关于建筑智能化项目施工管理措施研究

黄宁波

（航天云网数据研究院 （广东）有限公司，广东 广州 510700）

现阶段，人工智能、信息传感等高新技术手段在建筑工程领域中得到广泛应用，我国建筑业处于高速发展时期，迈向 “建筑工业4.0”的全新发展阶段。与此同时，在施工管理层面上，虽然提出智能化管理的全新概念，并在多数建筑项目中得到推广实施，但这一模式仍处于初步发展阶段，存在管理手段单一、管理观念落后等诸多问题有待解决，限制了施工管理水平的提升，本文就此开展研究。

1 建筑智能化项目施工管理特点

1.1 涉及面广

施工管理活动涉及到建筑智能化项目的各个方面，既要组织班组成员按照既定施工技术方案、施工组织计划开展施工活动，还要做好安全、质量、工期进度、造价等方面的管理工作，并着手解决专业冲突、设计变更、材料供应量不足等突发情况。与此同时，旧有的管理模式较为粗放，没有对管理标准、各部门职责范围、业务流程加以明确规定，依赖管理人员的主观判断、工作经验，导致管理效果存在不确定性，没有为工程质量、施工安全提供有力保障。

1.2 制约性强

建筑施工活动是一项循序渐进来开展的综合性活动，唯有营造一个稳定的外部环境，才能保证施工活动顺利开展，实现预期管理目标。但根据实际施工情况来看，管理效果受到现场环境、人为操作、机械设备等多方面因素的制约影响。例如，当出现强风、暴雨等恶劣气候时，无法在保障作业安全、施工质量的前提下继续开展构件吊装等室外作业、高空作业，既定施工组织计划无法继续实施，进而对工期进度造成影响，严重时造成工期延误的后果。

1.3 信息流量大

在智能化施工、智能化管理背景下，在建筑施工期间会持续产生、收集海量信息，如传感器上传的现场监测数据、系统运行数据、现场环境气象资料等，对信息采集处理、决策分析能力提出了更高要求。例如，在机械设备维护管理方面，需要采集、分析机具设备的历史运行数据和实时数据，借鉴设备历史故障案例和同类故障案例，判断机具设备运行工况是否稳定，预测各类故障的出现率，在其基础上制定机具设备的维护保养计划，如设定日常维护保养频率、设定预防性维护时间点。

1.4 工作量大

相比于早期建筑，建筑智能化项目的建设规模较为庞大，且施工管理模式、方法手段、管理内容发生明显改变，施工管理工作量明显增多，传统管理模式难以满足实际管理需求，低效管理问题时有出现，严重时还会形成管理盲区与管理薄弱环节。例如，在信息处理方面，传统管理模式采取手工记录方式，由管理人员手动采集有关质量、工期进度等方面的信息数据，再将数据编制成表格文件、归档保存，用于反映施工情况，在信息记录期间偶尔出现遗漏错误问题，且管理信息时效性不足，明显削弱了施工管理能力，难以第一时间发现问题、着手解决。

2 建筑智能化项目施工管理现状

2.1 管理观念转变不彻底

在信息时代背景下，虽然多数建筑企业纷纷推行全新的智能化施工管理模式，运用到大数据、物联网、智能决策等技术手段，取得显著成果，施工管理水平与工程建设质量得到一定幅度的提升。然而，却普遍存在管理观念转变不彻底的问题，并没有正确认识到智能化管理模式的价值所在，仅在信息采集、现场巡查、资料存储等少数场景中应用到这类高新技术，管理水平及效率存在进一步提升的空间。简单来讲，在部分建筑智能化项目中，仍旧实施传统的粗放型管理模式，依赖管理人员的主观判断来判断施工情况、制定管理计划，智能化技术在施工管理期间主要起到信息搜集、归类整理的作用，受人为主观硬性，偶尔出现施工状况误判、管理计划缺乏可行性、错误决策的问题。

2.2 管理手段单一

在建筑智能化项目中，随着施工规模的扩大，面对复杂现场环境与管理背景，旧有管理模式暴露出管理手段单一的问题，既无法立体化、层次化的反映施工期间遇到的问题，同时，现有管理手段的流程步骤较为繁琐，占用管理人员大量时间，且实际管理效果很难达到预期要求。例如，在人员管理方面，需要管理人员向班组成员详细交待施工内容、记录施工人员出勤次数与时间、前往现场统计场内人数，以及组织开展技术交底、安全教育、岗前专业培训等工作，管理负担较为沉重，且多数管理工作具备重复性特征。在环境管理方面，要求管理人员前往现场检查有关环境保护方面的管理计划、管理措施落实情况，如检查施工现场噪音是否超标、空气灰尘含量是否超标，根据所发现问题采取改进措施，督促班组成员按照施工规定开展操作，需要在施工期间重复开展多次现场巡查工作，方可确保环境保护措施得到贯彻执行，实现绿色施工目标。而在安全管理方面，也要求管理人员不定期前往现场开展安全巡视检查工作，如检查施工人员是否正确穿戴安全防护设备、在临边洞口等特殊部位是否摆放施工警示标志和采取防护措施，很难发现全部的安全隐患，在非巡查期间偶尔出现安全违章行为。

