水電站建設(shè)質(zhì)量智慧管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用分析

鐘富林

（浙江金聯(lián)水利建設(shè)有限公司，浙江 金華 321001）

水電工程通常規(guī)模大、建設(shè)周期長(zhǎng)，我國(guó)現(xiàn)行項(xiàng)目法人制、監(jiān)理制主導(dǎo)體制下，水電工程建設(shè)管理具有協(xié)調(diào)工作量大等特點(diǎn)，使得水電工程建設(shè)管理單位大多采用多層級(jí)、行政式管理模式。當(dāng)前水電建設(shè)環(huán)境發(fā)生變化，由于人為因素影響，傳統(tǒng)管理模式存在數(shù)據(jù)碎片化問題，水電工程建設(shè)工作效率不高，工程管控能力不能滿足工程管理精細(xì)化要求。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，水電工程建設(shè)職工遠(yuǎn)離城市，與職工改善工作條件需求矛盾突出。必須充分利用新興技術(shù)實(shí)施管理創(chuàng)新，提升水電工程建設(shè)管理效率。隨著云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等眾多信息化、智慧化技術(shù)的發(fā)展，智慧城市等概念誕生，各類新技術(shù)快速發(fā)展為探索創(chuàng)新企業(yè)管理模式奠定基礎(chǔ)。智慧工程在水電工程建設(shè)質(zhì)量管理中發(fā)揮重要的作用。

1 智慧工程理論分析

智慧工程涵蓋信息技術(shù)，管理技術(shù)，將新技術(shù)產(chǎn)生先進(jìn)生產(chǎn)力與管理塑造生產(chǎn)關(guān)系結(jié)合。近年來(lái)，大數(shù)據(jù)、人工智能等新興技術(shù)層出不窮，各行業(yè)努力適應(yīng)新技術(shù)帶來(lái)的社會(huì)結(jié)構(gòu)變化，智慧制造等概念相繼提出。本文從智慧工程基本概念、建設(shè)目標(biāo)、管控模式等方面研究，探索智慧工程理論體系【1】。智慧工程是以生命周期管理、全要素智能調(diào)控為目標(biāo)，通過打造工程數(shù)據(jù)中心與決策指揮平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)感知、自主決策的柔性組織形態(tài)。

智慧工程將信息技術(shù)與管理技術(shù)深度融合，決定與其他智慧建設(shè)數(shù)字化不同，其主要特征體現(xiàn)在智慧工程圍繞風(fēng)險(xiǎn)管控，通過建設(shè)智能管控體系，實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)管控智能化；智慧工程應(yīng)充分考慮人的因素，做到人機(jī)交互、價(jià)值共享，更加注重人的因素影響；智慧工程通過工業(yè)信息技術(shù)融合，實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)設(shè)置精簡(jiǎn)化、專業(yè)分工科學(xué)化，管理層級(jí)扁平化；智慧工程是全面系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化，應(yīng)按全面創(chuàng)新進(jìn)行規(guī)劃建設(shè)，做到全面數(shù)字、全面智能，系統(tǒng)建設(shè)注重統(tǒng)籌布局【2】。智慧工程主要目標(biāo)包括全方位風(fēng)險(xiǎn)預(yù)判、生命周期管理。通過實(shí)施信息化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與打造流程規(guī)范的工程管控體系，形成全面數(shù)字、全面智能的管理形態(tài)，實(shí)現(xiàn)從項(xiàng)目立項(xiàng)，建設(shè)實(shí)施、移交運(yùn)營(yíng)到工程壽命終止的全周期管理。

圖1 智慧工程管控模型圖

圍繞工程建設(shè)管理核心內(nèi)容，提出由基礎(chǔ)感知層、業(yè)務(wù)支撐層、智慧決策層等組成工程技術(shù)架構(gòu)?；A(chǔ)感知層為數(shù)據(jù)平臺(tái)提供信息采集功能，數(shù)據(jù)管理層是對(duì)感知層信息集成，包含所需基礎(chǔ)空間地理、工程圖檔等方面數(shù)據(jù)信息。業(yè)務(wù)支撐層針對(duì)水電工程移民工程等業(yè)務(wù)板塊，對(duì)工程狀態(tài)信息即時(shí)傳達(dá)為基礎(chǔ)，借助三維數(shù)字移交等前沿即時(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)工程建設(shè)高效管控【3】。綜合管理層以三維可視化單元工程為載體，集成質(zhì)量安全、投資進(jìn)度數(shù)據(jù)信息，實(shí)現(xiàn)過程建設(shè)綜合管理。智慧決策層通過關(guān)鍵信息快速獲取，建立跨平臺(tái)，可視化決策會(huì)商平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)決策管理智能化總體目標(biāo)。

