張 然, 馬 崗

(1.中國電建集團(tuán)成都勘測設(shè)計研究院有限公司,四川 成都 610072;2.四川野馬科技有限公司,四川 成都 610072)

0 引 言

近幾年,人工智能、云計算和大數(shù)據(jù)快速發(fā)展,工程造價領(lǐng)域擁有大量數(shù)據(jù),但造價過程需要耗費大量人力和時間。因此,如何將人工智能、云計算、大數(shù)據(jù)與工程造價進(jìn)行結(jié)合,提升工程造價效率,對整個工程造價領(lǐng)域都具有重要的價值[1]。

1 手動組價現(xiàn)狀分析

在工程造價領(lǐng)域中,組價是一個非常重要的環(huán)節(jié)。組價,即清單項目組價,指在給出工程清單和工程量后,根據(jù)清單項目特征等信息,套用清單計價定額進(jìn)行計算形成清單項目綜合單價的過程。組價過程要根據(jù)計價規(guī)范選擇定額,要考慮一個復(fù)雜清單對應(yīng)多個定額子目,還要綜合考慮人員、材料的價格及工程其他因素。因此,組價對造價工程師的知識面和工作經(jīng)驗要求很高。在實際操作中也需要花費大量的人力和時間,且受限于造價師的工作經(jīng)驗可能會存在缺漏項,或因人工失誤造成偏差[2]。

為了提升組價的效率,造價工程師和造價軟件公司在多方面進(jìn)行嘗試和探索,大體分為以下三種方式:

(1)復(fù)制相似度高且已完成組價的工程,并手動修改,這是造價師想的“土辦法”。其相當(dāng)于復(fù)制一個范本工程,在原范本清單和組價成果的基礎(chǔ)上進(jìn)行二次調(diào)整。但是,現(xiàn)實世界中,很難找到相似度非常高的兩個工程,所以找到范本再進(jìn)行修改,這樣做的工作量也相當(dāng)大,組價效率提升幅度并不明顯。

(2)復(fù)制當(dāng)前項目組價成果進(jìn)行組價。這種方法是軟件公司在單項目文件中想到的“復(fù)制/粘貼”功能。即復(fù)制當(dāng)前項目已經(jīng)完成組價的清單,粘貼應(yīng)用到需要組價的目標(biāo)清單中。這種方法存在一定的局限性,要求同一個項目中相同的清單較多,對相同的清單只需要組價一次就可以復(fù)制應(yīng)用。此外,這種方式還有一個缺陷,雖然兩個清單相同,但清單所在的部分項不同時,組價的方法可能會存在差異。比如,地下工程的石方開挖與地面工程的石方開挖,使用的定額就有所不同。

(3)復(fù)制歷史組價成果進(jìn)行組價。該方法需先將若干個歷史組價成果加工并形成組價方案庫,放在云數(shù)據(jù)庫中,在需要組價時選中清單,調(diào)用云數(shù)據(jù)庫的組價方案按編碼或關(guān)鍵詞組匹配,完成匹配后實現(xiàn)自動組價[3]。復(fù)制歷史組價成果進(jìn)行組價,有兩個局限性:一方面,需要有大量歷史造價成果數(shù)據(jù),如果數(shù)據(jù)無法匹配到合適的清單則無法進(jìn)行自動組價;另一方面,用歷史數(shù)據(jù)組價,會帶入歷史項目的組價因素(如商務(wù)條款、施工方案、地方規(guī)定),而這個因素可能與當(dāng)前項目沖突,比如歷史數(shù)據(jù)使用的老工法,當(dāng)前需要用新工法或者新設(shè)備,或者歷史項目施工組織方案與當(dāng)前項目不同,那么就會造成組價精度無法滿足實際造價需要[4]。

