建设智慧工地的与实践

11/11智能管理精益建造北京住总集团建建设智慧工工地的探索索与实践北京住总集团宋涛一、对智能管管管理的认知知理理解北京住总集团是是是以科技技研发发为先导导，地地产开发发、建建安施工工、现现代服务务，三业并举举，跨跨地区、跨跨行行业、跨跨国界界的大型企企业业集团。所属有30多家子子公公司及事业业部部，也是是一家家总资产产近500亿元的城城市市投资建建设运运营服务务商。我我们的目目标到到2020年，实现现综综合经营营额1000亿元，目目前前年开复复工能能力1000万平方米米，综综合经营营额600亿元，年年实实现利润8亿元，从从成成立至今今，已已建成各各类建建筑上亿亿平方方米，获获鲁班班奖、国国优奖奖28项，省部部级级以上奖300余项，位位列列中国企企业500强，荣膺膺中中国经济济百佳佳诚信企企业，全全国建筑筑业诚诚信企业业，全全球最大250家国际承承包包商名录录企业业。在“十三五”规规划划中，住总总总集团的的定位位是建安安施工工和房地地产开开发双主主业，作作为以建建安施施工为基础础的的企业，是是典典型的项项目驱驱动型组组织，项项目管理理是企企业管理理的重重要基石，而施施工工现场管管理又又是项目目管理理的核心内内容容，是确保保项项目和企企业目目标实现现的关关键所在。建筑施工现场管管管理包括括生产产、安全、技技技术、质质量、经经营以及及其他他多项管管理内内容，同时时，建筑施工工现现场管理理还有如下诸多多特点：第第一，随着着国国内区域域布局局和走向向海外外，工程程项目目越发远离离总总部，获获得企企业总部部的支持时间滞后、方式有限限；；第二，现现场场管理的的移动动性，导导致多多是走动动式管管理场景景；第第三，管管理的的综合性性，同同一场景景下既既有对人人的管管理又有有对物物的把控，既既既要考虑虑工程程进度还还要确确保质量量安全全，既要满满足足工期履履约又又要兼顾财财务务成本；第第四四，人员员的流流动性，特特别别是劳务务人员员，按工工程进进度分专专业分分批次分阶阶段段进场出场场，尤尤其是进进入装装修阶段段后，专专业分包包众多多，给总总包管管理带来来极大大难度；第第五五，项目目所在在地外部部环境境与限制制，如材料采购购，需需要充分分了解解当地市市场，管管理标准准，要要符合属属地部部门规范范要求求等；第六六，现现场管理理既有有有形的管理，如物资管理，设备备管管理，工工程实实体管理理，又又包含无无形的的管理，如如体体系建设设、培培训教育育、品品牌维护等。基于以上特点，我我们认为：第一，项目成本本本管理是是难点点。为保证项项目目利润，需需要要依托于于有效效的项目目成本本管理体体系、制制度、工工具（如信息化化系系统）和和方法法，并贯贯彻项项目过程始终。在当下建筑市场充充分分竞争的的环境境下，特特别是是建筑业“营改增”政策的实施施，项目在承接接阶阶段将难难以预预测施工工过程程的资源源价格格、服务务价格格等，但但为承承揽到项项目，施施工企业业难免免承担更更多的的资源价价格变变动风险险，这这就意味味着项项目成本本管理理将更具挑战性性，是是现场管管理的的难点。第二，生产要素素素管理是是要点点。施工现场场中中，劳务务队伍伍的选择及每天进出出场等等细节管控控，物资材料进出场场及库房收发发存存、机械械设备备的进出出场及及安全平平稳运运行，施施工环环境和作作业条条件的具具备与与创造等等等，细细节决定定成败败，如果果某一一细节管管控不不到位，都可能带带来来最终成本本浪费、质质量瑕疵疵、安安全隐患患和工期拖延等等风风险，因因此，采取取必要手段段对关键环环节进行精精益管理。第三，安全质量量量管理是是痛点点。安全与与质质量无小小事。安全管理理的的核心是“作业者”的安全，质质量量管理的的核心心是“建筑物”的品质。“安全第一，预预防为主”“安全生产，人人人有责”等口号彰显显了了安全是“1”，其他才是是后后面的“0”，没有安全全就就没有一一切；；“质量第一，顾顾客满意”、“质量是企业业的的生命线”等同样彰显显了了质量的的重要要性和客客户关关注的唯唯一性性。一旦现现场场安全与质质量量出问题题就是是管理最最大的的“痛”。解决施工现场的的的难、关关、痛痛，借助助互联联网，运运用信信息系统统，实实施智能能管理理势在必必行。