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        基于AI的工程質(zhì)量監(jiān)理輔助系統(tǒng)研究

        2023-01-07 08:31:46王婷杰鐘海榮上海建科工程咨詢有限公司上海200032
        建設(shè)監(jiān)理 2022年1期
        關(guān)鍵詞:圖像識別監(jiān)理輔助

        王婷杰,鐘海榮,王 博(上海建科工程咨詢有限公司, 上海 200032)

        0 引 言

        “十四五”規(guī)劃中明確提出要推動高質(zhì)量發(fā)展,建筑業(yè)作為國民經(jīng)濟(jì)的重要物質(zhì)生產(chǎn)行業(yè),逐步與人工智能(Artificial Intelligence,AI)等技術(shù)相結(jié)合,不斷朝著智能化方向發(fā)展。監(jiān)理管理是工程建造中必不可少的一環(huán),其現(xiàn)場管理方式的數(shù)字化革新具有重要的意義。實(shí)際工程中,監(jiān)理管理的工作量往往較大,不可控因素也很多,監(jiān)理人員素質(zhì)良莠不齊,建筑質(zhì)量往往難以全面把控。當(dāng)前AI及5G技術(shù)的興起,為監(jiān)理行業(yè)的信息化管理提供了新的思路,AI技術(shù)的應(yīng)用已成為智能建筑的重要發(fā)展趨勢[1]。

        近年來,基于AI技術(shù)的智慧工地管理系統(tǒng)的研究和實(shí)踐不斷增多,AI技術(shù)中的人臉識別、圖像識別等功能的優(yōu)勢日益凸顯[2]。智慧工地平臺大多是基于科學(xué)信息共享、智能優(yōu)化決策以及現(xiàn)場安全監(jiān)測方面的研究,面向的目標(biāo)群體一般為業(yè)主、施工單位、監(jiān)理單位、設(shè)計單位等工程建設(shè)的多方主體,對現(xiàn)場監(jiān)理質(zhì)量管理輔助的針對性相對不強(qiáng)。提高監(jiān)理技術(shù)服務(wù)智能化水平,需要結(jié)合不同監(jiān)理項目的具體特點(diǎn),開發(fā)符合現(xiàn)場質(zhì)量管理需求的信息化軟件系統(tǒng)[3]。針對監(jiān)理施工管理的流程和特點(diǎn),研發(fā)基于AI技術(shù)的監(jiān)理輔助App,可以更好地促進(jìn)監(jiān)理工作的數(shù)字化、可視化和精細(xì)化。

        1 AI技術(shù)及手機(jī)App監(jiān)理輔助系統(tǒng)概述

        1.1 AI技術(shù)概述

        AI是研究開發(fā)模擬、延伸和擴(kuò)展人的智能的一門新技術(shù)科學(xué)。AI技術(shù)包含圖像識別、語言識別、自然語言處理、專家系統(tǒng)、機(jī)器人等功能,可以通過智能化設(shè)備來模擬人類思考;同時具有自我學(xué)習(xí)能力,可以在學(xué)習(xí)過程中不斷適應(yīng)、改變和完善。與智能化高、功能強(qiáng)大、自適應(yīng)性強(qiáng)的AI技術(shù)相結(jié)合,是建筑行業(yè)監(jiān)管領(lǐng)域的重要發(fā)展趨勢。

        1.2 手機(jī)App監(jiān)理輔助系統(tǒng)概述

        人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)倉庫等移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,為監(jiān)理信息化管理工具的開發(fā)和應(yīng)用提供了技術(shù)保障。手機(jī)App具有管理系統(tǒng)先進(jìn)、數(shù)據(jù)來源廣泛、內(nèi)容豐富多樣、信息發(fā)布速度快、使用方便等優(yōu)勢。手機(jī)App與監(jiān)理管理工作的結(jié)合,可以更好地滿足現(xiàn)場管理需求,通過應(yīng)用程序內(nèi)功能模塊的設(shè)置,大大提高監(jiān)理質(zhì)量管理的效率:App將實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)定項的規(guī)范、圖紙及技術(shù)指導(dǎo)文件查閱、基于圖像識別的材料驗(yàn)收、工程質(zhì)量檢測輔助,工程質(zhì)量問題實(shí)時信息錄入、問題原因及解決方案參考提示、問題閉環(huán)消息提醒、管理過程信息微信分享、在線交流、打卡考勤、數(shù)據(jù)輸出、每日學(xué)習(xí)推薦等功能,從而加快問題的閉環(huán)處理,提高監(jiān)理質(zhì)量管理工作的及時性、完整性和準(zhǔn)確性。