2 智能組價的定義與特征

要提升組價效率,單純套用歷史組價數(shù)據(jù)無法滿足造價師對組價精度的要求。要滿足組價精度要求,不是單純的匹配清單編碼,也不是匹配關(guān)鍵詞組,而是完整地提取出清單中影響組價結(jié)果的全部信息,然后準(zhǔn)確地套用定額組價,利用人工智能技術(shù)的出場,將人工智能與工程造價結(jié)合,則是智能組價[5]。從手動組價到智能組價的演進(jìn)過程見圖1。

圖1 從手動組價到智能組價的演進(jìn)過程

智能組價是利用人工智能技術(shù),由算法學(xué)習(xí)歷史組價數(shù)據(jù)形成算法模型,進(jìn)而實現(xiàn)計算機(jī)自動組價的過程。市面上有不少造價軟件號稱擁有“智能組價”功能,但經(jīng)過試用后發(fā)現(xiàn),市面上的“智能組價”功能都采用前面提到的復(fù)制歷史組價成果進(jìn)行組價的技術(shù),早期造價軟件公司把這個功能叫“云組價”,后來將“云組價”名稱修改為“智能組價”,但本身組價結(jié)果精度和智能化程度都不高,無法在日常造價過程中應(yīng)用。

在智能組價中,人工智能技術(shù)有三個重要作用:其一,學(xué)習(xí)預(yù)處理歷史組價數(shù)據(jù),形成組價算法模型;其二,用語義分析技術(shù)解譯組價信息,可解譯清單、項目特征、備注、工程特征、分部分項等表達(dá)的組價信息;其三,學(xué)習(xí)手工組價結(jié)果,實現(xiàn)組價算法模型的進(jìn)化。

讓智能組價成為造價師的生產(chǎn)力工具,智能組價要具備以下五個特征:

(1)適用。智能組適用于日常的概算、預(yù)算、投標(biāo)報價等階段的應(yīng)用,造價結(jié)果與施工組織方案、招標(biāo)商務(wù)條件等要求貼合,實現(xiàn)大多數(shù)清單的自動組價,無需造價師手動調(diào)整。

(2)準(zhǔn)確。智能組價的結(jié)果,符合所在專業(yè)的造價規(guī)范,不會漏組定額,不會錯組定額。

(3)快速。與手工組價相比,智能組價速度要更快速,能提升造價師的工作效率。

(4)智能。對于無法自動組價的清單,算法可對人工組價結(jié)果進(jìn)行學(xué)習(xí),實現(xiàn)模型的進(jìn)化,后續(xù)遇到類似清單可完成自動組價。

(5)冷啟動。完成訓(xùn)練的算法模型,在用戶沒有歷史工程數(shù)據(jù)時,也可以“冷啟動”進(jìn)行智能組價。冷啟動則進(jìn)一步豐富智能組價的應(yīng)用場景,讓沒有歷史工程數(shù)據(jù)的企業(yè)、個人都能享受到智能組價技術(shù)的紅利。

3 智能組價的實施及訓(xùn)練過程

智能組價,本質(zhì)是計算機(jī)模擬造價師思考進(jìn)行組價。實現(xiàn)智能組價,需要以下幾個步驟:

(1)數(shù)據(jù)預(yù)處理。對工程特征數(shù)據(jù)、工程標(biāo)準(zhǔn)清單、基礎(chǔ)資料、概算預(yù)算定額等數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理,數(shù)據(jù)處理需引入大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù),將半結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)化處理,并提取數(shù)據(jù)特征進(jìn)行歸類。

(2)建立算法模型。模擬造價師組價邏輯,初步建立組價算法,輸入預(yù)處理的歷史組價數(shù)據(jù)訓(xùn)練算法,形成組價算法模型。

(3)校核算法模型。輸入各類需組價清單數(shù)據(jù),進(jìn)行自動組價,由造價專家和研發(fā)工程師校調(diào)算法模型,提升算法模型的精度和適用性。

(4)數(shù)據(jù)反哺模型。部分清單無法自動組價時,由算法學(xué)習(xí)造價師手工組價方法,進(jìn)行反復(fù)訓(xùn)練,將訓(xùn)練結(jié)果反哺給算法模型,實現(xiàn)模型的進(jìn)化。

