摘 要:當(dāng)前,房屋建筑工程現(xiàn)場管理長期存在條件復(fù)雜多變、人員配備不足、施工時間漫長與項(xiàng)目體量大的情況,以往的現(xiàn)場管理手段能夠發(fā)揮的作用相對有限。施工單位基于防控施工風(fēng)險、提高管理效益、打造文明工地的管理目標(biāo),可引入智慧管理理念與技術(shù)。本文首先分析了房屋建筑施工現(xiàn)場管理的現(xiàn)狀,明確現(xiàn)場管理需求,而后從智慧工地平臺建設(shè)、人員管理、物資管理、設(shè)備管理以及環(huán)境管理的角度,提出了施工現(xiàn)場可用的智慧管理策略,以此為施工單位探尋技術(shù)賦能現(xiàn)場管理體系的有效路徑、提升現(xiàn)場管理水平提供技術(shù)應(yīng)用方向。
關(guān)鍵詞:房屋建筑工程;施工現(xiàn)場;智慧管理策略
房屋建筑行業(yè)在當(dāng)前共享、綠色、創(chuàng)新、開放的全新發(fā)展理念的引導(dǎo)之下,持續(xù)擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模,經(jīng)濟(jì)支柱地位得以穩(wěn)固,行業(yè)集中度穩(wěn)定提升,行業(yè)結(jié)構(gòu)得到有效優(yōu)化,區(qū)域布局不斷完善,其在吸納就業(yè)方面的作用日益顯著。房屋建筑施工企業(yè)在創(chuàng)新驅(qū)動下,逐步在施工管理中革新觀念,引入新興技術(shù),構(gòu)建了智慧工地模式,依托通信技術(shù)與信息技術(shù)來監(jiān)控與管理施工活動,以此來應(yīng)對各類工程管理風(fēng)險?,F(xiàn)圍繞房屋建筑施工現(xiàn)場智慧管理的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行探索。
一、房屋建筑施工現(xiàn)場管理現(xiàn)狀
(一)整體管控難度較高
建筑工地往往與公司總部有著較遠(yuǎn)的距離,由項(xiàng)目管理部負(fù)責(zé)現(xiàn)場管理工作。與其他工業(yè)產(chǎn)品不同,建筑產(chǎn)品有著不固定的生產(chǎn)地點(diǎn),機(jī)械設(shè)備、作業(yè)人員與管理人員需要跟隨建筑產(chǎn)品在多個區(qū)域進(jìn)行流動。施工參與人員需要面臨多變、復(fù)雜、惡劣的作業(yè)環(huán)境。施工參與單位數(shù)量較多,在不少施工環(huán)節(jié)都存在數(shù)個工種交叉作業(yè)的需求。管理人員的協(xié)調(diào)與管理難度較高,工程建設(shè)目標(biāo)也被分配到多個部門,整體協(xié)作效率較低,管理工作欠缺整體性與系統(tǒng)性[1]。
(二)勞務(wù)用工管理困難
施工工人涉及多個工種,在施工現(xiàn)場往往采用流動作業(yè)模式,總承包單位開展發(fā)放工資、統(tǒng)計(jì)人員數(shù)量以及出勤情況時容易出現(xiàn)差錯。工地現(xiàn)場的糾紛事件發(fā)生率較高。不少施工工人的受教育程度相對偏低,實(shí)際年齡偏高,綜合素質(zhì)提升空間較大,還有著較強(qiáng)的流動性,導(dǎo)致現(xiàn)場人員管理難度較高。
(三)物資管理效率較低
建筑工程的物資管理部門制定與實(shí)施物資計(jì)劃時,可能會出現(xiàn)溝通不到位的情況,導(dǎo)致采購數(shù)量與時間節(jié)點(diǎn)等和施工現(xiàn)場實(shí)際需求之間有一定偏差,造成了采購不及時、超量采購、物資浪費(fèi)等情況,可能會引發(fā)進(jìn)度落后與窩工問題。物資管理者在物資進(jìn)場后進(jìn)行物資數(shù)量、規(guī)格核查,驗(yàn)證相關(guān)技術(shù)資料等工作時,由于工作量龐大,導(dǎo)致操作規(guī)范度與效率偏低,可能會給企業(yè)帶來損失。通過現(xiàn)場監(jiān)管與巡查的工作方式來管理施工物資時,需要消耗較高的人力成本。若物資保管環(huán)節(jié)出現(xiàn)疏漏,則容易帶來物資受損的狀況。
