數字化與項目管理深度融合

文｜孫成偉

江蘇南通二建集團有限公司（以下簡稱“南通二建”）是住房和城鄉建設部確定的58 家試點建筑集團之一，位列中國建筑企業第一方陣，多次上榜中國企業500 強、中國承包商80 強，先后創魯班獎23 項、全國優質工程獎25 項、詹天佑獎13 項。是一家具有國家房屋建筑工程施工總承包特級資質、市政公用工程施工總承包一級和機電設備安裝、建筑裝飾裝修、鋼結構工程、地基基礎工程4 個專業承包一級資質，擁有水利水電、隧道、環保、鐵路、公路、橋梁等12 個關聯資質，集科研、施工、投資于一體，跨行業、跨地區、多元化經營的大型建筑企業集團。

本文將根據南通二建的實踐經驗，從建筑業開展數字化建設的背景、南通二建對數字化現階段應用的認識以及數字化建設成果和未來展望等方面進行系統介紹。

數字化建設背景

從大環境看，數字化建設背景主要有以下四個方面：

一是消費拉動。據了解，人類在建筑中的空間時間大于92%，隨著消費結構的升級，人們對生活的品質和需求隨之升級，對建筑的居住和使用的品質升級，使得建筑逐漸從標準化到定制化和個性化發展。

二是環境推動。數據顯示，目前我國建筑能耗占國家總能耗47%，高能耗建筑占95%，政府多次提出并要求推動建筑節能減排，建筑能耗亟待降低。

三是技術成熟。隨著BIM、云計算、大數據、物聯網、移動應用、智能AI 等技術的發展與成熟，信息技術正逐步滲透各產業領域，新產業生態體系正在孕育，顛覆傳統產業。

四是產業倒逼。建筑業整體利潤為1%-3%，行業利潤遠低于其他產業，研發投入低于1%，近20%項目超進度，近80%項目超投資。

聚焦工程施工領域，數字化發展體系建設背景也有以下四個方面：

一是行業發展趨勢。住房和城鄉建設部印發的《2016-2020年建筑業信息化發展綱要》提出，建筑企業應積極探索“互聯網+”形勢下，管理、生產的新模式，深入研究BIM、物聯網等技術的創新應用，實現跨越式發展。

二是工程管理倒逼。工程項目施工往往分布面廣，施工過程產生的數據量大，管理的對象涉及多方面，業務形態相互交叉，數據歸集以及橫縱向分析難度大等特點導致施工管理難度大。

三是企業管理需要。項目管理、人力資源管理、財務資金管理、勞務管理、物資材料管理需要集成，同時還需將大量的數據轉化成大數據，給高層提供支撐和決策。

四是施工精細管理。面對環保整治高壓、勞資糾紛高壓，項目零利潤時代等行業發展瓶頸，進一步凸顯精準策劃，精細施工，精益管理的重要性。

對數字化現階段應用的認識

從企業自身來看，目前通常存在管理人員老齡化嚴重、灰色利益觸碰的抵觸和管理體系未實現表單化等問題。從技術實現可能來看，主要存在三個問題，即軟件技術成熟，智慧設備還未普及，物聯網設備未智能化。

軟件技術對施工企業來說很多人不會用，建一個BIM 模型要花很大的精力，設計模型和施工階段存在脫節，基層管理人員無法快速使用軟件。數字化賦能高質量發展，我們對“高質量”的思考是“高效益”，“高效益”來源于企業發展的“高效率”，“高效率”則來源于企業發展的“高效力”，“高效力”就必須要有“高水平的管理和技術人才”，“高水平的管理和技術人才”需要企業有“高水平的收入”來留住和培養人才?，F階段，高質量發展對民企而言，正處于“陣痛期”，目前民營企業的利潤低，沒有高效益，應該如何去支撐高質量發展，這是南通二建正在思考的問題。

