關于建設共建共享土木工程行業集成平臺框架的探討

張夢 ZHANG Meng

（武漢鐵路橋梁職業學院，武漢 430050）

0 引言

目前，土木工程行業各要素之間沒有做到很好的集成。在工程項目建設方面，存在一定程度的階段性的接口脫節。項目規劃、設計、施工和運行階段之間由于項目參與方之間缺乏及時必要的溝通與交流，易造成工程返工和改建。已建工程項目在建設實施過程出現的各類突發狀況和應對方法等的寶貴教訓和經驗由于沒有實時做到共享，未來工程項目出現類似問題時可能缺乏相關案例和解決思路方面的指導和啟發，可能造成項目成本增加和其他不好的影響。土木工程相關專業學生和工作人員由于資源所限，接觸不到行業前沿知識，使得他們對行業發展認知有限和對自身專業素質的培養不夠全面和高效等。在此，如果把行業內所有資源要素整合集成到一起，對行業人員開放，實現資源共享，能有效解決這些問題。

本文受集成管理項目模式啟發，把集成的思想運用到土木工程行業來建設行業集成平臺。集成管理運用一體化和整合的理念進行管理。就項目管理模式的發展來看，項目管理經歷由合到分再到合的演變。從由分到合的演變來看，縱向上，項目管理模式由最初的施工期間的管理過渡到建設工程項目管理最后到項目全壽命周期的管理。橫向上，項目管理從之前的進度、質量、安全等的目標管理到項目全要素管理，再到現在的集成管理。項目管理模式的發展一方面由于計算機軟硬件和相關科學技術的發展，人們可以做到管理更具體的同時降低管理成本。另一方面，人們發現，項目全壽命周期的組成全部要素其實為一個有機整體，各要素之間在時間，空間上環環相扣，聯系密切。由此，把集成的思想運用到行業，把行業作為一個大的系統，推進行業一體化，加強行業各要素之間橫向和縱向的聯系，可以使行業產生類似于運用集成項目管理模式管理項目的效果。

1 土木工程行業集成平臺

土木工程行業集成平臺，是把組成土木工程行業的所有相關要素如人員、行業機構、專業知識、行業和工程項目信息等集成的可以進行產、學、研相關工作和項目實施工作等的大的行業系統。該平臺能夠整合行業資源，能加強行業各要素之間的聯系，提升行業運行效率。其中，土木工程行業相關人員包括土木工程相關專業在讀學生，畢業生，設計人員，施工人員，項目運行人員，行業相關學者，教授，材料研究人員，機械設備研究人員，項目建設人員，監理人員，項目管理人員，相關政府機構人員等組成的從事或即將可能從事與土木工程行業相關工作的人組成。土木工程行業相關機構應當包括與行業相關的研究機構和學習機構，政府機構，設備公司，材料公司，設計單位，施工單位等構成。專業知識包括土木工程行業相關的各專業知識，包括電子文檔形式，視頻形式等的土木工程類專業專業知識，也包括管理類知識，法律法規類知識及現行規范等。行業信息包括行業發展前沿信息，講座信息，及行業各方面重大突破信息等對行業人員相關信息。項目信息包括已建項目全壽命周期關于規劃，建設，運營等方面的全部信息等。通過該平臺還可以進行項目相關具體工作，利用平臺資源和平臺對已建項目資料的收集和對該在建項目進程的實時跟進，能對該項目提供基于大數據的指導，對項目實施過程中出現的難題可以做到盡快的解決，提高項目建設效率和成功率。項目建設完成后，平臺將基于該平臺的項目工作的資料進行分類整合，豐富平臺資源，促進平臺成長，同時也減輕工作人員對項目完工資料整理的工作量。

由上，土木工程行業集成平臺可分為兩個部分，分別對應土木工程行業集成數據庫和土木工程行業項目實施系統。土木工程行業集成數據庫是對于土木工程行業相關各要素的線上集成，在該平臺，幾乎可以找到任何行業相關資源。土木工程行業項目實施系統是提供進行具體項目實施工作的集成平臺，在該系統，可以進行項目前期的論證、設計、招投標、施工管理、項目運營等的工作。土木工程行業集成數據庫與土木工程行業項目實施系統相互聯系，相互促進。土木工程行業項目實施系統利用土木工程行業集成數據庫資源，對該系統下的在建工程項目實施提供全面支持。項目建成后，項目建設相關信息由該系統分類整理上傳至集成數據庫，豐富數據庫資源。土木工程行業集成數據庫架構如圖1所示。

