信息技术支持下的数字孪生工程对项目管理模式的演变研究

贺宁 时开青 王凯旋 顾佳华 叶关华

【摘要】建筑业信息化已成为建筑业高质量发展的必然要求。一系列信息技术的应用，在逐步贯穿项目的全过程，推动项目的数字化管理，随着技术进步进一步加深项目数字化深度，基于“数字孪生”工程的信息交互与管理协同将不可避免的出现，意味着项目管理模式将发生转变，项目的管理对象由直接管理工程项目，变为了管理架构于工程项目之上的数字孪生工程，即数据与信息。

【关键词】信息技术;数字孪生;项目管理模式;演变

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

1、概论

随着信息时代的到来，建筑业信息化成为了建筑业高质量发展的必然要求。建筑业信息化，就是通过信息技术应用，服务于建筑业的精细化管理和高质量发展，提升建筑业的生产效率和质量。

工程项目是建筑业的主要管理对象，因此，项目管理信息化是建筑业信息化的关键。项目管理信息化就是运用信息技术，提升项目管理能力，用数据为管理决策提供支持。项目数据，反映了在建项目的运行状态和规律。数据是承载信息的载体，管理决策的依据本质上是提取数据中蕴含的信息。从数据到信息的过程，需要对数据进行汇集、处理、分类、统计，了解数据的特征，在此基础上，利用项目管理知识体系，透过数据之间的关系，通过数据运算和建模，得到能够用于管理决策的指标、图表等信息，掌握这些信息，能够让项目管理更为精准化、精确化和精细化，这是精益建造的基础，是未来工程建造自动化的基础。

2、信息技术支持数字孪生体系构建

一般而言，建筑业信息技术主要涵盖BIM技术、物联网技术和数据管理技术。其中：

（1）BIM技术：即建筑信息模型，将建筑信息以面向建筑本体对象为信息组织方式的数字化（数据）表达。实质是一种面向对象集成信息的数据库结构体系，以建筑构件为基本单位组织和管理建筑信息，对建筑信息进行解构和重构，并基于BIM模型的结构化数据进行项目管理和分析。

（2）物联网：即对项目及环境建立全面感知的各类技术，主要对象是项目各类生产要素及周边环境，如人、机械、材料、场地等，物联网技术构建的感知体系是项目管理数字化的重要数据来源。

（3）数据管理技术：即将采集的项目数据进行存储、传输、处理、运算、分析等，形成用于管理者管理决策的信息并在项目利益相关方之间进行共享。借助数据管理技术，对项目管理组织、管理行为和管理过程进行规范化、标准化和信息化，形成数据驱动的项目全生命周期管理服务体系。

以BIM技术、物联网技术、数据管理技术等一系列信息技术的应用，贯穿项目的全过程管理，推动了工程项目的数字化，随着技术进步进一步加深项目的数字化深度，对应实体工程的“数字孪生”工程应运而生。

3、数字孪生驱动的项目管理模式转变

3.1 数字孪生工程

项目管理本质上不直接进行工程产品的建造作业，而是通过信息交互的方式，借助一系列管理行为，促成工程产品的形成。在信息交互角度上，项目管理工作分为三个部分，信息收集，信息处理分析，信息输出。因此，具有足够真实性和完整性的工程数据将实体工程映射成为“数字孪生”工程，项目管理人员通过“数字孪生”工程直接进行信息交互与管理协同，以达到对实体工程的管理控制。

项目所有数据按照一定的逻辑体系，结构化地存储在“数字孪生工程”中，便于项目管理者和公司管理部门从中查阅、调取，将极大方便项目后续的管理总结和复盘分析。

不同的“数字孪生工程”，按照一定规则和特征（区域、行业、合同额等），进一步集成形成公司的项目群数据库，提炼不同项目的主要特征信息，形成项目特征清单（编号、名称、区域、行业、规模、合同额、技术经济指标等等），便于公司对历史项目和现有项目的整体管理与控制，可用于历史项目数据的快速统计分析;项目资料的便捷提取与整理;为项目管理决策提供大量数据支持;未来项目市场经营风险分析与支持等。

3.2 项目管理模式转变

生产力决定生产方式与生产关系，数字孪生下，意味着项目管理服务的方式将发生转变，项目的管理对象由直接管理工程项目，变为了管理架构于工程项目之上的数字孪生工程，即数据与信息。因为数字化技术应用构建的“数字孪生”工程将前端的信息收集工作用智慧工地终端设备承担，项目管理人员该部分工作大幅度缩减，使得项目管理服务更为聚焦在信息的处理分析与指令下达上，项目的管理服务者能够自主地选择在项目现场（前端）和其他任意地点（后台）进行工作。

对于单个项目来说，这种区别并不明显，当多个项目时，这种自主的可选择性将带来根本性的改变，即从原来分散式的项目管理服务方式转变为“小前端、大后台”的项目管理服务体系。这种管理服务体系的特点和优势具体在于：

项目管理服务人员将分为前端人员和后台人员，前端人员更为侧重于综合管理能力和组织协调能力，主要工作为项目的数据收集、组织协调、运行管理和应急处置;后台管理人员更为侧重于专业技术能力和数据分析能力，主要工作为项目的专业数据处理分析和技术服务支持。

对于后台的技术管理人员而言，原先由于项目地点限制的分散式办公，转变为集中的统一办公，能够不再仅局限于管理服务单个项目，而是能够同时管理服务多个项目（特别是类似项目的管理服务），一方面，能够快速积累丰富的技术管理经验，从而提升管理效率和水平，并保证了管理的规范化和标准化;另一方面，能够显著地减少公司的用人成本;

专业技术人员在“后台”集聚，依据分工各司其职，同专业人员的集聚将加剧人与人之间的信息交流、知识共享和经验借鉴（知识溢出效应），从而提升管理人员的专业知识水平和技术能力，提高问题解决的效率与管理服务质量，有助于项目、规范化标准化管理实施体系的推行。

“小前端、大后台”的项目管理服务体系，使得公司的数据资源和知识资源得以汇集集聚，形成公司的项目管理中枢，进一步演变成为公司项目管理服务的“智慧大脑”，即借助数字化技术，对公司项目群数据的集中处理分析和指令下达，远程地、高效地处理公司建设项的各类业务，提供规范、高效、科学的管理服务支持，形成一个公司的核心竞争力。

结论：

管理不仅是一门科学，更是一门艺术，单纯的数字化技术应用只能解决部分问题，大量的管理问题需要管理者来把控、衡量和处理，数据驱动源于技术应用和科学，最终服务于管理者本身，管理决策行为出自管理者，从这个角度出发，数字化技术的应用落脚点应在于对于数据价值的分析与挖掘，从而实现数据驱动下的项目全生命周期管理，實现管理科学与艺术的统一。

参考文献：

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