智慧化工程管理在房地產項目的應用研究

文／馬舒寒 中交地產股份有限公司 北京 100088

1、智慧工程的應用意義

2021年全年，國家及地方針對房地產行業調控政策累計達到了651 次，調控方向覆蓋銀行信貸、土地供應、銷售貸款等各個方面。在此影響下，各地房企出現債務違約數量不斷增加，違約企業逐漸趨于大規模化，整個行業普遍面臨經營現金流平衡、盈利和償債水平、項目運營的巨大壓力。隨著土地紅利和金融紅利消退，如何利用精益化管理思維和信息數字化管理手段成為企業尋找新的利潤增長極的重要措施。

房地產項目開發運營過程中，工程管理作為關鍵環節，具有管理周期跨度大、關聯業務條線廣泛、建設參與方復雜等一系列特點。傳統房建工程建設本身屬于勞動密集型行業，管理上相對粗放、從業人員水平參差不齊，房地產開發商作為項目甲方若不能有效輸出管理體系標準取得乙方認可，反而一味地依靠處罰和乙方單方面管理，很難保障各項管理要素（質量、進度、安全、成本）維持在高水準；加之房地產“高周轉”模式下，為了追求不合理的施工速度往往犧牲房屋產品品質，面臨著安全風險、客訴風險等，更加會加劇惡性循環被市場所拋棄。在此背景下，運用信息數字化手段賦能項目工程管理逐漸成為大勢所趨。

互聯網、人工智能、大數據、BIM 技術在現場管理的深度融合運用逐漸實現了項目建設全生命周期的高效管理，嚴格控制項目的安全、質量、進度、環保、成本、技術等各個維度管理水平，其主要優勢主要在以下幾個方面：第一是能做到預判在前、嚴密監控，大大降低安全生產風險；第二是可以提升施工品質與工程質量；第三是將項目全生命周期計劃、各類專業計劃、標段計劃內嵌至智慧工程平臺形成體系聯動。

2、智慧工程的整體概念

智慧工程管理平臺指的是運用物聯網、大數據、傳感技術、人工智能等信息技術手段，融合互聯網、智能軟與硬件，圍繞項目管理全生命周期，圍繞“人、機、料、法、環”五大核心要素，對施工作業現場的安全文明、工程質量、生態環保、生產進度進行系統化、實時化、可視化的統籌管理工具，為建設單位、施工單位、監理公司、政府部門、設備供應商、勞務公司等提供信息化解決方案，幫助實現傳統的工程項目過程管理與監控數據流進行有效地深度融合。

完整的智慧工程管理平臺包含了感知層、網絡層、數據層、運用層。感知層指施工現場的人臉識別、AR 全景、智能安全帽、大型機械監測、基坑監測、用電監測、AI 安全預警、庫房監測等系統性管理集成，將人工智慧、傳感技術、虛擬現實等最新技術植入到建筑施工、機械控制、人員穿戴、場地封閉等各類設備中；網絡層運用感知層中反饋的直觀數據實現互聯，形成“物聯網”；數據層中通過前端設備采集的數據進行收集、整理、計算、分析；運用層中，管理人員通過數據層輸出的動態反饋、數據分析、風險提示，提前做好預判評估與解決方案，科學引導項目管理中的部署決策。

3、智慧工程的發展狀態

當前，我國建筑行業在智慧工程方面的探索與發展仍然處于起步階段，工程領域粗獷式管理愈發不能滿足社會發展需求，施工現場安全、環保矛盾愈發突出。隨著云計算、大數據、物聯網、區塊鏈等技術不斷創新，持續融入當前社會發展的各個領域。建筑與房地產作為國民經濟中的支柱產業，是實現數字化轉型的最大領域。國家及各地均陸續頒布相關政策，大力推動“智能建造與新型建筑工業化”，不斷實現建筑業綠色建造與高質量發展結合，真正實現中國建造與中國智造的融合。