如如今互联联网已已融入社社会生生活的各各个角角落，而而互联联网+又充分发发挥挥了在生生产要要素配置置中的的优化和和集成成作用，这这使使得基于于互联联网+时代的施施工工现场实现现智智能管理理，精精益建造造成为为可能。智能管理与传统统统模式相相比，具具有如下下特点点：首先，从施工现现现场与外外部的的联系看看，实实现了全全方位位、多层层面的的信息互互联互互通。现场场与外部的的联系包包括企企业总部、供供应商、建建设设单位、设设计计单位、监监理理单位、政政府府机构级级其他他相关方方，各各种信息沟沟通通可以在线化化，实时时化。其次，从建筑施施施工现场场业务务管理过过程看看，所需需信息息来源更更加及及时、真真实和和广泛。现现场场基于互联网网和和智能硬硬件端端的业务务数据据同步采采集机机制，保保证了了数据准确确、快快速、有有效，为迅速做出正确的管管理决策奠奠定了基础础。如工程程进度部位位、安全隐隐患排查、质质量过程控控制、绿色色施工状况况以及物资资材料供应应、成本费用用情况、劳劳务作业资资源等，这些信息息均可通过互互联网技术术从现场设设备或管理理后台实时时获取，为为现场的科科学管理提供了了坚实依据据，实现智智能管理，精精益建造的的终极目的的。最后，从施工现现现场管理人员能能力力建设方方面看看，互联联网提提供了一一条更更加便捷捷高效效的成长通通道道。借助助互联联网，各种种信信息越来越越多多，了解行行业业最新法法律、法法规不再再有时时间的滞后后；；获取专专家支支持，实时时进行沟通通不再有有空间间的障碍碍；工工作中的的疑惑惑可随时时与相相关人员员进行行交流，消消灭灭信息孤孤岛，打打通业务务壁垒垒，随着着信息息系统的的应用用，管理理人员员的素质质也得得到快速速提升升。二、开展精益管管管理、智智能建建造，打打造智智慧工地地的历历程基于以上对通过过过互联网网进行行智能管管理的的认识，住住总总集团也也开启启了对智智能管管理，精精益建建造，打打造智智慧工地地的探探索和实实践。1、智慧工地建建建设的指导导思想精益建设思想来来来源于精精益生生产，是是对精精益生产产的高高度概括括，是是精益生生产的的精华和和灵魂魂所在。精精益益思想绝绝不是是一句简简单的的口号，它它是是一种文文化、一一种先进进的管管理理念念，具具有一整整套系系统化的的、被被诸多实实践证证明行之之有效效的理论论和方方法体系系。第第二次世世界大大战后，日日本本丰田汽汽车公公司由于于实施施了新的的生产产方式，在在汽汽车制造造领域域取得了了巨大大成功。美美国国麻省理理工学学院的专专家根根据对这这生产产方式的的分析析和总结结，于于1990年提出精精益益生产的的概念念，专家家称这这是继手手工业业生产和和大工工业生产产后的的第3种生产方方式式。概括括地说说，精益益生产产就是及及时制制造、消消灭故故障、消消除一一切浪费费，向向零缺陷陷、零零库存无无限接接近。精精益思思想之所所以风风靡世界界，主主要是其其在改改善企业业经营营状况，提提高高竞争力力方面面具有显显著效效果。通过信息技术，将将工程项目的的各种数据有有效集成与应应用，开展智智慧建造，打打造智慧工地地，实现精益益增值，是使使精益建设思思想在建安施施工企业落地地的一种具体体体现。北京京住总集团在在领导团队指指导下，与时时俱进，实时时了解行业动动态，特别是是互联网技术工具的发发展变化，制定了了中长期的信信息化建设规规划和施工现现场智慧工地地建设计划。同时确确定了互联网技术的的应用是既往往信息化建设设的补充和延延伸，我们的的目标是把已已经应用的相相对成熟的管管理系统整合合到一个平台台上，打通壁壁垒，规范标标准，数据共共享，而不是是简单地推倒倒重来。施工现场管理理中引入互联联网应用最重重要的内容就就是要充分利利用大数据，加快业务和互联网的深度融合，实现内部岗位间的高效协同与配合，实现施工现场与外部的互联互通。目前，信息化已已已经越来来越成成为支撑撑企业业实现其其战略略目标的的重要要力量。既既然然建筑施工工企企业的核核心业业务之一是项目目管理，作为信息化化实践落地的的智智慧工地地建设设也必将为了每个项目目的的成功提供供服服务。