文｜孫成偉

江蘇南通二建集團有限公司（以下簡稱“南通二建”）是住房和城鄉(xiāng)建設部確定的58 家試點建筑集團之一，位列中國建筑企業(yè)第一方陣，多次上榜中國企業(yè)500 強、中國承包商80 強，先后創(chuàng)魯班獎23 項、全國優(yōu)質(zhì)工程獎25 項、詹天佑獎13 項。是一家具有國家房屋建筑工程施工總承包特級資質(zhì)、市政公用工程施工總承包一級和機電設備安裝、建筑裝飾裝修、鋼結構工程、地基基礎工程4 個專業(yè)承包一級資質(zhì)，擁有水利水電、隧道、環(huán)保、鐵路、公路、橋梁等12 個關聯(lián)資質(zhì)，集科研、施工、投資于一體，跨行業(yè)、跨地區(qū)、多元化經(jīng)營的大型建筑企業(yè)集團。

本文將根據(jù)南通二建的實踐經(jīng)驗，從建筑業(yè)開展數(shù)字化建設的背景、南通二建對數(shù)字化現(xiàn)階段應用的認識以及數(shù)字化建設成果和未來展望等方面進行系統(tǒng)介紹。

數(shù)字化建設背景

從大環(huán)境看，數(shù)字化建設背景主要有以下四個方面：

一是消費拉動。據(jù)了解，人類在建筑中的空間時間大于92%，隨著消費結構的升級，人們對生活的品質(zhì)和需求隨之升級，對建筑的居住和使用的品質(zhì)升級，使得建筑逐漸從標準化到定制化和個性化發(fā)展。

二是環(huán)境推動。數(shù)據(jù)顯示，目前我國建筑能耗占國家總能耗47%，高能耗建筑占95%，政府多次提出并要求推動建筑節(jié)能減排，建筑能耗亟待降低。

三是技術成熟。隨著BIM、云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動應用、智能AI 等技術的發(fā)展與成熟，信息技術正逐步滲透各產(chǎn)業(yè)領域，新產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系正在孕育，顛覆傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)。

四是產(chǎn)業(yè)倒逼。建筑業(yè)整體利潤為1%-3%，行業(yè)利潤遠低于其他產(chǎn)業(yè)，研發(fā)投入低于1%，近20%項目超進度，近80%項目超投資。

聚焦工程施工領域，數(shù)字化發(fā)展體系建設背景也有以下四個方面：

一是行業(yè)發(fā)展趨勢。住房和城鄉(xiāng)建設部印發(fā)的《2016-2020年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》提出，建筑企業(yè)應積極探索“互聯(lián)網(wǎng)+”形勢下，管理、生產(chǎn)的新模式，深入研究BIM、物聯(lián)網(wǎng)等技術的創(chuàng)新應用，實現(xiàn)跨越式發(fā)展。

二是工程管理倒逼。工程項目施工往往分布面廣，施工過程產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量大，管理的對象涉及多方面，業(yè)務形態(tài)相互交叉，數(shù)據(jù)歸集以及橫縱向分析難度大等特點導致施工管理難度大。

三是企業(yè)管理需要。項目管理、人力資源管理、財務資金管理、勞務管理、物資材料管理需要集成，同時還需將大量的數(shù)據(jù)轉化成大數(shù)據(jù)，給高層提供支撐和決策。

四是施工精細管理。面對環(huán)保整治高壓、勞資糾紛高壓，項目零利潤時代等行業(yè)發(fā)展瓶頸，進一步凸顯精準策劃，精細施工，精益管理的重要性。

對數(shù)字化現(xiàn)階段應用的認識

從企業(yè)自身來看，目前通常存在管理人員老齡化嚴重、灰色利益觸碰的抵觸和管理體系未實現(xiàn)表單化等問題。從技術實現(xiàn)可能來看，主要存在三個問題，即軟件技術成熟，智慧設備還未普及，物聯(lián)網(wǎng)設備未智能化。