(5)智能組價應(yīng)用。選中需組價清單,點擊智能組價,調(diào)用算法模型進(jìn)行組價,并將組價結(jié)果回寫到需組價的清單,完成組價。

智能組價的實施及訓(xùn)練過程見圖2。

圖2 智能組價的實施及訓(xùn)練過程

4 利用大數(shù)據(jù)優(yōu)化智能組價模型

在實際生產(chǎn)中,每個造價師的工作習(xí)慣千差萬別,智能組價在實際工程中的應(yīng)用存在著諸多難點,需采用一些創(chuàng)新的方法對智能組價模型進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn):

(1)造價師表達(dá)習(xí)慣不同,引入噪聲數(shù)據(jù),需對數(shù)據(jù)進(jìn)行去噪和特征提取。比如,有的造價師喜歡叫“挖土”,有的造價師則喜歡叫“挖土方”,還有的叫“土方開挖”,也有的叫“開挖土方”,需要多詞一義歸集。再比如,有的工程師在書寫過程中添加特殊符號,如空格、逗號、斜杠、制表符等內(nèi)容,這需借助語義分析技術(shù),對語義特征進(jìn)行提取,實現(xiàn)數(shù)據(jù)去噪。自然語處理則是人工智能重要的一個分支,同時自然語處理也是智能組價應(yīng)用最重要的新技術(shù)之一。

(2)造價師編寫清單及項目特征描述時,會簡寫或省略部分內(nèi)容,需要引入補償機(jī)制。比如,造價師看了工程勘察報告、設(shè)計圖以及施工組織方案后,對整體組價思路了解于心,在清單項描述時不用寫明巖石類別、挖運機(jī)械、運輸距離等內(nèi)容,直接用大腦存儲的知識結(jié)合清單項進(jìn)行手工組價。換成計算機(jī)智能組價時,缺少必要的要素則影響組價的精度,為了解決這個問題,引入了工程參數(shù),讓用戶將存儲在大腦的信息轉(zhuǎn)化為工程參數(shù),然后讓計算機(jī)進(jìn)行智能組價。

(3)大型項目清單量大,計算耗時長,影響用戶使用體驗,需要引入云計算技術(shù)。實驗后發(fā)現(xiàn),在多款單機(jī)版造價軟件中,對1 000行工程清單的造價成果進(jìn)行全部計算時,耗時在10～30 min,計算速度受限于安裝的單機(jī)版造價軟件的PC機(jī)本身的性能。普通PC機(jī)在算力、多任務(wù)處理上,存在諸多局限性。為了提升用戶體驗,將智能組價需要大量運算的部分交給云計算,完成計算后回傳到造價軟件客戶端,以提升組價的速度。這個過程實際上使用了“端云協(xié)同”的理念,即客戶端輸入大量需計算的數(shù)據(jù),云計算則利用進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和計算,實現(xiàn)分工協(xié)同,提升效率。

(4)跨專業(yè)創(chuàng)新,需要消除彼此認(rèn)知盲區(qū),團(tuán)隊之間要高度互信,高頻次溝通。智能組價,是工程造價與新一代信息技術(shù)的融合創(chuàng)新。這要求造價師熟悉大數(shù)據(jù)和人工智能的特點、優(yōu)勢和技術(shù)規(guī)律,也要求研發(fā)工程師了解造價業(yè)務(wù)和智能組價目標(biāo)預(yù)期,引入合適的技術(shù)攻克難題,達(dá)成目標(biāo)。要實現(xiàn)跨專業(yè)融合創(chuàng)新,一方面團(tuán)隊內(nèi)部彼此要有高信任度且進(jìn)行高密度、高頻次溝通,共同面對壓力且找到方法以尋求突破;另一方面團(tuán)隊要積極關(guān)注外部創(chuàng)新,將外部創(chuàng)新與內(nèi)部創(chuàng)新有機(jī)結(jié)合,類似ChatGPT模型,可啟發(fā)智能組價的算法模型形成。

