信息技術支持下的數字孿生工程對項目管理模式的演變研究

賀寧 時開青 王凱旋 顧佳華 葉關華

【摘要】建筑業信息化已成為建筑業高質量發展的必然要求。一系列信息技術的應用，在逐步貫穿項目的全過程，推動項目的數字化管理，隨著技術進步進一步加深項目數字化深度，基于“數字孿生”工程的信息交互與管理協同將不可避免的出現，意味著項目管理模式將發生轉變，項目的管理對象由直接管理工程項目，變為了管理架構于工程項目之上的數字孿生工程，即數據與信息。

【關鍵詞】信息技術;數字孿生;項目管理模式;演變

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.27.

1、概論

隨著信息時代的到來，建筑業信息化成為了建筑業高質量發展的必然要求。建筑業信息化，就是通過信息技術應用，服務于建筑業的精細化管理和高質量發展，提升建筑業的生產效率和質量。

工程項目是建筑業的主要管理對象，因此，項目管理信息化是建筑業信息化的關鍵。項目管理信息化就是運用信息技術，提升項目管理能力，用數據為管理決策提供支持。項目數據，反映了在建項目的運行狀態和規律。數據是承載信息的載體，管理決策的依據本質上是提取數據中蘊含的信息。從數據到信息的過程，需要對數據進行匯集、處理、分類、統計，了解數據的特征，在此基礎上，利用項目管理知識體系，透過數據之間的關系，通過數據運算和建模，得到能夠用于管理決策的指標、圖表等信息，掌握這些信息，能夠讓項目管理更為精準化、精確化和精細化，這是精益建造的基礎，是未來工程建造自動化的基礎。

2、信息技術支持數字孿生體系構建

一般而言，建筑業信息技術主要涵蓋BIM技術、物聯網技術和數據管理技術。其中：

（1）BIM技術：即建筑信息模型，將建筑信息以面向建筑本體對象為信息組織方式的數字化（數據）表達。實質是一種面向對象集成信息的數據庫結構體系，以建筑構件為基本單位組織和管理建筑信息，對建筑信息進行解構和重構，并基于BIM模型的結構化數據進行項目管理和分析。

（2）物聯網：即對項目及環境建立全面感知的各類技術，主要對象是項目各類生產要素及周邊環境，如人、機械、材料、場地等，物聯網技術構建的感知體系是項目管理數字化的重要數據來源。

（3）數據管理技術：即將采集的項目數據進行存儲、傳輸、處理、運算、分析等，形成用于管理者管理決策的信息并在項目利益相關方之間進行共享。借助數據管理技術，對項目管理組織、管理行為和管理過程進行規范化、標準化和信息化，形成數據驅動的項目全生命周期管理服務體系。

以BIM技術、物聯網技術、數據管理技術等一系列信息技術的應用，貫穿項目的全過程管理，推動了工程項目的數字化，隨著技術進步進一步加深項目的數字化深度，對應實體工程的“數字孿生”工程應運而生。

3、數字孿生驅動的項目管理模式轉變

3.1 數字孿生工程

項目管理本質上不直接進行工程產品的建造作業，而是通過信息交互的方式，借助一系列管理行為，促成工程產品的形成。在信息交互角度上，項目管理工作分為三個部分，信息收集，信息處理分析，信息輸出。因此，具有足夠真實性和完整性的工程數據將實體工程映射成為“數字孿生”工程，項目管理人員通過“數字孿生”工程直接進行信息交互與管理協同，以達到對實體工程的管理控制。

項目所有數據按照一定的邏輯體系，結構化地存儲在“數字孿生工程”中，便于項目管理者和公司管理部門從中查閱、調取，將極大方便項目后續的管理總結和復盤分析。

不同的“數字孿生工程”，按照一定規則和特征（區域、行業、合同額等），進一步集成形成公司的項目群數據庫，提煉不同項目的主要特征信息，形成項目特征清單（編號、名稱、區域、行業、規模、合同額、技術經濟指標等等），便于公司對歷史項目和現有項目的整體管理與控制，可用于歷史項目數據的快速統計分析;項目資料的便捷提取與整理;為項目管理決策提供大量數據支持;未來項目市場經營風險分析與支持等。

3.2 項目管理模式轉變

生產力決定生產方式與生產關系，數字孿生下，意味著項目管理服務的方式將發生轉變，項目的管理對象由直接管理工程項目，變為了管理架構于工程項目之上的數字孿生工程，即數據與信息。因為數字化技術應用構建的“數字孿生”工程將前端的信息收集工作用智慧工地終端設備承擔，項目管理人員該部分工作大幅度縮減，使得項目管理服務更為聚焦在信息的處理分析與指令下達上，項目的管理服務者能夠自主地選擇在項目現場（前端）和其他任意地點（后臺）進行工作。

對于單個項目來說，這種區別并不明顯，當多個項目時，這種自主的可選擇性將帶來根本性的改變，即從原來分散式的項目管理服務方式轉變為“小前端、大后臺”的項目管理服務體系。這種管理服務體系的特點和優勢具體在于：

項目管理服務人員將分為前端人員和后臺人員，前端人員更為側重于綜合管理能力和組織協調能力，主要工作為項目的數據收集、組織協調、運行管理和應急處置;后臺管理人員更為側重于專業技術能力和數據分析能力，主要工作為項目的專業數據處理分析和技術服務支持。

對于后臺的技術管理人員而言，原先由于項目地點限制的分散式辦公，轉變為集中的統一辦公，能夠不再僅局限于管理服務單個項目，而是能夠同時管理服務多個項目（特別是類似項目的管理服務），一方面，能夠快速積累豐富的技術管理經驗，從而提升管理效率和水平，并保證了管理的規范化和標準化;另一方面，能夠顯著地減少公司的用人成本;

專業技術人員在“后臺”集聚，依據分工各司其職，同專業人員的集聚將加劇人與人之間的信息交流、知識共享和經驗借鑒（知識溢出效應），從而提升管理人員的專業知識水平和技術能力，提高問題解決的效率與管理服務質量，有助于項目、規范化標準化管理實施體系的推行。

“小前端、大后臺”的項目管理服務體系，使得公司的數據資源和知識資源得以匯集集聚，形成公司的項目管理中樞，進一步演變成為公司項目管理服務的“智慧大腦”，即借助數字化技術，對公司項目群數據的集中處理分析和指令下達，遠程地、高效地處理公司建設項的各類業務，提供規范、高效、科學的管理服務支持，形成一個公司的核心競爭力。

結論：

管理不僅是一門科學，更是一門藝術，單純的數字化技術應用只能解決部分問題，大量的管理問題需要管理者來把控、衡量和處理，數據驅動源于技術應用和科學，最終服務于管理者本身，管理決策行為出自管理者，從這個角度出發，數字化技術的應用落腳點應在于對于數據價值的分析與挖掘，從而實現數據驅動下的項目全生命周期管理，實現管理科學與藝術的統一。

參考文獻：

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