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第二十届中国住博会成果展示 | 推动可持续发展:数字化赋能高质量项目施工管理的落地实践
教务部 2023-06-25



近十年,我国建筑业得以快速发展,是逐步推进产业转型升级、从“建造大国”迈向“建造强国”的十年,“中国建造”持续改变着中国的面貌。在持续快速发展的同时,建筑业发展不平衡不充分的问题依然突出,行业发展质量和效益有待提高,集中表现为工程质量安全形势依然严峻、建筑品质总体不高、建筑市场主体行为不规范、发展方式粗放、大而不强。总体而言,“有而不好,点强面差”。具体而言在行业的组织运行模式方面,仍然具有“碎片化”、“零散化”、“产业链脱节”、“价值链断裂”的特征。


在设计环节方面,设计与施工建造活动脱节、割裂,设计不能贯穿生产建造的全过程。


在施工环节方面,项目参建方多,现场管理人员复杂、环境杂乱、多工种交叉作业等弊端,工人技能素质偏,施工地点分散,普遍存在着施工组织方式落后、建造方式传统粗放等特性。


在产业链方面,目前整个产业各要素资源分散,行业间关联性差,尚未形成协同高效的产业体系,价值链、供应链、创新链不能充分发挥。


《“十四五”建筑业发展规划》为我国建筑业高质量发展制定了远景规划、实施方案、重点任务、举措保障,明确了时间表和路线图,“十四五”时期,我国要初步形成建筑业高质量发展体系框架,建筑市场运行机制更加完善,工程质量安全保障体系基本健全,建筑工业化、数字化、智能化水平大幅提升,建造方式绿色转型成效显著,加速建筑业由大向强转变。


目前我国建筑业正处于向新型建筑工业化及建筑产业现代化方向转型升级的发展阶段。随着5G技术、大数据、人工智能、云计算、数字孪生、物联网和区块链等新一代数字技术应用和集成创新,为加速推进我国建筑业高质量发展注入了新动能,成为建筑业转型升级的新引擎。


新型建筑工业化是通过新一代信息技术驱动,以工程全寿命期系统化集成设计、精益化生产施工为主要手段,整合工程全产业链、价值链和创新链,实现工程建设高效益、高质量、低消耗、低排放的建筑工业化。


为推进我国建筑业工业化、数字化与智能化的建设步伐,国家相关部委相继出台了一系列政策文件,对建筑业数字化转型和智能建造与工业化协同给出来具体的指导意见。


自国务院办公厅《关于促进建筑业持续健康发展的意见》国办发〔2017〕19号印发后,“智慧工地”的应用价值及现实意义渐成共识,各地方政府相继出台关于推广应用“智慧工地”的政策和文件。智慧工地是围绕建筑工程项目全生命周期,建立支撑现场管理、互联协同、智能决策、数据共享的信息化系统,实现信息技术与现场管理深度融合的新型施工管控模式。智慧工地在利用互联网、物联网、传感器等先进信息化技术手段,提高数据采集获取的准确性、及时性、真实性和完整性,改变传统工地中信息重复采集、信息交叉上报、信息冗余严重、信息更新滞后的管理现状,实时监控施工现场生产进度、重点设备、人员管理、绿色文明施工(四节一保,节能、节地、节水、节材和环境保护)方面发挥了积极的作用,但在解决信息联通和业务协同,破解“信息孤岛”(信息的横向到边,纵向到底)方面,功能有限,现场数据停滞、堆积,不能支持智能决策。


住建部等部门《关于加快新型建筑工业化发展的若干意见》(建标规〔2020〕8号)提出“加快推进BIM技术在新型建筑工业化全寿命期的一体化集成应用。充分利用社会资源,共同建立、维护基于BIM技术的标准化部品部件库,实现设计、采购、生产、建造、交付、运行维护等阶段的信息互联互通和交互共享”,但在BIM具体应用实践中,其最大的功能价值仍体现在其设计与深化、3D成效、施工模拟漫游方面,工具的价值要远远大于一体化协同方面的“平台”功能。


尽管我国建筑业信息化与数字化发展取得了巨大的进步,无论是“智慧工地”、BIM技术,还是项目管理软件或企业管理信息化平台的应用,都推动了我国建筑业精细化管理的水平的提升,但目前的存在的普遍与共性问题是仍未能有效解决数据贯通与业务协同的“信息孤岛”瓶颈问题,表现在企业内部项目与公司、业务与业务、系统与系统、数据与数据之间及产业链上各参建单位的一体化业务协同方面,仍处于割裂离散状态。


