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演講人：楊曉毅

中國建筑一局（集團）有限公司

教授級高工

近年智慧工地成為建筑施工行業(yè)熱詞，那么智慧工地如何脫離概念而真正落地應(yīng)用，如何發(fā)揮其更大的價值呢？在今年舉辦的中國建設(shè)行業(yè)年度峰會施工分論壇上，中國建筑一局（集團）有限公司教授級高工楊曉毅先生以深圳國際會展中為例，就智慧工地的落地應(yīng)用做了分享。

現(xiàn)階段，隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、云計算等技術(shù)與建筑施工業(yè)不斷融合。施工現(xiàn)場作為建筑施工的一線陣地也逐步走向深度信息化，“智慧工地”應(yīng)運而生。那么智慧工地是如何運作，在復雜項目中又能扮演什么樣的角色呢？本文將以深圳國際會展中心智慧工地應(yīng)用為例，討論智慧工地在環(huán)境復雜、體量大、工期緊、要求高的項目中的應(yīng)用情況。

—  項目概況 —

深圳國際會展中心由深圳市政府整體投資建設(shè)，深圳市招華國際會展發(fā)展有限公司代建，法國Valode&Pistre和深圳歐博工程設(shè)計顧問有限公司設(shè)計，廣州珠江工程建設(shè)監(jiān)理有限公司監(jiān)理，中國建筑股份有限公司負責施工總承包。

深圳國際會展中心位于深圳市西部海岸，寶安機場以北、空港新城南部；基地位于大空港啟動區(qū)，周邊已建成海上田園；向東為沙井、福永片區(qū)；向西主要為填海區(qū)（大空港半島區(qū)及離島區(qū)），西側(cè)有220KV變電站；建筑用地西側(cè)海堤路為邊防路，中、大型車輛不允許通行，再往填海區(qū)方向為廣深沿江高速，項目完工后會有道路直接與沿江高速連通；同時將設(shè)一座地鐵站，直通深圳國際機場，形成包含地鐵、道路、港口在內(nèi)的立體交通體系。而周邊地鐵、市政道路、交通設(shè)施以及水利、環(huán)境治理全部同期開工，周邊環(huán)境復雜，大大增加施工難度。

深圳國際會展中心項目由中國建筑股份有限公司總承包，旗下核心子企業(yè)中建一局、中建三局、中建鋼構(gòu)聯(lián)合承建。項目由一條1.8公里長中央廊道，把18個展廳、2個多功能廳，2個南北大廳串聯(lián)起來，總占地面積125萬m2，總建筑面積158萬m2，地下建筑面積（地下2層）62萬m2，高度：44.5m（最高），結(jié)構(gòu)最大跨度約100m，總鋼材用鋼量由投標初期22萬噸，已經(jīng)達到了28萬。項目建成后將是世界最大的會展中心。此外它還擁有世界最大的單獨展館，5萬m2單獨展廳。項目由7個工區(qū)平行組織施工，362萬m3淤泥土方開挖與轉(zhuǎn)運，大型建設(shè)機具投入量達400臺，日進場和轉(zhuǎn)運材料達1.5萬噸以上，用工高峰期勞動力投入近20000人。

從以上描述不難總結(jié)，周邊環(huán)境復雜、體量大、工期緊、標準高、任務(wù)重是深圳國際會展中心項目施工的難點所在。

—  智慧工地整體簡介  —

本工程是一個具有中國特色的典型超級工程，作為項目總承包方的中建股份面臨空前的挑戰(zhàn)。158萬m2建筑面積；淤泥質(zhì)基坑，超360萬方淤泥土方開挖與轉(zhuǎn)運；超大無縫鋼筋混凝土底板施工；24萬噸鋼結(jié)構(gòu)安裝；周邊地鐵、綜合管網(wǎng)、市政道路等多個項目并行施工，這種高難度大體量的項目僅有648天工期，跨兩個臺風雨季施工，跨兩個春節(jié)勞動力資源調(diào)配。

過程中設(shè)計方案變化非常多，到目前為止已經(jīng)修改5版，施工圖已經(jīng)修改12版，但還有很多東西仍在變化中，例如部分展廳要做鋼結(jié)構(gòu)的開啟施工面再調(diào)整、再論述。并且在施工過程中，原來設(shè)計好的金屬屋面體系在實際施工已經(jīng)開始做準備的時候，抗風能力實驗不過關(guān)，需要重新調(diào)整。

同時現(xiàn)場專業(yè)分包數(shù)量非常龐大。一般項目幕墻單位兩家左右就能夠完成整個現(xiàn)場的幕墻安裝，而深圳國際會展中心項目現(xiàn)場有七家幕墻單位，而且幕墻分區(qū)劃分和施工內(nèi)容的劃分，與前期區(qū)塊劃分都完全不同，呈交錯狀態(tài)。這導致一個總包單位有可能對接數(shù)個幕墻單位，一個幕墻單位也有可能對接幾個不同的總包單位，相互之間信息傳遞和管理的交叉內(nèi)容非常多。

施工現(xiàn)場資源投入量堪稱巨大，垂直起吊機械、垂直運輸機械321臺。因為項目已經(jīng)進入全面施工階段，對現(xiàn)場整體管理要求就非常高，對于總包單位來說是一個巨大的挑戰(zhàn)。

智慧工地框架體系

本工程由于眾多難點，對質(zhì)量管理、進度管理、安全生產(chǎn)和文明施工管理提出了全新的要求。必須建立統(tǒng)一標準，以科技手段促建造管理，通過打造智慧工地的手段，提升施工各環(huán)節(jié)的管控水平，才能優(yōu)質(zhì)高效的實現(xiàn)建造目標。