        2 基于AI技術(shù)的監(jiān)理輔助系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀

        整體而言,當(dāng)前建筑行業(yè)中,先進(jìn)的信息化技術(shù)相對缺乏[4]。很多建筑工程供地面積大、設(shè)備分散、作業(yè)流程瑣碎、人員混雜,現(xiàn)場往往存在秩序混亂、管理困難等痛點(diǎn)。提高工地管理效率、保證施工質(zhì)量、建設(shè)“智慧工地”成為當(dāng)前建筑業(yè)的迫切需求[5]?!爸腔酃さ亍敝铝τ诮Y(jié)合AI技術(shù),解決當(dāng)前工程現(xiàn)場管理困難的問題,如依靠人臉識別技術(shù)加強(qiáng)人員管控、利用圖像識別技術(shù)輔助質(zhì)量驗(yàn)收、借助后臺大數(shù)據(jù)分析代替手工記錄等[2]。圍繞現(xiàn)場人員、機(jī)械、材料等資源的管理[6],將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、深度學(xué)習(xí)模型等與工程實(shí)際相結(jié)合,同時通過環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、勞務(wù)實(shí)名制系統(tǒng)、隱患智能預(yù)警系統(tǒng)等模塊,實(shí)現(xiàn)人員、設(shè)備、物資的調(diào)度和項目進(jìn)度、質(zhì)量、安全等的全方位監(jiān)管,從而有效提升工程的信息化管理水平。

        目前,監(jiān)理行業(yè)對信息管理系統(tǒng)的應(yīng)用相對較少,AI技術(shù)與監(jiān)理智能化管理的結(jié)合也不夠充分。監(jiān)理模式仍主要停留在傳統(tǒng)人工巡視、旁站、質(zhì)量驗(yàn)收以及手工記錄的層面上。由于缺少智能化的輔助設(shè)備,現(xiàn)場監(jiān)理往往存在工作量大、工作效率偏低、隨機(jī)性強(qiáng)、對監(jiān)理人員素質(zhì)依賴度較高等問題。

        近年來,隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和移動通信技術(shù)的發(fā)展,工程現(xiàn)場質(zhì)量管理App的研發(fā)應(yīng)用取得了顯著突破。很多工程企業(yè)結(jié)合自身管理需求,開發(fā)出了具有行業(yè)特色的手機(jī)App,并已取得一定的應(yīng)用成效。浙江城建集團(tuán)[7]開發(fā)的“掌上工程”管理系統(tǒng),運(yùn)用了互聯(lián)網(wǎng)思維,與已有OA辦公系統(tǒng)無縫連接,實(shí)現(xiàn)了整改通知及時發(fā)送、規(guī)范圖紙隨時查詢、過程圖片影像記錄、關(guān)鍵數(shù)據(jù)采集分析、整改情況動態(tài)管理等功能,高效完成了施工管理PDCA循環(huán),目前已成功應(yīng)用于昆山九方城市花園等項目;金茂集團(tuán)[8]推出的“金茂質(zhì)檢”App,通過PC端以及后臺的搭建,實(shí)現(xiàn)了七大模塊、圖紙定位、照片涂鴉、檢查分類四大功能,有效地應(yīng)用于實(shí)際項目并提高了質(zhì)量管理的科學(xué)性;長江工程監(jiān)理咨詢有限公司[9]開發(fā)了基于Android系統(tǒng)的地下水監(jiān)測工程輔助App,通過人員權(quán)限開放、監(jiān)測點(diǎn)查詢、信息上傳與審批、綜合查詢等功能設(shè)置,實(shí)現(xiàn)了施工過程有關(guān)信息快速、準(zhǔn)確地記錄和傳輸,從而及時掌握材料及構(gòu)件是否符合、人員是否認(rèn)真履職、質(zhì)量是否把控嚴(yán)格等情況信息,有效提升了項目管理的標(biāo)準(zhǔn)化和信息化程度;湖北某水庫管理局[10]應(yīng)用的日常巡檢移動App,實(shí)現(xiàn)了日常巡檢、險情上報、水政巡查等功能的信息化管理,有效提高了水利工程巡檢業(yè)務(wù)執(zhí)行力,呼應(yīng)了該單位電子留痕的管理理念;中鐵十六局集團(tuán)[11]也將手機(jī)App與施工管理結(jié)合,實(shí)現(xiàn)了項目信息管理、用戶管理、項目管理文件查閱等功能,在浙江甬臺溫高速公路項目中有效輔助完成了隱患管理、日常管理等工作;基于阿里巴巴集團(tuán)[12]研發(fā)的釘釘App,通過設(shè)置辦公管理、現(xiàn)場監(jiān)理工作、知識管理、信息交流四個模塊,提升了監(jiān)理管理的信息化管理水平,并致力于未來分層次、分階段地賦能監(jiān)理服務(wù)。綜合已有研究,現(xiàn)場質(zhì)量管理App中AI技術(shù)的融入深度相對不足,且大多集中在用戶管理模塊中的人臉識別功能以及現(xiàn)場問題錄入的語音輸入功能等方面。