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建筑施工领域数字化建设与应用存在的问题


目前我国建筑工程施工管理信息化建设应用与数字化转型,向深水区推进存在的痛点、难点与堵点,根本性与集中性的问题主要体现在三个方面:


1. 智慧工地不智慧 

通过物联网、传感器等息化技术手段,智慧工地能够很好的解决工地现场人机料的状态数据采集的问题,以及安全管理与环境保护的动态监测问题,但产生的数据滞留,无法实现与各方流转协同。在解决这个问题上的思路是期望把“智慧工地”作为载体,将其功能延展升级到集工地现场各管理要素(进度、质量、安全、成本)开发项目管理功能、对公司各部门及各参建单位的一体化信息协同管理平台,实现业务、信息、数据的开放、共享性流动,达到”管理、业务、财务、项目、流程、数据“贯通的目标。但这种努力的效果并不明显,存在的主要问题是项目工地的定位是施工作业,而不是决策管理,这是公司的定位。


以项目工地为中心的问题解决思路,局部效用突出,但整体效用薄弱,局限性大,系统性差。对于质量、成本、工期等项目管理要素,需要的大部分数据其实是存在于公司,比如合同、预算、计划、采购,项目现场的数据不完整,无法用于精确决策。由于数据在项目与公司之间的断裂与失调,这就造成了公司不能时实获取现场数据,不能与公司数据汇集,导致了公司对项目决策管理盲目性,造成了项目管理的功能错位,公司很难发挥对项目集中统一决策指挥的中心功能。实际上,就形成了“项目自管还是公司管控”的矛盾。


智慧工地不等于智慧工地管理,对项目的精细化管理必须实现公司对项目工地现场的智慧化管理。智慧工地不仅仅是硬件系统的集成与应用,更为重要的是需要与之配套可以实现数据流转的软件平台系统载体支撑。


事实上BIM存在同样的问题。其工具属性和特点要远远大于以其为载体实现数据流转的功能。


无论是智慧工地还是BIM,都应归位其真正的价值功能定位,解决数据流转和业务协同的问题需要有更具产业高度的产业互联网平台来承载。


2. 数据孤岛仍未消除

这与我国建筑业信息化应用特定的发展历程有关,也与软件开发的技术路线选择有关。


我国建筑业信息化始于工具类软件的使用,如CAD、算量软件、造价软件、资料软件,之后集中在以项目管理为中心的项目管理软件的开发使用,关注的是项目管理的功能模块与业务匹配性。在信息化应用过程中,一方面公司开发或应用了多个功能性专业信息化管理系统,另一方面也同时使用了外部通用性软件如财务软件和各类专业工具软件,系统与系统,工具与工具之间缺乏数据的流转与统合。


为迎合建筑企业的需要,软件公司开发的技术路线,基本上都是采取“逆向开发”模式。即以项目管理为中心,以功能模块为焦点,采取自下而上的逻辑进行开发,站位在业务端和项目端。这与采取自上而下,采取“正向开发”的逻辑,站位在产业端与公司整体端,系统架构组织、流程、业务、数据的路线恰恰向反。 


“逆向开发”的系统各功能模块之间缺乏业务与数据的紧密联系,解决数据互通与联系的方法是依靠技术手段。通用的思路是搭建技术、业务与数据中台系统架构,通过数据治理和主数据技术,来调和、汇总数据,继而用于后期的数据使用与消费。一是这种方法对于企业人才和资金投入需要巨大,二是实现数据贯通和一体化使用的效果并不理想。数据孤岛,数据烟囱现象依旧存在。


“正向开发”技术,主要是依靠公司各主线业务全流程,而非技术手段来链通各部门、各岗位、各业务,事先铺设好基础干线数据管道,在此基础上进行支线管理的建设与各延展开发的业务相对接。


3. 转型向云将成为趋势

2023年6月9日,在西安举行的中国数字建筑峰会上,广联达发布了基于云的行业级工程建设领域数字化PaaS平台,自此拉开了建筑业数字化转型向云的建设与应用序幕。广联达建筑业务平台,为行业提供了基于云的集成开发环境,为行业企业数字化开发与应用转型向云提供了技术基础。


转型向云是建筑业数字化建设与应用阶段性自然的选择。企业信息化应用初期,功能应用单一,业务数据量有限,对数据的实时动态统计要求不高,对系统算力问题关注不多。但随着数字化转型过程中对信息化、智能化应用深度不断加大和数据的不断积累,算力不足的问题就凸显出来。实时动态查看统计数据很难实现,统一一个数据或报表往往需要半天的时间。