(四)設(shè)備管理亟須重視
建筑工程現(xiàn)場的機(jī)械設(shè)備管理工作需要有專業(yè)人員參與其中,隨著工程機(jī)械化水平提升,工程中使用的機(jī)械設(shè)備的類別有所增加,部分管理人員欠缺專業(yè)基礎(chǔ)。操作人員若出現(xiàn)不標(biāo)準(zhǔn)的操作行為,可能會增大施工安全風(fēng)險。因此,施工單位應(yīng)將設(shè)備管理置于重點(diǎn)關(guān)注的位置上。
(五)安全環(huán)保風(fēng)險較多
建筑工程現(xiàn)場安全管理任務(wù)繁重,涵蓋高空作業(yè)、機(jī)械設(shè)備使用、防火、用電以及洞口臨邊防護(hù)等事項(xiàng)。若單一采用巡查、抽查等人力檢查與管理方式,可能會導(dǎo)致現(xiàn)場存在管理盲區(qū),難以及時發(fā)現(xiàn)安全隱患,進(jìn)而增加觸電、機(jī)械傷害、物理打擊與高空墜物等風(fēng)險事件的發(fā)生率[2]。施工隊(duì)伍有著復(fù)雜化的人員構(gòu)成,雖然大部分施工單位都會開展安全交底與教育工作,然而實(shí)際效果卻達(dá)不到預(yù)期。
建筑工程基于綠色施工理念,需要增加環(huán)保管理方面的投入,既要減少施工期間的能耗,同時還要對噪聲、揚(yáng)塵污染加以防治。當(dāng)前環(huán)境管理與防護(hù)技術(shù)還應(yīng)得到有效更新,以此使施工單位以正確的方式處理環(huán)境與施工活動之間的關(guān)系。
二、房屋建筑施工現(xiàn)場智慧管理策略
(一)構(gòu)建智慧工地管理平臺
房屋建筑工程可依托智慧工地平臺來實(shí)現(xiàn)對施工現(xiàn)場各個要素的智慧管理,消除施工期間的突出問題。智慧工地平臺以物聯(lián)網(wǎng)感知、云平臺以及人工智能等技術(shù)為基礎(chǔ),在橫向上能夠?qū)こ虄?nèi)部各個業(yè)務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)同化管理,在縱向上確保所有應(yīng)用層級與管理層級的信息能夠得到有效共享,滿足管理者全天候監(jiān)控與管理需求,全面落實(shí)對于物資、設(shè)備、人員、環(huán)境的管理工作。系統(tǒng)依靠設(shè)置于施工現(xiàn)場各處的監(jiān)控設(shè)備與傳感器來采集施工信息,使管理者及時掌握工地動態(tài)信息,通過分析施工數(shù)據(jù)來進(jìn)行科學(xué)的管理決策,促進(jìn)管理效率與實(shí)效有效提升。
智慧工地平臺由集成應(yīng)用端、管理平臺、業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)構(gòu)成。管理人員可通過LED大屏、移動端設(shè)備的APP、計(jì)算機(jī)端的網(wǎng)頁來搜索所需的施工數(shù)據(jù),實(shí)時掌握現(xiàn)場施工情況,對現(xiàn)場展開可視化、智能化、信息化管理[3]。該平臺能夠?qū)さ貦C(jī)械設(shè)備、施工物資、勞務(wù)人員、智能監(jiān)控系統(tǒng)等多個子系統(tǒng)展開集成化控制與管理,并構(gòu)建統(tǒng)一化的管理流程、管理界面以及數(shù)據(jù)庫。監(jiān)控系統(tǒng)支持抓拍視頻與多畫面切換功能,可在突發(fā)情況出現(xiàn)的第一時間進(jìn)行及時響應(yīng)。若發(fā)生糾紛事件,也可實(shí)現(xiàn)有據(jù)可查。依托AI(人工智能)算法,可對施工隱患進(jìn)行智能識別。
