信息技術(shù)支持下的數(shù)字孿生工程對(duì)項(xiàng)目管理模式的演變研究

賀寧 時(shí)開(kāi)青 王凱旋 顧佳華 葉關(guān)華

【摘要】建筑業(yè)信息化已成為建筑業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的必然要求。一系列信息技術(shù)的應(yīng)用，在逐步貫穿項(xiàng)目的全過(guò)程，推動(dòng)項(xiàng)目的數(shù)字化管理，隨著技術(shù)進(jìn)步進(jìn)一步加深項(xiàng)目數(shù)字化深度，基于“數(shù)字孿生”工程的信息交互與管理協(xié)同將不可避免的出現(xiàn)，意味著項(xiàng)目管理模式將發(fā)生轉(zhuǎn)變，項(xiàng)目的管理對(duì)象由直接管理工程項(xiàng)目，變?yōu)榱斯芾砑軜?gòu)于工程項(xiàng)目之上的數(shù)字孿生工程，即數(shù)據(jù)與信息。

【關(guān)鍵詞】信息技術(shù);數(shù)字孿生;項(xiàng)目管理模式;演變

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.27.

1、概論

隨著信息時(shí)代的到來(lái)，建筑業(yè)信息化成為了建筑業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的必然要求。建筑業(yè)信息化，就是通過(guò)信息技術(shù)應(yīng)用，服務(wù)于建筑業(yè)的精細(xì)化管理和高質(zhì)量發(fā)展，提升建筑業(yè)的生產(chǎn)效率和質(zhì)量。

工程項(xiàng)目是建筑業(yè)的主要管理對(duì)象，因此，項(xiàng)目管理信息化是建筑業(yè)信息化的關(guān)鍵。項(xiàng)目管理信息化就是運(yùn)用信息技術(shù)，提升項(xiàng)目管理能力，用數(shù)據(jù)為管理決策提供支持。項(xiàng)目數(shù)據(jù)，反映了在建項(xiàng)目的運(yùn)行狀態(tài)和規(guī)律。數(shù)據(jù)是承載信息的載體，管理決策的依據(jù)本質(zhì)上是提取數(shù)據(jù)中蘊(yùn)含的信息。從數(shù)據(jù)到信息的過(guò)程，需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯集、處理、分類、統(tǒng)計(jì)，了解數(shù)據(jù)的特征，在此基礎(chǔ)上，利用項(xiàng)目管理知識(shí)體系，透過(guò)數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，通過(guò)數(shù)據(jù)運(yùn)算和建模，得到能夠用于管理決策的指標(biāo)、圖表等信息，掌握這些信息，能夠讓項(xiàng)目管理更為精準(zhǔn)化、精確化和精細(xì)化，這是精益建造的基礎(chǔ)，是未來(lái)工程建造自動(dòng)化的基礎(chǔ)。

2、信息技術(shù)支持?jǐn)?shù)字孿生體系構(gòu)建

一般而言，建筑業(yè)信息技術(shù)主要涵蓋BIM技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和數(shù)據(jù)管理技術(shù)。其中：

（1）BIM技術(shù)：即建筑信息模型，將建筑信息以面向建筑本體對(duì)象為信息組織方式的數(shù)字化（數(shù)據(jù)）表達(dá)。實(shí)質(zhì)是一種面向?qū)ο蠹尚畔⒌臄?shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)體系，以建筑構(gòu)件為基本單位組織和管理建筑信息，對(duì)建筑信息進(jìn)行解構(gòu)和重構(gòu)，并基于BIM模型的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)進(jìn)行項(xiàng)目管理和分析。

（2）物聯(lián)網(wǎng)：即對(duì)項(xiàng)目及環(huán)境建立全面感知的各類技術(shù)，主要對(duì)象是項(xiàng)目各類生產(chǎn)要素及周邊環(huán)境，如人、機(jī)械、材料、場(chǎng)地等，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建的感知體系是項(xiàng)目管理數(shù)字化的重要數(shù)據(jù)來(lái)源。

