工程项目管理标准化、数字化的探索与实践

■ 青岛市建筑工程管理服务中心 孙雷

住房和城乡建设部科技与产业化发展中心 刘美霞 王洁凝

广联达科技股份有限公司 冯俊国

建筑业是国民经济发展的重要支柱产业，近年来，建筑业规模总产值持续增长，但存在材料浪费严重、环境污染、事故频发等问题。伴随着数字技术的迅猛发展，各行业对创新技术的研究不断深入，数字化已然成为各行业转型和管理升级的必要支撑。然而，由于传统项目管理模式难以达到准确、及时、精细管理，项目的进度、质量、成本管理等管理水平与数字经济时代的发展要求不相适应。数字化、智能化技术的不断涌现，为行业管理、企业管理和项目管理的智慧化提供了新的技术手段，将有效促进工程项目标准化和数字化管理，极大地提高监管部门的监管和服务效能。本文以青岛市为例，就如何实现工程项目标准化和数字化管理，推进以物联网、云计算、人工智能、BIM等为代表的新技术落地实践等进行研究。

工程管理现状及趋势

当前，建筑业正处于从高消耗、低技术，高投入、低产出的传统粗放型发展向数字化转型升级阶段，建筑企业亟须提升对“人、机、料、法、环”等项目关键要素和环节的精细化管理能力。麦肯锡研究报告数据显示，我国建筑施工企业信息化投入低，仅占总产值0.08%左右，而发达国家则达到1%；建筑企业在工程建造和管理中信息化的重视程度和投入力度不够、新技术应用不足、管理理念和手段亟须改进[1]。另外，受到建设用地资源稀缺、结构工程设计和施工技术不断进步等影响，超高层和高层结构越来越受到建筑市场的青睐，工程建设需求趋向大型综合体、大型基础设施建设工程等大型工程，极大增加了项目管理难度和安全管理风险，对企业也提出了更高的技术和管理要求。与此同时，建筑从业人员出现了工人老龄化趋势加速、企业用工成本急剧上升、劳动力保障难等问题。整体来讲，建筑企业受制于人力、物力、管理手段、技术挑战等因素，难以实现对“人、机、料、法、环”等项目关键要素[2]和环节的细致管理。

与此同时，质量监督管理部门也亟须提升工程项目管理效能。目前，在主管部门对工程项目的监督管理中，大多还是依靠监督人员现场查验为主，受人员编制限制，在工程项目多、建筑工地分散、部分项目位置偏远等挑战下，监管力度和监管手段都显得捉襟见肘。在监督环节针对项目现场发现的质量、安全、绿色施工等问题，仍通过纸质通知单进行整改；由于缺乏便捷的执法手段且存在时效性差、取证困难等问题，无法实现监管的快速闭环处置，监督执行效率需要提升[3]。施工现场工作场景复杂多变，极易发生安全事故，使得监督工作较为被动。如何将事中、事后监督变为事前预防、让各方主体责任履职到位，与时俱进积极借助新型技术手段提升质量安全监管效能，也是当下工程项目监督管理所面临的挑战之一。

数字化战略上升到国家战略层面，数字技术加速向各行业全面融合渗透，以BIM、物联网、云、移动技术、大数据、5G、人工智能等为代表的新技术快速发展并在建筑业中应用和实践不断加深[4]。在国家层面大力推进数字化战略、数字政务、智慧城市建设过程中，建筑工程项目作为城市建设的重要基础和关键组成，各级行业主管部门和建筑企业亟须结合自身管理诉求和难点，利用数字技术积极探索和革新管理模式，深入研究工程项目管理的标准化、数字化。

工程管理标准化、数字化实施路径分析

实现工程项目管理的标准化、数字化，主要包括三个方面：一是建立统一的技术标准；二是破解新技术落地难点；三是实现政企管理联动。

建立统一的技术标准。前期在青岛市没有关于数字新技术在工程管理中应用的指导说明、参数介绍，建筑企业认知差异较大、应用乱象丛生，严重限制了工程管理标准化、数字化的开展。“无规矩不成方圆”，没有统一的技术指引、应用要求，工程管理将一直处于失控状态，不利于建筑业高质量发展。统一的技术标准将助力实现建设有指引、验收有依据、评价有标尺，有效推进工程管理标准化、数字化落地。结合青岛市智慧工地建设现状及特征，依据有关国家及行业标准，青岛市开始构建目标明确、科学规范、因地制宜、以人为本、结构合理的智慧化工地标准体系。

