陳明 金國棟 徐凌曉 高寒

中國建筑第八工程局有限公司 上海 200000

建筑工程管理和施工是一個復(fù)雜而又繁瑣的過程，需要涉及到多個方面的知識和技術(shù)。隨著信息技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，智慧建造技術(shù)逐漸成為新型建筑管理和施工的重要手段。智慧建造技術(shù)作為先進(jìn)的建筑施工技術(shù)，具有很強(qiáng)的信息化、智能化特性，可以有效地提高建筑工程的管理和施工效率，避免施工過程中出現(xiàn)質(zhì)量問題和安全隱患。EPC管理模式下，智慧建造技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢更加凸顯。然而，智慧建造技術(shù)在EPC管理模式下應(yīng)用也面臨著很多挑戰(zhàn)，如何克服這些挑戰(zhàn)，更好地發(fā)揮智慧建造技術(shù)在EPC管理模式下的優(yōu)勢，是本文研究的重點(diǎn)。

1 智慧建造技術(shù)

智慧建造技術(shù)是通過數(shù)字化、虛擬化、網(wǎng)絡(luò)化多種技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)在建造領(lǐng)域的高效、智能、安全的建造模式。智慧建造技術(shù)的發(fā)展將對建筑行業(yè)的生產(chǎn)力革命產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。智慧建造技術(shù)包括數(shù)字化施工過程實(shí)時控制建造技術(shù)、數(shù)字化全過程虛擬及仿真建造技術(shù)、模架裝備數(shù)字化制造及智能化安全控制技術(shù)、大型施工機(jī)械數(shù)字化安全控制技術(shù)、以及施工現(xiàn)場人員安全狀態(tài)的智能控制技術(shù)[1]。

1.1 數(shù)字化施工過程實(shí)時控制建造技術(shù)

數(shù)字化施工過程實(shí)時控制建造技術(shù)是智慧建造技術(shù)中的一個重要組成部分。通過采用傳感器、物聯(lián)網(wǎng)、云計算等技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)對施工現(xiàn)場各個環(huán)節(jié)的智能化管理和實(shí)時控制，能夠有效提高施工效率，降低施工成本和風(fēng)險。在數(shù)字化施工過程實(shí)時控制建造技術(shù)中，要做好以下幾點(diǎn)：一是建立數(shù)字化平臺，將各種數(shù)據(jù)信息整合起來，如圖像信息、現(xiàn)場聲音、安全傳感器、區(qū)位信息等。二是進(jìn)行智能分析，將分析后的數(shù)據(jù)精確地反映到現(xiàn)場建造中，幫助工人更加高效地開展工作。三是對施工現(xiàn)場進(jìn)行動態(tài)管理，可以快速響應(yīng)突發(fā)情況，對施工現(xiàn)場進(jìn)行快速響應(yīng)。通過數(shù)字化施工過程實(shí)時控制建造技術(shù)的應(yīng)用，將能夠提高安全性和效率，進(jìn)而提高施工質(zhì)量和客戶滿意度[2]。

1.2 數(shù)字化全過程虛擬及仿真建造技術(shù)

數(shù)字化全過程虛擬及仿真建造技術(shù)是智慧建造技術(shù)中的另一個重要組成部分。該技術(shù)通過建立數(shù)字化建造模型，輔助工程師和施工人員進(jìn)行全過程虛擬建造及仿真，以避免現(xiàn)場發(fā)生的錯誤和風(fēng)險。數(shù)字化全過程虛擬及仿真建造技術(shù)可以幫助設(shè)計師更快速便捷、更貼近實(shí)際情況地進(jìn)行建筑設(shè)計。此外，該技術(shù)還可以幫助施工人員預(yù)測各種條件下的施工結(jié)果，從而優(yōu)化施工方案。數(shù)字化全過程虛擬及仿真建造技術(shù)的關(guān)鍵是建立全生命周期的數(shù)字化建造模型。此模型要包含建筑結(jié)構(gòu)、材料、可以利用的空間、機(jī)械設(shè)備和物料等信息。在數(shù)字化全過程虛擬及仿真建造技術(shù)的應(yīng)用中，工程師可以通過創(chuàng)建虛擬模型，更準(zhǔn)確地預(yù)測施工過程中的問題，更安全地規(guī)劃施工計劃。此外，建筑企業(yè)還可以使用虛擬模型來預(yù)測建筑物在自然災(zāi)害或人為事故中的響應(yīng)，以及處理緊急情況的步驟和資源使用情況[3]。

1.3 模架裝備數(shù)字化制造及智能化安全控制技術(shù)