包括括质量安全管理、节能能环环保管理、工工期进度度管理理、经营营成本本管理等。而这些些目目标的实现现都都离不开开BIIM、大数数据据、物联网网、移动互联网网、人人工智能能等科科学技术术的应用。这就就是是住总智慧工地建建设设的指导思想。2、智慧工地建建建设的基本本理理念有了建设指导思思思想，我我们就就要与建筑筑施工工企业经营营生生产实际际紧密密结合，传传统统的、常常规的的施工企业业的特点就是是：第一，分离的机机机构和项项目部部：组织织机构构和项目目部在在空间是是客观观分离的的，项项目部正正在发发生什么么，未未来会发发生什什么，企企业不不能全部部实时时掌握，都都是是以填报报方式式、检查查方式式掌握既既往信信息。第二，分散的项项项目资源源：项项目部既既是法法人授权权的主主体，同同时也也是独立立经营营的个体体，如如何将资资金、供供应商、成成本本数据进进行资资源整合合，运运用大数数据技技术分析析后在在企业内内部共共享，是是信息息化应该该解决决的重点点问题题。第三，待整合的的的供应链链：传传统的管管理模模式很难难将同同一企业业下的的不同项项目进进行同维维度比比价、比比质、比比合同条条款、比比特性，劳劳务务队伍比比工效效，机械械设备备比利用用率。第四，大量的采采采购需求求：采采购数量量的合合理性无无法确确认、采采购需需求广泛泛性无无法统筹筹。第五，松散的劳劳劳务管理理：劳劳务队伍伍是工工程建设设的主主体，现现场操操作人员员对工工程进度度、质质量、安安全、成成本的影影响非非常大。充充分分掌握劳劳务班班组人员员的动动态变化化、加加强班组组建设设，实现现用工工对比分分析、工工种配比比分析析、工时时数量量分析、经经营营成本分分析是是劳务企企业资资质标准准发生生变化后，评评价劳务务企业业的一个个重要要内容。因此，必须“利利利用互联联网+”手段，实实现现项目业业务在在线化、数数据据化、智智能化化、实时时化，达达到企业业集约约经营、精精益益管理、科科学学决策的的目的的，最终终实现现转型升升级。3、智慧工地建建建设的实施施路路径智慧工地建设一一一个重要要的方方面是还围围绕绕项目管管理相相关方展展开PDCA循环管理。当前的住总集团团的的相关业业务部部门，二二级单单位的管理理层层和操作层层，已经经建立很很多管管理系统、应用用很很多管理理工具具，但如果果不不实现数数据集集成，大大数据据就不能能发挥挥作用，项项目目和企业业职能能条线的的管理理决策层层往往往了解不不到想想要了解的信息息，因因此住总总集团团的智慧慧工地地建设秉承“以终为始始”的理念，建立立领领导决策门门户户以形成管理闭环，发发挥智慧慧工地地真正的的价值值！住总智慧工地建建建设思路路的实施路径径是这这样，施工工现现场管理理范围围广，内内容多多，不会会也不不可能用单一的一一个个系统来来满足足所有需需求，以以一个系系统为为中心永永远是是片面的的，必必须树立立协同同和共享享的观观念意识识，形形成协同应应用用和共享享应用用，找到吻合合业务务场景的“碎片化”应用工具，建建立起岗岗位“协同化”平台，最终终在“共享化”应用中实现现施施工现场场管理理价值最最大化化目标，努努力力做到提提质增增效，精精益增增值。4、智慧工地建建设设的主要内内内容几年前，住总集集集团就与与广联联达等优秀秀信信息化产产品和和服务厂厂商合合作，持续开发发和和推广施工现现场场的信息化化建设。到目前为止，已经经初步建建设了以以“智能管理，精益建设”为核心基础础平平台，并为为其其提供支支持和和服务的多多种种现场应应用。在项目现场方面面面，以精益益建设+智慧建造造为为主题，如如劳务务人员管理理系统、经营成本管理系统、安全全隐患排查系统、质量量管管理控制制系统统以及BIIMM5D工具等。在职能监管方面面面，以精益建设+智能监控为主题，如如施工工现场监控控系系统、人员员动动态监控控系统统、、质质量安安全监控系系统统、设备运行行监监控系统统以及及绿色环境境监监测系统统等。在领导决策方面面面，自然就是是打造造精益建设设，科科学决策的的主主题，主要要是是领导决策策门门户。5、智慧工地建建建设的案例例分分析目前，住总集团团团已经建建立了了集团层层和项项目层的的两级级数据集集成与与应用系系统。