瞿祎成

（同濟大學(xué)經(jīng)濟與管理學(xué)院，上海 200092）

1 引言

建筑行業(yè)一直是數(shù)字化時代中較為落后的產(chǎn)業(yè)，建筑行業(yè)十分依賴于項目參與各方的經(jīng)驗。根據(jù)麥肯錫此前的報告，建筑業(yè)的數(shù)字化進展僅高于農(nóng)業(yè)，位居所有統(tǒng)計行業(yè)中的倒數(shù)第二。[1]過去的工程管理十分依賴于經(jīng)驗，而比較少的利用過往項目積累下的客觀數(shù)據(jù)。

2 人工智能的內(nèi)涵

人工智能是一類通過使用計算機技術(shù)來模擬人類特定思維過程和智能行為的研究，主要包括計算機實現(xiàn)智能的原理、制造類似于人腦智能的計算機，使計算機能實現(xiàn)更高層次的應(yīng)用。它是一種通過模仿人類智能行為產(chǎn)生新的與之相似的方式做出反應(yīng)的智能機器，主要的應(yīng)用領(lǐng)域包括預(yù)測分析、圖像識別、自然語言處理和專家系統(tǒng)等。

3 工程管理領(lǐng)域人工智能應(yīng)用研究可視化分析

隨著大數(shù)據(jù)、智能城市等技術(shù)的發(fā)展，工程管理領(lǐng)域也開始嘗試在工程建設(shè)的場景中應(yīng)用人工智能技術(shù)，本文通過對在Scopus數(shù)據(jù)庫收錄的多本工程管理領(lǐng)域多本頂級SCI/EI期刊內(nèi)以artificial intelligence對1993年到2018年發(fā)表的文獻進行檢索分析：自1993年以來，共有382篇應(yīng)用人工智能理論或模型的文章，其中對于先進技術(shù)比較重視的期刊Automation in construction發(fā)布的論文相關(guān)數(shù)量最多（統(tǒng)計結(jié)果見表1）。

表1 工程管理領(lǐng)域人工智能相關(guān)文獻統(tǒng)計

進一步通過可視化分析軟件VOSviewer對Automation in construction檢索到的181篇文獻進行關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析（見圖2.1），可以看出，工程管理研究中人工智能的前沿研究論文發(fā)表的數(shù)量主要涉及的關(guān)鍵詞對應(yīng)的研究內(nèi)容包括了模糊邏輯、案例推理、遺傳算法等人工智能方法，這些方法主要應(yīng)用的場景包括施工現(xiàn)場管理,智能設(shè)計與運維,績效預(yù)測等,下文將按照領(lǐng)域分別進行綜述。

圖1 工程管理領(lǐng)域人工智能文獻關(guān)鍵詞共現(xiàn)時間演化

3.1 項目績效預(yù)測

人工智能技術(shù)可以通過對歷史數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)來求解傳統(tǒng)線性回歸方法難以求解的復(fù)雜問題。工程項目的成本、工期的影響因素多，且很多因素對工期的影響是非線性的，因此，一直是預(yù)測的難點，而兩者又是施工管理的重點。因此，人工智能技術(shù)被廣泛地用于項目的成本、工期等績效指標的預(yù)測之中。

績效預(yù)測中廣泛應(yīng)用的包括了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、案例推理以及支持向量機等。莫俊文等使用RBF人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對蘭州市比較典型的20幢建筑物的造價進行了回歸預(yù)測,通過實際樣本對模型驗證了模型的可靠性[2]。陳源等人通過案例推理構(gòu)建了公路工程造價預(yù)測模型,驗證了該方法的有效性,實用性[3]。

3.2 施工現(xiàn)場管理

施工現(xiàn)場管理是人工智能應(yīng)用在工程管理領(lǐng)域最為常見的應(yīng)用方向之一，相關(guān)研究主要通過基于人工智能的計算機視覺技術(shù)實現(xiàn)現(xiàn)場信息的識別。

目前基于人工智能技術(shù)的施工安全管理研究的主題主要有現(xiàn)場工人行為的分析和施工的優(yōu)化等?，F(xiàn)場工人行為的監(jiān)控，通過使用現(xiàn)場攝像頭等作為輸入識別現(xiàn)場工人的工作安全情況。如趙震通過使用opencv的圖形處理技術(shù),在識別工人個體的基礎(chǔ)上,辨別出施工人員安全帽配帶情況，從而從一定程度上降低現(xiàn)場的安全隱患。[4]

3.3 智能設(shè)計與運維

基于人工智能技術(shù)的建筑設(shè)計可以通過人工智能技術(shù)強大的工程性能模擬來實現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計?；谌斯ぶ悄芗夹g(shù)的建筑設(shè)計的研究思路主要可以分為兩類，一類研究是數(shù)據(jù)驅(qū)動的，通過對歷史案例的學(xué)習(xí)、比對進行求解，如通過案例推理技術(shù)來建立基于BIM的智能化輔助設(shè)計平臺，一類研究是以新穎的算法為基礎(chǔ)的，通過算法突出的計算性能實現(xiàn)設(shè)計的優(yōu)化，如王敏通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對暖通控制系統(tǒng)的PID控制參數(shù)進行優(yōu)化，不斷調(diào)整控制誤差，保證暖通控制效果。

基于運維階段的重要性及當前產(chǎn)業(yè)發(fā)展的不足，人工智能技術(shù)被廣泛用于建筑的運營維護?，F(xiàn)代的設(shè)施管理除了對各個系統(tǒng)的優(yōu)化外，還需要實現(xiàn)對不同專業(yè)、不同格式的數(shù)據(jù)的集成，涉及的問題十分復(fù)雜。隨著21世紀，BIM技術(shù)的快速發(fā)展，通過人工智能結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)，對于建筑運營中的設(shè)備以運維期間產(chǎn)生的信息集成化管理，從大數(shù)據(jù)中提取有用的信息，對于設(shè)施管理的問題進行識別和預(yù)測已經(jīng)成為一個全新的研究方向。

4 結(jié)論

綜上，人工智能技術(shù)在從施工現(xiàn)場管理、智能設(shè)計與運維、績效預(yù)測等多個方向優(yōu)化了傳統(tǒng)工程管理的問題的同時，為一些傳統(tǒng)方法難以解決的研究問題提供了全新的研究視角。

當前，人工智能技術(shù)在工程管理領(lǐng)域的應(yīng)用呈現(xiàn)出了領(lǐng)域交叉、行業(yè)交叉的特點，研究往往需要涉及多種不同專業(yè)的知識，呈現(xiàn)出復(fù)雜、系統(tǒng)的特點。因此，進一步發(fā)展人工智能技術(shù)在工程管理領(lǐng)域的應(yīng)用需要增強跨行業(yè)、跨組織的協(xié)作機制，進一步增強信息、知識的集成，在多方協(xié)作的基礎(chǔ)上，充分發(fā)揮自身優(yōu)勢，實現(xiàn)工程項目管理上的創(chuàng)新。