張 敏

上海建工二建集團有限公司 上海 200080

隨著近年來施工行業(yè)的快速發(fā)展，新時期下的建筑企業(yè)已經進入深化改革、轉型升級的重要時期[1]。在此背景下，推動智能化和自動化技術在施工企業(yè)項目管理中的創(chuàng)新發(fā)展，將有助于企業(yè)整體施工質量、施工效率和安全管理能力的提升，從而進一步提升建筑企業(yè)施工水平，促進建筑企業(yè)轉型升級。在未來，智能化和自動化技術的創(chuàng)新應用將有望成為建筑施工企業(yè)發(fā)展的重要領域之一。

1 項目管理的現(xiàn)狀和困境

工程項目存在著施工周期較長、涉及材料種類和數量多、施工人員工種多、人員流動性強[2]、設備專業(yè)性強等特點，造成項目管理內容繁多復雜。

傳統(tǒng)的施工數據收集往往以人工收集為主，現(xiàn)場監(jiān)控人員需要消耗大量的人力、財力、時間等來進行信息收集和數據處理，且人工數據收集對工作人員有一定的經驗要求。然而復雜煩瑣的人工數據收集不能實現(xiàn)自動采集，往往導致信息不及時或者數據誤差較大等，造成決策失誤、效率低下等問題，最終直接影響到了企業(yè)工程安全與質量的管控效率。傳統(tǒng)項目管理方式已難以適應日益精細化的質量安全管理要求，而智能化和自動化技術的應用將有效緩解施工單位的管理困境。

2 現(xiàn)場自動化設備的研究與應用

先進的自動化技術和信息技術可促使施工現(xiàn)場高效管理的實現(xiàn)。借助數據自動化采集技術來跟蹤定位項目對象，并及時傳輸和處理數據信息，進而向現(xiàn)場監(jiān)控人員傳遞施工現(xiàn)場的具體情況，有助于施工現(xiàn)場安全與質量的有效監(jiān)控和管理，提升現(xiàn)場施工效率。

2.1 智能化現(xiàn)場質量管理

每一個建筑工程項目都會對施工項目的材料、人員、設備、工序等提出質量要求。通過自動化設備，可對人工難以監(jiān)測和記錄的大量現(xiàn)場數據進行自動采集分析，尋找質量問題所在，從而提升質量管理水平。

自動化監(jiān)測設備可加強施工全過程的質量控制水平，節(jié)約人力、物力。例如，智能大體積混凝土測溫系統(tǒng)（圖1）可起到智能化溫度監(jiān)測與數據分析的作用。該系統(tǒng)由測溫計、發(fā)射器、路由器等部件組成。發(fā)射器可自動實時收集由埋置于混凝土內測溫計測得的溫度，并通過路由器上傳至云端。管理人員可通過相應軟件實現(xiàn)混凝土溫度信息的采集與存儲、顯示與預警。只需簡單操作便可實現(xiàn)大體積混凝土溫度的實時監(jiān)控，節(jié)省了專業(yè)人員在項目部定點監(jiān)控所需的大量人力、物力，且可避免人工采集過程中的差錯，有效提升了大體積混凝土溫控的信息化水平。

圖1 智能大體積混凝土測溫系統(tǒng)

通過自動化設備的應用，同樣可降低施工作業(yè)難度，發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)手段難以判斷的質量問題。例如，通過智能化灌漿設備，可對預制裝配式灌漿套筒的灌漿全過程進行監(jiān)控和數據記錄，解決灌漿套筒的質量監(jiān)測難題。智能化灌漿設備可實時監(jiān)測灌漿過程中的灌漿流速、流量、灌漿壓力，并實現(xiàn)對于過程數據的保存和記錄。在完成灌漿作業(yè)后，管理人員可以隨時調取過程數據信息，通過簡單的判斷就可以了解灌漿作業(yè)能否滿足工藝要求。與此同時，工人可以對智能灌漿機進行“一鍵式”操作，設備將通過監(jiān)測獲得的參數，對灌漿過程進行全自動調節(jié)，降低了工人的操作難度，進一步提升了質量管理的可靠性。

2.2 智能化現(xiàn)場安全管理

在施工現(xiàn)場使用自動化系統(tǒng)，有利于實現(xiàn)施工現(xiàn)場各類安全問題的可視化，有利于施工現(xiàn)場高效率的信息溝通和傳遞，也有利于標準化安全實施的監(jiān)督和管理。

工地安全管理目前主要是通過巡檢方式，對可能帶來風險的違章行為進行監(jiān)督和制止。通過智能化安全巡檢設備的開發(fā)（圖2），可有效提升安全檢查效率。安全巡檢設備分別為現(xiàn)場單兵終端和指揮中心指揮終端。系統(tǒng)通過移動式攝像頭采集現(xiàn)場視頻信號，并遠程傳輸至通信指揮系統(tǒng)。在需要對重大危險作業(yè)進行監(jiān)測或發(fā)生險情時，將單兵終端置于現(xiàn)場，便可通過天線將攝像機畫面實時傳輸至指揮中心，便于實時指揮。在日常巡檢和危險作業(yè)環(huán)節(jié)或進行施工時，也可將設備布置于現(xiàn)場，全方位地對現(xiàn)場進行安全監(jiān)控，提高項目現(xiàn)場管理水平。

