IPMT視域下復雜大型建設工程項目智能建造管理模式研究

摘要：隨著智能建造的發展，越來越多的復雜大型建設項目正逐步應用物聯網、人工智能等新一代信息技術。然而，目前相關技術的應用以點狀實施為主，缺乏項目管理視角下的系統性組織與策劃，存在技術價值賦能低、實用性不強等問題。因此，在一體化項目管理團隊（Integrated Project Management Team，IPMT）理念的基礎上，構建適用于大型復雜項目的智能建造管理模式，對管理架構、要素、特點進行分析，并結合實際項目案例，對該模式進行深化應用，實現項目數字化過程管理及高品質、數字化建筑數字資產輸出。

關鍵詞：IPMT；智能建造；建設工程；項目管理模式

0引言

我國經濟的高速發展和科技水平的巨大進步為建造復雜大型工程提供了基礎保障，而新型城鎮化發展則帶動了對復雜大型工程的建設需求。近年來，大型復雜建設工程項目日趨增多，建造產品要求日漸增高，主要表現為外形復雜、功能多樣、高質量、數字化等方面。其在項目建設過程中，也帶來設計復雜、施工難度高、建設周期長、參與主體眾多、組織管理難度大等諸多實際問題[1]。而傳統建造方式信息化水平低、勞動效率不高、資源消耗大，粗放型發展模式難以與現有需求耦合[2]。

智能建造是支撐復雜大型建筑工程高質量建造的有效手段，它將新一代信息技術、先進制造技術與工程建設領域深度融合，是實現工程項目全過程數字化、網絡化、智能化的新型建造模式[3]。目前，智能建造相關技術已經廣泛應用于工程項目施工及管理中。例如，超高層施工過程造樓機技術將傳統室外腳手架環境變成了類工廠式作業環境，為各項工序施工提供了一個安全、智能、高效的操作環境[4]。智能機器人為替代重復性工作、改善作業條件提供了可能性，同時極大地提高了施工效率和質量[5]。BIM技術廣泛應用于管線優化等方面，提升了裝配式預制構件的生產效率，三維可視化功能改變了工程問題的分析方式[6]。然而，目前智能建造技術以點狀應用為主，缺少從項目整體層面的組織設計，導致技術應用的系統性程度不高、相關數據信息零散，對項目管理的價值賦能較低，難以形成體系化的工程項目數字資產。

從管理視角來看，智能建造作為新的生產力工具，也將給項目生產關系帶來變革。目前，大型復雜工程項目多采用基于IPMT的管理模式，其核心是將不同組織和部門的成員整合到一起，實現對健康、安全、環境（HSE），以及質量、進度、成本、技術、信息和關系協調等過程的有機管理[7]。由于融合了各種單一的管理模式，因此IPMT也可以取長補短，使項目效益達到最優，實現快速建造和高效管理[8]。同時，IPMT也將管理團隊的概念從跨部門拓展到跨組織，使其適應大型復雜工程中參與方多、組織關系復雜的特點。因此，IPMT具有融合不同專業學科和參與方的優勢[9]，為融合智能建造多專業的技術團隊提供了條件。目前，IPMT主要側重于傳統施工技術工藝下的項目組織管理，尚未對智能建造技術背景下的項目建設目標、團隊內各參與方的專業能力要求、各參與方之間的復雜管理關系進行適配性優化。基于此，開展基于IPMT的復雜大型工程智能建造管理模式研究，是發揮智能建造技術價值，解決實際管理業務難點，實現高質量、數字化建筑產品交付的關鍵路徑。

針對上述問題，本文首先提出了復雜大型建設工程項目智能建造管理模式的設計方法；其次描述了模式架構及要點；最后通過案例研究詳細論述了該管理模式的形成過程、組織架構、管理流程等。

1復雜大型建設工程項目智能建造管理模式設計

1.1智能建造管理模式架構設計

以IPMT為核心團隊的項目開發，強調目標和價值的統一，并充分調用各方技術和管理能力，注重對跨單位、跨部門的組織進行重構，形成一個以業主方和項目管理咨詢方為核心的IPMT團隊[10]。同時，根據實際項目情況，可將其他重要參與方整合到管理組織架構中，包括決策、管理和執行三個層次，IPMT模式下的項目組織架構如圖1所示。

在IPMT管理模式基礎上，針對智能建造實施過程中各參與方之間的關系、目標導向、各參與方的技術和管理能力要素，對重要參與方及其關系進行梳理，提出適用于復雜大型建設項目的智能建造管理模式。基于IPMT的智能建造管理模式架構如圖2所示。