转型向云,除了解决算力不足的问题,还有加强数据安全的问题。显然云服务提供的安全等级要远远高于私有部署的安全措施,私有化部署的安全问题不只是来自于系统的安全保护措施与防护机制,还来自于内部管理的安全风险。


转型向云,要解决的关键问题一是上云,解决算力和安全的问题;二是要解决业务和数据贯通的问题,而不是简单的系统搬家。


2

公司简介


北京阡陌十方数智科技有限公司自主研发基于云服务的分布式应用隔离架构PaaS平台,由深耕建筑行业30年的管理专家在此基础上主持开发了适合建筑企业的MSaaS成套企业管理系统。 


公司以云计算和区块链技术为基础,将软件产品化,为建筑企业提供低成本的成套数智化管理系统,以流程驱动业务,通过审批流程和业务流程表单的融合,实现数据互通,帮助企业从粗放式管理向精细化管理、项目驱动向管理驱动的转型,通过互联网链接供应链金融平台,实现行业数字化生态。


3

顶竹建筑业数智管理平台建设层级目标


依托业务全流程方法体系,面向行业生态的建筑业数智化平台的开发、集成与应用环境,与用户管理实际需求相结合,共同探索各层级数字化应用创新。


公司级:实现企业内部管理、业务、财务、项目、流程、数据的贯通


项目级:以公司业务全流程为主线,以顶竹数智平台技术为依托,以项目管理要素(进度、质量、安全、成本)与生产要素(人、机、料、法、环)为对象重构项目现场管理与业务流程数字化逻辑,实现项目级管理数据与生产 数据的横向联动与纵向互动。


盘活智慧工地各类监测传感器采集的工况运行数据和BIM协同工作生成的工程技术数据及各类测量机器人实测检验数据,按需、有序被各管理与业务流程所自动抓取,解决传统智慧工地、BIM、建筑机器人功能及应用的孤立性、离散型与割裂性的弊端。真正实现了项目级与企业级数据应用的一体化贯通,既而才能最终实现项目精细化管理提升的数字化落地。


产业级:实现外部上下游项目参建各方业务协同与数据的互通,构建起高效互通、协同共享的产业互联网模式

顶竹建筑业数智管理平台层级目标


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顶竹数智管理平台设计架构


顶竹数智管理平台的设计思路是从企业管理视角,自上而下,对项目管理的角度正向设计,能够完美契合建筑公司的管理模式及管理要求。


1.克服了传统软件的设计思路是先从项目管理和工具软件设计开发,容易理解。弊端是孤立性、离散型与割裂性,数据往公司流转的时候很困难,路径太多,难以贯通;


2. 平台架构是从企业组织开始设计、涵盖分公司、部门、分项目部,及各级组织下管理的项目,最终通过岗位开展业务工作;


3. 系统架构以顶竹自主开发的分布式应用隔离架构PaaS平台为依托,在以业务+数据+技术构成的数据中台上;把组织、流程、业务模块都组件化,插件式,实现企业组织流程体系任意组建,就像乐高积木,达到软件适应企业,而不是企业适应软件的目的;


4. 企业可以根据现有组织架构搭建组织,配置流程、支撑各部门,分公司,分项目部管理流程,分管各组织下的项目,开发业务模块,分配给岗位使用,同时岗位使用各种集成的工具软件。


 顶竹数智管理平台设计架构


5

顶竹企业数字化操作系统(数字芯片设计)


借鉴工业化管理思维和芯片技术逻辑,阡陌十方自主研发了《顶竹建筑业企业数字化建设操作系统》。按照“系统规划,自上而下,主线部署、延申扩展的思路”基于业务全流程技术和方法,“一图到底”规划与开发完成面向行业生态共享与产业互联网协同的顶竹数智管理平台。


业务全流程与传统的软件设计开发思路“全业务流程或全过程流程”具有显著的区分。前者以流程贯穿企业主线业务的各组织机构、各岗位,以全流程串联、牵引、驱动各业务和各岗位,实现了数据的“一流到底、一流贯通”。在全流程中包括了传统软件开发的各个功能模块。


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顶竹企业数字化平台技术架构


顶竹自主开发的云原生软件,是基于云服务开发的应用分布式隔离部署的PaaS平台,向下与公有云紧密结合,应用公有云的操作系统、云服务、云数据库、云安全、弹性计算,云安全给用户提供强大的安全防护体系,解决企业自身没有防护能力的问题,弹性计算解决企业动态数据实时计算时的算力不够的问题。客服了传统软件是难以解决的问题。


向上通过分布式隔离部署,实现每家企业在云端数据库自有,通过客户数据安全审计机制,保证企业数据安全。给每家企业建立自己的管理平台,可以和外部供应商、工人平台、BIM软件、资料软件等联通。