2.3 缺乏软硬件设施支持

智能化施工管理模式的实施，离不开硬件设备、软件程序的支持，以此来实现系统功能，便于施工管理工作开展。例如，在现场安装若干摄像头，由摄像头拍摄、上传影像视频，帮助管理人员远程了解施工现场各处区域的实际情况，及时发现安全违章和违规操作行为，借助智慧工地系统或是现场对讲系统来反馈问题，督促班组成员整改。

然而，当前在部分建筑智能化项目中，虽然全面实施智能化施工管理模式，但却存在硬件设备数量不足与种类有限、信息化管理系统功能单一与性能落后的问题。第一，在硬件设施层面，问题表现为缺乏自动化设备、设备性能落后、终端感知装置种类偏少的问题，导致多项智能化管理手段并不具备实际应用条件，一部分智能管理手段虽然得到实施，但却没有取得预期管理效果。例如，在智能决策场景中，虽然可以应用BP神经网络、模糊逻辑推理等智能算法来模拟施工过程、推演下一阶段施工情况，但由于所配置处理器型号老旧，运算性能较差，部分决策结果并不具备实际参考价值。第二，在软件设施层面，问题表现为管理系统功能不全，仅开发设备监控、人员统计、现场监控等少数几项使用功能，功能结构未完全涵盖施工管理内容，仍旧采取人工巡查、手动录入等传统管理方法来开展部分管理工作。同时，还存在系统数据库容量不足、数据库种类单一的情况，容量不足导致部分历史数据需要定期删除、无法存储项目建设期间的全部信息数据，数据库种类单一导致多源异构数据在处理存储期间偶尔出现格式属性冲突、数据丢失的问题。

3 建筑智能化项目施工管理的优化措施

3.1 树立正确管理观念

智能化施工管理并非是在管理活动中简单应用信息传感、大数据等技术手段，而是一种依托智能化技术来构建的全新管理体系，相比于传统管理模式，无论是管理内容、方法手段、流程步骤、决策方式都有着明显变化。对此，为最大程度强化施工管理能力，建筑企业必须树立智能化管理的正确观念，推动智能化管理与全过程、精细化、动态化等管理理念的深度融合，在其基础上建立现代化施工管理模式。

以智能化+全过程管理模式为例，BIM技术为核心，由BIM技术持续采集建筑工程自策划立项到运维管理期间的全部工程信息，为施工管理工作的开展提供信息支持，并使用到碰撞检查、三维建模、模拟试验等软件工具。其中，在事前管理阶段，应用BIM技术开展可视化技术交底工作，搭配应用BIM与VR技术进行安全教育和专业培训工作，根据施工模拟试验结果来论证方案可行性、制定施工组织计划与管理方案。在事中管理阶段，持续把摄像头、传感器、识别器等终端感知设施采集的现场监测信号转换为可识别数字量并上传至数据库，由数据库带动BIM模型进行同步更新，覆盖历史数据，通过模型来可视化呈现现场施工情况，帮助管理人员全面掌握施工情况、判断管理方案与施工组织计划是否得到贯彻执行，及时发现突发状况并着手解决。而在事后管理阶段，既可以将BIM数据库中所存储信息作为竣工验收的凭证，避免因资料收集不全而导致工程无法竣工交付，同时，还可以在所收集工程信息基础上，对建筑智能化项目的施工过程、管理过程进行复盘分析，通过施工模拟、仿真实验等手段，探讨施工管理期间存在的主要问题，采取相应改进措施，避免同类问题在后续项目中反复出现。

3.2 采取多元化管理手段

在建筑智能化施工背景下，面对日益复杂的现场环境，建筑企业需要采取多元化管理手段，以此来弥补单一方法手段的缺陷不足，强化施工现场管控能力。

1）在人员管理方面，在工程现场内部安装若干摄像头，由摄像头持续采集视频图像，将视频上传至系统后台进行处理，自动统计场内人数，由管理人员观察现场人员是否存在搭乘运输车辆等不规范操作行为。同时，组合应用BIM技术和VR技术，按照施工现场情况搭建虚拟现实场景，将施工人员沉井到虚拟现实场景中进行技术交底，通过上手实操来加深印象、积累施工经验。

2）在材料管理方面，应用到物联网与射频识别技术，在预制构件内部、建筑材料包装上安装电子标签，在标签内记录材料生产日期、规格尺寸等信息，在入场时由工作人员手持阅读器来扫描标签，从中获取材料、构件的相关信息，将信息录入数据库中，直接统计材料种类、数量，实时更新材料库存数量，以此来减轻材料管理负担，无需管理人员手动录入信息。