(二)人員智慧管理策略
建筑單位可借助活動狀態(tài)識別、數(shù)據(jù)獲取、設(shè)備標(biāo)識、無線通信以及人臉識別等功能模塊,在物聯(lián)網(wǎng)的支持下,將現(xiàn)場人員數(shù)據(jù)傳輸?shù)街腔酃芾硐到y(tǒng)中,實(shí)現(xiàn)對其的集中管理。
一是在信息管理方面,施工人員進(jìn)入作業(yè)現(xiàn)場前,需要完成信息采集任務(wù),將實(shí)名信息向系統(tǒng)中錄入,獲取現(xiàn)場一卡通與帶有身份標(biāo)識、定位功能的施工安全帽。施工人員可憑借一卡通在現(xiàn)場進(jìn)行購物、餐飲等日常消費(fèi),以此既能夠提升現(xiàn)場服務(wù)的便捷性,還有助于改善人員管理效果。管理者可根據(jù)實(shí)時呈現(xiàn)的人員信息,快速了解施工人員進(jìn)出場時間以及各工種的實(shí)際人數(shù)。
二是在人員教育方面,施工人員可通過學(xué)習(xí)平臺,接受安全、質(zhì)量、環(huán)保教育,了解安全技術(shù)要點(diǎn)、施工紀(jì)律、操作規(guī)程、工地制度要求,通過考核后可正式參與施工。系統(tǒng)可對施工人員的學(xué)習(xí)內(nèi)容與成果進(jìn)行實(shí)時更新。施工人員還可進(jìn)入VR(虛擬現(xiàn)實(shí))體驗(yàn)館,借助設(shè)備來對高空行走、物體打擊、洞口墜落、墻體坍塌、觸電傷害等施工事故場景進(jìn)行體驗(yàn),以此增強(qiáng)培訓(xùn)教育與警示效果。
三是在實(shí)時監(jiān)測方面,進(jìn)入現(xiàn)場的作業(yè)人員擁有專屬安全帽,其需要完成人臉識別后才能夠通過閘機(jī)口,接觸施工作業(yè)區(qū)域。系統(tǒng)對BIM(建筑信息化)模型進(jìn)行關(guān)聯(lián)后,能夠?qū)崿F(xiàn)對工地現(xiàn)場的可視化呈現(xiàn)。智能芯片被植入到安全帽中,能夠?qū)⑹┕と藛T的行動軌跡與實(shí)時位置呈現(xiàn)到系統(tǒng)中,管理者可以此為依據(jù),了解人員工作狀態(tài)、操作行為與具體工作狀態(tài),及時進(jìn)行指導(dǎo)與干預(yù)。
四是在考勤管理方面,施工人員進(jìn)入與離開施工現(xiàn)場后將自動產(chǎn)生打卡記錄信息,系統(tǒng)可精準(zhǔn)計(jì)算施工人員的實(shí)際工作時間與進(jìn)出場時間,將真實(shí)、完整的考勤記錄提供給管理人員。依托安全帽中的芯片可掌握施工人員的活動軌跡,以免因管理證據(jù)不足而產(chǎn)生爭議糾紛事件。
五是在用工分析方面,管理人員可依托大數(shù)據(jù)分析技術(shù)與現(xiàn)場勞務(wù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),確定施工人員分布特點(diǎn),科學(xué)調(diào)整用工數(shù)量,預(yù)防窩工問題,增強(qiáng)施工協(xié)調(diào)與組織能力。
(三)物資智慧管理策略
建筑工程可依靠互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及對軟硬件進(jìn)行綜合利用來全面管控現(xiàn)場施工物料。