圖2 智能化安全巡檢設備

另外，應用自動化設備，同樣可大幅提高安全交底、安全警示的效率，提升施工人員危險作業(yè)意識。例如，智能感應語音提示系統(tǒng)可安裝于塔吊區(qū)域、材料吊裝區(qū)域、禁火區(qū)域等需要提醒施工人員注意的安全防范區(qū)域。系統(tǒng)內置超聲波探測裝置，當有人員在設備附近進行活動時，可自動感應并播放預先錄制的提示語音，從而對靠近人員進行安全提示，做好安全交底、安全預防和防范工作。

2.3 智能化現(xiàn)場人員管理

建筑施工需要投入大量的人力，施工現(xiàn)場人員往往多且復雜，傳統(tǒng)的現(xiàn)場人員管理方式實施難度較大。自動化設備的應用，可使人員管理難度大大降低。

通過自動化設備，可實現(xiàn)施工現(xiàn)場的智能化考勤管理和記錄，對施工項目的人員安全進行把控和監(jiān)督。例如，事先將員工圖像和身份信息采集入數據庫，通過人臉識別等手段對信息進行配對，便可更準確地實現(xiàn)項目人員的身份核實。同時通過系統(tǒng)，可記錄每位人員的考勤信息，實現(xiàn)進出場記錄、會議出席情況的自動獲取和儲存，為現(xiàn)場安全管理和后期人工結算提供依據。

3 施工數據云平臺的管理和應用

目前各行各業(yè)的管理決策正在從“業(yè)務驅動”轉變?yōu)椤皵祿寗印盵3]。云平臺、大數據管理可為施工企業(yè)在企業(yè)和項目層面提供重要數據收集和應用服務，從而使企業(yè)管理工作規(guī)范化和細致化，有利于提高項目運行效率和整個企業(yè)對下屬項目的掌控能力。

將現(xiàn)場各類自動化設備加裝數據收集模塊，便可搜集整理施工現(xiàn)場的各類信息，自動形成圖片、影像資料，并保存到企業(yè)數據庫中。通過云平臺，企業(yè)各條線便可實現(xiàn)施工現(xiàn)場的跨時間、跨空間管理，使工程信息在建筑全生命周期內做到數字化傳遞。在智能化的管理環(huán)境下，可以對重要信息和施工方法進行分享，提供解決方案，并對相關人員及時預警提示。這對提高工程安全與質量管理的效率、提升工程社會效益和經濟效益有著積極意義。

同時，通過對企業(yè)下屬各項目所得數據的匹配、整合和綜合分析，有利于施工企業(yè)尋找管理中的通病問題，從而對癥下藥。有利于企業(yè)對項目的人力、物力、財力進行統(tǒng)一配備、周轉和管理，從而在企業(yè)層面提高成本、質量、安全等整體管理水平。

通過各類數據的積累，有助于企業(yè)形成更多符合自身特點的各類施工場景的數據模型和控制模型，以此更好地提升施工現(xiàn)場作業(yè)的規(guī)范化水平。

4 自動化設備的應用前景

自動化設備的不斷發(fā)展和合理利用，將使建筑施工企業(yè)的生產和管理向更集約、更高效的方向邁進。

4.1 提高施工效率

通過自動化和智能化設備的進一步普及，將有效提高施工機械化的程度，降低人工成本，提高生產效率，加速建筑施工企業(yè)生產方式的轉變。

4.2 綠色制造

在發(fā)展施工自動化的同時可將綠色制造理念融入其中，使材料的利用率在自動化技術的協(xié)助下達到最高，并最大限度地減少施工對環(huán)境的負面影響，促進企業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

4.3 智能化

未來施工自動化設備可結合人工智能等技術，讓系統(tǒng)模擬人類的生產思維及推理判斷，使施工設備更智能化、人性化地服務于施工生產，從而協(xié)助施工人員進行決策，降低施工人員的勞動難度。

4.4 區(qū)塊鏈技術的應用

區(qū)塊鏈技術可為施工企業(yè)提供溯源性追索，實現(xiàn)建筑材料供應鏈、工程設備租賃、工程各類參與者、工程造價數據的可溯源性管理，并將建筑施工過程中的所有信息整合在一個平臺之下，從而有利于工程的實時監(jiān)督和事后追責，最終將促進施工質量整體提高。

4.5 人員精細化管理

通過智慧施工技術，一方面，有望進一步對現(xiàn)場施工人員的作業(yè)方式、作業(yè)時間、作業(yè)內容等進行更精細化的記錄和管理。另一方面，施工企業(yè)可進一步建設掌握自動化和智能技術的管理人員團隊，保障新技術在工程項目中的合理應用。

5 結語

在新時代背景下的建筑企業(yè)正面臨著發(fā)展轉型的難得機遇。建筑自動化技術在施工企業(yè)中的開發(fā)和應用，有助于提升施工的效率和質量，有助于施工現(xiàn)場的高效管理，有助于施工人員和各類成本的降低。在將來，建筑自動化技術的應用將進一步促進建筑企業(yè)的發(fā)展，從而為我國的建筑事業(yè)做出更大的貢獻。