3）在技术管理方面，应用BIM技术，在正式施工前开展模拟施工试验，以动画形式来演示不同假定条件下的施工过程，根据施工过程、成果质量，判断施工技术方案是否具备实施条件，如果在模拟施工期间出现安全事故、质量问题频发、工期延误等问题时，表明施工方案不合理，需要对施工技术方案内容进行优化调整，必要时重新选择技术品种与工艺做法。

4）在环境管理方面，在工程现场及周边区域安装若干种类的探测器，持续探测空气中粉尘量、噪音分贝等参数，对比实时探测值与额定值，在探测值超标时表明现场出现环境污染问题，根据探测结果来判断污染种类、污染程度和具体位置，由管理人员前往现场分析污染成因，或是远程下达控制指令、督促相关人员进行整改。同时，在现场安装自动洗车机、喷雾器等自动化设备，在车辆运输入场时，远程控制洗车机来冲清车辆表面附着灰尘，在检测到现场空气粉尘超标时开启喷雾器来喷雾抑尘。

3.3 搭建智慧工地管理系统

为推动施工管理体系的全面发展，切实提高质量、安全、造价、工期等各个方面的施工管理水平及效率，建筑企业必须搭建智慧工地管理系统，借鉴同类项目案例与分析实际管理需求，在其基础上制定系统开发方案、完善系统功能。一般情况下，需要在智慧工地系统中开发劳务实名制、安全帽定位、可视化监控、卸料平台监控、机械设备监测、车辆出入监控、烟雾报警、VR安全教育等数十项使用功能。例如，设备监测功能是通过内嵌传感器来持续采集电压、电流等参数量的监测信号，将信号发送至系统后台，以数字量的形式可视化呈现设备运行状态，并在检测到设备异常运行时发送报警信号。安全帽定位功能是在施工现场派发新型的智能安全帽，内嵌定位器、摄像头等装置，在现场人员违规取下安全帽时，自动发送报警信号，帮助管理人员发现这一安全隐患。

此外，考虑到建筑智能化项目有着信息流量大的特征，在施工期间持续产生海量数据，且数据处理效果与管理效果保持密切联系，如果数据处理不及时、存储数据不足，将会降低管理时效性和决策分析准确性。对此，建筑企业需要将智慧管理系统接入大数据平台，开发云数据库，将施工管理期间的施工模拟、方案可行性评估等复杂计算任务提交至大数据平台处理，把所采集与产生项目信息提交至云端存储，从而解决智慧工地系统数据处理能力差、本地数据库可用容量不足的问题。

4 加强硬件设施建设力度

为保证智慧工地管理系统使用功能得有效发挥，取得理想管理效果，建筑企业需要进一步加强对硬件设施的建设力度，在工程现场安装多种类、具备自动化与智能化水准的硬件设备。同时，在配置硬件设施时，还应遵循目的性原则，围绕实际施工管理需要来选择设备种类。例如，在建筑桩基施工期间，为把控施工质量、及时发现质量隐患，应搭建数字化桩基施工系统，在桩基施工区域安装流量传感器、深度传感器、压力传感器等装置，以及安装信号天线和记录仪主机，由传感器持续采集打桩压力、桩孔开挖深度或桩尖入土深度、注浆量和液面上升高度等参数的测定值，将测定值提交至记录仪进行备份整理，再经过信号天线发送至智慧工地管理系统，帮助管理人员全面、准确的掌握桩基施工情况，在发现桩孔底部沉渣层厚度超标、断桩、桩身夹泥等工艺问题时，及时叫停桩基施工，待问题得到妥善处理后恢复正常施工，避免形成质量隐患、危害基础结构与建筑物上部结构安全。

5 培养高素质管理人才

无论在任何施工管理模式下，人都是管理活动的开展主体，起到不可忽视的重要作用，管理人员专业素养决定着施工管理效果。目前来看，由于智能化施工管理模式推广实施时间较短，部分管理人员对此缺乏全面认知与深入了解，仍旧按照自身习惯开展具体工作，由此出现施工管理水平、效率提升幅度不明显的情况。对此，建筑企业需要以培养高素质管理人才作为现阶段工作重点，加强有关理论学习、实操演练方面的培训力度。其中，理论学习是帮助管理人员对智能化管理模式的本质、作用机理、相关理论基础、全新管理方法进行全面了解，主动改变思维定势和工作习惯。实操演练是由管理人员上手智慧工地管理系统进行实际操作，在操作期间提供指导，帮助管理人员快速熟悉智慧工地系统的操作方法与业务流程，以及掌握误删数据信息等问题的正确应对方法。

6 结语

综上所述，智能化管理是建筑工程的必然发展趋势，也是强化施工现场管控能力和保障管理时效性的重要举措。建筑企业必须认识到智能化施工管理的价值所在，清楚建筑智能化项目管理特点和实际存在的问题，积极落实树立正确管理观念、采取多元化管理手段、搭建智慧工地系统、加强硬件设施建设、培养高素质管理人才五项优化措施，为我国建筑业提供不竭发展动力。