模架裝備數(shù)字化制造及智能化安全控制技術(shù)是智慧建造技術(shù)的又一個重要組成部分。這種技術(shù)通過提高模架裝備數(shù)字化制造工藝、設(shè)備自動化和機(jī)器學(xué)習(xí)的水平，推動智能化安全控制。模架裝備數(shù)字化制造依靠先進(jìn)的數(shù)字技術(shù)，為建筑企業(yè)帶來高生產(chǎn)力、高效率、高質(zhì)量的制造流程。同時，智能化安全控制可以有效地評估裝備使用狀況，并對裝備進(jìn)行分析和指導(dǎo)，從而提高安全性。模架裝備數(shù)字化制造及智能化安全控制技術(shù)的關(guān)鍵是提高制造裝備的數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)化及精細(xì)化程度，并利用大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化。通過數(shù)字化制造，可以使制造系統(tǒng)自動化程度提高，并且減少人為干預(yù)的可能性。智能化安全控制利用大型數(shù)據(jù)處理平臺，可以實(shí)時做出決策，避免可能的風(fēng)險。

1.4 大型施工機(jī)械數(shù)字化安全控制技術(shù)

大型施工機(jī)械的數(shù)字化安全控制技術(shù)也是智慧建造的一個重要組成部分。大型施工機(jī)械數(shù)字化安全控制技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對施工機(jī)械的自動化、數(shù)字化控制，包括對機(jī)械的操作、故障檢測、維護(hù)預(yù)警等多方面的智能化。該技術(shù)可以有效提高施工機(jī)械安全性和效率。大型施工機(jī)械數(shù)字化安全控制技術(shù)的核心在于實(shí)現(xiàn)對施工機(jī)械的數(shù)字化控制和自動化，比如通過傳感器實(shí)現(xiàn)對機(jī)械的智能化監(jiān)控、通過機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對機(jī)械操作的優(yōu)化等。此外，還需要通過對機(jī)械故障的檢測和預(yù)警來降低故障風(fēng)險，并且輔助實(shí)現(xiàn)施工安全和效率的提高[4]。

1.5 施工現(xiàn)場人員安全狀態(tài)的智能控制技術(shù)

智能化控制是智慧建造技術(shù)實(shí)現(xiàn)的核心手段之一，而施工現(xiàn)場人員安全狀態(tài)的智能控制技術(shù)就是一個重要的應(yīng)用方向。該技術(shù)可以采用傳感器等技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)對施工現(xiàn)場人員安全狀態(tài)的監(jiān)控和控制，例如行為分析、姿勢識別、危險警示等多方面的應(yīng)用，加強(qiáng)對施工現(xiàn)場人員的安全控制，避免意外發(fā)生。施工現(xiàn)場人員安全狀態(tài)的智能控制技術(shù)要實(shí)現(xiàn)全面的應(yīng)用，需要與數(shù)字化施工過程實(shí)時控制建造技術(shù)、數(shù)字化全過程虛擬及仿真建造技術(shù)、模架裝備數(shù)字化制造及智能化安全控制技術(shù)、大型施工機(jī)械數(shù)字化安全控制技術(shù)等技術(shù)互相配合，實(shí)現(xiàn)施工現(xiàn)場的智能化管理和控制。當(dāng)下，建筑行業(yè)中數(shù)字化技術(shù)已經(jīng)成為了建造業(yè)向智慧建造行業(yè)轉(zhuǎn)型的基礎(chǔ)。在未來，隨著更加先進(jìn)的技術(shù)不斷涌現(xiàn)，智慧建造技術(shù)將不斷更新，同時也將帶來更加高效、安全、智能的建造方式，促進(jìn)建筑行業(yè)的發(fā)展[5]。

2 EPC建造管理的特點(diǎn)

EPC建造管理是指通過承包商對工程設(shè)計、采購及施工進(jìn)行總承包的一種建造方式。相較于傳統(tǒng)的設(shè)計采購施工分離的建造方式，EPC建造管理有以下幾個特點(diǎn)：

2.1 單一責(zé)任體系

在傳統(tǒng)的建造方式中，設(shè)計、采購和施工由不同的承包商負(fù)責(zé)，因此項(xiàng)目質(zhì)量、成本和進(jìn)度往往難以控制和保證。EPC建造管理中，由總承包商承擔(dān)了整個項(xiàng)目的設(shè)計、采購和施工，形成了單一各方責(zé)任體系。因此，總承包商有更大的動力、決心和義務(wù)推進(jìn)項(xiàng)目的質(zhì)量、成本和進(jìn)度控制，確保項(xiàng)目能夠按時、按質(zhì)、按效完成[6]。