圖1 土木工程行業集成平臺

2 土木工程行業繼承數據庫

2.1 功能描述

土木工程行業集成數據庫應當由知識庫、專家庫、技術專利庫、機械設備材料工具庫、軟件庫、統計數據庫、前沿及難題庫、已建項目資料庫、項目事故庫、人力資源庫、相關企業部門庫等集成的總數據庫，各庫之間相互聯系，分類科學，檢索方便。數據庫應當對行業內所有人員開放，主要為土木工程行業的產、學、研提供指導和資源庫的作用。

知識庫應當包括土木行業專業基礎知識資料和行業相關其他專業如經濟、管理、法律法規、數學、統計、計算機、化學等的知識資料。同時也應當包含齊全的工程項目建設必備現有各類規范，法律法規等，知識庫應當實時更新，增加新的內容，與行業發展前沿同步。

專家庫由從事土木工程專業相關工作的實踐經驗豐富，理論學識豐富，技術豐富的人員組成。從專家庫可以得到各專家的簡介履歷及聯系方式等的信息。專家庫專家能為行業項目建設、學術前沿、行業發展出謀獻策，是最寶貴的活體財富。專家庫應當分類細致，按地域、年齡、研究方向、專長、從事單位等進行科學分類。土木工程行業專家庫于現有專家庫基本一致。

技術專利庫應當包括用于工程項目建設的和行業相關所有技術及專利的完整信息如技術構成、參數取值、功能、特點、技術專利試驗應用數據、適應性及缺陷等。便于工程建設選擇和改進。

機械設備材料工具庫包括行業相關用于工程項目建設所有機械設備，相關材料和工具等的全部詳細信息如參數、性能、用途、應用案例、評價、價格、制造公司信息和聯系方式及售后等等，機械設備材料工具庫應當做到分類細致，信息客觀真實，查找簡單快速，滿足相關人員對該功能的需要。

軟件庫提供本行業相關所需的全部的專業軟件，便于設計、分析、模擬、仿真、創新等，并包含相關軟件學習知識，便于快速掌握軟件運用。

統計數據庫包含本行業和本行業相關其他行業的全部信息如人員、部門、材料、機械設備、工程、風險等的原始數據，加工數據，分析統計數據等的資料，例如工程實驗數據，項目前期調查數據等，統計數據庫應當盡可能包含詳細的完整的原始數據，注重原始數據的真實性，便于行業人員研究，推演相關規律和公式，也有助于宏觀把握行業發展，制定行業發展計劃等。

前沿難題庫包含土木工程行業發展方向的預測及研究，工程實施過程出現的未解決問題。土木工程行業相關邊緣交叉學科難題等。前沿難題庫是與行業的發展聯系最密切相關的庫，方便科研人員及研究生展開研究等。

已建項目資料庫是收集，存放已建工程完整資料的庫，該庫記錄各工程項目建設運營全過程的全面人，相關工作，材，機，參與方，合同等的全部詳細信息。為集成數據庫中其他庫提供原始資料。

項目事故庫收集失敗工程項目和事故工程案例的全部詳細及其事故原因。便于行業人員從中吸取經驗教訓。

人力資源庫合法收錄全國范圍內土木工程行業及其相關行業畢業大學生、教授、工程師、項目經理等參與行業工作，履歷的信息。方便工程項目，企業用人需求。

相關企業部門庫分門別類包含業主企業、設計企業、施工企業、政府相關部門、相關經濟、金融企業、材料供應企業、監理公司企業等的參與項目信息，對公司評價信息，招聘，公司產品如材料、機械、新工藝等，實習崗位提供的所有信息。便于工程項目實施。