以以下工程程项目目管理的的数据据集成与与应用用为主题题，以以住总集集团负负责施工工的北北京通州A3、A4办公楼为为案案例，简单单介绍北京京住总项目层级“智能管理，精益建设”信息系统，或者者称称为管理理驾驶驶舱。一级界面。此为为为管理驾驾驶舱舱首页面，既既是是管理入口口，又是主主要指标集集中中展示界界面。左侧侧分别集成成智能监控控、精益管管理和智慧慧建造的三个个管理功能能入口。中间区域则则是此项目目模拟建造造过程，反反映工程进进展情况，小小圈以合同同工期倒计计时形式出出现，大圈圈以工程量量完成情况况展现，实实时发生变变动。右侧侧是项目概况以以及环境指指标，其中中当前工期期执行情况况、当前作作业人员情情况以及环环境指标数数据，实时时采集，实实时发布。二级界面。点击击击智能监监控，智能能监控系统统总体呈现现。包含了了施工现场场监控、人人员动态监控、设备运行行监控、商混运输输监控以及及绿色施工监监控五部分分。除五项功能外，画画面还展示施施工现场和设设备运行的便便捷监控。此此项目分为两两个标段，共共计有十四台台塔吊，随着着模拟塔吊画画面的切换，每每台塔吊的数数据即时呈现现，包括幅度度、高度、力力矩、吊重，这这些信息均是是通过设置在在塔吊上的仪仪器设备采集集数据后回传传终端。点击不同区域的的的摄像头头图标标，则可以以切换至相应应区域的现场监控控画画面，以便于远程监控，针对对对发现的的问题题及时与与现场场取得联系系。点击施工现场按按按钮，则则施工工现场设设置的的所有摄摄像头头全部呈呈现，可可随时调调取换换面信息息。点击人员动态监监监控，可以以掌掌握和理理解所所有劳务务作业业队伍实实时进进场的劳劳动力力数量、工工种种配置等等信息息，通过过工程程区域人人员分分布热力力图方方式，实实现作作业面劳劳动力力数据可可视化化，直观观监测测各现场场区域域劳动力力分布布情况。点击设备运行监监监控，可可以呈呈现现场场十四四台塔吊吊分布布状况和和动态态运行（变变化化时时发发生），点点点击每一一台塔塔吊，该该塔吊吊的信息息即时时呈现，包包括括塔司信信息、设设备型号号、建建委编号号、产产权单位位，相相对固定定的塔塔吊高度度。中中间是塔塔吊的的立面图图和俯俯视图，立立面面图可以以看到到小车、吊吊钩钩的变化化、俯俯视图可可以看看到小车车和塔塔臂的变变化，这这些变化化均是是与现场场实际际保持同同步，右右边显示示塔吊吊的运行行数据据，通过过对起起重设备备全过过程可视视化的的安全监监督管管理、数数据分分析，实实现安安全预警警，有有效监管管，平平稳运行行。点击商混运输监监监控，可可以了了解车辆辆信息息，同时时通过过GPS功能地图图定定位，掌掌握到到场混凝凝土罐罐车、路路上行行驶罐车车、站站内罐车车运行行情况，通通过过实时监监控和和调度，不不压压车、不不断车车，保障障混凝凝土连续续浇筑筑，为施施工生生产的有有序进进行创造造条件件。点击绿色环境监监监控，进进入环环境保护护监控控系统页页面。当当前对于于建筑筑施工企企业来来讲，特特别是是我国北北方的的建筑施施工企企业，绿绿色施施工、治治理雾雾霾、空空气重重污染应应对是是非常非非常重重要的管管理工工作。我我们通通过现场场安放放设备，实实时时对施工工现场场空气质质量，主主要是PM2.55进行监监测，达达到预预警标准准，即即时启动动雾炮炮等降尘尘等措措施；采采用LED灯，定时时开开关；采采用太太阳能热热水器器，延时时控制制，实现现节能能环保，其其他他还有温温度、湿湿度、噪噪音、风风速的实实时监监控。近近期，住住总集团团与北北京市欧欧禄森森环保科科技公公司合作作，成成为北京京首家家开展环环境保保护第三三方治治理试点点单位位，工作作深入入开展以以后，还还会有更更多的的环保数数据纳纳入的项项目管管理内容容中。二级页面。精益益益建设部分分包包括党群建设、PMMSS项目管理理、安安全隐患排排查查管理、质量量过过程控制制管理理以及人员员实实名制管理理等等内容，该该页页面通过过数据据提取，展展现现几个主主要指指标，如如，产产值完成成情况况、成本本费用用情况、开开工工以来发发生安安全隐患患的趋趋势图、发发生生隐患的的等级级分布图图、劳劳动力总总人数数、工种种分布布状况，所所有有数据按按不同同时段自自动更更新。