國內已有不少行業專家、學者以及地產企業開展了對智慧工程的理論技術研究與實踐應用。市場上，已出現了依托各種平臺與技術搭建成的數字化工程管理系統與配套設備，針對施工現場的安全、質量、進度、成本等多維度進行應用，但主要還是以單點、單項應用為主，缺乏項目全流程體系化，尚未形成集成化應用系統。主流房地產企業目前主要是應用SAAS 系統（Software as a Service簡寫）搭建的智慧工程/智慧工地管理平臺。SAAS 是通過網絡進行提供軟件服務的一種模式，提供項目全生命周期的服務。企業無需購買特定硬件設備、無需自建信息化團隊、無需特殊定制企業專門軟件即可使用軟件信息服務。房地產企業可根據行業特點以及企業特殊需求，通過向SAAS 服務商訂閱所需的軟件服務，嵌入行業通用標準與企業本身的管理體系，應用在項目的日常工程管理中去。

目前使用較多的管理模塊主要集中在現場檢查、材料驗收、實測實量、工序移交、進度管理、一戶一驗等。發展較為領先的地產商已將智慧工程管理平臺延伸至前期投資研判、后期維保維修，同時將工程管理過程中與設計、成本、招采、營銷拉通，形成房地產數字化“大運營”體系。而從技術上來說，更為先進的智慧工程管理平臺運用BIM 對建筑工程建立虛擬三維模型，提供與現實建筑工程相同的信息庫，對項目進行實時狀態的可視化展示；通過AI 人工智能進行大數據分析，對各類問題做出及時準確的分析判斷，大大降低了工程建設過程中的材料損耗、人員管理成本與大型機械能耗，大大提升了現場的安全文明管理、突發事件響應速度，同時科學有效地縮短了工期。

4、智慧工程的關鍵技術

隨著房地產與建筑行業數字化的不斷研究和發展，智慧工程管理運用到的技術愈發廣泛，應用水平不斷提升。2020年7月3日，住房和城鄉建設部聯合國家發改委、科技部等十三個部門聯合印發了《關于推動智能建造與建筑工業化協同發展的指導意見》，意見指出：加快推動新一代信息技術與建筑工業化技術協同發展，在建造全過程加大建筑信息模型（BIM）、互聯網、物聯網（IoT）、大數據、云計算、移動通信、人工智能、區塊鏈等新技術的集成與創新應用。房地產項目中運用到的新技術種類繁多，最具代表性的主要是物聯網技術、大數據技術和BIM 技術。

4.1 物聯網技術（The Internet of Things）

物聯網通過傳感設備、定位系統、掃描機器等各類裝置與技術，通過約定的規則協議通過互聯網，實時采集需要連通、互動的人員、設備、材料，通過采集聲、光、熱、電、力、化學、生物等各類信息，實現物與物、人與物的廣泛連接與互通，從而達到智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理。

物聯網技術在房地產項目施工階段主要應用在對現場作業人員、機械設備、危大類工程、施工材料、關鍵工序、重點部位的監測識別。基于物聯網的勞務管理信息技術通過手機、人臉、指紋、工卡等能夠有效掌握現場人員流動狀況，做到地產企業項目部、總包單位、監理單位、專業分包、作業班組人員能夠統一協同，做好人員進場、過程監控、人員出場、黑名單制等全過程規范化管理，大大提升現場人員管理效率同時對農民工討薪等突發事件進行主動預判，給現場管理人員預留準備時間。

4.2 大數據技術

大數據是一種規模大到在獲取、存儲、管理、分析方面遠超出傳統數據庫軟件能力范圍的集合，特征在于規模巨大、流轉快速、類型多樣、價值密度低。利用大數據分析技術，可以將海量信息中心潛藏的價值挖掘出來，便于工作研究等多種用途。以此為背景下的工程管理就是根據施工現場的不同應用場景，設定不同的數據處理方法，對施工現場多維度的大量數據進行篩選分類和分析，幫助管理人員對全項目周期的工作項進行高效、精確管理。

4.3 BIM+技術

BIM 技術的核心在于建立數字化建筑工程三維模型，利用信息集成化的方法將建筑物構建的幾何信息、專業屬性、狀態信息，搭建一個工程信息共享平臺。BIM 具有可視化、協調性、模擬性、優化性、可出圖性的特點。隨著技術的進步，逐漸衍生出了BIM+智慧工程管理模式。它將BIM 技術、人工智能、傳感技術、虛擬現實、物聯網技術等集成于智慧工程管理平臺，為現場管理人員提供更高級的管理平臺和數據決策支持。

4.3.1 BIM+VR 技術應用

建筑信息模型可以實現真實建模與精確計算，但是三維展示真實性效果存在缺陷。施工現場通過BIM+VR 技術，發揮VR 虛擬仿真的優勢，高度模擬項目真實現狀，擴大感官刺激，可進行虛擬現實效果圖展示、施工安全培訓等應用。