智能建造管理模式的構建應重點關注三個方面，包括建造目標、參與方能力要素、參與方及其關系。

（1）智能建造目標。應在實現項目質量、安全、進度、成本四大管理目標的基礎上，以高質量建設為根本目標。同時，通過現有智能技術結合科技創新，與工業化深度融合，進行建筑工業化升級，同步實現綠色低碳發展。在這一過程中，實現貫穿全過程的數字化管理，做到全過程信息的可追溯，最終交付實體建筑產品的數字資產，支持運維階段管理。

（2）參與方能力要素。智能建造作為新一代信息技術與工程建造融合形成的工程建造創新模式[3]，可通過各類智能化、信息化的新技術和先進工具賦能項目建設。與之對應，各參與方也應具備智能建造相關技術經驗和能力，要求參與方骨干人員為T型人才，在具備傳統土木工程和工程管理專業能力的基礎上，同時具備BIM、工程物聯網、工程機械、人工智能等專業領域能力[3，11]。

（3）參與方及其關系。由于項目管理的常規參與方一般不具備智能建造需要的相關能力，IPMT應由建設單位和智能建造管理單位組成。針對智能建造部分，涉及IPMT、施工單位、監理單位、外部專家組、相關主管部門及其他參與方，具體如下：①建設單位和智能建造管理單位之間是合同關系，雙方組成智能建造的IPMT，作為智能建造工作的決策管理團隊，同時負責統籌所有參與方工作；②建設單位和監理單位有直接合同關系，在傳統監理工作內容基礎上，監理單位和IPMT為協作關系，監理單位配合參與智能建造相關的監督管理工作；③建設單位和施工單位有直接合同關系，在傳統施工單位工作內容基礎上，IPMT將負責管理施工單位的智能建造相關工作，施工單位是落實智能建造完成目標的實施主體；④建設單位與其他參與方是直接合同關系，在智能建造部分需提供前期策劃和技術上的指導支持；⑤外部專家組和相關主管部門均與IPMT是協作關系，支持智能建造指導和評審工作。

1.2智能建造管理模式要點分析

（1）以形成數字資產為價值導向。在傳統建設工程項目管理目標基礎上，以一系列智能化、信息化技術的應用及數字化管理思想賦能建設活動，達到提質降本增效的高質量建設目標。同時，從全生命周期視角設計項目的智能建造實施技術和路徑，統籌考慮項目參建單位相關工作，實現一體化的數字管理成果，支持項目數字化交付，服務于運維的數字資產。

（2）以高專業素質要求參與方。復雜項目開發是主體企業與眾多供應商協同合作的過程[12]。智能建造要求項目團隊在技術水平上具備智能建造多元化專業能力，在管理水平上能進行多要素、多對象的統籌管理，支撐項目從整體視角落地到智能建造。

（3）以IPMT為核心決策管理團隊。項目高質量、數字化建設，對施工活動要求高、約束性更強，打破傳統以施工單位自發發起智能建造的模式，從建設單位目標統籌策劃智能建造，實行“IPMT+監理單位+施工單位+其他參與方”的項目智能建造管理模式，提高面向智能建造工作的信息傳遞和決策效率。

2案例分析

2.1項目背景

某項目位于深圳市核心地段，規劃為雙塔布局，西塔建筑高度為328.8m，東塔建筑高度為393.0m，項目塔樓結構體系為帶伸臂、環帶桁架加強層的框架-核心筒雙塔連體結構。在東塔與西塔20～21層設置連體層，連體層結構占據兩層高，中間有大開洞，形成連接東、西塔的兩個連橋。項目地下三層，結構底板標高為-19.5m，毗鄰地鐵站，南北跨度189.0m，東西跨度171.0m。

2.2建設單位環境分析

2.2.1內部環境分析

某項目建設單位組織管理架構圖如圖3所示，其中，決策管理層由董事會和經營班子等主要領導部門構成，經營班子包括分管領導和總經理。職能部門和業務部門是項目運轉的主要支持部門，其中業務部門是項目開發全過程中核心的執行部門，包含投資發展、運營管理、成本合約、工程管理、規劃設計和智慧城市部6個部門，工作覆蓋項目建設的整個周期。

該項目設計復雜、開發難度大，對建設單位的經驗和管理要求高。因此，建設單位也規劃了該項目的整體建設目標，確定了工程分包模式，并規劃通過與一些有經驗的顧問單位及施工單位合作來落實項目建設工作。

