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建筑业企业重点信息化技术建设分析


 一、背景分析
 
  河南省发布的《河南省建筑业转型发展行动计划(2017—2020年)》给河南省建筑业转型升级发展指明了清晰的方向。从产业结构看,从重“砌筑”向“装配式”转;从重“房建”向“基建”转(轨道交通、地下管廊、海绵城市建设、棚户区改造);从重“施工总承包”向“工程总承包(EPC、PPP)”转。总体来看,从重“体量”向“技术含量(BIM)”转;从重“规模”向“效益”转。这也预示在接下来的5到10年,是建筑业从施工组织模式到建造工艺急速变革的时期,也是建筑业竞争市场优胜劣汰的关键时期。面对变革的浪潮,淘汰的往往是观望者。
  目前,建筑业面临的困难很多,在高速发展的同时很多问题被掩盖,而到了行业发展速度减慢的最近几年,积累的问题在逐渐暴露,导致建筑行业整体利润过低,施工成本上升,亟需提升整体管理水平,打造企业核心竞争力。其他行业(如汽车行业,工程机械行业等)面对困境的发展经验表明,加大科技投入,用新技术改变生产力水平,可以提高行业和企业的竞争力。目前施工企业的数字化转型升级,则需要通过数字化、在线化、智能化的急速支撑,才能将工程施工提升到工业制造的精细水平,从而真正克服长期以来的建筑业粗放管理、利润降低等难题。因此,借助BIM技术、云技术、大数据、物联网、移动互联网、人工智能等新技术手段来推动产业转型升级成为企业的主要抓手,促进项目精细管理变革,向管理要效益。
  新技术的应用在为整个行业提供了向前发展的契机的同时,企业需深入关注如何系统考虑新技术与企业管理变革的融合,新技术的融合要能支撑企业整体发展规划,不然没有生命力。一般需注意如下四个特征问题:
 
  1、聚焦施工现场一线生产活动,实现信息化技术与生产过程深度融合
  传统的企业信息化的实施聚焦管理流程,以表单、流程、统计分析为主要应用手段,形成填报式的信息化模式,不能真正做到服务于项目内部的日常生产管理,也不能与施工现场一线生产活动密切融合,进而成为项目的一种负担,所以说,目前以项目部的日常生产活动为中心的信息化管理模式并没有建立起来。这往往造成数据的失真、延迟和不一致性,也无法真正提高施工现场监管能力。为实现现场的各种资源要素更有效率,质量、进度、成本的监控更加到位,就需要突破传统的信息化应用模式,将信息化技术应用到一线工作中,真正解决现场的实际问题。例如在劳务管理上,将一卡通、人脸识别、红外线或智能安全帽等新技术应用到劳务管理的考勤、进出场、安全教育等业务活动中,实现现场劳务工人的透明、安全和实时的管理;在生产管理上采用基于BIM技术的可视化任务管理,项目参与人员对月、周施工任务项进行工序级别的精细跟踪管理,做到以进度为主线,人材机、质量、安全管理统筹协调的精细作业。
 
  2、保证数据实时获取和共享,提高现场基于数据的协同工作能力
  一是在现场数据的采集方面,要充分利用图像识别、定位跟踪等物联网技术手段,实时获取现场的“人事物”等管理数据,并能通过云端实现多方共享,保证信息传递的准确性和及时性;二是在信息的共享方面,按照项目现场业务管理的逻辑,利用BIM平台技术进行管理支撑,打通数据之间的互联互通,形成横向业务之间、纵向管理层级之间的数据交互关系,避免信息孤岛和数据死角,并通过移动终端等技术手段,实现协同工作,加快解决问题和处理问题的效率。
 
  3、强化数据分析与预测支持,辅助领导进行科学决策和智慧预测
  建立数据归集、整理、分析展示的机制,并对现场采集到的大量工程数据进行数据关联性分析,形成知识库,并利用这些知识对信息进行分析、计算、比较、判断、联想、决策,提供管理过程趋势预测及专家预案,及时为各个管理层级提供科学决策辅助支持,并通过智慧的预测能力对管理过程及时提出预警和响应,实现工地现场智慧管理。
 
  4、充分应用并集成软硬件技术,满足施工现场变化多端的需求和环境,保证信息化系统的有效性和可行性
  融合新型信息技术,以一种“更智慧”的方法来改进工程各干系组织和岗位人员相互交互的方式,以便提高交互的明确性、效率、灵活性和响应速度。信息技术应用的重点包括,一是要采用物联网技术,将感应器植入到建筑、机械、人员穿戴设施、场地进出关口等各类场景中,并且被普遍互联,形成“物联网”,再与“互联网”整合在一起,实现万物互联;二是集成应用移动技术和云技术,在现场工作实现工程管理干系人与工程施工现场的整合,保证实时协同工作;三是智能化施工设备的应用,例如采用基于GPS、数字摄影测量、物联网等多种智能测量技术,解决特大型、异形、大跨径和超高层等钢结构工程的测量速度、精度、变形等技术难题,实现对钢结构安装精度、质量、安全、施工进度的有效控制;四是应用集成化平台,企业和项目部都有对工地现场进行统一管理和监控的需求,同时,大量的数据也需要进行统一的汇总分析。因此,有必要在规范不同系统的标准数据接口的基础上,建立集成化的平台系统,实现项目集成监管系统,并需要保证其与现在的管理体系和软件系统等进行无缝整合。
 