（3）數(shù)據(jù)管理技術(shù)：即將采集的項(xiàng)目數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、傳輸、處理、運(yùn)算、分析等，形成用于管理者管理決策的信息并在項(xiàng)目利益相關(guān)方之間進(jìn)行共享。借助數(shù)據(jù)管理技術(shù)，對(duì)項(xiàng)目管理組織、管理行為和管理過(guò)程進(jìn)行規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化和信息化，形成數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的項(xiàng)目全生命周期管理服務(wù)體系。

以BIM技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、數(shù)據(jù)管理技術(shù)等一系列信息技術(shù)的應(yīng)用，貫穿項(xiàng)目的全過(guò)程管理，推動(dòng)了工程項(xiàng)目的數(shù)字化，隨著技術(shù)進(jìn)步進(jìn)一步加深項(xiàng)目的數(shù)字化深度，對(duì)應(yīng)實(shí)體工程的“數(shù)字孿生”工程應(yīng)運(yùn)而生。

3、數(shù)字孿生驅(qū)動(dòng)的項(xiàng)目管理模式轉(zhuǎn)變

3.1 數(shù)字孿生工程

項(xiàng)目管理本質(zhì)上不直接進(jìn)行工程產(chǎn)品的建造作業(yè)，而是通過(guò)信息交互的方式，借助一系列管理行為，促成工程產(chǎn)品的形成。在信息交互角度上，項(xiàng)目管理工作分為三個(gè)部分，信息收集，信息處理分析，信息輸出。因此，具有足夠真實(shí)性和完整性的工程數(shù)據(jù)將實(shí)體工程映射成為“數(shù)字孿生”工程，項(xiàng)目管理人員通過(guò)“數(shù)字孿生”工程直接進(jìn)行信息交互與管理協(xié)同，以達(dá)到對(duì)實(shí)體工程的管理控制。

項(xiàng)目所有數(shù)據(jù)按照一定的邏輯體系，結(jié)構(gòu)化地存儲(chǔ)在“數(shù)字孿生工程”中，便于項(xiàng)目管理者和公司管理部門(mén)從中查閱、調(diào)取，將極大方便項(xiàng)目后續(xù)的管理總結(jié)和復(fù)盤(pán)分析。

不同的“數(shù)字孿生工程”，按照一定規(guī)則和特征（區(qū)域、行業(yè)、合同額等），進(jìn)一步集成形成公司的項(xiàng)目群數(shù)據(jù)庫(kù)，提煉不同項(xiàng)目的主要特征信息，形成項(xiàng)目特征清單（編號(hào)、名稱、區(qū)域、行業(yè)、規(guī)模、合同額、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等等），便于公司對(duì)歷史項(xiàng)目和現(xiàn)有項(xiàng)目的整體管理與控制，可用于歷史項(xiàng)目數(shù)據(jù)的快速統(tǒng)計(jì)分析;項(xiàng)目資料的便捷提取與整理;為項(xiàng)目管理決策提供大量數(shù)據(jù)支持;未來(lái)項(xiàng)目市場(chǎng)經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)分析與支持等。

3.2 項(xiàng)目管理模式轉(zhuǎn)變

生產(chǎn)力決定生產(chǎn)方式與生產(chǎn)關(guān)系，數(shù)字孿生下，意味著項(xiàng)目管理服務(wù)的方式將發(fā)生轉(zhuǎn)變，項(xiàng)目的管理對(duì)象由直接管理工程項(xiàng)目，變?yōu)榱斯芾砑軜?gòu)于工程項(xiàng)目之上的數(shù)字孿生工程，即數(shù)據(jù)與信息。因?yàn)閿?shù)字化技術(shù)應(yīng)用構(gòu)建的“數(shù)字孿生”工程將前端的信息收集工作用智慧工地終端設(shè)備承擔(dān)，項(xiàng)目管理人員該部分工作大幅度縮減，使得項(xiàng)目管理服務(wù)更為聚焦在信息的處理分析與指令下達(dá)上，項(xiàng)目的管理服務(wù)者能夠自主地選擇在項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)（前端）和其他任意地點(diǎn)（后臺(tái)）進(jìn)行工作。