2.2.2外部環境分析

由于上述項目施工難度大，同時在安全、質量、低碳、數字化等方面均有較高要求。傳統的施工要求難以達到項目目標，因此建設單位在項目前期引入安全顧問、結構健康監測顧問、“雙碳”顧問、BIM顧問、數字化交付顧問、智能建造顧問，項目在整個建造過程中各專項合作顧問單位及設計院數量較多，另外還有外部專家團隊。工程采用平行發包模式，相關施工單位及甲供設備單位數量較多。此外，該項目是深圳市智能建造試點項目，在項目開發階段，深圳市住房和建設局、建筑科技促進中心、質監站等有關主管部門也會不定期聽取項目智能建造實施情況匯報并提出指導意見。因此，外部環境涉及組織多，相關管理難度大。

2.3項目智能建造建設目標分析

基于項目定位，該項目旨在通過智能建造技術應用實現以下三個方面的建設目標：

（1）建造過程中，在技術上融入5G、融合定位、IoT、BIM、數字孿生、二維碼、智能施工裝備等技術，在管理上應用信息化平臺和數字化管理思想，打造智能化、數字化的建筑產品。

（2）通過一系列智能技術的應用，實現項目零質量事故、零安全責任事故、按時完成建設、少浪費、綠色低碳等目標。

（3）面向土建、機電、鋼結構、幕墻、室內裝飾等重點工程場景，對項目從設計、生產、運輸存儲、施工到驗收等重點階段的全過程重點數據進行系統性管理，形成服務于運維的建筑數字資產。

2.4項目智能建造管理模式

2.4.1項目組織結構

結合建設單位內外部環境情況，從項目智能建造角度出發，有工作關聯的單位包括建設單位、智能建造顧問單位、監理單位、施工單位、其他顧問單位、外部專家團隊及相關主管部門，其中，施工單位包括土建總包單位、機電單位、幕墻單位、室內裝飾單位等，其他顧問單位包括數字化交付單位、“雙碳”顧問單位、BIM顧問單位，相關主管部門包括住建局、建筑科技促進中心等。

圍繞智能建造整體工作范疇，將相關跨單位和職能團隊劃分為三個類型，項目管理團隊組成分析如圖4所示。建設單位對于該模式的支持程度是執行效果的關鍵影響因素，因此建設單位主要負責人是智能建造決策組的重要成員。決策組主要權責是進行決策及協調執行過程中的重大問題；技術管理組作為智能建造核心的執行團隊，執行整個智能建造策劃、設計和實施等工作；其他參與方作為項目的咨詢團隊，依據項目組織情況，將與整個智能建造實施相關的組織和單位納入其中，在不同階段根據需求參與到項目智能建造執行過程的指導研討中。

考慮到團隊組織多數為跨公司和跨部門的實際情況，將IPMT中建設單位和智能建造顧問團隊的人員按照決策和技術管理兩個職責層面進行重組，細分成IPMT決策組和IPMT技術管理組，其中，IPMT決策組由具備決策權和資源分配權的人員組成，IPMT技術管理組由項目管理人員及技術人員組成，IPMT技術管理組、監理單位及其他參與方可分別與不同的施工單位組成建筑產品開發團隊（Product Development Team，PDT），進一步得到基于IPMT的項目智能建造團隊關系圖，如圖5所示。在此形式下，所有PDT的執行成果將通過信息化平臺串聯記錄，包含項目數據和模型信息，最終交付數字化建筑產品。

結合工程項目不同施工單位的特點和各方之間的傳統管理關系，進一步構建基于IPMT的項目智能建造組織結構圖，如圖6所示，其中，IPMT決策組由建設單位經營班子、業務部門負責人及智能建造顧問單位負責人組成；IPMT技術管理組由建設單位業務部門項目管理人員、智能建造顧問單位專家和項目技術管理人員組成；施工單位則在招標文件中規定配置智能建造專班，同時需要集中總部技術優勢完成智能建造實施過程；監理單位專人支持過程研討和協助管理施工單位；外部專家組主要進行方案評審；有關主管部門對本智能建造試點項目進行不定期的過程指導和檢查；其他顧問單位對管理工作進行技術支持。

2.4.2管理流程

項目智能建造整體建設流程細分為6個階段：目標階段、頂層設計階段、標準制定階段、方案深化階段、方案實施階段、成果評估階段，每個階段不同參與方完成的重點任務有所不同，基于IPMT的項目智能建造管理流程圖如圖7所示。

