民航機場基礎設施智能建造項目管理框架模型研究

文／馬前亮 四川省機場集團有限公司成都天府國際機場建設指揮部 四川成都 610202

引言：

為推動民航機場基礎設施建設從工業化、數字化走向智能化發展，民航局等國家部委出臺相關政策和發展規劃。2021 年8 月，民航局制定《推動民航智能建造與建筑工業化協同發展行動方案》，要求準確把握新一輪科技革命和產業變革趨勢，加快推進轉型升級，加大智能建造與建筑工業化在民航基礎設施建設各領域、各環節的應用，推動民航基礎設施建設工業化、數字化、智能化升級，提升機場建設品質（民航局，2021）。2021 年12 月，民航局、國家發改委及交通部印發《“十四五”民用航空發展規劃》，要求加快新型基礎設施建設，開展民航智慧化場景開發工程，圍繞智慧機場等運行場景，加強空天地一體化民航機場智能化建養與運營等技術研發應用，提升民航智慧化水平（民航局等，2021）。

然而，在民航機場基礎設施建設項目管理領域，行業對智能建造的認知還存在不小差異，還沒有一個成熟的框架模型，用以指導行業的發展，缺乏對智能建造項目管理系統、全面的認識，行業在探索民航智能建造過程中也付出了不少代價。

本文將結合相關智能理論和其它行業最佳實踐，探索并提出民航機場基礎設施投資項目智能建造項目管理框架模型，以期為民航行業智能建造發展提供有價值的參考。

1、相關理論

1.1 三體智能

胡虎等（2016）首創提出“三體化一智能模型”（以下簡稱“三體模型”），該模型深刻表明了三體之間的相互作用關系，主要內容包括三個界面、兩大循環和三小循環，如圖1 所示。

圖1 三體化一智能模型

該三體模型三體交匯形成了三個界面：

（1）物理實體—意識人體系統PCS 界面；

（2）意識人體—數字虛體系統CCS 界面；

（3）數字虛體—物理實體系統CPS 界面。

由此，發生了兩大循環和三小循環：

（1）物理實體→意識人體→數字虛體→物理實體外圈大循環：

外圈大循環反映了認知世界的變化規律，知識是實現智能的關鍵要素。

（2）物理實體→數字虛體→意識人體→物理實體內圈大循環：

內圈大循環反映了三體世界的變化規律，變化是客觀世界的根本狀態。

（3）物理實體?意識人體小循環；

（4）意識人體?數字虛體小循環；

（5）數字虛體?物理實體小循環。

兩大循環是知識發生和知識流動的基本路徑，三個小循環是兩體之間發生認知的基本過程。

1.2 項目管理

美國項目管理協會PMI 制定并發布了《項目管理知識體系指南》（簡稱《PMBOK?指南》），《PMBOK?指南》被譽為項目管理圣經。項目管理知識體系包括已被驗證并廣泛應用的傳統做法，以及本專業新近涌現的創新做法，《PMBOK?指南》收錄了項目管理知識體系中被普遍認可為“良好實踐”那部分，包括過程、輸入、工具、技術、輸出和生命周期階段（Project Management Institute，2018）。

《PMBOK?指南》把項目管理過程劃分為啟動、規劃、執行、監控和收尾五大過程組，對項目管理過程中涉及的知識劃分項目整合管理、范圍管理、進度管理、成本管理、質量管理、資源管理、溝通管理、風險管理、采購管理和相關方管理等十大知識領域。項目管理過程就是確定過程、輸入、工具、技術、輸出和生命周期階段的恰當組合以管理項目的過程，即《PMBOK?指南》所述知識的“剪裁”應用。

2、智能建造概念

智能建造是建筑業在工業革命4.0發展的智能化階段，目前對智能建造還沒有一個確定的定義。

丁烈云（2019）認為，智能建造是新信息技術與工程建造融合形成的工程建造創新模式，通過規范化建模、網絡化交互、可視化認知、高性能計算以及智能化決策支持，實現數字鏈驅動下的工程立項策劃、規劃設計、施工生產、運維服務一體化集成與高效率協同。

毛超和彭窯胭（2020）認為，智能建造是在信息化、工業化高度融合的基礎上，利用新技術對建造過程賦能，推動工程建造活動的生產要素、生產力和生產關系升級，促進建筑數據充分流動，整合決策、設計、生產、施工、運維整個產業鏈，實現全產業鏈條的信息集成和業務協同、建設過程能效提升、資源價值最大化的新型生產方式。

肖緒文（2022）認為，智能建造是通過計算機技術、網絡技術、機械電子技術、建造技術與管理科學的交叉融合，促使建造及施工過程實現數字化設計、機器人主導或輔助施工的工程建造方式，是加快建筑業轉型升級，實現建筑業現代化的主導途徑。

