裝配式建筑數(shù)字化管理平臺(tái)構(gòu)建研究

高 聰 劉月君 趙 麗 季凡杰

(河北建筑工程學(xué)院，河北 張家口 075000)

0 序 言

縱觀管理學(xué)科發(fā)展歷程，人們對(duì)管理學(xué)科的研究經(jīng)歷了從管理者角色到整個(gè)組織，再到現(xiàn)在除了關(guān)注組織內(nèi)部，更關(guān)注組織外部環(huán)境，包括與其他組織的關(guān)系、與社會(huì)的關(guān)系，與自然的關(guān)系.更注重在實(shí)踐中創(chuàng)新，注重合作共生，注重從整體的視角來(lái)看部分.

傳統(tǒng)建筑施工建造過(guò)程，是把設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)管理等一系列完整的過(guò)程分割開(kāi)來(lái)，簡(jiǎn)單的認(rèn)為施工建造過(guò)程是通過(guò)勘察設(shè)計(jì)階段的初步設(shè)計(jì)、擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)、施工圖深化設(shè)計(jì)得出最終施工圖紙；然后由施工人員依據(jù)施工圖紙進(jìn)行由結(jié)構(gòu)到建筑，到水暖電，再到裝飾裝修的施工，最后竣工交付使用；再由建設(shè)單位聘請(qǐng)物業(yè)公司進(jìn)行運(yùn)營(yíng)管理的過(guò)程.隨著社會(huì)不斷地發(fā)展和進(jìn)步，不少學(xué)者已經(jīng)意識(shí)到，整體不再是簡(jiǎn)單的各部分之和，需要用一種整體的視角看待部分.而對(duì)于建筑行業(yè)，則需要從建筑全壽命周期這個(gè)整體視角看待各個(gè)施工建造階段.傳統(tǒng)的管理方式已經(jīng)不能滿足建筑業(yè)發(fā)展需要，新冠疫情為數(shù)字經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展提供了契機(jī)，也促進(jìn)了信息化管理、數(shù)字化管理的發(fā)展.

1 傳統(tǒng)組織管理模式分析

傳統(tǒng)建筑模式多為設(shè)計(jì)—招標(biāo)—施工(DBB)模式，設(shè)計(jì)施工分離，同時(shí)由于傳統(tǒng)的二維圖紙本身存在的不足，容易造成各專業(yè)間的不協(xié)調(diào)或者沖突，在施工過(guò)程中產(chǎn)生較多的設(shè)計(jì)變更管理，造成人員、資源等的極大浪費(fèi).設(shè)計(jì)—施工(DB)承包方式，是由施工單位進(jìn)行圖紙?jiān)O(shè)計(jì)后進(jìn)行施工，解決了DBB模式存在的設(shè)計(jì)施工相分離的不足.但是裝配式建筑作為建筑業(yè)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，其“預(yù)先制作”的特點(diǎn)則需要設(shè)計(jì)技術(shù)人員與施工管理人員相互配合[1]，將人員、系統(tǒng)、業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)、實(shí)踐整合到一起，從整體把控項(xiàng)目的建造.

傳統(tǒng)建筑模式?jīng)Q定了其組織管理模式：將系列工作進(jìn)行分層分段，通過(guò)招投標(biāo)確定施工單位，依據(jù)招標(biāo)文件及相關(guān)施工規(guī)范保質(zhì)保量完成中標(biāo)項(xiàng)目.隨著建筑體量越來(lái)越大，項(xiàng)目越來(lái)越復(fù)雜，傳統(tǒng)組織管理模式已經(jīng)不能滿足人們對(duì)建筑產(chǎn)品工期縮短、成本不斷降低、質(zhì)量得以保證、資源節(jié)約的追求.由于人腦處理復(fù)雜問(wèn)題的局限性，對(duì)多方面數(shù)據(jù)的綜合分析還是需要借助信息技術(shù)，即借助數(shù)字化管理平臺(tái)，將物理世界實(shí)體模型與信息世界的數(shù)據(jù)模型融合，通過(guò)對(duì)各種模型信息模擬分析實(shí)現(xiàn)對(duì)物理實(shí)體的管理，這是解決傳統(tǒng)管理弊端的一個(gè)有效方法.