由由于系系统较多多，体体系庞大大，数数据繁杂杂，仅仅做简单单介绍绍。●PMS项目管管管理系统是是住住总集团团与广广梦联合合研发发，目前前随着着营改增增的实实施，近近期在在进行平平台升升级，升升级以以后的功功能将将更加强强大。该该系统以以经营营财务为为主线线，辐射射合同同管理、生生产产管理、物物资资管理、机机械械管理、分分包包管理、成成本本管理、项项目目验收和和考核核管理等等核心心业务，通通过过实时数数据录录入、归归集、分分析，并并与财财务NC系统对接接，可可随时进进行成成本分析析和成成本追溯溯，实实现两算算对比比、三算算对比比甚至四四算对对比，最最终形形成项目目施工工全过程程的内内部成本本控制制。●通过安全生产产产隐患排查查治治理系统统，实实现安全全生产产体系运运转的的过程控控制，突突出各级级岗位位人员履履职、隐隐患清单单明晰晰、明确确各类类各级隐隐患治治理流程程、重重要工作作任务务自动推推送、精精准统计计分析析不同时时期隐隐患治理理重点点。●人员实名制管管管理，也是是住住总集团团与广广梦联合合研发发，通过过现场场数据实实时监监测、人员员身身份信息息审核核、多维人员员数据据分析、分包成本本模模型建设、劳劳动用工工效率率分析、实实名名制一卡卡通应应用、移动端互互联联网应用用等方方式，实实现人人员精细细管理理。目前前这个个系统的的功能能也在根根据管管理需要要不断断完善。●质量过程管控控控管理。一一方方面要严严格按按照国家家、属属地质量量的标标准、规规范实实施，另另一方方面，强强化住住总集团团八个个质量管管理制制度的应应用，即即实测实实量、样样板引路路、周周看图日日、合合署办公公、优优质优价价、岗岗位绩效效、劳劳务考核核、看看房验收收。最最终实现现住总总集团的的质量量管理目目标，即即弘扬工工匠精精神，铸铸就前前面丰碑碑。二级页面。在项项项目智慧建造部部分分，主要要是BIM技术的深度度应应用，这这是工工程项目目智能能管理，精精益益建造的的重要要组成部部分。目目前住总总集团团也在学学习先先进单位位的经经验，探探索、建建立基于BIM的施工总总承承包项目目精益益建造的的实现现机制与与手段段。一是基于BIIIM的3D模型的创创建建。根据据设计计院CAD图纸，及及时时创建建建筑、结结构、机机电BIM3D模型，进进行行钢结构构、精精装修工工程的的深化设设计，以以及机电电工程程的管线线综合合。二是基于BIMMM4D的工期控控制制。利用BIM模型，时时时时录入数数据，实实现任意意指定定时间下下的工工程计划划进度度与实际际进度度的对比比分析析，对施施工流流水段的的相关关工序进进行分分析和优优化调调整，直直接掌掌控该任任务现现状对总总工期期的影响响，确确保工程程项目目按时完完工。三是基于BIM55D的成本控控制制。施工过过程程中，将BIM模型与工工程程量清单单联动动，实现钢筋、混凝土土土、模架架体系系等材料料用量量的自动动统计计，在导导入清清单计价价数据据后，进进行两两算对比比分析析。四是基于BIM的质量安安全全控制通过在现场摆放放放触摸屏屏，将将重要的的施工工项目进进行动动态样板板展示示，提高高技术术交底的的质量量，指导导实时时施工；；现场场施工、质质量量、安全全员通通过手机机移动动端将问问题具具体内容容及发发生位置置信息息以图片片、语语音、文文字等等形式直直接记记录并上上传至至云端，以以协协同的方方式来来沟通解解决施施工中的的各类类问题；；重点点部位采采用非非接触式式实测测实量的的三维维激光扫扫描技技术，对对选定定的部位位进行行扫描，生生成成点云模模型，与BIM模型进行行对比与校校核，对施施工中的偏偏差作出及及时的修订订与调整，保保证建筑实实体与BIM模型的统统一；通过过标识BIM模型中的的危险部位位和危险源源，建立起起基于族技技术的危险险防护体系系，借助仿仿真动画进进行第三人人漫游，论论证安全防防护部署的的可靠性，确确保项目处处处安全。五是基于BIMMM的模拟建建造造。如施施工场场地布置置、工工程动态态展示示、大体体积混混凝土浇浇筑、设设备安装装模拟拟仿真、模模板板、脚手手架、高高支模BIM辅助工艺艺展展示、砌砌体工工程深化化、预预留孔洞洞校核核、管线线碰撞撞综合等等。六是基于BIMM