4.3.2 BIM+GIS+IoT 系統研究

在BIM 平臺進行的三維可視化場景與工程展示模型中引入GIS 技術形成BIM+GIS，可以利用現場動態監控與工程數據綜合展示建設場地真實周圍情況。基于模型實現視圖、視點（模型數據標注與記錄）、指定路徑漫游、自由漫游、垂直升降模型視圖、三維動態剖切，標高標注+測量、三維測量，三維可視化（批注、視點）等應用。

BIM+GIS+IoT 的三者協同，把工地的人員、機械、材料聯結、協同信息化，徹底實現了虛擬與現實的統一。例如應用無人機技術在施工階段進行工程質量管理，無人機可以迅速獲得不同高度、角度和距離的建筑物空間信息，大大提高了信息采集和施工現場監管的空間自由度。利用無人機輔助施工階段管理，降低施工過程中人工巡查、巡視的危險性，節約日常維修、養護的人工成本。無人機可以彌補人工巡視時間、空間上存有死角和盲區的缺陷，而且遠程視頻監控具有監視、錄像、回放、備份等功能，巡視記錄可以長時間保留，促進了工程檔案和報告的完善。

5、智慧工程的應用實踐

當前，主要房地產商諸如綠城、中海、保利、華潤、萬科等均在各自項目管理中明確要求使用智慧工程管理平臺系統，使用普及的方面諸如專項檢查、內頁資料、材料管理、安全質量管控、勞務管理、成本協同等。以下對智慧工程平臺的實踐應用作簡要介紹。

5.1 內業資料管理

房地產項目管理中，由于現場管理人員、勞務人員流動性較大，人員總體水平參差不齊，在一定程度上加大了現場管理難度、降低現場各方人員溝通流暢度、造成一定程度上的信息不對稱。智慧工程平臺中內置企業工程管理體系制度和行業規范標準，可供參建各方、現場人員通過智慧工程APP 隨時隨地參照學習。運用智慧工程平臺內安全生產晨會、三級教育以及考試模塊使得工地現場進場人員培訓教育更加便攜高效，培訓合格記錄可追溯性更強。工程條線與設計、成本協同的過程中，施工圖紙會經過不斷調整、變更的過程，對項目工程進度、成本造成影響。應用智慧工程平臺實現設計方案和施工圖紙的上線工序，可確保項目參建各方下載最新版本圖紙，同時對于過程中出現的問題可隨時溝通，就設計思路、進場材料、工藝工法在過程中及時溝通回復，對出現的問題也能及時溯源。

5.2 人員管理

施工現場人員涉及到甲方、總包、監理、專業分包等單位的管理人員與施工作業人員，對人員的管理事關現場安全文明情況、工程質量水平與項目總體進度。智慧工程平臺對人員管理主要有以下幾個方面：

5.2.1 實名制管理體系

由于農民工群體總體流動性大、現場工人變化頻繁，通常要求進場勞務人員必須實行實名制認證，將自己的身份、年齡、工齡、學歷等等相關信息一一上報。當前，結合疫情防控任務和要求，進場人員還必須體溫篩查、確認行程碼、健康碼等方能進場作業。這為工人確認進場又增加了復雜嚴格的要求。當前，最高效的舉措就是人臉信息采集，施工人員面部識別進入現場。大數據技術將各單位人員所有相關信息分類保存在云端數據庫，數據庫再接入實名制人員管理系統。系統在現場正常運轉，做好進出場登記、自動考勤、作業人員清點的作用。

5.2.2 人員定位管理系統

人員定位系統可以把握施工各個階段，尤其是關鍵工序、關鍵部位以及大面積搶工期間現場作業人員位置情況，這其中包括了：人員分布，即某關鍵施工節點有多少管理人員和工人，工種有哪些；人員核對，及現場作業人員是否與施工費所承諾當日工人數一致；軌跡查詢，實時查詢關鍵崗位工作軌跡，幫助優化作業工序，合理調配人員及工種；視頻聯動，遠程查看關鍵位置作業畫面、實時檢查工人口罩佩戴情況，通過語音進行溝通。