2 數(shù)字化管理研究

2.1 數(shù)字化管理的含義

宋華[2]認(rèn)為數(shù)字化管理不同于信息化管理對(duì)信息進(jìn)行統(tǒng)一管理，實(shí)現(xiàn)信息共享，更重要的是把整個(gè)過(guò)程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并將結(jié)果運(yùn)用到管理中.邱國(guó)林[3]等在數(shù)字化集成管理的研究提出數(shù)字化集成管理的概念，即以信息集成為技術(shù)核心，通過(guò)對(duì)建筑信息模型(BIM)、物聯(lián)網(wǎng)(IOT)、項(xiàng)目信息門(mén)戶(PIP)等數(shù)字化技術(shù)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合形成的一種系統(tǒng)的解決方案.本文認(rèn)為數(shù)字化管理是通過(guò)現(xiàn)代科技手段實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、整理，并傳輸?shù)綌?shù)字化管理平臺(tái)，供工作人員隨時(shí)調(diào)取，運(yùn)用數(shù)據(jù)的分析結(jié)果選擇最優(yōu)的設(shè)計(jì)、施工方案，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的人、材、機(jī)進(jìn)行控制管理，對(duì)企業(yè)承攬的各項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)各種資源統(tǒng)一分配調(diào)度，集中管理.

2.2 數(shù)字化管理研究現(xiàn)狀

季生平[4]對(duì)建筑企業(yè)數(shù)字化管理進(jìn)行分析，提出建筑企業(yè)施工數(shù)字化橫、縱兩大管理平臺(tái)，認(rèn)為共享是數(shù)字化管理的重要體現(xiàn)，分析了云計(jì)算管理、輔助管理、服務(wù)管理面向未來(lái)的數(shù)字化管理；宋華[2]進(jìn)行了建筑工程施工數(shù)字化管理的研究，提出對(duì)項(xiàng)目結(jié)構(gòu)分解，各子項(xiàng)進(jìn)行獨(dú)立數(shù)字化管理，同時(shí)使各獨(dú)立子項(xiàng)緊密聯(lián)系；程方圓[5]等提出采用GIS/BIM集成方法對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，通過(guò)數(shù)字化管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了GIS/BIM一體化聯(lián)動(dòng)、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)錄入與資料在線查詢等功能；李天新[6]等以精益建造為理論指導(dǎo)，基于BIM平臺(tái)進(jìn)行了建造流程碎片化的研究，提出了建造流程管理框架；郭紅領(lǐng)[7]等通過(guò)分析傳統(tǒng)工程管理流程存在的問(wèn)題與BIM在施工管理中的優(yōu)勢(shì)，構(gòu)建了基于BIM的施工管理平臺(tái)并對(duì)應(yīng)用流程進(jìn)行設(shè)計(jì).

通過(guò)文獻(xiàn)分析，以往多是對(duì)建筑工程項(xiàng)目施工過(guò)程的數(shù)據(jù)、建造流程進(jìn)行數(shù)字化管理研究.本文期望基于制造業(yè)的“源點(diǎn)論”，從建筑企業(yè)角度出發(fā)，以滿足使用者個(gè)性化需求及企業(yè)發(fā)展需求為驅(qū)動(dòng)，統(tǒng)一整合調(diào)度企業(yè)各項(xiàng)資源，最終滿足需求目標(biāo).

2.3 基于“源點(diǎn)論”的數(shù)字化管理平臺(tái)研究

2.3.1 “源點(diǎn)論”在建筑企業(yè)裝配式項(xiàng)目管理應(yīng)用的可行性

源點(diǎn)論[8]是指所有管理由“源點(diǎn)”驅(qū)動(dòng),通過(guò)整合價(jià)值鏈資源和創(chuàng)新管理模式,最終達(dá)成“源點(diǎn)”需求,實(shí)現(xiàn)企業(yè)愿景，是在互聯(lián)網(wǎng)背景下應(yīng)運(yùn)而生的應(yīng)用于服裝制造業(yè)的個(gè)性化定制的企業(yè)管理方法和理論.類比服裝制造業(yè)的個(gè)性化定制服務(wù)，裝配式構(gòu)件生產(chǎn)同樣面臨由于不同的使用功能、建筑物所處環(huán)境的不同等，而使預(yù)制構(gòu)建各不相同，從而造成了定制成本高、周期長(zhǎng)等相同的難題；同時(shí)隨著建筑業(yè)的發(fā)展，建筑業(yè)將不斷由產(chǎn)品建造向服務(wù)建造發(fā)展，更加注重業(yè)主的舒適體驗(yàn)，更加注重以業(yè)主的需求為導(dǎo)向完成建筑產(chǎn)品.因此“源點(diǎn)論”可以適用于建筑業(yè)的管理.