（1）目標階段主要任務是制定該項目智能建造目標，確保在項目工程建設目標基礎上進一步確定以智能建造理念為核心的智能建造目標。IPMT技術管理組依據項目開發定位和工程建設目標，結合智能建造技術現狀，制定項目智能建造目標，IPMT決策組進行決策評審，依據決策情況確定是否可以進入下一階段。

（2）頂層設計階段主要任務是制定整體項目的智能建造實施路徑。IPMT技術管理組依據智能建造目標對智能建造整體實施路徑和不同工程場景下的智能建造技術標準進行系統性規劃設計，并規劃項目形成數字資產所需要的內容標準，同時向有關主管部門進行匯報并吸收相關指導思想，最終IPMT決策組對頂層設計實施路徑進行決策評審，依據決策情況確定是否可以進入下一階段。

（3）標準制定階段相關工作按照不同工程實際招標進展平行推進，主要任務是依據項目工程招標進展和需求，針對不同的工程招標項平行制定智能建造標準和管理要求，為施工單位進場后的工作提供合同管理依據。這一過程由IPMT技術管理組牽頭完成編制和要求內容的制定，過程中監理單位和其他顧問單位參與相關技術內容的研討，這部分相關要求要確保相關成本控制在范圍內，也要確保標準的先進性和可實施性，盡可能地賦能項目建設過程并產出具有先進性的成果。智能建造標準完成后再經過外部專家組評審，同時根據有關主管部門的意見進行優化，最終IPMT決策組對智能建造標準和管理要求文本進行決策評審，依據決策情況確定是否可以按此要求進行招標。

（4）方案深化階段相關工作按照不同工程實際招標進展平行推進，主要任務是依據智能建造標準完成智能建造專項方案的深化。本階段由IPMT技術管理組牽頭完成相關要求交底工作，同時過程統籌推進施工單位對智能建造專項方案的深化工作，施工單位專業團隊應結合總部相關技術優勢，依據項目智能建造標準和施工組織設計情況，編制智能建造專項方案，方案編制過程中IPMT技術管理組牽頭過程管理，監理單位及其他顧問單位參與方案研討，完成的方案通過外部專家組評審來評定先進性和可實施性。施工單位依據意見完成最終方案后，IPMT決策組對智能建造專項方案決策評審，依據決策情況確定是否可以按此方案實施。

（5）方案實施階段相關工作按照智能建造專項方案編制進展平行推進，主要任務是根據智能建造專項方案來落實智能建造實施和管理工作。本階段實施主體是施工單位，施工單位應按照經過審核的智能建造專項方案來落地具體工作，而IPMT技術管理組和監理單位根據管理要求做好過程跟蹤管理和評價，過程中有關主管部門不定期對項目進行檢查指導，施工單位根據評價情況進行改進優化。此階段IPMT技術管理組統籌考慮場內不同施工單位的方案實施進展、通過信息化平臺串聯各IPD單位管理成果，統籌整體建筑數字資產的形成。

（6）成果評估階段是動態持續的工作，IPMT技術管理組和監理單位過程統籌，不同施工單位按照數字化管理的思路去實施并使用信息化平臺等工具，形成建筑數字資產，此外，依據整體項目最終完成情況，進一步優化智能建造實施標準。

3結語

在智能建造背景下，工程建造管理模式正在發生深刻變化。本文結合IPMT理念，提出了一種針對復雜大型建設工程的“IPMT+監理單位+施工單位+其他參與方”項目智能建造管理模式，以促進智能建造技術施工及管理應用的價值增值，實現項目全過程數字化管理，并形成建筑數字資產。同時，在本文案例研究過程中，雖然所提出的模式自上而下地描述了各個建設參與方的關系及責任邊界，但是由于涉及的單位和相關部門較多，組織內部分工還有待進一步完善，因此，工作開展過程中也遇到過一定的難點，例如，部分溝通和執行過程需要各方協調磨合，智能建造技術落地溝通不夠充分等。未來，智能建造技術逐步成熟，將進一步開展智能建造管理標準、價值評價體系的研究。

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收稿日期：2024-04-07

作者簡介：

宋志斌（1980—），男，高級工程師，研究方向：工程管理。

張碧晗（1990—），男，工程師，研究方向：智能建造。

周新宇（1996—），女，工程師，研究方向：工程管理。

蔣偉光（通信作者）（1993—），男，博士，助理研究員，研究方向：智能建造。