物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在裝飾工程物料管理中的應(yīng)用研究

單云輝，戴朝煒，張慶洋，畢研超

（中建八局第二建設(shè)有限公司，山東 濟(jì)南 250014）

0 引 言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級(jí)，建筑行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，工程的造價(jià)控制和合同條件越來(lái)越苛刻，施工成本、管理難度、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)越來(lái)越高，盈利空間逐漸縮小，因此，科技創(chuàng)新和低成本運(yùn)營(yíng)是建筑企業(yè)構(gòu)建核心競(jìng)爭(zhēng)力的必由之路。

物聯(lián)網(wǎng)是通過(guò)信息傳感技術(shù)、條碼和全球定位系統(tǒng)等將人和物接入互聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)智能識(shí)別、跟蹤和管控等工作的信息網(wǎng)絡(luò)[1]，其能夠進(jìn)一步提升傳統(tǒng)行業(yè)的發(fā)展質(zhì)量和效益[2]。閆旭等提出采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)車輛狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，并展開(kāi)了云服務(wù)平臺(tái)的設(shè)計(jì)工作[3]。胡威等基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，開(kāi)展了建筑工地的智慧卡車遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)和遠(yuǎn)程換環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)[4-5]。鄭開(kāi)峰等在上海世貿(mào)深坑洲際酒店項(xiàng)目嘗試?yán)枚S碼進(jìn)行裝飾過(guò)程中物料的驗(yàn)收[6]。李梅基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，開(kāi)展了火電廠建設(shè)項(xiàng)目的工程物資信息管理系統(tǒng)平臺(tái)的研究[7]。高寧等針對(duì)河南中煙技術(shù)中心樣品倉(cāng)庫(kù)的現(xiàn)狀分析，提出采用條碼識(shí)別技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)來(lái)搭建移動(dòng)智慧倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)[8]。楊捷結(jié)合礦山企業(yè)生產(chǎn)特點(diǎn)和備件管理工作的業(yè)務(wù)需求，提出了一套基于二維碼的礦山設(shè)備備件管理系統(tǒng)[9]。周誠(chéng)等結(jié)合BIM與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對(duì)大型盾構(gòu)吊裝安全管理平臺(tái)開(kāi)展研究，實(shí)現(xiàn)對(duì)大型盾構(gòu)吊裝進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控及安全分析[10]。

本文針對(duì)裝飾工程物料管理的難題，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)提升裝飾項(xiàng)目的工程物資管理效率，實(shí)現(xiàn)裝飾項(xiàng)目的物料成本精細(xì)化管控，助力裝飾企業(yè)的低成本運(yùn)營(yíng)。

1 裝飾工程物資管理特點(diǎn)及現(xiàn)狀

1.1 工程物料管理特點(diǎn)

民用建筑的工程建設(shè)主要分為土建工程、安裝工程和裝飾工程等版塊，在施工周期較為緊張的情況下，裝飾施工階段往往穿插著土建、安裝、智能化等各專業(yè)施工，對(duì)物料精細(xì)化管理提出挑戰(zhàn)。

相對(duì)而言，裝飾工程施工周期較短，整個(gè)生產(chǎn)周期涉及物料規(guī)格多、工序復(fù)雜。項(xiàng)目管理人員往往需要根據(jù)實(shí)時(shí)施工進(jìn)度、物料性能特點(diǎn)、生產(chǎn)產(chǎn)地、加工周期、品牌、價(jià)格區(qū)間等信息，向供應(yīng)商提出物資需求計(jì)劃，同時(shí)參與項(xiàng)目物資的收驗(yàn)貨、組織勞務(wù)分包領(lǐng)取物資。物料主管往往還需要完成物料詢價(jià)、組織物料招標(biāo)、辦理物資采購(gòu)合同、組織物料進(jìn)場(chǎng)、辦理物資結(jié)算及付款等工作。在工期緊、任務(wù)中的裝飾項(xiàng)目中，項(xiàng)目管理人員難以實(shí)現(xiàn)工程物料管理的精細(xì)化，造成項(xiàng)目物料損耗升高，直接影響到項(xiàng)目成本控制。

1.2 工程物料管理現(xiàn)狀

1.2.1 自動(dòng)化程度低

裝飾裝修工程項(xiàng)目的物資種類較為繁多，進(jìn)場(chǎng)物料批次多、頻率高，跨越從裝飾進(jìn)場(chǎng)到竣工期間的每個(gè)階段，而現(xiàn)場(chǎng)物資管理仍采用自動(dòng)化程度較低的人工模式，工作效率較低，且物資管理成本較高。裝飾裝修工程項(xiàng)目中的常規(guī)玻璃幕墻進(jìn)場(chǎng)如圖1所示。從物料采購(gòu)加工、物流運(yùn)輸、物料進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收、施工班組領(lǐng)料加工、過(guò)程補(bǔ)料再到物資結(jié)算付款等環(huán)節(jié)的信息管理，耗費(fèi)項(xiàng)目管理人員大量時(shí)間精力，同時(shí)過(guò)程中產(chǎn)生大量的紙質(zhì)清單也需人工核對(duì)，導(dǎo)致管理人員難以準(zhǔn)確實(shí)時(shí)把控項(xiàng)目所處階段的物料需求與損耗。