2 水電站質(zhì)量智慧管理系統(tǒng)

為適應(yīng)工程總包模式下提升建設(shè)管理水平，利用數(shù)字化解決工程建設(shè)困難，提升管理效率，通過開發(fā)建設(shè)基于多維BIM設(shè)計(jì)施工管理系統(tǒng)。設(shè)計(jì)施工BIM管理系統(tǒng)由工程數(shù)據(jù)中心與業(yè)務(wù)應(yīng)用構(gòu)成。工程數(shù)據(jù)中心用于管控項(xiàng)目設(shè)計(jì)施工形成各類文件，數(shù)據(jù)信息，確立系統(tǒng)繼承規(guī)范接口。業(yè)務(wù)應(yīng)用構(gòu)建在工程數(shù)據(jù)中心上，開發(fā)系統(tǒng)業(yè)務(wù)模塊。

依托設(shè)計(jì)施工BIM管理系統(tǒng)質(zhì)量管理模塊及智能溫控、智能灌漿系統(tǒng)，研發(fā)智慧管理系統(tǒng)。系統(tǒng)研發(fā)以數(shù)據(jù)為切入口，利用多維BIM技術(shù)手段對(duì)質(zhì)量進(jìn)行全過程管控。采用互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)研發(fā)BIM質(zhì)量管理子系統(tǒng)，構(gòu)建移動(dòng)APP端結(jié)合的電子化質(zhì)量驗(yàn)評(píng)體系；通過建立動(dòng)態(tài)智能溫控理論模型，研發(fā)穩(wěn)定高精度控制儀器設(shè)備，構(gòu)建大壩砼智能溫控子系統(tǒng)；基于面向?qū)ο缶幊碳夹g(shù)等，構(gòu)建具備數(shù)據(jù)層、應(yīng)用層的完整架構(gòu)，融合實(shí)時(shí)監(jiān)控等知識(shí)體系，研發(fā)砼振搗質(zhì)量監(jiān)控分析子系統(tǒng)；通過灌漿數(shù)學(xué)模型連接系統(tǒng)應(yīng)用邏輯層，將數(shù)學(xué)模型與可視化分析原理結(jié)合，研發(fā)大壩灌漿實(shí)時(shí)監(jiān)控分析子系統(tǒng)；通過云相機(jī)平臺(tái)線上線下結(jié)合方式，為質(zhì)控過程可溯性提供技術(shù)支撐。

針對(duì)傳統(tǒng)質(zhì)量驗(yàn)評(píng)中表單書寫不清晰、歸檔耗時(shí)長(zhǎng)等缺點(diǎn)，開發(fā)質(zhì)量管理APP，移動(dòng)端系統(tǒng)基于智能手機(jī)方式開發(fā)，操作系統(tǒng)采用iOS系統(tǒng)，功能包括現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)評(píng)執(zhí)行等，系統(tǒng)支持線下現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)評(píng)。實(shí)現(xiàn)質(zhì)量資料規(guī)范化、質(zhì)量動(dòng)態(tài)管控。采用MD5加密方案，確保電子歸檔合法性。質(zhì)量管理獲取項(xiàng)目信息，依據(jù)不同分類標(biāo)準(zhǔn)制作類型，分成小類展示成樹狀接口，獲取每個(gè)項(xiàng)目ID，制作成每個(gè)項(xiàng)目近期完成驗(yàn)評(píng)表單。質(zhì)量管理APP包括ABCDE功能區(qū)塊，A區(qū)塊以輪播形式展示項(xiàng)目相關(guān)圖片；B區(qū)塊點(diǎn)擊相應(yīng)按鈕進(jìn)入相應(yīng)工具；C區(qū)塊與BIM系統(tǒng)同步；D區(qū)塊與E區(qū)塊中“我的任務(wù)”同步；點(diǎn)擊跳轉(zhuǎn)至任務(wù)。E區(qū)塊包含通訊錄等模塊。點(diǎn)擊新聞標(biāo)題，如質(zhì)量信息統(tǒng)計(jì)信息模塊，通過接口獲取BIM系統(tǒng)質(zhì)量管理模塊數(shù)據(jù)。點(diǎn)擊質(zhì)量信息統(tǒng)計(jì)按鈕，進(jìn)入單位工程質(zhì)量信息統(tǒng)計(jì)界面。