建筑行業數字化給企業帶來了通過集采降低材料采購成本的可能，數字化支撐現場的人機料法環中以傳感機器人為代表的無人操作型的智能硬件，降低勞動工人的使用。

數字化建設成果

1、業務管理兩手抓

決策層最需要的是一切盡在掌握。決策層下達戰略目標（或任務目標），管理層按照分解的目標，制訂管理措施；操作層按分配的工作，進行執行。接下來由操作層將最基礎信息進行反饋，信息通過智能硬件采集，保證信息的準確性；公司層根據反饋信息，了解管理措施的有效性；各管理層的信息反饋到決策層，決策層了解決策的執行信息，并提供新決策意見。

決策層關注的信息范圍，包括了橫向上人、財、物等信息，縱向上項目的合同、成本、利潤等信息。最終保證決策層對公司的信息了解“業務上橫向到邊，管理上縱向到底”。

構建企業大數據中心。關于數字化融合應用的成果，南通二建緊隨時代的腳步，堅持業務管理兩手抓的概念，業務橫向到邊，管理縱向到底，建立一個企業層面的管理平臺，集成商務管理、財務管理、人事管理、行政管理、印章管理、法務管理等數據。

企業大數據平臺是通過系統性規劃，匯集全域數據，為前臺提供全面數據服務，從而提升企業的決策水平和業務表現的一套數據運營機制。要提高企業利潤，必須通過數字化的手段降低施工現場的人工、材料等費用，使施工操作更簡單，實現多快好省，支撐現場作業層的發展。

數字化項目發展體系建設。在項目的數字化過程中，兩項核心的支撐技術就是BIM 技術和IoT技術（智慧工地應用）。通過BIM 技術支撐建筑實體數字化，實現虛擬建造；通過智慧工地（IoT）技術，在現場布置各類監控硬件，實現施工現場勞動力、機械、材料、環境的實時監控。

2、風險管控一體化

管理層最擔心的是項目有風險而不知。在項目管理過程中，風險無處不在。企業需要不斷的去識別風險，對風險進行評估，并做出應對方案，對出現的風險進行監管，完成風險管理的閉環。換句話說就是，管理層領導需要實時了解項目發生了什么，有什么風險，以及應該怎么應對，風險的處置結果如何。

生產風險管控。生產風險的管控是風險管理中的重中之重，與經營風險不同的是，生產風險需要實時管控，發現風險必須馬上處理風險。通過智慧工地產品+智能硬件+大數據+AI，實時發現風險，并自動給項目相關崗位發出風險預警，去支撐項目風險最快速的被解決，在南通二建的項目中應用普及率比較高。

現金流量表。南通二建以現金流量表決策經營，強調以現金流量表控制過程，以現金流量表評價結果。推廣現金流量預測表的目的是為了在保證運營需求、風險可控的前提下合理使用資金，實現資金的預算管理、實時監控與集約運作；優化項目、事業部乃至整個集團的資金使用計劃，做到有計劃的使用資金，實現資金的供給側改革，確保事業部、集團的持續健康發展。

3、管理評價標準化

勞務管理標準體系。2020年5月25日蘇州市住房和城鄉建設局全國首創在全市建筑施工領域推行“蘇安碼”監管，通過進一步加強科技監管、精準施策，做到疫情防控和安全生產兩手抓、兩手硬，有效遏制建筑施工安全事故。于2020年6月1日起試點執行，9月1日在全市建筑施工領域全面實施，并納入企業信用監管范圍。

南通二建臨危受命，在蘇州園區、相城區建立兩處“蘇安碼”培訓試點，迅速開會并成立“蘇安碼培訓落實專項小組”，通知所有項目人員在第一時間安排工人進行體檢，在拿到體檢報告后立即進行上傳報名工作，從7月下旬開始至8月20號，企業旗下項目工人“蘇安碼”培訓率已經實現100%覆蓋。