圖1 常規(guī)玻璃幕墻進(jìn)場(chǎng)

1.2.2 物料損耗與二次搬運(yùn)

現(xiàn)場(chǎng)施工用地較為緊張，很難有大片集中場(chǎng)地作為物料儲(chǔ)存?zhèn)}庫(kù)，現(xiàn)場(chǎng)物料驗(yàn)收后一般由各個(gè)施工班組分別領(lǐng)走，簡(jiǎn)單堆放在各自施工區(qū)域。由于物料倉(cāng)儲(chǔ)偏向于粗放式管理，一方面無(wú)法實(shí)時(shí)掌握施工班組真實(shí)的裝飾物料需求和物料損耗，直接影響到物料下單、加工周期和整體的施工進(jìn)度；另一方面現(xiàn)場(chǎng)施工隊(duì)伍較多，裝飾、安裝和智能化的交叉作業(yè)情況常出現(xiàn)，直接導(dǎo)致裝飾物料常涉及二次搬運(yùn)，造成物料損耗等問(wèn)題。物料損耗和二次搬運(yùn)如圖2所示。

圖2 物料損耗和二次搬運(yùn)

1.2.3 工程尾料與文明施工障礙

裝飾施工現(xiàn)場(chǎng)中的二次加工作業(yè)會(huì)產(chǎn)生大量的邊角料及切割粉塵等問(wèn)題。一方面對(duì)工程尾料的數(shù)量統(tǒng)計(jì)、二次利用造成阻礙，增加物料的精細(xì)化管控難度；另一方面會(huì)增大安全文明施工的管控壓力。

2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用

2.1 條形碼識(shí)別技術(shù)

目前項(xiàng)目管理人員已將二維碼技術(shù)和微信結(jié)合，運(yùn)用到安全技術(shù)交底、物料封樣等領(lǐng)域，如圖3所示。管理創(chuàng)新取得較好的效果，但二維碼系統(tǒng)平臺(tái)依托的即時(shí)通信軟件—微信，局限在公眾號(hào)和小程序等功能的天花板，難以實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的真正價(jià)值。

圖3 二維碼安全技術(shù)交底（微信平臺(tái)）

裝飾行業(yè)有必要基于條形碼識(shí)別及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來(lái)搭建一種新型的智能物料管控平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)裝飾工程不同施工階段下物料信息的互聯(lián)、共享、分析、處理等過(guò)程，為項(xiàng)目管理人員提供實(shí)時(shí)信息支持。

2.2 應(yīng)用場(chǎng)景設(shè)計(jì)

2.2.1 與采購(gòu)下單的搭接模式

在裝飾項(xiàng)目物料供應(yīng)商招標(biāo)完成后，物料清單和物料規(guī)格型號(hào)已基本確定，項(xiàng)目管理人員能夠在智能物料管控平臺(tái)中直接輸入物料信息并下單，避免傳統(tǒng)的微信下單造成的物料數(shù)量統(tǒng)計(jì)困難的弊端，實(shí)現(xiàn)下單的數(shù)字化。物料廠家根據(jù)智能物料管理平臺(tái)導(dǎo)出的物料清單加工，并使用標(biāo)簽條碼打印機(jī)直接打印平臺(tái)導(dǎo)出的標(biāo)簽，拓展標(biāo)簽的功能和使用范圍，實(shí)現(xiàn)條碼標(biāo)簽的標(biāo)準(zhǔn)化。采購(gòu)與運(yùn)輸應(yīng)用場(chǎng)景設(shè)計(jì)如圖4所示。

圖4 采購(gòu)與運(yùn)輸應(yīng)用場(chǎng)景設(shè)計(jì)

2.2.2 與物流運(yùn)輸?shù)拇罱幽Ｊ?/p>

物料供應(yīng)商在裝飾物料出廠時(shí)，僅需登錄平臺(tái)填寫(xiě)物流運(yùn)輸?shù)陌l(fā)貨時(shí)間、聯(lián)系方式和預(yù)計(jì)到貨時(shí)間。一方面保證項(xiàng)目管理人員實(shí)時(shí)掌控物料加工進(jìn)度，輔助施工現(xiàn)場(chǎng)的進(jìn)度協(xié)調(diào)；另一方面也能成為項(xiàng)目物資收發(fā)貨的資料檔案，為后續(xù)的物料統(tǒng)計(jì)、結(jié)算提供資料支撐。