破解新技术落地难点。以BIM、物联网、云、移动技术、大数据、5G、人工智能等为代表的新技术快速发展，但在实际应用中存在因施工环境复杂，AI识别准确率难保障、物联网[5]设备不统一、数据接入难，BIM模型不统一、不兼容，预警数据种类多、规则不一致等挑战和难点，实现工程管理标准化、数字化难度很大，需深度分析各技术和应用难点后，从加大AI算法训练、统一loT数据标准、开发并集成轻量引擎、建立预警处置模型和算法等方面进行突破。

实现政企管理联动。在工程项目管理中，由于行业主管部门（监管方）和建筑企业（被监管方）角色的不同，各地监管信息系统尚不完善，项目“规划—设计—采购—施工—竣工—交付—运维”全过程数据无法实时连接、识别、检索和回传[6]，各自针对工程项目的管理诉求和行为有很大差别。省级、市级、区（县）级的政府主管部门也因其职责、管辖权限等的差异，各方针对工程监督管理的模式和频次等也有较大差异。从现状来看，建筑企业的项目管理系统和行业主管部门的监督管理系统之间相互独立、互不兼容。但从工程监管业务和管理角度来讲，不仅要实现企业与行业主管部门、下级行业主管部门与上级行业主管部门的数据纵向对接，也需要实现同级行业主管部门内不同系统的数据横向共享，进而实现数据互联、业务互通，发挥大数据在工程监管的价值，提升监管决策水平，具体可通过设计多级应用的架构、规范数据接口等路径实现。

制定涵盖建设和评价各阶段的统一标准体系

邀请国内一流的数字建筑平台服务商和行业专家、学院教授等，在对全国工地管理数字化应用进行调研的基础上，充分结合青岛市工程管理现状、管理难点和智慧化工地建设需求，依据有关国家及行业标准，编制并发布了青岛市《智慧化工地建设标准》《智慧化工地评价标准》《智慧化工地管理服务平台接口标准》及相关配套实施细则，建立了智慧化工地的分类建设、分级应用、结果评价、数据协同的标准体系。

《智慧化工地建设标准》规划了以行业监管平台为核心、项目应用平台为关键节点、企业平台为辅助节点、各类传感器等感知层设备为触点的智慧化工地应用基础，对施工现场智慧化工地8大类76项应用项目进行了应用描述，明确技术要求。

《智慧化工地评价标准》以现场实际应用价值为主要考核指标，结合行业监管、企业管控、项目实施等多方面需求，区分基础项、推广项和提升项，明确了各个项目主控项、一般项功能要求和相关标准。

《智慧化工地管理服务平台接口标准》规定了智慧化工地管理服务平台接口的术语、基本要求、数据规范等内容，解决了智慧化工地信息集成标准不统一、集成度不高、数据利用率低等问题。采取了整合数据格式和统一数据标准的技术路线，满足智慧化工地建设评价体系的数据需求，以提高智慧化工地各级应用平台的数据融通度。

工程项目标准化、数字化关键技术研究

在人工智能、物联网和BIM技术方面：一是基于AI识别的智能视频分析和深度学习神经网络技术，对项目现场进行人工智能化深度学习，可自动识别到的预警类型包括未穿戴反光衣、未戴安全帽、人员聚集、烟雾、区域入侵检测、夜间施工、车轮带泥、车斗未密闭、裸土未覆盖、人员摔倒等，对施工现场人员的不安全行为和物的不安全状态进行智能识别并进行预警，有效降低安全事故发生。二是搭建行业物联网平台，实现40余项物联网设备接入，高效率实时采集工地现场起重机械设备、高支模、深基坑、钢结构、吊篮、卸料平台等的实时监测数据，针对物的不安全状态进行实时报警，如以物联网+智能硬件为手段，通过工人佩戴装载智能芯片的安全帽，实现数据自动收集、上传和语音安全提示，清楚了解工人现场分布、考勤数据等，给管理者提供科学的现场管理决策依据。三是集成BIM轻量引擎，实现web端模型轻量化查看和在线应用，支持包括rvt、skp、fbx、3ds等多格式模型接入，模型浏览无需安装IE插件和服务器渲染、模型加载更流畅，帮助监管人员可视化、动态化监管。