此外：數據庫應當包含招聘庫，實習庫等，解決本行業人員就業，實習等的問題。

本次對數據庫的分類可能存在不合理和不全面之處，實際數據庫的搭建還需要進行相關驗證和分析。

2.2 搭建要點

搭建集成庫的初衷是為了便利行業人員，提升行業效率。

集成庫必須建立健全的各庫評價體系，從中了解使用者對數據庫使用的直觀感受。集成庫搭建人員必須實時客觀，辯證地接受行業內使用人員的批評和建議才能更好地改造，優化集成庫，便于集成庫的發展。數據庫子庫中各單位、各企業、各相關人員接受集成庫使用者的評價，能有效認識到單位、企業本身、企業產品、經營、個人等的不足，才能更好地發展。

集成庫應當具有后臺客服及維護團隊并且實時在線，對于使用者反映的庫中不實信息和錯誤信息做到及時更改和追責。

集成庫必須做到各庫之間聯系科學，分類細致合理，檢索簡單。使行業人員只要輸入個別關鍵字，就能得到想要的信息。集成數據庫設想見圖2。

圖2 土木工程行業集成數據庫

3 土木工程項目集成實時系統

工程項目實施系統為工程項目實施各相關方人員提供建設工程項目全過程橫向、縱向管理和建設相關的辦公平臺，項目相關人員運用該平臺進行項目日常工作辦公，從項目建議書開始到項目竣工驗收完畢。該系統必須滿足各方管理人員對項目各階段的辦公需要，并且盡可能使辦公高效、操作方便。此外，該系統應當有很好的兼容性，并且相應的具備開發工具包，滿足不同類型，發揮不同功能的工程項目的建設期和運營期辦公需要。工具包開發主要便于其他行業人員在工程項目運營期間的設施管理。

項目實施平臺的功能應當根據工程項目的橫向和縱向發展的共性及不同工程項目的特性和建設需要和管理需要而建立。工程項目的實施，一般由業主方發起，設計方、施工方、監理方和政府相關部門等參與。項目集成實施系統能夠使各參與方行使對該工程項目的職能時，為項目參與方提供信息指導，該系統能夠就項目出現的爭議，合同，問題等快速及時加強各參與方聯系，通過各方意見協調同一，促進項目更好，更快，更和諧地建成和發揮功能。項目實施平臺應當能夠對具體工程項目的實施提供全面的工作操作支持，并為項目實施提供及時的智能的有相關歷史數據的全面指導，該功能由集成數據庫幫助實現。

3.1 功能要求

項目實施系統應當能夠幫助項目工作人員更好地做好本職工作，為項目各參與方提供更好更智能的服務，便于各參與方通過該平臺加強更好的交流與溝通。操作簡便，功能強大，能夠擴大該系統的影響力與使用范圍，提高工作效率，加快項目實施效率。

項目集成實施系統能夠幫助業主在項目決策期關于項目各方面的決策智能提供集成數據庫中類似項目相關信息。提供歷史成功項目和失敗項目前期的經驗和教訓，分析項目的不確定性與風險，減少失誤，提供決策和建議，促進科學決策，業主可就該時期的決策信息在該系統設置為可見，并給出該工程項目的可能考慮建造模式，便于引起后續潛在項目參與方企業對該項目的關注和追蹤。

工程項目設計階段，項目集成實施系統提供設計單位和根據設計圖紙實現工程項目功能的其他參與方或潛在參與方交流的和信息共享功能，項目集成實施平臺在工程項目設計階段，根據業主對項目功能的要求，能幫助設計單位組織設計人員進行設計的方方面面，例如提供相似工程設計圖紙、材料信息、合同信息等。對部分工程項目，根據已建工程設計圖紙進行局部設計，參考設計，改進設計，或者經過論證及同意后不進行改動直接適用于本項目等。對激發設計人員靈感，降低設計成本，規避已有設計錯誤方面有很大的幫助。對于工程項目設計難點部分，可通過參照集成數據庫中已建項目類似解決方法、專家庫專家及設計人員會議討論、列為新課題等方法進行解決。該平臺能夠使得與項目相關的不同設計人員加強交流，考慮項目運用期的該項目使用功能，與項目運營期設施管理相關的設計人員進行設計交叉部分的溝通，運用數字建筑BIM技術等三維模型，通過虛擬仿真技術，優化設計，改善結構布局，避免或減少后期對工程實體的改動。設計人員及時上傳階段性設計成果圖紙等信息。業主單位實施追蹤項目設計進度，并根據數字設計圖紙提出修改意見，提高設計階段業主滿意度。