2.2 統(tǒng)一協(xié)調(diào)管理

EPC建造管理中，設(shè)計、采購和施工由總承包商進(jìn)行統(tǒng)一協(xié)調(diào)，各方利益高度一致，涉及的風(fēng)險亦由總承包商承擔(dān)。相比傳統(tǒng)建造方式，EPC建造管理能夠更加全面、系統(tǒng)地把控項(xiàng)目進(jìn)度、質(zhì)量和成本。并且，各方合作更加緊密，合作更加穩(wěn)定，減少了因?yàn)楦鞣嚼娌灰恢露鸬暮献鲉栴}，提高了項(xiàng)目進(jìn)度和質(zhì)量的控制能力。

2.3 整合資源優(yōu)化成本

EPC建造管理中，總承包商組織了設(shè)計、采購和施工等多方面技術(shù)資源，整合成一個協(xié)同的整體。在整個建造過程中，可以根據(jù)具體的情況精確掌控成本并定位風(fēng)險，優(yōu)化各項(xiàng)工作流程，規(guī)避各種不必要的風(fēng)險。此外，總承包商還可以更加準(zhǔn)確地預(yù)測工程進(jìn)度和費(fèi)用，從而提高項(xiàng)目成本控制效率[7]。

3 EPC管理模式下智慧建造技術(shù)的應(yīng)用

3.1 智慧安全帽技術(shù)

智慧安全帽技術(shù)的核心是內(nèi)置姿態(tài)和位置監(jiān)督系統(tǒng)，能夠?qū)崟r監(jiān)測工人的姿態(tài)和位置信息，清晰呈現(xiàn)在管理者的監(jiān)控界面上，一旦發(fā)現(xiàn)存在不合規(guī)的狀態(tài)，管理者可以及時發(fā)出指令進(jìn)行提醒，同時檢查危險狀態(tài)。管理者還可以通過自己的設(shè)備隨時查看現(xiàn)場的狀況。智慧安全帽技術(shù)具有人工智能報警功能，可以實(shí)現(xiàn)自動報警功能，一旦發(fā)生重大危險事件，智慧安全帽技術(shù)可以及時傳遞信息到管理者的監(jiān)管設(shè)備上，讓管理者能夠及時采取應(yīng)對措施，避免安全事故發(fā)生。智慧安全帽技術(shù)的應(yīng)用可以提高管理者的安全意識和現(xiàn)場監(jiān)控的效率。管理者可以通過監(jiān)控界面監(jiān)測工人的狀態(tài)，及時作出反應(yīng)，提高現(xiàn)場監(jiān)控工作的效率，并增強(qiáng)對工人的安全意識，讓管理者能夠更好地把控現(xiàn)場情況，保證工程安全順利、高效地進(jìn)行。

3.2 安全防護(hù)機(jī)器人技術(shù)

安全防護(hù)機(jī)器人技術(shù)是一種電子式機(jī)器人，可快速檢測現(xiàn)場的危險情況，搶控現(xiàn)場，保障人員安全。安全防護(hù)機(jī)器人可以通過激光、雷達(dá)等設(shè)備對現(xiàn)場安全隱患進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，并利用機(jī)械臂對現(xiàn)場進(jìn)行火情、煤氣泄漏等危險處理。在EPC管理模式下，安全防護(hù)機(jī)器人技術(shù)能夠快速處理現(xiàn)場環(huán)境中的安全問題，保障工人的身體健康和生命安全，提高工程項(xiàng)目的安全管理效率[8]。

3.3 基于BIM 技術(shù)的施工進(jìn)度重量管理

基于BIM技術(shù)的施工進(jìn)度重量管理是一種基于建筑信息模型（BIM）的綜合管理體系。BIM技術(shù)能夠快速實(shí)現(xiàn)建筑工程現(xiàn)場的質(zhì)量控制和進(jìn)度管理，同時還能夠追蹤工程進(jìn)度和成本，并通過數(shù)據(jù)分析來統(tǒng)計和分析實(shí)際施工、質(zhì)量和進(jìn)度的情況。EPC管理模式下，基于BIM技術(shù)的施工進(jìn)度重量管理系統(tǒng)能夠幫助項(xiàng)目實(shí)施管理人員進(jìn)行實(shí)時監(jiān)管，促進(jìn)信息的共享和互通，從而增強(qiáng)對工程項(xiàng)目的控制能力，提高工程項(xiàng)目的管理效率。

3.4 基于 BIM 技術(shù)的三維平面布置

在EPC管理模式下，基于BIM技術(shù)的三維平面布置技術(shù)可以快速完成建筑物的三維建模，并通過布置圖、施工圖等形式將信息共享出來。該技術(shù)具有規(guī)劃設(shè)計的準(zhǔn)確性和故障的實(shí)時提醒功能，可以支持施工現(xiàn)場實(shí)時信息的傳遞和共享，從而提高工程項(xiàng)目的施工效率和質(zhì)量管理[9]。