軟件技術對施工企業(yè)來說很多人不會用，建一個BIM 模型要花很大的精力，設計模型和施工階段存在脫節(jié)，基層管理人員無法快速使用軟件。數(shù)字化賦能高質(zhì)量發(fā)展，我們對“高質(zhì)量”的思考是“高效益”，“高效益”來源于企業(yè)發(fā)展的“高效率”，“高效率”則來源于企業(yè)發(fā)展的“高效力”，“高效力”就必須要有“高水平的管理和技術人才”，“高水平的管理和技術人才”需要企業(yè)有“高水平的收入”來留住和培養(yǎng)人才。現(xiàn)階段，高質(zhì)量發(fā)展對民企而言，正處于“陣痛期”，目前民營企業(yè)的利潤低，沒有高效益，應該如何去支撐高質(zhì)量發(fā)展，這是南通二建正在思考的問題。

建筑行業(yè)數(shù)字化給企業(yè)帶來了通過集采降低材料采購成本的可能，數(shù)字化支撐現(xiàn)場的人機料法環(huán)中以傳感機器人為代表的無人操作型的智能硬件，降低勞動工人的使用。

數(shù)字化建設成果

1、業(yè)務管理兩手抓

決策層最需要的是一切盡在掌握。決策層下達戰(zhàn)略目標（或任務目標），管理層按照分解的目標，制訂管理措施；操作層按分配的工作，進行執(zhí)行。接下來由操作層將最基礎信息進行反饋，信息通過智能硬件采集，保證信息的準確性；公司層根據(jù)反饋信息，了解管理措施的有效性；各管理層的信息反饋到?jīng)Q策層，決策層了解決策的執(zhí)行信息，并提供新決策意見。

決策層關注的信息范圍，包括了橫向上人、財、物等信息，縱向上項目的合同、成本、利潤等信息。最終保證決策層對公司的信息了解“業(yè)務上橫向到邊，管理上縱向到底”。

構建企業(yè)大數(shù)據(jù)中心。關于數(shù)字化融合應用的成果，南通二建緊隨時代的腳步，堅持業(yè)務管理兩手抓的概念，業(yè)務橫向到邊，管理縱向到底，建立一個企業(yè)層面的管理平臺，集成商務管理、財務管理、人事管理、行政管理、印章管理、法務管理等數(shù)據(jù)。

企業(yè)大數(shù)據(jù)平臺是通過系統(tǒng)性規(guī)劃，匯集全域數(shù)據(jù)，為前臺提供全面數(shù)據(jù)服務，從而提升企業(yè)的決策水平和業(yè)務表現(xiàn)的一套數(shù)據(jù)運營機制。要提高企業(yè)利潤，必須通過數(shù)字化的手段降低施工現(xiàn)場的人工、材料等費用，使施工操作更簡單，實現(xiàn)多快好省，支撐現(xiàn)場作業(yè)層的發(fā)展。

數(shù)字化項目發(fā)展體系建設。在項目的數(shù)字化過程中，兩項核心的支撐技術就是BIM 技術和IoT技術（智慧工地應用）。通過BIM 技術支撐建筑實體數(shù)字化，實現(xiàn)虛擬建造；通過智慧工地（IoT）技術，在現(xiàn)場布置各類監(jiān)控硬件，實現(xiàn)施工現(xiàn)場勞動力、機械、材料、環(huán)境的實時監(jiān)控。

2、風險管控一體化

管理層最擔心的是項目有風險而不知。在項目管理過程中，風險無處不在。企業(yè)需要不斷的去識別風險，對風險進行評估，并做出應對方案，對出現(xiàn)的風險進行監(jiān)管，完成風險管理的閉環(huán)。換句話說就是，管理層領導需要實時了解項目發(fā)生了什么，有什么風險，以及應該怎么應對，風險的處置結果如何。

生產(chǎn)風險管控。生產(chǎn)風險的管控是風險管理中的重中之重，與經(jīng)營風險不同的是，生產(chǎn)風險需要實時管控，發(fā)現(xiàn)風險必須馬上處理風險。通過智慧工地產(chǎn)品+智能硬件+大數(shù)據(jù)+AI，實時發(fā)現(xiàn)風險，并自動給項目相關崗位發(fā)出風險預警，去支撐項目風險最快速的被解決，在南通二建的項目中應用普及率比較高。