本文認為，智能建造是以面向投資項目產品或服務全生命周期綜合效益最大化為目標，以工業化和數字化為基礎，根據項目管理、知識管理和流程管理等理論，通過信息技術、智能技術和建造技術等深度融合，推動投資項目全過程數字化、網絡化和智能化，實現物理實體、數字虛體和意識人體之間知識發生和流動的一種新型建造模式。

3、機場基礎設施建設項目管理特點

智能化是在數字化、工業化的基礎上發展起來的，智能化表現在自感知、自分析、自決策、自執行，其關鍵在于數據或知識的充分流動。在智能建造方面，機場基礎設施建設有其行業特性，如下：

（1）各功能分區為有機統一整體

表1 項目管理過程組和知識領域

機場投資項目，按各個地塊功能用途可以劃分為飛行區、航站區、貨運區、維修區、工作區和臨空經濟區等，各個區域項目在全生命周期各個階段相互協調和制約，為一個有機統一整體。

（2）項目管理過程中生產大量數據

機場投資項目管理過程中會產生大量數據，這些數據散落在各個功能區、各個項目、各個參建單位和參建人員中，包含了大量的有價值的顯性知識和隱性知識。

（3）信息在項目集全生命周期中流動

在每階段項目集群將生產出大量的數據、信息、知識用于水平流動，而且這些數據、信息、知識還將在項目前期階段、準備階段、實施階段和運營階段豎向流動，用于項目管控和決策。

（4）項目投資決策層級多級別高

項目管理前期審批層級高，將會上升到國家發改委或軍委聯參等部門審批，這將直接導致決策周期長，需按市、省、地區、國家逐級上報，逐級評估論證，需要大量的評估報告、專題論證、專家意見等來支撐各階段各層次決策。

（5）項目投資決策質量對項目成功影響重大

機場投資項目投資額巨大，運輸機場項目投資建設動輒上百億，加上場外市政配套工程，社會投資總額更大，一個機場的建成將會對地區經濟帶來重要影響，然而，各階段的投資決策尤其是前期階段，一個決策失誤將會對項目造成巨大損失，需要科學、客觀的做出最佳決策，確保項目成功。

（6）機場建設項目管理最佳實踐復用率低

機場投資項目是一個系統工程，在每一個項目過程中將會沉淀大量有價值的投資、建設、運營經驗，然而這些經驗會隨著項目的結束，人員變動而丟失，不利于后續或同行的投資項目建設，存在重復發明輪子的現象，浪費社會資源，不利于社會整體管理水平的提高。

4、智能建造項目管理框架模型

經過文獻調研和理論研究，并結合民航機場行業特點，提出民航機場基礎設施智能建造項目管理框架模型，如圖2 所示。

圖2 民航機場基礎設施智能建造項目管理框架模型

該模型水平坐標系為技術進步/過程組-管理創新/知識領域，縱向坐標為項目生命周期。

最底層的平面為工業互聯網平臺，包括基礎設施層（IaaS）、平臺層（PaaS）、應用層（SaaS），該平臺是基于技術-管理、過程-知識合理“剪裁”組合的原則建立起來的平臺，能夠收集、存儲、分享流程單元、數據模型、數據、衍生原始知識、知識、智能知識、智能策略、智能行為。該工業互聯網平臺就是數字虛體平臺，一端聯系著物理實體，另一端聯系著意識人體。該平臺也是知識管理賦能平臺、項目管理賦能平臺、數字資產交流平臺、虛擬建造平臺和數字生產線平臺，在這個平臺上運行著不同的機場項目。

在機場項目前期階段，飛行區、航站區、貨運區、維修區、工作區和臨空經濟區等項目集組成了一個前期階段的平面，這個平面時刻發生著獲取、沉淀、分享和創新領域知識的活動，產生了大量的數據流、知識流、現金流和業務流，他們在各項目中相互水平流動。在機場項目準備階段、實施階段和運營階段，各平面發生著與項目前期階段相同的活動。

機場項目各階段平面產生的數據流、知識流、現金流和業務流也會豎向流動，貫穿于項目管理全生命周期。

同時，機場項目除了從機場項目工業互聯網平臺獲取領域知識外，也會沉淀項目本身的最佳實踐在工業互聯網平臺上，如此，循環往復，逐步迭代形成一個具有自采集、自分析、自學習、自決策、自行動的數字產業生態系統。

結語：

本文通過文獻調研，結合相關理論，分析了民航機場基礎設施建設項目管理特點，提出了民航機場基礎設施智能建造項目管理框架模型，為推動民航智能建造發展提供一定的參考價值。

期望該框架模型能夠指導項目管理實踐，由民航科研院所、地區管理局、機場建設方等相關單位搭建工業互聯網平臺，從單項目試點，積累經驗，沉淀知識，進而全國推廣應用。