4、技術創新前瞻化

南通二建提出的理念：為了實現降本增效，核心在于集約建造，智慧建造是支撐綠色建造和集約建造的工具和手段。

集團通過創法建標，圖紙優化設計為集約化建造奠定基礎，通過對建筑功能與構造分析，優化建筑構造、結構設計、管線綜合、細部節點，實現簡單快速便捷施工，提高質量增加壽命、綠色節約使用美觀的目標。以材料集中加工配送、流水作業、全穿插施工，結合全鋼爬架、全現澆外墻、高精度樓面、樓層節水系統、免抹灰體系、PC 內隔板、BIM 技術支撐、鋁模施工或三道螺桿方鋼木模早拆體系八項核心科技為依托，構建企業在建筑施工上的技術邏輯，實現整棟樓從下至上的流水化工業生產。

5、BIM 技術

施工場地動態布置。運用BIM 技術合理劃分工作區域，在各施工階段合理布置施工道路、材料堆場和加工區，選擇最佳的布置方案，1:1 全景呈現整個施工現場，真正做到了策劃在前，精細化施工。

通過BIM 技術的模擬性、優化性特點，將塔吊按照整個建筑的空間關系來進行布置和論證，極大地提高布置的合理性。然后通過鏈接其他模型，如施工道路、臨時加工場地、原材料堆放場地、臨時辦公設施、飲水點、廁所、臨時供電供水設施及線路等等，讓前期策劃一次成優，降低返工率，充分做好事前控制，節約工期。

三維圖紙會審。利用BIM 技術進行虛擬建造，找出圖紙中存在的問題，及時溝通反饋，確保建筑工程從設計端到施工端的良好過渡。從而達到了提前預判構件間的相互沖突和可視化溝通，實現BIM 技術的應用價值。

機電深化設計。通過全專業的BIM 模型，進行機電專業的管道綜合排布，利用BIM 技術進行機電管線虛擬排布安裝，選擇最佳的排布方案。重點將地下室、走廊、管井、設備機房及屋面等部位管線密集先行進行排布優化。將排布后的方案通過專題協調會內部討論，通過后進行圖紙標準并報審業主、監理并抄送原設計單位，待最終確定后用于現場實施。

BIM 技術安全管理。利用BIM 技術輔助進行施工現場安全防護標準化布置，符合集團標準化；動態識別現場危險源并及時做出警示和布置。利用VR、AR 等沉浸式設備增強危險源的感受，讓安全交底更加生動。

BIM 技術質量管理。應用BIM 模型、模擬動畫更好地理解施工圖紙和質量管控要點，并能在移動終端設備的幫助下直接在現場進行模型的應用，提高了現場工作的安排和檢查的效率。

BIM 技術進度管理。基于BIM 技術的進度計劃具有可視化優勢，相比傳統的進度計劃橫道圖、網絡圖，施工進度模擬更加直觀,而且對整體進度情況反映較好。復雜的橫道圖、網絡圖在展示時需要不斷閱讀文字與時間,效率較低；施工進度模擬更加直觀、形象,表達出的信息量大,在大量進度任務并行工作時其作用尤其顯著。

BIM 技術成本管理。應用BIM 技術，可快速通過系統平臺查找相應類型或單體構件的工程量，不需要打開建模端，實現了簡便、快捷和高效。例如，在某一層，搜索“墻”，可直接查找出墻體的數量、類型，同時可以反查到模型中對應的位置。通過同一項目不同階段（預算、計劃成本、實際成本、變更）的模型對比，測算出計劃與實際消耗量之間的差異，找出差異較大原因，加強成本的管控力度，避免后續同類型問題的發生，進一步加強項目的精細化管理程度，提高項目利潤點。

BIM 創新應用-實景建模。項目部通過設置無人機拍攝航線及固定高清網絡攝像機拍攝點，可獲得每個時段現場的人、材、機布置及形象進度，通過此方式指導總平面管理，加強對勞動力的控制，保證進度管理目標的實施。無人機拍攝影像與BIM 施工模擬進行對比分析，方便項目部實時掌控和調整施工部署，且最終獲得整個項目的建造影像資料，節省了大量的人力物力，提高了工作效率。