現(xiàn)金流量表。南通二建以現(xiàn)金流量表決策經(jīng)營，強調(diào)以現(xiàn)金流量表控制過程，以現(xiàn)金流量表評價結果。推廣現(xiàn)金流量預測表的目的是為了在保證運營需求、風險可控的前提下合理使用資金，實現(xiàn)資金的預算管理、實時監(jiān)控與集約運作；優(yōu)化項目、事業(yè)部乃至整個集團的資金使用計劃，做到有計劃的使用資金，實現(xiàn)資金的供給側改革，確保事業(yè)部、集團的持續(xù)健康發(fā)展。

3、管理評價標準化

勞務管理標準體系。2020年5月25日蘇州市住房和城鄉(xiāng)建設局全國首創(chuàng)在全市建筑施工領域推行“蘇安碼”監(jiān)管，通過進一步加強科技監(jiān)管、精準施策，做到疫情防控和安全生產(chǎn)兩手抓、兩手硬，有效遏制建筑施工安全事故。于2020年6月1日起試點執(zhí)行，9月1日在全市建筑施工領域全面實施，并納入企業(yè)信用監(jiān)管范圍。

南通二建臨危受命，在蘇州園區(qū)、相城區(qū)建立兩處“蘇安碼”培訓試點，迅速開會并成立“蘇安碼培訓落實專項小組”，通知所有項目人員在第一時間安排工人進行體檢，在拿到體檢報告后立即進行上傳報名工作，從7月下旬開始至8月20號，企業(yè)旗下項目工人“蘇安碼”培訓率已經(jīng)實現(xiàn)100%覆蓋。

4、技術創(chuàng)新前瞻化

南通二建提出的理念：為了實現(xiàn)降本增效，核心在于集約建造，智慧建造是支撐綠色建造和集約建造的工具和手段。

集團通過創(chuàng)法建標，圖紙優(yōu)化設計為集約化建造奠定基礎，通過對建筑功能與構造分析，優(yōu)化建筑構造、結構設計、管線綜合、細部節(jié)點，實現(xiàn)簡單快速便捷施工，提高質(zhì)量增加壽命、綠色節(jié)約使用美觀的目標。以材料集中加工配送、流水作業(yè)、全穿插施工，結合全鋼爬架、全現(xiàn)澆外墻、高精度樓面、樓層節(jié)水系統(tǒng)、免抹灰體系、PC 內(nèi)隔板、BIM 技術支撐、鋁模施工或三道螺桿方鋼木模早拆體系八項核心科技為依托，構建企業(yè)在建筑施工上的技術邏輯，實現(xiàn)整棟樓從下至上的流水化工業(yè)生產(chǎn)。

5、BIM 技術

施工場地動態(tài)布置。運用BIM 技術合理劃分工作區(qū)域，在各施工階段合理布置施工道路、材料堆場和加工區(qū)，選擇最佳的布置方案，1:1 全景呈現(xiàn)整個施工現(xiàn)場，真正做到了策劃在前，精細化施工。

通過BIM 技術的模擬性、優(yōu)化性特點，將塔吊按照整個建筑的空間關系來進行布置和論證，極大地提高布置的合理性。然后通過鏈接其他模型，如施工道路、臨時加工場地、原材料堆放場地、臨時辦公設施、飲水點、廁所、臨時供電供水設施及線路等等，讓前期策劃一次成優(yōu)，降低返工率，充分做好事前控制，節(jié)約工期。

三維圖紙會審。利用BIM 技術進行虛擬建造，找出圖紙中存在的問題，及時溝通反饋，確保建筑工程從設計端到施工端的良好過渡。從而達到了提前預判構件間的相互沖突和可視化溝通，實現(xiàn)BIM 技術的應用價值。

