智慧工地系統在項目管理中的應用效果分析

吳長順 葉文啟 范鶴濱

中天建設集團有限公司 浙江 杭州 310008

1 工程概況

上海奉賢南橋新城15單元35A-05A地塊項目總建筑面積約181 000 m2，共43棟建筑，設1層地下室，基礎結構形式均為管樁筏板基礎，上部為剪力墻結構，裝配率40%。

本工程體量大、工期緊、質量要求高、裝配率高，施工過程中管理難度大，需監管問題較多，對工程管理提出了較高的要求。

2 智慧工地整體方案

針對該項目管理難度大、人員監控不到位的現狀，決定采用智慧工地系統的解決方案。

根據項目特點及智慧工地系統的優勢，利用先進的智能化感應設備、物聯網、互聯網、大數據平臺等信息技術，同時采用BIM技術，形成BIM+智慧工地的管理模式，對項目施工管理過程及時檢查糾偏。通過智能化終端設備，圍繞人、機、料、法、環，在安全管理、人員管理、材料管理、綠色施工管理、技術管理、施工計劃、工程量統計、進度模擬等方面，對施工現場進行全方位的監管，可以大大提高工程質量、施工安全，節約成本，提升施工現場決策能力和管理效率。

本項目在推進BIM+智慧工地信息化施工管理過程中，具體選用了BIM技術、勞務實名制系統、安全帽定位系統、視頻監控系統、揚塵檢測聯動系統、物料成本管控系統、塔吊安全監測系統、施工電梯安全監測系統、VR安全體驗系統、Wi-Fi答題認證系統等10項智慧工地運用項，涵蓋項目全過程、全方位的監管設備[1-2]。

3 主要應用點效果評估

3.1 BIM+智慧工地系統運用成本分析

為了便于對智慧工地系統的運用成本進行分析，特將智慧工地子項進行分類，按照是否對成本產生額外的影響，將智慧工地子項分為無成本影響項、增量成本項、收益項。

無成本影響項主要為管理類措施，不會額外增加成本，不作為成本分析的內容。增量成本項會增加施工成本，但可改善企業形象，產生積極的社會效益。收益項產生的收益大于成本，實現工期、材料、能效上的提升，從而減少資源投入，節約成本，施工企業應積極采用。

3.1.1 增量成本分析

利用ABC分類管理法（又稱帕累托分析法）對智慧工地增量成本構成進行分析，其原理如下：累計頻率在0～80%區間的因素定為A類，應作為主要因素重點進行管理；累計頻率在80%～90%區間的因素定為B類因素，作為次要因素管理；累計頻率在90%～100%區間的因素定為C類因素，按照常規方法進行一般管理。

本項目智慧工地設備增量成本的ABC分類如圖1所示。其中：X1代表物料成本管理系統，X2代表勞務實名制系統，X3代表VR安全教育系統，X4代表塔吊安全監測系統，X5代表揚塵監測聯動系統，X6代表安全帽定位系統，X7代表施工電梯監測系統。

按照ABC分類管理法的原理，在產生增量成本的設備中，采用物料成本管理占總量的22.16%，勞務實名制系統占總量的19.53%，VR安全教育系統占總量的18.55%，塔吊安全監測系統占總量的15.10%，為A類因素，應作為重點成本考慮是否選購使用；揚塵監測聯動系統占總量的8.95%，為B類因素，應作為一般成本考慮選購；其余為C類因素，應積極選購投入使用。

3.1.2 收益分析

智慧工地收益數據按以下方式獲得：按照設備使用過程中較同條件下未使用的項目，進行工期、材料、效率、人工、工藝、安全等相關方面工程量清單計算差額。所統計結果為設備使用至完工的總收益值。

本項目智慧工地設備收益構成的ABC分類如圖2所示。其中：Y1代表BIM技術，Y2代表勞務實名制系統，Y3代表物料成本管控系統，Y4代表視頻監控系統，Y5代表塔吊安全監測系統，Y6代表施工電梯監測系統，Y7代表揚塵監測聯動系統，Y8代表安全帽定位系統，Y9代表VR安全教育系統，Y10代表Wi-Fi答題認證系統。

圖1 智慧工地設備 增量成本ABC分類

圖2 智慧工地設備 收益構成ABC分類

按照ABC分類管理法的原理，在產生收益項的設備中，采用BIM技術、勞務實名制系統、物料成本管控系統、視頻監控系統、塔吊安全監測系統為A類因素，應作為重點收益選購使用；施工電梯安全監測系統為B類因素，應作為一般收益考慮使用；其余為C類因素，一般不考慮使用。

綜上所述，本工程根據ABC管理分析法，智慧工地設備投入成本為460 701元，收益2 575 000元，凈收益為2 114 299元，收益成果顯著。

3.2 智慧工地系統評價指標

利用智慧工地系統在工程建設中的管理方式，相較于傳統的施工管理方式，智能化和信息化的手段讓現場施工更先進、更透明化?？偨Y來講，智慧工地系統的評價要素有：提高管理效率、降本減耗、改善性能。根據本工程智慧工地系統在實際運用中的效果，確定智慧工地系統評估指標體系的三大方面：經濟性、技術性、社會效益。

1）經濟性：智慧工地系統設備一次性投入較大，但后期通過有效的管理和使用，在項目的各個維度均可運用，收益顯著。

2）技術性：BIM技術是貫穿建筑全壽命周期的一項技術，具有先進性和前瞻性，對人員技術要求較高，但具有推廣普及價值。智慧工地設備主要依托于設備廠家的安裝和維護，操作簡單、便捷，減少人工，但使用過程中需要項目人員充分發揮設備價值，將智能設備用于建筑施工的每一個環節，從而提升工藝水平，節約工期和成本。

3）社會效益：可以對現場情況進行全面智能提升，實現工地智能化管理，提高管理效率，減少安全隱患，從而促進企業和行業的數字化、信息化建設。

4 智慧工地實施難點分析

本項目智慧工地設備在項目實施過程中，因在原有設備基礎上安裝使用，行業內無統一標準的設備數據接口對接協議，故原有設備與新設備的數據對接存在不可避免的問題。解決方案為：一方面，可對原有設備的數據對接接口程序進行修改，這個需要協調原有設備廠家進行協助；另一方面，對于原有成本較低的設備，可更換新設備，以便于數據對接和采集。

5 結語

本工程采用BIM+智慧工地系統的管理模式不斷提升企業的信息化建設水平，在實踐中不斷探索，積極響應國家和政府發展建筑信息化的號召。通過BIM+智慧工地的管理模式，實現了施工全過程的信息化綜合管理，使項目管理水平不斷提升，工藝水平不斷提高，保證了項目在安全、質量、成本、工期等方面的全面改善。