在大数据、预警模型建立和5G技术方面，一是利用大数据技术对海量IoT数据和业务数据进行数据分析，利用分布式文件系统、分布式计算引擎、分布式服务部署、分布式数据存储、分布式数据库增强计算引擎等大数据技术，在有限的时间内完成对海量IoT数据和业务系统数据的获取、存储、管理、运算，产生既定策略下的驾驶舱数据指标，为决策提供数据支撑。二是建立预警处置模型与算法，实现对各类预警信息的灵活处置；通过风险预警模型组件实现工程各业务数据异常指标的自动和即时监测，通过自动识别指标异常事件后，触发向决策层和项目方发出预警信息，通知相关人员及时处理预警，实现不同类型、不同级别预警的闭环处置。通过5G技术实现在手机端对各类监管数据的实时汇总，办理分户验收、项目评级等复杂流程，相较于传统线下办理模式，办事效率提升3倍。

政企联动的智慧化工地管理服务平台研发

在工程项目标准化、数字化实践中，充分综合考虑监管层、企业层、项目层的业务需求，搭建集成化协同“三级平台体系”，实现对工地现场安全、质量、文明施工、人员等的综合监管，并为项目各方责任主体提供服务。平台主要由管理服务平台和各业务系统应用组成。通过各业务系统的在线业务流转，提高了政府监管部门与项目各方的办事效率。通过AR巡检和预警处置中心等系统，将线下监督工作移到线上来进行，提高了监管部门的监管效能。通过监管机制创新和新技术应用，解决监管压力以及传统监管手段和模式下存在的盲区和漏洞，进一步提升了工程监管效率和成效。

对于智慧化工地管理服务平台，一是建立了企业、项目、人员基础数据库，确保数据唯一性；二是利用大数据、人工智能技术对项目建设过程违规行为进行分析预警，动态掌握建设态势和风险预测；三是串联地市、区市、项目三级数据资源，实现纵向数据无缝对接、横向数据实时共享。通过管理服务平台的大数据分析和预警模型与算法支撑，对各类业务数据进行多维度分析，辅助管理层决策动态掌握建设情况和突出问题，提升科学决策能力。

具体实践与应用案例

关于工程管理标准化、数字化，在青岛市市级行业管理部门、区（市）级行业管理部门、域内建筑企业均进行了深度实践和应用。一是青岛市住房和城乡建设局、青岛市建筑工程管理服务中心、青岛市建筑施工安全监督站等市级行业管理部门进行了应用。青岛市建筑行业智慧化工地管理服务平台，已实现2184个项目与平台对接，青岛市建筑施工安全监督站通过平台的大数据分析看板，实时了解市内三区的在建项目安全生产情况，借助先进的AI智能分析技术和物联网技术，及时发现项目上存在的隐患信息，极大提高了监管效率、降低监管成本。二是区（市）级行业管理部门应用青岛市建筑行业智慧化工地管理服务平台，远程在线了解起重机械设备等的运行情况，掌握建筑工人、管理人员的出勤信息、工人的年龄信息、安全教育信息等，发现施工现场的扬尘问题，并在线进行闭环处置，缓解监管人员人力不足的问题。三是建筑企业工程管理层面，在中启胶建集团有限公司、中铁建工集团有限公司、青岛一建集团有限公司等多家单位承建的工程中进行了深度应用。截至2022年7月，已有900多个项目引入数字化新技术进行工程管理，其中84个项目进行了智慧化工地应用的申报，AAA级工地15个、AA级工地44个、A级工地25个。

通过工程管理标准化、数字化的实践与应用，借助智慧化工地管理服务平台打通数据壁垒，将散落的数据进行整合，实现数据和应用的互联互通，达到全过程在线监管的目的。在统一的数据中心下发挥数据优势，基于监管数据库，建立事前、事中、事后稽核与监管体系，提升行业管理部门监管能力和服务效能。

结语

综上所述，通过建立统一的技术标准、突破新技术难题、打通政企联动管理等研究思路和推进，指导并保障了工程项目管理的标准化、数字化。对于行业管理来讲，极大提高了行业主管部门的数字决策水平、提升工程建设项目的监管效能、落实企业主体责任。对于建筑企业来讲，提高了工作效率的同时，也极大提升了工程质量、减少安全事故的发生。随着社会和经济的不断发展，人们对建筑业高质量发展的需求也会不断提高，工程项目管理的标准化、数字化，有利于降低建造成本和碳排放，对于促进建筑业可持续发展具有重大意义。