2.2.3 與倉(cāng)儲(chǔ)的搭接模式

考慮到實(shí)際的施工場(chǎng)地有限，在裝飾作業(yè)進(jìn)場(chǎng)前，預(yù)先設(shè)計(jì)好倉(cāng)儲(chǔ)中心、倉(cāng)庫(kù)等位置，并在施工過(guò)程中規(guī)劃設(shè)立室內(nèi)臨時(shí)物料堆放空間，確保所有物料卸貨點(diǎn)都有指示牌和標(biāo)簽編碼。項(xiàng)目管理人員掃描發(fā)貨單上的二維碼經(jīng)行驗(yàn)收，并根據(jù)二維碼提示的倉(cāng)儲(chǔ)位置進(jìn)行分類碼放。物料管理人員、領(lǐng)料人等可從平臺(tái)查詢物料剩余數(shù)量，通過(guò)掃二維碼登記領(lǐng)料，系統(tǒng)平臺(tái)自動(dòng)更新數(shù)據(jù)。

2.2.4 與施工管理的搭接模式

勞務(wù)班組通過(guò)微信掃描二維碼，可快速知曉物料安裝部位。項(xiàng)目管理人員通過(guò)智能物料管控平臺(tái)實(shí)時(shí)更新的物料余量，快速掌握物料用量、損耗及施工進(jìn)展等信息。特別是出現(xiàn)過(guò)程補(bǔ)料或加工錯(cuò)誤等情況，平臺(tái)能夠直接進(jìn)行量化顯示，對(duì)物料管理發(fā)揮可視化作用。

2.2.5 與建筑信息化模型的搭接模式

采用BIM建筑信息化模型內(nèi)置到智能物料管控平臺(tái)中，可方便現(xiàn)場(chǎng)管理人員及勞務(wù)班組能夠通過(guò)掃描物料的二維碼，直接找到物料在模型中對(duì)應(yīng)的安裝位置，并能觀看本物料的技術(shù)交底等相關(guān)視頻資料，為物料的準(zhǔn)確定位、標(biāo)準(zhǔn)化安裝提高效率和技術(shù)支持。裝飾施工管理和建筑信息化模應(yīng)用場(chǎng)景設(shè)計(jì)如圖5所示。

圖5 裝飾施工管理和建筑信息化模應(yīng)用場(chǎng)景設(shè)計(jì)

3 基于物聯(lián)網(wǎng)的智能物料管控平臺(tái)構(gòu)建

3.1 可行性分析

通過(guò)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的裝飾物料信息化調(diào)查，發(fā)現(xiàn)玻璃、鋁板、防水卷材等物料供應(yīng)商均已采用基于條形碼的數(shù)字標(biāo)簽管理模式。由于裝飾物料供應(yīng)商的數(shù)字標(biāo)簽標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，難以直接利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)物料進(jìn)行信息化和智能化管理，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工的指導(dǎo)意義較小。

經(jīng)過(guò)多年移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)場(chǎng)施工人員基本配備智能手機(jī)，并掌握微信、支付寶、百度等APP的掃碼應(yīng)用，已具備實(shí)現(xiàn)智能物料管控平臺(tái)的硬件和軟文化的社會(huì)基礎(chǔ)。

3.2 技術(shù)路線

采用條形碼掃描技術(shù)作為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到裝飾工程物資管理的識(shí)別設(shè)備，搭建云管理系統(tǒng)平臺(tái)、手持機(jī)端系統(tǒng)平臺(tái)和微信小程序等平臺(tái)。

3.3 總體架構(gòu)設(shè)計(jì)

裝飾工程建設(shè)項(xiàng)目涵蓋范圍較廣、施工工藝和工序較多，包括抹灰工程、外墻防水工程、門(mén)窗工程、吊頂工程、輕質(zhì)隔墻工程、飾面板工程、飾面磚工程、幕墻工程、涂飾工程、裱糊與軟包工程和細(xì)部工程等14個(gè)分部工程。因此，采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來(lái)構(gòu)建智能物料管控平臺(tái)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要考慮物料采購(gòu)模塊、運(yùn)輸模塊、施工現(xiàn)場(chǎng)倉(cāng)儲(chǔ)模塊、施工管理模塊、建筑信息化模型等搭建，基本實(shí)現(xiàn)裝飾工程物資管理數(shù)據(jù)采集自動(dòng)化、庫(kù)存實(shí)時(shí)更新與分析，并能夠助力項(xiàng)目施工進(jìn)度管理、物料成本管理和竣工結(jié)算等工作。

4 結(jié) 語(yǔ)

本文研究分析了裝飾工程中現(xiàn)場(chǎng)物料管理的現(xiàn)狀和不足，通過(guò)對(duì)裝飾工程的具體場(chǎng)景進(jìn)行需求分析，提出基于條形碼識(shí)別技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)來(lái)搭建一種適合裝飾工程的智能物料管控系統(tǒng)平臺(tái)。

本文通過(guò)智能平臺(tái)的搭建，將二維碼技術(shù)引入現(xiàn)場(chǎng)物料管理中，提高了裝飾工程物資管理的智能化程度，保證了物料管理的高效和精準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)了裝飾項(xiàng)目的物料成本精細(xì)化管控，助力裝飾企業(yè)的低成本運(yùn)營(yíng)。