首先,在采購物資環(huán)節(jié),聯(lián)合利用BIM與智慧工地系統(tǒng),結(jié)合當(dāng)前施工計(jì)劃與進(jìn)度安排,將工程模型導(dǎo)入,自動輸出現(xiàn)場物資需求量清單。物資管理者能夠結(jié)合具體的施工材料加工與采購周期來編制采購預(yù)算,細(xì)化采購方案,以此使各類施工材料等物資能夠及時進(jìn)入施工現(xiàn)場,并準(zhǔn)確把控采購量[4]。在線上將訂單發(fā)送至供應(yīng)商處,供應(yīng)商完成確認(rèn)后,可開始供貨,利用電子標(biāo)識技術(shù)能夠?qū)崟r獲取物資的物流動態(tài)信息。
其次,在驗(yàn)收物資環(huán)節(jié),對物資進(jìn)行重量稱取時,系統(tǒng)能夠自動識別運(yùn)輸車輛的車牌,實(shí)現(xiàn)高效精準(zhǔn)過磅。依靠即時拍照設(shè)備可有效保存物資的質(zhì)量證明、原始單據(jù)等材料。驗(yàn)收人員可借助APP來對其他沒有稱重需求的物資實(shí)施收料操作,系統(tǒng)支持直入直出、調(diào)入與采購等收料類型。在此收料模式下,物料管理者可快速盤點(diǎn)施工物資,消除以往人工統(tǒng)計(jì)與盤點(diǎn)錯誤率高、耗時過長等問題。
最后,在現(xiàn)場管理環(huán)節(jié),管理者可在視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)的支持下,實(shí)時掌握各類物資的存放情況,根據(jù)施工平面布置方案來規(guī)范存放各類物資。將電子標(biāo)識牌設(shè)置到碼放施工材料的區(qū)域中,借此來根據(jù)材料的實(shí)際取用情況及時更新與反饋材料信息。管理人員統(tǒng)計(jì)材料使用數(shù)據(jù)后可精準(zhǔn)地核算施工成本。開展抽檢活動或者現(xiàn)場發(fā)生異常狀況后,管理者可直接對監(jiān)控數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)取與查詢,對相應(yīng)責(zé)任主體進(jìn)行精準(zhǔn)追責(zé)。
(四)機(jī)械設(shè)備管理策略
一是監(jiān)控機(jī)械設(shè)備。建筑工程可運(yùn)用傳感器、攝像頭與物聯(lián)網(wǎng)來獲取現(xiàn)場設(shè)備信息,同時對高精度定位技術(shù)、無線通信技術(shù)以及微電子技術(shù)進(jìn)行集成,在執(zhí)行監(jiān)測任務(wù)的基礎(chǔ)上,將設(shè)備數(shù)據(jù)同步發(fā)送到智慧工地系統(tǒng)中,滿足監(jiān)控、管理現(xiàn)場機(jī)械設(shè)備使用情況的需求,實(shí)現(xiàn)對設(shè)備運(yùn)行情況的全程式跟蹤。進(jìn)入施工現(xiàn)場的車輛信息也將被系統(tǒng)有效錄入,包括車輛類型與車牌信息,以免有未獲取權(quán)限或者違反管理規(guī)定的工程車輛進(jìn)入施工現(xiàn)場。
二是管理機(jī)械設(shè)備信息。管理人員可在監(jiān)控設(shè)備的支持下,全面采集各類機(jī)械設(shè)備的操作者基本信息、規(guī)格型號信息、數(shù)量信息、種類信息、實(shí)時運(yùn)轉(zhuǎn)信息以及保養(yǎng)維修檢修信息等,以此為依據(jù)來為設(shè)備制定檢修與維護(hù)計(jì)劃,合理安排機(jī)械設(shè)備,確保各道工序得以高效銜接,減少設(shè)備能耗,提高其使用率[5]。
三是管理施工電梯。為施工電梯增設(shè)人臉智能識別功能,電梯內(nèi)部需要安裝顯示屏,操作人員需要完成身份驗(yàn)證后才可進(jìn)入施工電梯,設(shè)備管理系統(tǒng)可實(shí)時監(jiān)控施工電梯的升降情況。若有人員出現(xiàn)違規(guī)操作,系統(tǒng)將發(fā)出報警與預(yù)警信息,并提示操作者暫停操作,以此實(shí)現(xiàn)安全使用施工電梯的安全管理目標(biāo)。