BIM 創新應用-VR 技術。采用虛擬樣板引路技術，相比傳統“樣板引路”，虛擬樣板引路具有節材、制作周期短、不受物理條件制約、互動程度高等特點?；谀贤ǘ˙IM 中心豐富的族庫系統、協同BIM 技術，可快速地復制航展及各大精典工程VR 模式到其它各項目部，從而實現智能化樣板引路的推廣應用。利用VR 技術體驗虛擬樣板，由BIM 中心專人負責設備的搭設及平臺開發維護，便捷高效。具體樣板內容包括：三維場地布置展示、特殊工藝虛擬樣板展示、安全文明施工管理展示、機電泵房樣板展示。

6、自主研發——南二百科知識數據庫平臺

南通二建百科包括了兩大子系統、三大主要模板，兩個客戶端（PC&Android）。KBM 系統是一種高可塑性企業資源管理（EAI）平臺，業務系統和管理系統前后臺分離，管理模式和操作界面更加人性化。

其中三大主要模板一是個人云盤，每個南通二建員工都有一個有續傳和秒傳功能、常用文件格式在線預覽和播放功能的高性能企業云盤，可以存儲各類私人數據；二是文庫，每個員工都可以將自己的數據公開在文庫中進行分享交換、交流；三是知識庫，知識庫細分為工藝圖片庫、工藝課件庫、項目視頻庫、品牌展示庫、技術標書庫、技術方案庫、管理成果庫、安全環境庫、CI 形象庫、BIM 技術庫、規范標準庫、企業標準庫、科技成果庫、項目資料庫、機械設備庫、建筑材料庫、分包勞務庫、培訓考試庫、企業專家庫、文件檔案庫等二十個子庫，除了從企業經營項目生產中產生的數據填充外，對于文庫中優秀的數據也會被收納進知識庫中。

工程案例

1、工程概況

恒泰創新中心項目位于中國江蘇自貿試驗區蘇州片區的企業總部基地，南鄰高鐵站，東近珠涇路，北接晨陽路，西靠支一路。項目總建筑面積為93787.09 平方米，由地下兩層整體地下室、三層裙房、四～十八層雙塔樓及局部屋頂電梯機房層、排煙機房層組成，總建筑高度85.85m，外檐采用金屬、玻璃幕墻圍護，整體恢宏大氣。主要建筑功能地上為科研辦公及配套、商業，地下平時為停車庫及設備用房，戰時為六級二等人員隱蔽所。

2、BIM+智慧工地集成云平臺

恒泰創新中心項目基于BIM5D+智慧工地數據決策系統，以IOT 物聯網、人工智能、大數據、BIM 等技術對項目上各業務線的具體工作以數字化的手段形成業務替代，從而積累龐大的生產作業信息，經過平臺系統化的集成和歸集，得到在項目生產過程中所需要的人、機、料、法、環等關鍵要素，呈現出數據圖表，再通過項目管理的職能，做出科學合理的決策。平臺為數字施工解決方案提供了技術保障，項目管理層可通過平臺實時了解項目動態，高效管控，做到協作執行可追溯，管理信息零損耗。

3、應用內容

智慧工地建設在本項目實現了智能化的進度管理，自動化的質量安全（設備）管控，物流式的材料統計，精細化的勞務管理，可視化的平面策劃，全方位的環境及能耗管理等探索及應用。同時也取得了BIM 及智慧工地建設方面的階段性成就，對南通二建的BIM 及智慧工地推廣積累了豐富經驗。

勞務實名制應用。本項目落實勞務實名制，對進場勞務工人實行實名登記、日常考勤，集成智能安全帽、閘機、人臉識別等設備，全面掌握現場的用工情況，工人刷臉出入，相關統計信息即時上傳。在項目的智慧工地平臺上可實時查詢，便于掌控現場的工種配置及人員作業情況。

