建筑工程施工中信息化管理的應用研究

文｜浙江龍泉宏騰建設工程有限公司 劉小偉

在“互聯(lián)網(wǎng)+”的時代背景下，全面落實信息化管理，構建智慧型、技術型的先進管理體系，已成為建筑工程領域中大部分企業(yè)的主要改革方向與發(fā)展目標。結合國內外相關研究成果來看，21 世紀工程項目管理的核心競爭力越來越依賴信息技術，將信息技術、網(wǎng)絡工具滲透到工程信息的采集、處理、加工、使用等各個環(huán)節(jié)中，是現(xiàn)階段建筑工程管理活動降本增效的主要手段。同時，雖然國內建筑行業(yè)在信息化管理方面已經(jīng)取得了一定的研究成果與實踐成效，但仍存在很大的優(yōu)化發(fā)展空間?；诖?，有必要對建筑工程中信息化管理的應用展開探究討論。

1.建筑工程施工中信息化管理的應用特點

將信息化管理應用到建筑工程施工當中，主要可表現(xiàn)出如下應用特點：

第一，去人工化特點。在傳統(tǒng)管理模式下，建筑工程施工期間的信息采集、成本控制、質量監(jiān)管、風險識別等活動都是通過人工作業(yè)實現(xiàn)的。這樣一來，會使工程管理質量與人員工作素養(yǎng)形成強關聯(lián)，若人員的管理能力、工作狀態(tài)存在欠缺，工程管理的實際效果也難以達到理想水平。同時，也會涉及到過多的人員需求，繼而導致工程用人成本與用人風險的增高。相比之下，信息化管理具備明顯的去人工化優(yōu)勢特點，能實現(xiàn)上述問題的有效解決。信息化背景下的建筑工程施工管理是以設備系統(tǒng)、軟件工具及通信網(wǎng)絡為基礎的，海量化工程數(shù)據(jù)、施工信息的采集整理、分析處理均通過技術模塊與自動程序實現(xiàn)。由此，既能充分消除人為工作的波動性，保證各項管理的規(guī)范化、標準化執(zhí)行，也能適當降低建筑工程的用人需求[1]。

第二，整體性特點。信息化管理傾向于以整體、聯(lián)系、全程的視角看待施工問題、實施管控行為。例如，在開展施工風險的監(jiān)管控制時，信息化管理平臺可動態(tài)獲取設備、材料、人員、建筑等多方面的實時信息，并導入同個模型中進行綜合聯(lián)動的分析與呈現(xiàn)。如此一來，既能充分順應建筑工程施工活動多源性的風險特點，也能避免傳統(tǒng)模式下質量檢驗、風險排查時出現(xiàn)盲點、漏項的問題，進而最大程度地輔助管理實踐、保障施工效益。

2.建筑工程施工中信息化管理的應用思路

2.1 建筑工程中成本管理的信息化應用

在建筑工程中，在成本管理方面充分實現(xiàn)信息化技術的有效應用，既有助于提高成本信息采集、分析、處理、呈現(xiàn)等方面的質量和效率，也有助于賦予成本管理以良好的前瞻性、動態(tài)性與系統(tǒng)性。具體來講：

第一，可將信息化管理應用到成本信息采集方面。實踐時，應綜合運用平臺化、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、局域網(wǎng)等技術，構建出覆蓋工程項目整體、聯(lián)通多個施工環(huán)節(jié)的成本信息管理平臺。在日常工作中，平臺系統(tǒng)通過自動獲取與人工上傳兩種形式，依托網(wǎng)絡信道完成施工期間成本信息的海量化采集。在此基礎上，還應運用邏輯分析技術與數(shù)據(jù)庫技術，對動態(tài)采集到的成本信息進行整理歸集與分類化、模塊化存儲。通過這樣的信息化管理方式，既能突破傳統(tǒng)人工采集模式在采集時間、采集周期、采集質量等方面的限制，充分保證成本信息采集獲取的及時性、持續(xù)性、完整性與準確性。同時，也能使成本信息在經(jīng)過數(shù)字化、電子化處理后大幅提升安全性與耐久性[2]。