3.5 云筑智聯(lián)智慧工地平臺搭建

云筑智聯(lián)是一個用于建筑行業(yè)的智慧工地管理平臺，主要針對建筑施工領(lǐng)域的自動識別、計算機(jī)視覺等技術(shù)，對人工、機(jī)器進(jìn)行監(jiān)管和管理，實(shí)現(xiàn)工地信息、管理和控制集中化。該平臺可以幫助管理人員實(shí)時掌握施工現(xiàn)場的信息，進(jìn)行現(xiàn)場分析和處理，并能夠提供實(shí)時決策支持，支持施工進(jìn)程的監(jiān)控和管理。在EPC管理模式下，云筑智聯(lián)智慧工地平臺搭建能夠提高項(xiàng)目實(shí)施管理的科學(xué)性和信息化水平，增強(qiáng)對工程項(xiàng)目的管理能力和效率。

3.6 基于BIM5D平臺的質(zhì)量安全管理

基于BIM 5D平臺的質(zhì)量安全管理是一種新型質(zhì)量安全管理方式。該平臺是在BIM技術(shù)基礎(chǔ)上開發(fā)的，能夠?qū)崿F(xiàn)施工現(xiàn)場的實(shí)時監(jiān)控和管理，同時還能夠?qū)κ┕がF(xiàn)場進(jìn)行五維模擬，包括時間、成本、質(zhì)量、人員和安全，從而提高施工質(zhì)量和安全水平。在EPC管理模式下，基于BIM 5D平臺的質(zhì)量安全管理能夠快速分析、追溯工程質(zhì)量和安全問題，提高工程項(xiàng)目的質(zhì)量安全管理水平，實(shí)現(xiàn)高效、可持續(xù)的施工管理。

3.7 人工智能和大數(shù)據(jù)技術(shù)

EPC建造管理過程中，常常需要處理各類數(shù)據(jù)和信息，例如材料、設(shè)備和人力管理等。大數(shù)據(jù)技術(shù)可以對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行匯集處理，提供可行的數(shù)據(jù)分析和預(yù)測模型。而人工智能技術(shù)可以通過模擬建筑工人行為、物流調(diào)度等方式，支持項(xiàng)目各個環(huán)節(jié)的自動化和智能化管理。這些技術(shù)可以幫助工程管理人員對材料和設(shè)備等資源進(jìn)行更好的管理和運(yùn)用，進(jìn)而優(yōu)化工程質(zhì)量、效率和成本。

3.8 無人機(jī)、激光雷達(dá)等技術(shù)

在EPC建造管理過程中，現(xiàn)場安全監(jiān)管及監(jiān)理工作是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。無人機(jī)技術(shù)可以監(jiān)視高空施工過程中存在的風(fēng)險，激光雷達(dá)技術(shù)則可以進(jìn)行高精度的三維空間檢測和重建。自動導(dǎo)航技術(shù)和自動定位技術(shù)也可以幫助無人機(jī)在工地上完成指定的任務(wù)。其他技術(shù)，如無線傳感器和云計算等，也可以結(jié)合整個施工過程，掌握建筑工地的運(yùn)行狀況，對工程實(shí)施的情況進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測和分析，保障施工安全[10]。

3.9 智能化機(jī)械設(shè)備

EPC建造管理中，各種機(jī)械設(shè)備在施工過程中起到至關(guān)重要的作用。智能化機(jī)械設(shè)備可以通過數(shù)字化的方式進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)，提高施工效率。例如，智能化擠漿機(jī)可以根據(jù)施工場地的環(huán)境情況進(jìn)行精準(zhǔn)的自動化操作，增加施工高度、施工速度和安全性。因此，機(jī)械設(shè)備的智能化水平?jīng)Q定了工程施工的質(zhì)量和效率。

4 總結(jié)

隨著智慧化技術(shù)的不斷深入和發(fā)展，智慧建造技術(shù)在EPC建造管理模式中的應(yīng)用越來越多，極大地提升了工程項(xiàng)目的管理水平和施工效率。智慧建造技術(shù)可以從多個方面對項(xiàng)目進(jìn)行管理和優(yōu)化，包括安全帽技術(shù)、安全防護(hù)機(jī)器人技術(shù)、BIM技術(shù)、云筑智聯(lián)智慧工地平臺等，這些技術(shù)的應(yīng)用有助于提高管理者的安全意識和現(xiàn)場監(jiān)控的效率，促進(jìn)信息共享和互通，增強(qiáng)對工程項(xiàng)目的控制能力，有效保障工人的身體健康和生命安全，提高工程項(xiàng)目的施工效率。