機電深化設計。通過全專業(yè)的BIM 模型，進行機電專業(yè)的管道綜合排布，利用BIM 技術進行機電管線虛擬排布安裝，選擇最佳的排布方案。重點將地下室、走廊、管井、設備機房及屋面等部位管線密集先行進行排布優(yōu)化。將排布后的方案通過專題協(xié)調(diào)會內(nèi)部討論，通過后進行圖紙標準并報審業(yè)主、監(jiān)理并抄送原設計單位，待最終確定后用于現(xiàn)場實施。

BIM 技術安全管理。利用BIM 技術輔助進行施工現(xiàn)場安全防護標準化布置，符合集團標準化；動態(tài)識別現(xiàn)場危險源并及時做出警示和布置。利用VR、AR 等沉浸式設備增強危險源的感受，讓安全交底更加生動。

BIM 技術質(zhì)量管理。應用BIM 模型、模擬動畫更好地理解施工圖紙和質(zhì)量管控要點，并能在移動終端設備的幫助下直接在現(xiàn)場進行模型的應用，提高了現(xiàn)場工作的安排和檢查的效率。

BIM 技術進度管理?；贐IM 技術的進度計劃具有可視化優(yōu)勢，相比傳統(tǒng)的進度計劃橫道圖、網(wǎng)絡圖，施工進度模擬更加直觀,而且對整體進度情況反映較好。復雜的橫道圖、網(wǎng)絡圖在展示時需要不斷閱讀文字與時間,效率較低；施工進度模擬更加直觀、形象,表達出的信息量大,在大量進度任務并行工作時其作用尤其顯著。

BIM 技術成本管理。應用BIM 技術，可快速通過系統(tǒng)平臺查找相應類型或單體構件的工程量，不需要打開建模端，實現(xiàn)了簡便、快捷和高效。例如，在某一層，搜索“墻”，可直接查找出墻體的數(shù)量、類型，同時可以反查到模型中對應的位置。通過同一項目不同階段（預算、計劃成本、實際成本、變更）的模型對比，測算出計劃與實際消耗量之間的差異，找出差異較大原因，加強成本的管控力度，避免后續(xù)同類型問題的發(fā)生，進一步加強項目的精細化管理程度，提高項目利潤點。

BIM 創(chuàng)新應用-實景建模。項目部通過設置無人機拍攝航線及固定高清網(wǎng)絡攝像機拍攝點，可獲得每個時段現(xiàn)場的人、材、機布置及形象進度，通過此方式指導總平面管理，加強對勞動力的控制，保證進度管理目標的實施。無人機拍攝影像與BIM 施工模擬進行對比分析，方便項目部實時掌控和調(diào)整施工部署，且最終獲得整個項目的建造影像資料，節(jié)省了大量的人力物力，提高了工作效率。

BIM 創(chuàng)新應用-VR 技術。采用虛擬樣板引路技術，相比傳統(tǒng)“樣板引路”，虛擬樣板引路具有節(jié)材、制作周期短、不受物理條件制約、互動程度高等特點。基于南通二建BIM 中心豐富的族庫系統(tǒng)、協(xié)同BIM 技術，可快速地復制航展及各大精典工程VR 模式到其它各項目部，從而實現(xiàn)智能化樣板引路的推廣應用。利用VR 技術體驗虛擬樣板，由BIM 中心專人負責設備的搭設及平臺開發(fā)維護，便捷高效。具體樣板內(nèi)容包括：三維場地布置展示、特殊工藝虛擬樣板展示、安全文明施工管理展示、機電泵房樣板展示。

6、自主研發(fā)——南二百科知識數(shù)據(jù)庫平臺

南通二建百科包括了兩大子系統(tǒng)、三大主要模板，兩個客戶端（PC&Android）。KBM 系統(tǒng)是一種高可塑性企業(yè)資源管理（EAI）平臺，業(yè)務系統(tǒng)和管理系統(tǒng)前后臺分離，管理模式和操作界面更加人性化。

