能定义

4.2 技术实现

在协同管理系统的技术实现方面,一般采用基于系统硬件支撑的软件平台系统实现协同管理功能。在硬件设备上,需要采用基于硬件服务器、存储设备和网络设备的基础设施作为支撑,为降低建设成本,常采用公有云与私有云项融合的,在系统与软件层面的系统开放。为实现既定协同管理功能,需要充分考虑相关技术的适用性、可靠性、可扩展性、建设成本以及效能价值等,基于工程建设企业的管理的实际需求进行匹配。

4.3 系统结构框架

将实际的管理功能通过软硬件技术与实际施工管理活动相融合,需要系统而科学的结构框架。具体技术与管理功能的融合,可以基于图1所示的结构框架进行搭建与思考。

图1 建设工程施工阶段协同管理系统设计框架示意图

由图1可知,在技术层面,基于技术可实现性以及建设要求等选用适宜的技术及其设施设备;在信息采集层面,基于建设工程施工现场情况以及协同系统建设需求等建构适宜的信息采集渠道、方式以及设施设备等,为协同管理系统提供信息和交互支持;在数据分析层面,根据协同系统建设需要以及技术质量与成本等搭建数据处理模式以及建构基于应用需要的数据提取逻辑;在应用层面,基于上层实际工程施工协同管理需要、下层数据采集能力、以及施工建设进程等建构管理功能模块;在用户层面,界定用户类型,通过可视化的平台界面以及层级化的处理逻辑等为管理人员提供管理入口,并通过智能设备、客户端、网页等连接进入协同管理平台系统。

5 协同管理效能优化

5.1 基于多元角度的功能模块建构

为高质量的实现工程建设阶段协同管理功能,需要在系统结构设计方面建构与监理单位、建设单位、施工单位等基于不同管理方的功能模块,以及在相应功能模块下创设相关人员的具体工作模块,比如建设单位相关的项目经理、财务人员、质量人员、资料人员、物料人员等的工作清单。基于专业、企业、项目管理需要,建构系统化、层级化的功能模块。

5.2 基于GIS、BIM 等技术的可视化协同呈现

GIS、BIM 技术通过统一的地理空间、建筑模型与环境条件,为工程建设多专业施工提供统一的标准模型,通过平台化、可视化的呈现以及信息关联技术可以系统而有序地展现建设工程主体各专业信息,包括建筑地理空间信息、结构尺寸、物料清单、建设效果、工艺工序乃至施工建设进程、设备、物料与能源供给状态等信息,为工程项目的建设施工、施工管理、协同施工以及协同施工管理等提供高质量的技术支持。

5.3 基于管理职能的流程优化

建设工程施工是跟随施工建设活动而不断发展直至任务完成的过程管控。从结果评估与评价的角度,需要对各管理功能模块的管理效果和管理职能进行科学评估。以质量管理为例,在项目管理中,需要基于企业质量保证体系、项目质量管理体系以及项目质量管控目标计划等,开展质量过程控制及质量验收等质量管理活动。监理、项目经理、质量监管等不同管理部门对建筑质量管理的侧重点不同,质量相关信息传递、处理与分析等需要高质量且差异化的设计结果。在系统设计过程中,不但需要充分了解管理组织结构、管理流程,结合实际管理职能需要建构平台界面的连接关系,还需基于管理效率和功能的提升,对要管理要素、流程关系、信息交互方式等进行优化和设计以确保管理系统能够达成管理效能提升的目的。

5.4 基于系统关键点节点与数据分析的协同管理效能优化

为提升协同管理效能,一方面,需要科学建构管理职能、施工作业以及问题处理等各种管理工作间信息的汇聚点与传输路径,确保通过协同管理系统能够建构良好的管理组织制度与流程,提升协同管理的效率,发挥管理的最大价值;另一方面,需要能够对系统末端采集到的数据信息进行综合利用,通过数据分析技术深挖基于实时、动态、可持续监管下的各类数据信息在管理需要上的价值,提升数据利用价值,为协同管理服务。一般采用的数据分析技术包括对比分析(比如基于纵向、横向、基准、实际与计划、同比、环比分析等)和结构分析(比如多元线性回归、时间序列、人工神经网络、模糊建模等)。

6 结语

综上所述,建设工程施工阶段协同管理系统综合了GIS、BIM 以及现代数字化、智能化平台系统建设相关技术,为工程建设管理效率提升,建设成本优化以及管理成本降低,促进施工管理效能提升等提供新的管理的工具和方式方法。建设工程施工阶段协同管理系统设计与实现需要基于软硬件技术配置、系统效能优化等确保协同管理系统能够为协同管理提供便利与有效支持。