5 智能組價的應(yīng)用案例

2022年,中國電建集團(tuán)成都勘測設(shè)計研究院有限公司(以下簡稱“中國電建成都院”)在自有的水電工程計價軟件的基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)展,研發(fā)了水電工程智能組價,主要實踐歷程如下:

(1)工程數(shù)據(jù)預(yù)處理。將中國電建成都院大量歷史水電造價成果進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理,形成智能組價的算法模型。這個過程花費時間比較長,需要校核歷史數(shù)據(jù),去偽存真,確?；A(chǔ)數(shù)據(jù)樣本的適用性,并且要做到嚴(yán)謹(jǐn)真實。中國電建成都院的相關(guān)設(shè)計專業(yè)與造價專業(yè)緊密配合,多次組織專題會議,對基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行討論,并確定了私有化部署方案,確保數(shù)據(jù)安全。

(2)算法模型錘煉。在形成初版智能組價功能后,由熟悉水電造價專業(yè)的工程師使用智能組價功能,提出修改意見并由研發(fā)人員優(yōu)化算法。為確保研發(fā)貼合業(yè)務(wù),研發(fā)人員現(xiàn)場校調(diào)算法模型,并與多個造價專家進(jìn)行討論,確保算法的普適性。當(dāng)前版本的智能組價算法模型,內(nèi)嵌了400余個參數(shù),適用于概算和預(yù)算階段的造價成果編制。

(3)完善工程參數(shù)。根據(jù)中國電建成都院造價師的工作習(xí)慣,以及工程造價概算和預(yù)算編制精細(xì)度的要求,針對性地萃取工程參數(shù),嵌入到智能組價功能中,建立了清單項目組價要素表達(dá)不完整的補償機(jī)制。需要對概算和預(yù)算等應(yīng)用場景模擬推演,逐步萃取工程參數(shù)。工程參數(shù)不求多,而是要結(jié)合組價需求,靈活組合運用。智能組價的工程參數(shù)設(shè)置見圖3。

圖3 智能組價的工程參數(shù)設(shè)置

(4)應(yīng)用到實際工作中評估效率。應(yīng)用評估小組對多組需組價的實際工程,分配給兩組造價人員進(jìn)行組價。第一組使用手工組價,第二組使用智能組價,記錄組價耗時,并由專業(yè)人員對組價精度進(jìn)行評估。經(jīng)過評估發(fā)現(xiàn):智能組價的準(zhǔn)確度高于或接近人工組價結(jié)果,速度較人工組價提升百倍以上。此外,研發(fā)團(tuán)隊還通過走查法,觀察造價師組價過程和使用智能組價功能過程,優(yōu)化界面布局和工程參數(shù),以提升組價效率。

6 結(jié) 語

筆者從手動組價到智能組價的演進(jìn)過程著手分析,提出了智能組價的特征、實施步驟及訓(xùn)練過程,并結(jié)合語義分析、云計算等AI技術(shù)不斷優(yōu)化和改進(jìn)智能組價模型,以達(dá)到提高組價效率的目的。中國電建成都院在智能組價上的探索已經(jīng)取得階段成果,這是將造價工作經(jīng)驗轉(zhuǎn)換為知識成果的開始,也是工程造價、工程大數(shù)據(jù)與人工智能技術(shù)融合的開始,更是響應(yīng)行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的工作成果。工程公司的數(shù)字化轉(zhuǎn)型具有長期性、復(fù)雜性和艱巨性的特點,行勝于言,質(zhì)勝于華。在后續(xù)工作中,將進(jìn)一步探索工程造價與三維協(xié)同設(shè)計融合,與智慧水電業(yè)務(wù)融合,提升造價工作的數(shù)智化水平,更好地服務(wù)可再生能源生產(chǎn)業(yè)務(wù),助力國家能源轉(zhuǎn)型大戰(zhàn)略。