5.2.3 智能安全帽

安全帽是建設過程中必不可少的防護設備，而智能安全帽不同以往，集成了各類信息化技術。智能安全帽可對作業人員的實時位置進行定位，并通過內嵌的攝像頭拍攝現場影像直接傳輸至智慧工程監控室，保證管理人員精確掌握作業人員位置與現場實際情況。另外，若為正確佩戴安全帽，智能安全帽能夠識別警報，對施工過程中的違規操作與危險動作也會及時報警，大大降低了施工過程中的作業風險。

5.3 進場材料管理

智慧工程平臺中，材料進場驗收模塊通過記錄進場運輸車輛車牌、材料品牌、規格、數量、合格證明，利用AI和大數據，對材料數量快速清點、對證明材料篩驗真偽，保證每一件材料通過驗收后方能進場，避免施工期間因材料質量不符合要求而導致的返工。

5.4 生態環境管理

在項目施工過程中要求做到保護生態環境、關注節約與資源充分利用，全面貫徹以人為本，促進房地產與建筑行業可持續發展的趨勢愈加明顯。傳統施工過程中，污染防治工作極差，污染物處理能力低下，對環境污染十分嚴重，傳統環境污染主要包括空氣污染、固體廢棄物污染、土壤污染、噪音污染等，其中空氣揚塵與大氣污染最為突出。利用智慧工程管理平臺，檢測系統會統一收集原材料基本信息，模擬施工現場固體廢棄物、廢氣、廢水的種類、成分、質量，若不符合要求會隨時報警；污染物排放前，檢測系統會對污染排放量進行詳細統計，一旦發現超標，立即發出預警，聯動霧炮、噴淋、空氣凈化器等系統進行物理降塵和空氣凈化直至污染物凈化處理后達到合法標準。

5.5 大型機械設備管理

工地現場例如物料提升機、升降機、塔吊、推土機等種類繁多、使用復雜，長時間作業時常會出現運轉故障的情況，這大大增加了現場安全生產的事故隱患。對此類設備進行智能化可以有效提升設備使用效率、降低安全隱患。

塔吊是項目施工現場最為典型的大型設備，塔吊一旦發生問題，其危害影響往往都是巨大的。智慧工程管理系統通過對塔吊進行系統性監控，在其關鍵部位安裝傳感設備，例如力矩傳感器實時檢測吊臂所受力矩、高度傳感器檢測所處高度。監測平臺一旦發現設備某項參數超出正常范圍，會立即觸發警報系統，報告現場管理人員立即暫停使用、校正糾偏。

6、智慧工程管理的問題與不足與未來發展建議

當下，全國各地陸續出臺了智慧工程相關政策和規范標準，頭部房地產建筑行業也愈加重視智慧工程的研發使用。然而，由于政策和標準制定參差不齊，體系要求不夠完備，尚不能系統性有效指導智慧工程的發展和運用。

另一方面，由于智慧工程平臺在項目施工全周期使用需要在軟件平臺、硬件設施、研發設計、運營維護上投入資金，這其中的費用是項目執行過程中的重要成本支出。智慧工程平臺的研發當下尚處于起步階段，發展尚不成熟，信息化、數字化水平尚有發展空間，在房地產項目工程管理中，未必能達到企業的經濟效益。此外，智慧工程系統開發企業對于房地產和建筑工程行業缺乏專業知識儲備和了解也為現場工程管理信息有效協同造成了一定障礙。可以說，智慧工程管理平臺在房地產行業中的發展還有很長的路要走。

未來智慧工程平臺的研發和建設需要朝著更加自動化、智能化、信息化的方向發展。疫情期間，大數據、物聯網、云計算為防疫工作、物資保供起到了極大的作用和保障。這也體現了傳統行業深入融合新型信息技術的大勢所趨。建筑機器人、視覺制導機器狗、無人機的不斷發展也將以勞動密集型的傳統建筑行業中解放出來。“十四五”規劃中明確指出以數字化助推城鄉發展和治理模式創新，全面提高運行效率和宜居度的要求。未來智慧工程平臺的發展，更需要朝著不斷規范技術標準、大力推動互融互通、著力促進數字化轉型的放心更加努力。

結語：

總而言之，推動房地產項目的智慧化工程管理，加快與大數據、智能化、互聯網等先進技術的融合，實現項目信息化、精細化、綜合化運營水平，對于提升項目安全文明水平、打造高品質產品、降低建造施工成本、提高項目執行效率具有重要意義。