基于云服务的分布式隔离部署的PaaS平台 

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数字化落地实践案例简介-成都科创新城·科技馆项目


项目效果图


工程概况


中建东方装饰有限公司成都分公司与北京阡陌十方数智科技有限公司开展技术合作,发挥各自在建筑施工数字化管理领域的技术与平台功能优势,在由中建东方装饰有限公司成都分公司负责的“成都科创新城·科技馆项目”幕墙工程项目,进行施工数字化创新应用。


以下仅就BIM设计协同、材料采购协同、资金管控三个应用场景介绍。


1. BIM设计协同

原有做法:由15位专业BIM人员进行现场扫描、建模、优化、料单等工作。占用人员多,现场工况环境差,效率低,专业协调难度大。


现有做法:现场人员对实际结构进行点云扫描,将点云数据通过顶竹数智管理平台传输给公司BIM中心,集中由公司BIM中心专业人员进行“逆向建模”,检查分析图纸中的设计、冲突等问题,完成模型优化等工作,生成材料精准料单,并将BIM模型及相关成果反馈给现场技术人员。现场仅安排5位专业BIM人员,完成基础工作,主要专业工作集中由公司BIM中心完成,节省了人员,BIM中心可以同时支持多个项目的BIM工作,工况环境好,员工工作效率高。


通过三维扫描,配合点云处理软件进行三维扫描作业,由此得到现场的实际结构;快速检查现场存在的和图纸偏差较大的问题,协助业主方进行图纸审核,检查分析图纸中的设计问题、冲突等问题并形成项目可建性报告,提交业主协调各方提前解决。


2. 材料采购协同

智慧工地材料采购全流程


通过顶竹数智管理平台,将BIM经深化设计,生成的构件料单,自动导入材料采购管理系统,形成材料总量计划。项目部材料员根据材料总量计划制定材料需用计划,经审批完成后,招采经理依据需用计划进行对供应商进行下单采购申请,审批完成后,厂家送货现场验收后自动生成入库单,现场验收时需要多人验收,可直接指定验收人,被指定人自动进入验收流程环节,项目经理确认后库管员自动入库,入库完成后,施工员或施工队长进行材料领用及出库,系统自动生成材料台账、材料分析、供应商送货信息。操作简单,现场员工以选择和确认为主,不需要录入,减轻工作量,通过流程驱动员工工作之间顺利衔接和完成。


3. 资金管控

智慧工地项目付款全流程


项目付款流程本着不见合同不付款的管理理念,项目部直接发起项目用款申请,在填写申请单时,自动抓取各种相关数据,包括公司还是分公司的项目、工程名称、材料合同名称、供应商名称、合同金额、结算金额、已经付款的金额和比例,发票明细、存票明细、有无发票,申请付款时仅需要填写用款金额。上传后成本会计审核票据,各部门审批,总经理审批时可以修改批准金额,出纳付款时以审批金额为准,可以分笔付款,未支付完流程不终止,发起人可以实时看到付款进程,出纳付款后自动生成项目收支台账和实时成本帐,再次发起申请时系统会自动生成新的数据,实现付款管理的闭环。


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结束语


我国建筑业数字化转型已进入深水区,影响企业应用与转型的瓶颈问题,聚焦集中,已形成行业共识,针对数据孤岛、协同不畅、转型向云的问题,北京阡陌十方数智科技有限公司自主研发基于云服务的分布式应用隔离架构PaaS平台,完成建筑业组织、流程、业务组件化封装,开发了面向行业生态和产业互联网的的建筑工程数字化底座平台。并在此基础上以业务全流程为主要技术方法,将行业最佳管理实践进行标准化与产品化封装,完成了适合建筑企业的MSaaS成套企业管理系统。顶竹数智管理平台采用新的技术路线和开发逻辑,有效破解我国建筑业数字化转型过程中的难题。


平台既可以用于大型企业集团数字化建设,也可以为中小企业提供提供简易化、快速化、轻量化、精准化的SaaS标准化产品,极大的降低了企业的使用门槛和费用成本。


北京阡陌十方数智科技有限公司将持续致力于我国数字化转型的底层技术、应用技术与产品服务的研发和创新,不断提升和优化平台功能,打造我国建筑工程行业坚强的数字化底座,为各类企业提供高质量的产品与服务。同时,公司将以开放的态度,加强与政府、企业、科研、投资机构开展各层次的交流与合作,共同推进我国建筑业数字化转型快速发展做出贡献!


《建设科技》


供稿单位:北京阡陌十方数智科技有限公司

来源:建设科技杂志