WIFI 教育。施工現場提供無線WIFI，工人在上網前需要經過認證，回答內置試題，通過認證后方可上網，潛移默化中提高工人安全防護意識；可內置關于黨建、安全教育的題庫或視頻，也可根據項目安全巡檢常見問題進行針對性專項教育。

安全質量管理應用。本項目通過安全/質量管理系統進行風險分級管控，隱患排查治理。在項目前期，根據項目自身情況，提前識別風險、風險分級，并輸出風險分布圖及風險趨勢圖。在建設過程中，根據風險分布清單制定安全隱患排查計劃，在日常、定期、專項安全檢查中，發現安全隱患可隨手拍照上傳，并督促責任人整改，整改完成后拍照上傳回復，檢查人員復查，形成閉合的檢查、整改、復查的安全檢查記錄。

計算機網絡的運行基礎是環境，用戶訪問外網時必然要經過網絡環境，當計算機網絡處共享環境時，就面臨著資源開放的安全風險。網絡環境當中存在著很多惡意攻擊，攻擊者會通過設置攻擊環節的方式，在數據包交換的過程當中攻擊數據包，使其攜帶攻擊信息，當數據包完成交換進入內網后，攻擊信息也隨之進入內網，導致內網的防護結構被破壞，產生網絡安全風險。

物料管理應用。本項目為了更智能化管理現場材料進出場，通過智能化軟硬件系統對接地磅，確保稱重數據任何人都不能修改，從數據源頭上確保真實性和準確性，避免手工失誤等人為因素的存在。材料實稱實入庫，保證材料真實到場。

智能視頻監控應用。除了傳統的球機和槍機外，本項目運用延時攝影技術，自動收集項目現場照片生成短視頻，以短視頻快速了解一個時間段內的工程進度情況。每個視頻中置入AI 算法，應用智能視頻分析和深度學習神經網絡技術，實現對項目現場出入口、作業面等區域人員活動是否佩戴安全帽和違規抽煙行為進行識別，分析和預警，并將報警截圖和視頻保存到數據庫，結合項目現場安裝廣播，識別到現場有異?；蜻`規行為，自動聯動廣播預警。同時還可播放安全知識、操作規程，表揚先進典型、批評反面教材，實現精準化管理。

臨邊防護監測預警應用。本項目采用臨邊防護自動監測預警系統，系統可自動監測人員靠近，及時聲光提醒。如果臨邊防護破損或被違規翻越時，系統可聯動區域內攝像頭抓拍，并在第一時間將之反饋給相應管理責任人，及時處置。

機械設備、危大工程物聯網監測應用。針對一些大型機械，重大危險源進行實時監測，比如塔吊、升降機、卸料平臺、高支模、深基坑、大體積混凝土等智能化監測，一旦發生風險，一方面現場報警，另一方面將風險信息推送到管理人員手機上，及時督促整改。同時積累的運行數據，形成企業數據資產，可以作為以后項目參考的依據，實現真正的數字化管理。

揚塵閉環管理應用。通過物聯網傳感器技術，實時監測項目現場空氣質量變化情況，當現場PM2.5、PM10 等監測數據超過在平臺中設置的預警值后，直接向噴淋聯動器發送信號，自動開啟噴淋裝置，第一時間對現場進行揚塵治理。項目施工至今，未因環保問題遭到投訴或環保部門處罰。

效益與展望

從項目現場看，要解決以下問題，包括解決工資糾紛；解決安全質量管理，可視化、及時性、數據分析；解決工效分析、勞動實際消耗分析、材料實際消耗分析，幫助企業完善定額體系；解決可視化交底與可視化培訓。

從企業長久發展看，要順利跨越“技術斷點”，讓數據成為新的生產力，同時加快智慧決策模型建設，形成合力。