第二，可將信息化管理應用到成本數(shù)據(jù)核算方面。在信息化管理背景下，相關成本數(shù)據(jù)可在技術支持下獲得穩(wěn)定化、理想化的質量保障。一方面，工程成本信息管理系統(tǒng)直接與各部門、各環(huán)節(jié)的終端設備建立數(shù)據(jù)對接，能夠很大程度地保證成本數(shù)據(jù)核算輸入的正確性和完整性。另一方面，成本數(shù)據(jù)在輸入平臺系統(tǒng)后，核算軟件將根據(jù)數(shù)據(jù)來源、類型等信息，自動匹配對應的核算標準與運算程序，就按預設的公式邏輯、運算方法生成核算結果。例如，在采用信息化技術進行建筑工程中施工材料成本的核算時，可按表1 的公式邏輯設計核算程序。以此為前提，將成本方案中或動態(tài)采集到的采購價、運雜費、運損率、保管率、耗材量等數(shù)據(jù)輸入到系統(tǒng)核算工具中，核算程序便會自動按預設邏輯啟動運行，進而快速生成材料成本的實際值，并呈現(xiàn)在平臺界面上。

第三，可將信息化管理應用到成本施工控制方面。在成本信息管理平臺的構建階段，可預先根據(jù)成本預算方案、成本預期目標進行標準參數(shù)或標準區(qū)間的設置，從而對各施工階段、施工環(huán)節(jié)的成本變化彈性作出框架限制。其后，以數(shù)據(jù)信息的動態(tài)采集與自動核算為基礎，平臺控制中心會對實際成本與標準參數(shù)進行比對分析。若分析結果顯示施工中存在單項成本或總體成本超預算的問題，平臺將觸發(fā)告警機制，通過界面提醒、終端通知等方式引導管理人員進行感知，并在提醒模塊、通知內容中明確具體的風險源、風險點。通過這樣的方式，建筑工程施工流程中的成本信息將變得透明化，成本風險識別與管控的及時性、準確性也能得到顯著提升。除此之外，將趨勢預測、建模分析等信息化技術應用到成本管理實踐中，相關人員還能從海量化的施工成本大數(shù)據(jù)提取數(shù)據(jù)信息變化規(guī)律，進而在施工期間及時、合理地對成本方案、管理決策進行調整，達到未雨綢繆、及時止損的預控性成本管理效果[3]。

表1 施工材料成本的核算邏輯

2.2 建筑工程中質量安全管理的信息化應用

質量與安全是建筑工程施工管理的重中之重，也是工程信息化改革的主要著力點和落腳點。從實踐角度來看，工程質量安全管理的信息化應用主要涉及以下兩個方面：

（1）系統(tǒng)架構方面。在實際施工中，方案設計質量、材料性能質量、設備運行狀態(tài)、人員施工效果等多種因素，均會對現(xiàn)場施工的優(yōu)質性與安全性造成波動影響。所以，在工程信息化背景下構建質量安全管控系統(tǒng)時，主要的邏輯架構應如圖1 所示。在該系統(tǒng)的應用運行過程中，主要應落實如下功能：第一，對設計、施工、材料、設備等方面的實際信息進行動態(tài)化、全面化獲取，并基于相關設計文件建立標準化的工程質量評價機制，以實現(xiàn)工程質量的實時感知、實時評估；第二，建立系統(tǒng)化臺賬，在采集整理與記錄保存各項施工數(shù)據(jù)信息的基礎上，對管理范圍內的材料、設備、建筑、構件、人員實施全程化跟蹤監(jiān)管，并輸出相關數(shù)據(jù)包、控制圖、施工模型等信息化文件；第三，對各類管理項目、施工信息進行數(shù)理化、邏輯化、智能化分析，繼而實現(xiàn)施工現(xiàn)場質量風險、安全風險的自動監(jiān)測，并配置相關預警、告警機制。例如，可將螺紋鋼、鋼管、方鋼等施工材料的重量運算邏輯預設在系統(tǒng)程序當中，即

圖1 質量安全管控系統(tǒng)的基本邏輯結構

其中，G螺、G管、G方分別為螺紋鋼、鋼管、方鋼的重量，單位為kg。d、d外、b、w 分別為鋼材直徑、外徑、壁厚、邊寬，單位為mm。l 為鋼材長度，單位為m。在此基礎上，系統(tǒng)依據(jù)工程采購與現(xiàn)場施工的相關信息，即可對各類鋼材的單體重量及總重量加以明確。這樣一來，當感應到起吊、運輸、堆放等環(huán)節(jié)鋼筋重量的設計值或實際值超過施工設備或工作面的承載閾值時，系統(tǒng)便會自動發(fā)出告警，對相關施工活動起到指示作用，從而避免設備損壞、吊裝墜物等相關質量安全事故發(fā)生；第四，基于大數(shù)據(jù)分析、專家系統(tǒng)等模塊工具，對同類工程中質量事故、安全事故的案例信息進行統(tǒng)計分析，并生成可靠的分析報告。在此技術功能支持下，系統(tǒng)既能進一步對建筑工程質量安全管理中的關鍵因素做出明確，并實施傾斜化的跟蹤監(jiān)控。同時，也能為工程管理、監(jiān)理等人員的方案決策、任務執(zhí)行、應急規(guī)劃提供有力依據(jù)（圖1）。