對(duì)于單個(gè)項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，這種區(qū)別并不明顯，當(dāng)多個(gè)項(xiàng)目時(shí)，這種自主的可選擇性將帶來(lái)根本性的改變，即從原來(lái)分散式的項(xiàng)目管理服務(wù)方式轉(zhuǎn)變?yōu)椤靶∏岸?、大后臺(tái)”的項(xiàng)目管理服務(wù)體系。這種管理服務(wù)體系的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)具體在于：

項(xiàng)目管理服務(wù)人員將分為前端人員和后臺(tái)人員，前端人員更為側(cè)重于綜合管理能力和組織協(xié)調(diào)能力，主要工作為項(xiàng)目的數(shù)據(jù)收集、組織協(xié)調(diào)、運(yùn)行管理和應(yīng)急處置;后臺(tái)管理人員更為側(cè)重于專業(yè)技術(shù)能力和數(shù)據(jù)分析能力，主要工作為項(xiàng)目的專業(yè)數(shù)據(jù)處理分析和技術(shù)服務(wù)支持。

對(duì)于后臺(tái)的技術(shù)管理人員而言，原先由于項(xiàng)目地點(diǎn)限制的分散式辦公，轉(zhuǎn)變?yōu)榧械慕y(tǒng)一辦公，能夠不再僅局限于管理服務(wù)單個(gè)項(xiàng)目，而是能夠同時(shí)管理服務(wù)多個(gè)項(xiàng)目（特別是類似項(xiàng)目的管理服務(wù)），一方面，能夠快速積累豐富的技術(shù)管理經(jīng)驗(yàn)，從而提升管理效率和水平，并保證了管理的規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化;另一方面，能夠顯著地減少公司的用人成本;

專業(yè)技術(shù)人員在“后臺(tái)”集聚，依據(jù)分工各司其職，同專業(yè)人員的集聚將加劇人與人之間的信息交流、知識(shí)共享和經(jīng)驗(yàn)借鑒（知識(shí)溢出效應(yīng)），從而提升管理人員的專業(yè)知識(shí)水平和技術(shù)能力，提高問(wèn)題解決的效率與管理服務(wù)質(zhì)量，有助于項(xiàng)目、規(guī)范化標(biāo)準(zhǔn)化管理實(shí)施體系的推行。

“小前端、大后臺(tái)”的項(xiàng)目管理服務(wù)體系，使得公司的數(shù)據(jù)資源和知識(shí)資源得以匯集集聚，形成公司的項(xiàng)目管理中樞，進(jìn)一步演變成為公司項(xiàng)目管理服務(wù)的“智慧大腦”，即借助數(shù)字化技術(shù)，對(duì)公司項(xiàng)目群數(shù)據(jù)的集中處理分析和指令下達(dá)，遠(yuǎn)程地、高效地處理公司建設(shè)項(xiàng)的各類業(yè)務(wù)，提供規(guī)范、高效、科學(xué)的管理服務(wù)支持，形成一個(gè)公司的核心競(jìng)爭(zhēng)力。

結(jié)論：

管理不僅是一門(mén)科學(xué)，更是一門(mén)藝術(shù)，單純的數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用只能解決部分問(wèn)題，大量的管理問(wèn)題需要管理者來(lái)把控、衡量和處理，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)源于技術(shù)應(yīng)用和科學(xué)，最終服務(wù)于管理者本身，管理決策行為出自管理者，從這個(gè)角度出發(fā)，數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用落腳點(diǎn)應(yīng)在于對(duì)于數(shù)據(jù)價(jià)值的分析與挖掘，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)下的項(xiàng)目全生命周期管理，實(shí)現(xiàn)管理科學(xué)與藝術(shù)的統(tǒng)一。

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