其中三大主要模板一是個人云盤，每個南通二建員工都有一個有續(xù)傳和秒傳功能、常用文件格式在線預覽和播放功能的高性能企業(yè)云盤，可以存儲各類私人數(shù)據(jù)；二是文庫，每個員工都可以將自己的數(shù)據(jù)公開在文庫中進行分享交換、交流；三是知識庫，知識庫細分為工藝圖片庫、工藝課件庫、項目視頻庫、品牌展示庫、技術標書庫、技術方案庫、管理成果庫、安全環(huán)境庫、CI 形象庫、BIM 技術庫、規(guī)范標準庫、企業(yè)標準庫、科技成果庫、項目資料庫、機械設備庫、建筑材料庫、分包勞務庫、培訓考試庫、企業(yè)專家?guī)?、文件檔案庫等二十個子庫，除了從企業(yè)經(jīng)營項目生產(chǎn)中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)填充外，對于文庫中優(yōu)秀的數(shù)據(jù)也會被收納進知識庫中。

工程案例

1、工程概況

恒泰創(chuàng)新中心項目位于中國江蘇自貿(mào)試驗區(qū)蘇州片區(qū)的企業(yè)總部基地，南鄰高鐵站，東近珠涇路，北接晨陽路，西靠支一路。項目總建筑面積為93787.09 平方米，由地下兩層整體地下室、三層裙房、四～十八層雙塔樓及局部屋頂電梯機房層、排煙機房層組成，總建筑高度85.85m，外檐采用金屬、玻璃幕墻圍護，整體恢宏大氣。主要建筑功能地上為科研辦公及配套、商業(yè)，地下平時為停車庫及設備用房，戰(zhàn)時為六級二等人員隱蔽所。

2、BIM+智慧工地集成云平臺

恒泰創(chuàng)新中心項目基于BIM5D+智慧工地數(shù)據(jù)決策系統(tǒng)，以IOT 物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)、BIM 等技術對項目上各業(yè)務線的具體工作以數(shù)字化的手段形成業(yè)務替代，從而積累龐大的生產(chǎn)作業(yè)信息，經(jīng)過平臺系統(tǒng)化的集成和歸集，得到在項目生產(chǎn)過程中所需要的人、機、料、法、環(huán)等關鍵要素，呈現(xiàn)出數(shù)據(jù)圖表，再通過項目管理的職能，做出科學合理的決策。平臺為數(shù)字施工解決方案提供了技術保障，項目管理層可通過平臺實時了解項目動態(tài)，高效管控，做到協(xié)作執(zhí)行可追溯，管理信息零損耗。

3、應用內(nèi)容

智慧工地建設在本項目實現(xiàn)了智能化的進度管理，自動化的質(zhì)量安全（設備）管控，物流式的材料統(tǒng)計，精細化的勞務管理，可視化的平面策劃，全方位的環(huán)境及能耗管理等探索及應用。同時也取得了BIM 及智慧工地建設方面的階段性成就，對南通二建的BIM 及智慧工地推廣積累了豐富經(jīng)驗。

勞務實名制應用。本項目落實勞務實名制，對進場勞務工人實行實名登記、日常考勤，集成智能安全帽、閘機、人臉識別等設備，全面掌握現(xiàn)場的用工情況，工人刷臉出入，相關統(tǒng)計信息即時上傳。在項目的智慧工地平臺上可實時查詢，便于掌控現(xiàn)場的工種配置及人員作業(yè)情況。

WIFI 教育。施工現(xiàn)場提供無線WIFI，工人在上網(wǎng)前需要經(jīng)過認證，回答內(nèi)置試題，通過認證后方可上網(wǎng)，潛移默化中提高工人安全防護意識；可內(nèi)置關于黨建、安全教育的題庫或視頻，也可根據(jù)項目安全巡檢常見問題進行針對性專項教育。

安全質(zhì)量管理應用。本項目通過安全/質(zhì)量管理系統(tǒng)進行風險分級管控，隱患排查治理。在項目前期，根據(jù)項目自身情況，提前識別風險、風險分級，并輸出風險分布圖及風險趨勢圖。在建設過程中，根據(jù)風險分布清單制定安全隱患排查計劃，在日常、定期、專項安全檢查中，發(fā)現(xiàn)安全隱患可隨手拍照上傳，并督促責任人整改，整改完成后拍照上傳回復，檢查人員復查，形成閉合的檢查、整改、復查的安全檢查記錄。