（2）技術應用方面。在信息化管理背景下，可將多種先進的技術工具、技術手段運用到建筑工程施工質量與施工安全的管控優(yōu)化中。例如，可運用智能傳感技術，將影像傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器、電壓監(jiān)測器等傳感裝置部署到施工現(xiàn)場環(huán)境中或特定的設備部件、建筑結構上。在此基礎上，再運用無線或有線傳輸方式，將傳感器與工程控制主站、移動終端設備建立通信連接，便可動態(tài)、精準地將現(xiàn)場環(huán)境信息、設備性能信息、建筑應力分布信息等重要工程信息反映出來，為系統(tǒng)及人員及時發(fā)現(xiàn)質量缺陷、快速排查安全風險提供幫助。再如，可將BIM 技術運用到施工質量安全管理當中，實現(xiàn)仿真化、立體化三維工程模型的建立。實踐時，相關人員可將多種數(shù)據(jù)信息錄入到BIM 平臺當中，從而生成與施工現(xiàn)狀或設計效果相同的三維模型（圖2，來自某高校食堂建筑項目管線施工部分）。其后，再將施工安排、現(xiàn)場實測的相關信息輸入模型，并啟動碰撞檢測模塊，便能明確獲知施工方案、施工成果與基礎模型之間的沖突點及沖突類型，進而通過調整方案、返工重修等方式，有針對性地消除沖突、規(guī)避風險。除此之外，相關人員在完成BIM 建模后，還可通過人行模擬模塊對工程場景、施工細節(jié)進行沉浸式查看（圖3，來自某高校食堂建筑項目），從而更加高效、精準地實現(xiàn)安全風險的排查識別與施工效果的靈活檢驗。

2.3 信息化管理效果評價

在某高校食堂建筑工程的管理實踐案例中，按上述思路應用信息化管理技術。在成本管理方面，依托數(shù)據(jù)處理、動態(tài)監(jiān)控等技術手段，工程建設期間整體的施工投入與成本預期相符，并未存在施工成本超預算、資金資源異常消耗等問題。同時，相關工程財務數(shù)據(jù)、憑證資料均在云端數(shù)據(jù)庫中得以完整、準確地歸檔存儲，整體管理效果穩(wěn)定。在質量安全管理方面，建筑結構受力分析、管網(wǎng)排布沖突排查、現(xiàn)場風險實時監(jiān)控等各個施工管理均有數(shù)字化技術、信息化系統(tǒng)輔助實現(xiàn)，為構筑物及施工人員的安全提供了有效保證，工程建設期間無重大安全事故發(fā)生。同時，在BIM 模型的支持下，通過人行模擬對食堂內部的細節(jié)質量、安全隱患進行檢驗排查，確認整體質量滿足工程要求，使用者在食堂建筑內的安全性均能得到基礎保障。整體來看，信息化管理技術能夠為案例工程管理活動提供綜合性、高水平的輔助與優(yōu)化，管理效果顯著。

3 結論

總而言之，在行業(yè)發(fā)展新形勢下，傳統(tǒng)的人工化、低效化管理模式已經(jīng)無法滿足建筑工程施工建設的實際需求，全面落實信息化工具的管理應用極具優(yōu)勢性與必要性。具體實踐時，可將信息化管理應用到建筑工程施工活動的成本、安全、質量等多個管理環(huán)節(jié)當中。在信息管理平臺、大數(shù)據(jù)技術、傳感器技術等先進科技產(chǎn)物的支持下，各類工程信息、施工數(shù)據(jù)均能動態(tài)、高效地實現(xiàn)采集處理與綜合分析，從而為管理活動的實施夯實依據(jù)基礎。在此前提下，相關人員還可依托BIM 技術，在虛擬環(huán)境中建構仿真性的三維模型，并通過碰撞檢測、人行模擬等模塊功能，對現(xiàn)場施工相關的設計風險、質量風險、安全風險進行全面排查，并由此確保施工管理的實效性與精細性。

圖2 BIM 模型

圖3 基于BIM 模型的人行模擬