四是管理施工塔吊。施工塔吊操作者同樣需要按照規(guī)定進(jìn)行人臉識別與身份驗(yàn)證,塔吊運(yùn)行情況同樣處于系統(tǒng)實(shí)時監(jiān)控范疇中,系統(tǒng)可對塔吊運(yùn)行期間的倍率、風(fēng)速、回轉(zhuǎn)角度、幅度、起升高度、起重力矩、重量等信息展開全面采集與監(jiān)測。進(jìn)入群塔作業(yè)環(huán)節(jié)后,若各個塔吊之間的距離不符合安全規(guī)定,或者塔吊大臂有相互碰撞的風(fēng)險,系統(tǒng)將預(yù)先發(fā)送預(yù)警信息。高清攝像頭被安裝到塔吊吊鉤處,確保司機(jī)能夠明確實(shí)際吊運(yùn)范圍,預(yù)防因盲吊而引發(fā)安全事故。若吊裝超重或者當(dāng)日風(fēng)速超標(biāo),系統(tǒng)也會生成報警信息。
(五)施工環(huán)境管理策略
建筑工程構(gòu)建環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)時,需要對當(dāng)?shù)卣h(huán)保平臺進(jìn)行有效接入,實(shí)時在線監(jiān)測噪聲、氣壓、濕度、溫度、風(fēng)向、風(fēng)速、TSP、PM10與PM2.5等環(huán)境質(zhì)量相關(guān)數(shù)據(jù)。引入自動化降塵噴淋系統(tǒng),定時啟動,及時治理現(xiàn)場揚(yáng)塵污染。若現(xiàn)場的噪聲強(qiáng)度與揚(yáng)塵污染程度超出預(yù)設(shè)指標(biāo),系統(tǒng)將進(jìn)行聲光報警,并將報警通知信息發(fā)送至智慧工地平臺中,平臺隨后可自動啟動噴淋裝置,通過噴灑降塵降低揚(yáng)塵污染至正常水平后,再自動關(guān)閉噴淋系統(tǒng)。
系統(tǒng)可對環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行自動統(tǒng)計(jì)與記錄,并進(jìn)行曲線分析,導(dǎo)出Excel報表。施工單位還可將智能水表與電表安裝到現(xiàn)場的施工區(qū)、辦公區(qū)與生活區(qū)中,對用水量與用電量展開實(shí)時監(jiān)測,并向智慧工地系統(tǒng)反饋現(xiàn)場用水、用電情況,管理者即可對綠色施工指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)情況進(jìn)行評估,知曉水電能源的實(shí)際消耗量超標(biāo)的情況后,前往現(xiàn)場進(jìn)行調(diào)查與整治。若系統(tǒng)采集到異常能耗數(shù)據(jù),將立刻通知管理者,管理者可安排人員進(jìn)行排查與定位,及時解決能源浪費(fèi)的問題。
結(jié)論
智慧工地平臺能夠幫助施工單位有效解決房屋建筑施工現(xiàn)場的人員、設(shè)備、環(huán)境、物資管理環(huán)節(jié)中的問題。施工單位可借助人工智能、云平臺、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),構(gòu)建智慧工地管理平臺,以自動化、智能化的技術(shù)手段來優(yōu)化施工人員、工程物資、現(xiàn)場環(huán)境、機(jī)械設(shè)備的管理舉措,規(guī)避安全風(fēng)險與質(zhì)量風(fēng)險,實(shí)現(xiàn)綠色施工目標(biāo)。
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