3 水電站智慧質(zhì)量管理創(chuàng)新應(yīng)用

相比傳統(tǒng)質(zhì)量管理手段存在不能及時(shí)進(jìn)行施工質(zhì)量管理等問題，質(zhì)量管理創(chuàng)新體現(xiàn)在管理手段數(shù)字化，基于物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等高新技術(shù)研發(fā)智能建造質(zhì)量管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)施工質(zhì)量信息動(dòng)態(tài)管理【5】。實(shí)時(shí)獲取施工質(zhì)量數(shù)據(jù)信息是質(zhì)量分析的基礎(chǔ)，智能建造智慧管理系統(tǒng)采用移動(dòng)PDA技術(shù)等，實(shí)現(xiàn)砼溫控信息數(shù)據(jù)、灌漿施工數(shù)據(jù)實(shí)施采集，通過無(wú)線網(wǎng)將采集數(shù)據(jù)傳輸至服務(wù)器存儲(chǔ)。

BIM質(zhì)量管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)在線分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)萬(wàn)計(jì)單元工程質(zhì)量管理。智能溫控系統(tǒng)通過平臺(tái)實(shí)現(xiàn)海量溫控?cái)?shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)管理，對(duì)大壩混凝土出機(jī)口溫度、降溫速率等要素進(jìn)行實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)分析；智能振搗系統(tǒng)實(shí)時(shí)對(duì)振搗位置、插入角度等進(jìn)行監(jiān)控；智能灌漿系統(tǒng)對(duì)施工進(jìn)行可視化展示，生成單位注灰量、透水率與注灰量關(guān)系曲線圖，分析統(tǒng)計(jì)表等?；趯?shí)時(shí)采集信息，對(duì)BIM信息在線提醒；基于溫控信息實(shí)時(shí)分析，對(duì)大壩溫度場(chǎng)進(jìn)行仿真分析預(yù)測(cè)；振搗監(jiān)控系統(tǒng)通過客戶端對(duì)施工實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程可視化監(jiān)控分析；基于對(duì)灌漿實(shí)時(shí)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)對(duì)灌漿異常施工情況反饋；通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量管控，及時(shí)解決質(zhì)量問題。

隨著工程進(jìn)展開展水電站EPC數(shù)字化建設(shè)管理創(chuàng)新等系列工作，通過專題會(huì)議、分級(jí)導(dǎo)航等形式吸收參建方意見，構(gòu)建基于BIM設(shè)計(jì)施工管理統(tǒng)一平臺(tái)。隨著工程推進(jìn)，開展繼承智能振搗、全過程影像采集等子系統(tǒng)，形成質(zhì)量智慧管理系統(tǒng)。通過對(duì)工程建設(shè)人員進(jìn)行培訓(xùn)指導(dǎo)等方式，形成完整的系統(tǒng)應(yīng)用流程，為治理智慧管理系統(tǒng)服務(wù)于水電站工程建設(shè)奠定基礎(chǔ)。信息采集、反饋時(shí)間縮短，質(zhì)量管理記錄更規(guī)范，管理質(zhì)量明顯提高，取得較好的管理效果。

4 結(jié)語(yǔ)

目前水電行業(yè)基于數(shù)字化、信息化大壩智能建造質(zhì)量智慧管理，通過智能溫控、智能灌漿集成應(yīng)用管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)工程施工質(zhì)量全過程管控，解決傳統(tǒng)質(zhì)量管理模式存在分析反饋滯后等問題，為水電工程EPC建設(shè)模式下質(zhì)量管理方式創(chuàng)新實(shí)踐提供新的管理方法。通過發(fā)展大壩信息精準(zhǔn)感知技術(shù)與存儲(chǔ)技術(shù)及反饋技術(shù)等，有助于實(shí)現(xiàn)大壩智能建造智慧管理技術(shù)提升，為工程智慧管理提供支撐。