        3 監(jiān)理輔助系統(tǒng)未來發(fā)展方向

        扎根工地現(xiàn)場,結(jié)合質(zhì)量管理實(shí)際工作的需求,是未來監(jiān)理質(zhì)量輔助系統(tǒng)研發(fā)的關(guān)鍵。未來監(jiān)理輔助系統(tǒng)將朝著規(guī)范化、精細(xì)化和智能化的方向發(fā)展,具體包括以下幾個方面。

        (1)完善管理系統(tǒng),加強(qiáng)項目信息管理和用戶管理。支持按照實(shí)際工程項目添加項目信息和監(jiān)理管理人員。依據(jù)項目實(shí)際情況,添加鋼筋工程、模板工程、混凝土工程等具體施工內(nèi)容模塊,同時通過項目監(jiān)理人員的注冊、身份認(rèn)證和添加特權(quán)等功能,對用戶進(jìn)行兼容性的“定向開放”,實(shí)現(xiàn)日常管理的分級審批、管理嚴(yán)格、責(zé)任明確,從而保證系統(tǒng)的安全和高效。

        (2)設(shè)計特色模塊,針對性輔助現(xiàn)場監(jiān)理質(zhì)量管理?;贏I圖像識別、語音識別等技術(shù),通過知識管理、日常巡視、材料管理、質(zhì)量驗(yàn)收、旁站管理、信息管理等模塊的構(gòu)建,實(shí)現(xiàn)質(zhì)量管理過程中的規(guī)范圖紙以及方案細(xì)則的隨時查詢、驗(yàn)收要點(diǎn)及注意事項提示、移動終端圖像識別輔助掃描驗(yàn)收、成果識別、質(zhì)量問題預(yù)警提示、質(zhì)量問題語音輸入、水印相機(jī)拍照上傳、離線數(shù)據(jù)保存、問題上傳及閉環(huán)提醒、過程管理信息微信分享、文檔資料輸出存檔及打印等功能,保證監(jiān)理質(zhì)量管理的精細(xì)化和科學(xué)性,最大程度地減少因監(jiān)理人員自身專業(yè)水平較低、復(fù)雜環(huán)境下操作不便而造成的工程質(zhì)量問題,同時大幅提高現(xiàn)場管控的效率。

        (3)采用先進(jìn)主流開發(fā)技術(shù),研發(fā)統(tǒng)一、開放、可拓展的質(zhì)量管理輔助系統(tǒng)。深度融合互聯(lián)網(wǎng)思維與監(jiān)理領(lǐng)域管理,結(jié)合AI技術(shù)的優(yōu)勢,建立簡捷、直觀、可操作性強(qiáng)的手機(jī)應(yīng)用軟件系統(tǒng)。保證良好的開放性,提供App應(yīng)用系統(tǒng)與其他外圍系統(tǒng)的接口標(biāo)準(zhǔn)和方案,預(yù)留多系統(tǒng)接口,系統(tǒng)逐步升級,實(shí)現(xiàn)多子系統(tǒng)全面集成,同時也要確保目前市場各主流品牌機(jī)型的安裝、穩(wěn)定運(yùn)行以及后續(xù)的擴(kuò)容和更新。注重對App知識內(nèi)容的不斷優(yōu)化,結(jié)合大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈技術(shù),不斷拓寬和完善知識信息的采集渠道,通過后臺錄入、自動采集、在線交換等多種方式,保證App內(nèi)知識庫的不斷更新和補(bǔ)充。建立完善的技術(shù)保障體系,使系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行,同時具有較強(qiáng)的容錯能力、個性化定制能力和后續(xù)開發(fā)能力。

        4 結(jié) 語

        綜合已有研究成果,大多質(zhì)量管理輔助App在現(xiàn)場管理方面效果良好,尤其通過問題上傳、跟蹤整改等功能,在一定程度上起到了輔助作用。未來,如何充分結(jié)合AI技術(shù)優(yōu)勢,將App的功能設(shè)計與監(jiān)理的實(shí)際工作任務(wù)緊密貼合,指導(dǎo)專業(yè)素質(zhì)參差不齊的監(jiān)理人員進(jìn)行專業(yè)、及時的質(zhì)量管理,是監(jiān)理管理輔助App功能設(shè)計的重要方向。從這個角度而言,圖紙規(guī)范、方案細(xì)則等的導(dǎo)出只是基本功能。更重要的是,App要依靠強(qiáng)大的AI技術(shù)、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù),通過語音識別、圖像識別、自我深化學(xué)習(xí)等功能,不斷提供實(shí)操性的監(jiān)理工作方法,對工程現(xiàn)場實(shí)際管理流程進(jìn)行技術(shù)指導(dǎo),從而促進(jìn)監(jiān)理企業(yè)的轉(zhuǎn)型升級,提升內(nèi)部信息化管理水平。

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