2.3.2 構(gòu)建建筑企業(yè)裝配式項(xiàng)目管理平臺(tái)

為了滿足業(yè)主個(gè)性化需求，實(shí)現(xiàn)企業(yè)對(duì)不同項(xiàng)目所需資源的統(tǒng)一調(diào)度與充分利用，本文建立了裝配式建筑企業(yè)數(shù)字化管理平臺(tái)(見(jiàn)圖1)，依次對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、處理、應(yīng)用，分別對(duì)應(yīng)企業(yè)數(shù)字化管理平臺(tái)的數(shù)據(jù)層、處理層、應(yīng)用層.

圖1 建筑企業(yè)數(shù)字化管理平臺(tái)

1)數(shù)據(jù)層.在實(shí)際中施工企業(yè)經(jīng)常是多個(gè)項(xiàng)目同時(shí)施工，該裝配式建筑企業(yè)數(shù)字化管理平臺(tái)，可以將不同項(xiàng)目實(shí)際施工的進(jìn)度數(shù)據(jù)、成本數(shù)據(jù)、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)變更、施工環(huán)境數(shù)據(jù)、施工人員管理數(shù)據(jù)、材料使用數(shù)據(jù)、機(jī)械進(jìn)場(chǎng)臺(tái)班數(shù)據(jù)等實(shí)時(shí)更新，并以三維可視化模型數(shù)據(jù)的形式存儲(chǔ)于項(xiàng)目管理分平臺(tái).同時(shí)，數(shù)據(jù)層還需要收集業(yè)主對(duì)建筑產(chǎn)品的個(gè)性化需求數(shù)據(jù)，及對(duì)應(yīng)的裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件信息庫(kù)、工藝庫(kù).

2)處理層.項(xiàng)目施工過(guò)程中的各項(xiàng)實(shí)時(shí)信息、建筑產(chǎn)品使用者的個(gè)性化需求信息，以及裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件廠的預(yù)制構(gòu)件數(shù)據(jù)庫(kù)、工藝庫(kù)都通過(guò)數(shù)據(jù)接口，以數(shù)據(jù)的形式輸入到企業(yè)的數(shù)字化管理平臺(tái)中，通過(guò)該平臺(tái)實(shí)現(xiàn)使用者對(duì)預(yù)制構(gòu)件個(gè)性化需求與施工工藝的匹配.同時(shí)，該管理平臺(tái)可以通過(guò)讀數(shù)據(jù)的分類、統(tǒng)計(jì)、分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)項(xiàng)目的遠(yuǎn)程控制，對(duì)企業(yè)資源的整體分配與調(diào)度，為決策者提供決策建議.

3)應(yīng)用層.依據(jù)數(shù)字化管理平臺(tái)對(duì)多個(gè)施工項(xiàng)目的進(jìn)度、成本計(jì)劃進(jìn)行監(jiān)測(cè)控制，作為資源調(diào)度配置的數(shù)據(jù)基礎(chǔ).根據(jù)平行施工的多個(gè)在建項(xiàng)目的進(jìn)度情況，綜合考慮施工環(huán)境、施工地理?xiàng)l件等，由企業(yè)通過(guò)數(shù)字化管理平臺(tái)對(duì)施工工人、預(yù)制構(gòu)件進(jìn)場(chǎng)安裝進(jìn)行排班優(yōu)化，使構(gòu)件預(yù)制場(chǎng)構(gòu)建生產(chǎn)資源分配均衡，既能滿足安裝進(jìn)度要求，又能降低存儲(chǔ)保管費(fèi)用.同時(shí)，可以根據(jù)實(shí)時(shí)傳送到管理平臺(tái)的施工信息與施工工藝要求及標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比，實(shí)現(xiàn)施工質(zhì)量的及時(shí)管控.

3 結(jié) 語(yǔ)

信息化時(shí)代，各行各業(yè)都在向數(shù)字化方向轉(zhuǎn)型升級(jí)，數(shù)字化的建造方式配套數(shù)字化的管理方式，為建筑業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)插上了翅膀.本文從建筑企業(yè)角度出發(fā)，分析了傳統(tǒng)建筑模式下的管理方式，結(jié)合服裝制造業(yè)提出的“源點(diǎn)論”，同時(shí)考慮建筑使用者的個(gè)性化需求，建立了企業(yè)數(shù)字化管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)在企業(yè)范圍內(nèi)的資源調(diào)度，為提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，促進(jìn)企業(yè)發(fā)展提供了思路.