二、规划定位
 
  依托企业转型升级战略定位,加快BIM(建筑信息模型)、大数据、智能化、物联网、三维(3D)打印等新技术的集成应用,实现项目管理数字化、在线化、智能化。广泛使用无线网络及移动终端,实现项目现场与企业管理的互联互通,提高企业生产效率和管理水平。打造无纸化施工、数字化项目、信息化企业,从企业落实的层面看,具体表现为“智慧工地”和BIM技术。
  “智慧工地”是建立在高度的信息化基础上的一种信息感知、互联互通、全面智能和协同共享的新型信息化手段,是BIM技术、物联网等信息技术与先进的建造技术深度融合的产物。“智慧工地”具有以下四个特征:1、聚焦施工一线生产活动,实现信息化技术与生产过程深度融合;2、保证数据实时获取和共享,提高现场基于数据的协同工作能力;3、追求数据的分析与预测能力,提高领导智慧化决策和过程预测能力;4、充分集成应用软硬件技术,满足施工现场变化多端的需求和环境,保证信息化系统的有效性和可行性。
  具体产品形态有“智慧工地”集成分析管理平台及各子系统构成,子系统如:劳务实名制管理、视频监控、环境检测、物料管理、智能安全帽、设备检测管理、塔吊及卸料平台监控、升降机监控、智能配电系统等感知系统。
  BIM技术作为建筑业实现无纸化施工、数字化项目、信息化企业的核心引擎,其落地应用对建筑业的科技进步和转型升级做出了巨大贡献。目前BIM技术已经发展到BIM3.0阶段,河南省施工企业已普遍实现BIM1.0阶段(基于模型的应用,可视化交底、管线综合、深化设计等)的普及推广应用;也顺利过渡到BIM2.0阶段(基于BIM的项目层面的生产、质量、安全、成本的目标控制协同管理)的深度业务融合实践应用。
  BIM3.0阶段的应用开始起步,并将全面助力企业的转型升级,建立企业技术优势,也是河南省BIM发展的重点方向。BIM3.0阶段以施工阶段应用为核心,BIM技术与管理全面融合的拓展应用阶段,标志着BIM应用从理性走向攀升。
 
三、规划重点目标
 
  无纸化施工:支撑项目精细化管理落地实施,减轻一线人员负担
  聚焦施工现场人、机、料、法、环五大管理要素,业务范围涵盖施工策划、现场人员管理、机械设备管理、物料管理、成本管理、进度管理、质量安全管理、绿色施工管理和项目协同等9大管理单元,充分利用先进的“智慧工地”和BIM技术,对施工现场各管理要素和管理单元进行模块化支撑,搭建各业务线岗位子系统,充分与现场一线业务深入融入,提高施工可行性、协同效率和管理精细化程度。
  做到施工过程事前可视化(BIM)精确分析,事中施工任务在线化实时共享、要素信息智能化采集、数据智能化分析预警提醒,事后施工结果智能化评估、表单自动化汇集整理,细节可追溯、过程可复盘。消除“信息孤岛”,真正实现项目施工过程无纸化办公、精细化任务协同管理。保证基于实现特定目标的流程自动化运转,释放管理层和岗位层精力,从而大幅度降低组织日常管理的难度,降低岗位对人员能力的要求,使作业队伍更有职业素质,使新技术应用融入施工过程。
 
  数字化项目:构建数字化项目,实现项目生产管理信息化
  依托标准化项目管理流程,构建基于“BIM+智慧工地”的融合技术平台,以项目部的日常生产活动为中心,打造项目级数字化协同管理模式。实现各业务子系统的数据信息集成,打造数字化项目,全面实现项目数字化、在线化、智能化。通过信息高效的互联互通提高项目生产效率和管理水平,从而提高项目管理流程的执行效率,降低组织管理的难度和风险,解放项目管理层压力,提高人员单岗工作效率,从而真正变革生产管理方式,推动项目精细管理落地,实现“减负、降本、增效”的目的。
 
  信息化企业:使企业大数据战略成为可能,助力企业转型升级
  依托“BIM+智慧工地”数字化技术支撑的数字化项目,在实现了项目传统业务流程的融合替代的同时,也使企业依托数字化项目提取的经营、生产、技术、质量、安全、物资、劳务、合同等汇集信息更准确、及时,加强企业各业务部门决策的准确性和及时性,为企业信息化落地实施和一体化集成奠定坚实的基础。
  为了解决企业数据信息“孤岛”问题,实现各业务部门数据的有效一致联动,使企业信息化水平过渡到大数据分析层面,辅助企业提高管理和决策水平,需要建立企业统一的智能决策分析系统“企业BI”,实现企业信息化一体化集成。通过一定的业务管控维度和规则对数据进行加工分析,集成展示在同一界面,采用图形、表格、动态模型、视频等方式进行展现,辅助集约化经营管理、科学决策。
(作者于小四为中铁七局集团有限公司副总工程师;作者喻太祥、房建华单位为广联达科技股份有限公司)


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