計算機網(wǎng)絡的運行基礎是環(huán)境，用戶訪問外網(wǎng)時必然要經(jīng)過網(wǎng)絡環(huán)境，當計算機網(wǎng)絡處共享環(huán)境時，就面臨著資源開放的安全風險。網(wǎng)絡環(huán)境當中存在著很多惡意攻擊，攻擊者會通過設置攻擊環(huán)節(jié)的方式，在數(shù)據(jù)包交換的過程當中攻擊數(shù)據(jù)包，使其攜帶攻擊信息，當數(shù)據(jù)包完成交換進入內(nèi)網(wǎng)后，攻擊信息也隨之進入內(nèi)網(wǎng)，導致內(nèi)網(wǎng)的防護結構被破壞，產(chǎn)生網(wǎng)絡安全風險。

物料管理應用。本項目為了更智能化管理現(xiàn)場材料進出場，通過智能化軟硬件系統(tǒng)對接地磅，確保稱重數(shù)據(jù)任何人都不能修改，從數(shù)據(jù)源頭上確保真實性和準確性，避免手工失誤等人為因素的存在。材料實稱實入庫，保證材料真實到場。

智能視頻監(jiān)控應用。除了傳統(tǒng)的球機和槍機外，本項目運用延時攝影技術，自動收集項目現(xiàn)場照片生成短視頻，以短視頻快速了解一個時間段內(nèi)的工程進度情況。每個視頻中置入AI 算法，應用智能視頻分析和深度學習神經(jīng)網(wǎng)絡技術，實現(xiàn)對項目現(xiàn)場出入口、作業(yè)面等區(qū)域人員活動是否佩戴安全帽和違規(guī)抽煙行為進行識別，分析和預警，并將報警截圖和視頻保存到數(shù)據(jù)庫，結合項目現(xiàn)場安裝廣播，識別到現(xiàn)場有異?；蜻`規(guī)行為，自動聯(lián)動廣播預警。同時還可播放安全知識、操作規(guī)程，表揚先進典型、批評反面教材，實現(xiàn)精準化管理。

臨邊防護監(jiān)測預警應用。本項目采用臨邊防護自動監(jiān)測預警系統(tǒng)，系統(tǒng)可自動監(jiān)測人員靠近，及時聲光提醒。如果臨邊防護破損或被違規(guī)翻越時，系統(tǒng)可聯(lián)動區(qū)域內(nèi)攝像頭抓拍，并在第一時間將之反饋給相應管理責任人，及時處置。

機械設備、危大工程物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測應用。針對一些大型機械，重大危險源進行實時監(jiān)測，比如塔吊、升降機、卸料平臺、高支模、深基坑、大體積混凝土等智能化監(jiān)測，一旦發(fā)生風險，一方面現(xiàn)場報警，另一方面將風險信息推送到管理人員手機上，及時督促整改。同時積累的運行數(shù)據(jù)，形成企業(yè)數(shù)據(jù)資產(chǎn)，可以作為以后項目參考的依據(jù)，實現(xiàn)真正的數(shù)字化管理。

揚塵閉環(huán)管理應用。通過物聯(lián)網(wǎng)傳感器技術，實時監(jiān)測項目現(xiàn)場空氣質(zhì)量變化情況，當現(xiàn)場PM2.5、PM10 等監(jiān)測數(shù)據(jù)超過在平臺中設置的預警值后，直接向噴淋聯(lián)動器發(fā)送信號，自動開啟噴淋裝置，第一時間對現(xiàn)場進行揚塵治理。項目施工至今，未因環(huán)保問題遭到投訴或環(huán)保部門處罰。

效益與展望

從項目現(xiàn)場看，要解決以下問題，包括解決工資糾紛；解決安全質(zhì)量管理，可視化、及時性、數(shù)據(jù)分析；解決工效分析、勞動實際消耗分析、材料實際消耗分析，幫助企業(yè)完善定額體系；解決可視化交底與可視化培訓。

從企業(yè)長久發(fā)展看，要順利跨越“技術斷點”，讓數(shù)據(jù)成為新的生產(chǎn)力，同時加快智慧決策模型建設，形成合力。