在工程項目施工階段，項目集成實施平臺有進度、質量、安全、人、財、機、合同糾紛等的信息模塊，幫助施工管理人員根據實際工程進度記錄每天工程項目施工情況，進行全要素的實時管理，利用項目集成實施平臺，實時記錄每天的完成情況和階段性的完成情況，利用項目集成實施平臺，智能分析實際進度與計劃進度偏差，并給出兼顧成本，進度，工期等的方案或方案集合，便于決策，根據實際，給出材料消耗等方面的信息，做到智慧施工。根據工程項目施工過程遇到的技術難點，突發狀況，糾紛等的問題，相關人員及時上傳至項目集成實施平臺，利用平臺資源，做到及時、有效合理的解決。

工程項目進入運營期，需要各行業開發適應各行業的項目集成實施平臺工具包，便于全壽命周期的各行業的運營期的管理。對于工程項目運營過程出現的過程安全問題，維護問題，改擴建問題，相關人員利用項目實施平臺記錄問題原因及解決方案，并記錄在集成數據庫，方便今后類似工程項目做參考。記錄項目運營期包括整個報廢過程的相關信息，對于全壽命周期管理的研究，行業固定資產研究等提供寶貴的信息資料。

工程項目竣工后，建設項目的所有資料上傳集成數據庫，數據庫智能類儲存，便于集成數據庫的成長，類似項目借鑒，相關人員學習研究。

項目實施系統應當能提供全面的包含項目整個周期的各參與方的辦公平臺，需要根據各階段各參與方相關人員辦公特點，協助共建智能、高效、簡單、功能強大的項目實施系統。

3.2 搭建要點

項目實施系統是為項目實施各方提供工作的平臺，項目工作人員在該平臺的工作體驗對項目實施系統很重要。建立完善的項目實施系統評價體系，根據項目工作人員的辦公反饋，對項目實施系統結構的改進，升級尤為重要。

項目實施系統應當具備智能、科學的流程化工作服務，使工作人員不必擔心由于保存、上傳、刪除等非專業工作等的失誤。項目竣工后，系統自動分類、整理、打包工程相關所有資料并上傳至集成數據庫各子庫。減輕項目工作人員工作量，豐富集成數據庫。

項目實施系統能與當代人工智能、大數據、數字化建筑、智能化管理等最新技術和最新建筑理念結合，賦予行業新的生命力。

3.3 展望與不足

土木工程行業集成平臺本身的搭建需要行業內各要素之間的集成和信息共享。各要素之間聯系會越來越緊密。

行業的發展離不開行業相關各要素的協調發展。行業各要素之間的集成將促進促進行業發展。

土木工程行業集成平臺是關于土木工程所有現有要素的集成，也可以一定程度上理解為其是已存在事物的疊加，土木工程行業集成平臺的搭建也可以部分的采用拿來主義模式。

隨著科技發展和土木工程發展，行業集成平臺已具備搭建的物質基礎和技術基礎及土木工程行業集成帶來的行業效率提高的優點，土木工程行業集成平臺是未來必然會出現的新事物，成熟的土木工程行業集成數據庫將會在行業人員對行業相關的信息知識獲取，工程項目建設運營，實習就業，專業研究方面帶來的巨大便利。

土木工程行業集成平臺可能對現有行業有一定的沖擊，行業法律法規、工程項目建設流程等會有一定的變動。

搭建土木工程行業集成平臺的思想源于項目集成管理模式，在工程項目實施方面，平臺能更容易地融合當前最新的項目管理模式。

土木工程行業與其他行業有著緊密的聯系，行業之間之間存在不同程度的融合，行業之間越來越重視拓展交流渠道，加強行業間對話。未來的各個行業可能會進行各自行業的集成，各行業平臺關系如圖3。

圖3 各行業平臺關系韋恩圖