此項目現(xiàn)場平臺架構(gòu)和一般項目有一定的區(qū)別，依托大數(shù)據(jù)平臺，將規(guī)劃、建設(shè)、管理統(tǒng)一在三維信息模型上，數(shù)據(jù)互聯(lián)互通，提升了人工智能管理、協(xié)同辦公、進度成本、質(zhì)量安全和綠色環(huán)保等方面施工管理，打造智慧工地三級架構(gòu)，探索出了全新的管理模式。

首先介紹的是一級指揮部管理平臺。這個平臺的使用方是代表中建股份的一個總承包管理部。通過該平臺的使用，做到項目整體目標執(zhí)行可視化，實行基于生產(chǎn)要素的現(xiàn)場指揮調(diào)度及基于BIM模型的項目協(xié)同管理，主要對現(xiàn)場進度、質(zhì)量、安全整體負責。然后是二級項目部單項目管理平臺。項目工作人員通過此平臺整合終端應(yīng)用，集成現(xiàn)有系統(tǒng)，對項目管理范圍內(nèi)的生產(chǎn)、質(zhì)量、安全、成本、經(jīng)營管理指標進行整體管控。最后是三級工區(qū)管理層終端工具應(yīng)用。在各項目部下，共有七個工區(qū)作為具體的實操部門。這些部門的工作人員通過應(yīng)用各種終端，利用云+端、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、智能化、BIM技術(shù)等手段，聚焦于工地、施工現(xiàn)場實際工作活動，采集專業(yè)化、場景化、碎片化的數(shù)據(jù)，進而提升工作效率和現(xiàn)場管理效率。

工區(qū)管理層將生產(chǎn)包括生產(chǎn)管理數(shù)據(jù)、進度質(zhì)量安全管理數(shù)據(jù)、辦公數(shù)據(jù)、模型數(shù)據(jù)在內(nèi)的所有基層數(shù)據(jù)。這些不同模塊的數(shù)據(jù)收集之后會匯集到各個分項目部，最終到總承包管理層。之后，各層級可以分別根據(jù)自己的關(guān)注點，來選擇相應(yīng)的管理內(nèi)容，進行數(shù)據(jù)的分析和整體管控。

在工區(qū)管理層面，業(yè)主方、監(jiān)理方、專業(yè)分包方也能參與進來，進行文檔共享、任務(wù)流轉(zhuǎn)、模型版本管理，問題記錄等方面的數(shù)據(jù)溝通、交流和傳遞。

項目的智慧管理平臺界面由項目概況、生產(chǎn)管理、定位服務(wù)、質(zhì)量管理、安全管理、進度管理、BIM5D、多方協(xié)同、OA辦公平臺等九個板塊組成。包含現(xiàn)場管理的基礎(chǔ)信息和定期航拍錄像，能夠快速的知道每天整個現(xiàn)場的進度狀況，有利于快速了解平臺整體的數(shù)字情況。九個板塊又分成十一大管理系統(tǒng)，圍繞基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，通過勞務(wù)實名制的管理系統(tǒng)、人和機械定位系統(tǒng)、物料跟蹤驗收系統(tǒng)、進度管控系統(tǒng)、質(zhì)量巡檢系統(tǒng)、安全巡檢系統(tǒng)，作業(yè)監(jiān)督系統(tǒng)，視頻監(jiān)控系統(tǒng)及項目辦公管理系統(tǒng)等，把所有內(nèi)容集成到智慧管理平臺。

—  智慧工地管理平臺應(yīng)用成果  —

在深圳國際會展中心這樣周邊環(huán)境復雜、體量大、標準高、任務(wù)重、壓力大的施工項目中運用智慧工地管理平臺，涉及模塊廣泛，應(yīng)用點眾多，發(fā)揮的功效和產(chǎn)出的成果都非常顯著。下面將就勞務(wù)實名制、人員機械定位、物料跟蹤驗、進度管控、質(zhì)量巡檢、安全巡檢等幾個重點方面進行詳細闡述。

項目高峰時期人員近20000人，管理人員接近600人，類似于小型社區(qū)管理規(guī)模，且人員流動頻繁。項目嚴格推行勞務(wù)實名制管理，集成各類智能終端設(shè)備對建設(shè)項目現(xiàn)場勞務(wù)工人實現(xiàn)高效管理。項目的管理人員和勞務(wù)人員進場后即刻建立個人檔案，綁定身份信息，通過規(guī)則設(shè)立將人員進行分類管理，防范不合規(guī)人員進場。

在物業(yè)管理上，智慧工地相當于智慧社區(qū)。辦公區(qū)、生活區(qū)和施工區(qū)均設(shè)置門禁系統(tǒng)，刷卡出入。通過后臺配置，將生活區(qū)入住卡、工地現(xiàn)場出入卡、飯卡、水電卡、洗衣、洗澡、超市購物和看病等多卡合一。多卡合一既實現(xiàn)了信息的集中管理，又方便了施工人員的日常生活，實現(xiàn)智能化、標準化的管理，然后再與安全教育掛鉤。一張卡基本上能把工人的工作行為、生活習慣的數(shù)據(jù)整合在一起?，F(xiàn)場通過這種實時統(tǒng)計，把所有工種的整體情況快速傳遞到智慧管控平臺，讓管理者直接了解現(xiàn)場實時人員情況。

人員機械的定位系統(tǒng)即通過定位芯片對管理人員和流動式起重設(shè)備進行定位，及時了解對象在現(xiàn)場的位置信息，便于監(jiān)管。由于施工現(xiàn)場勞務(wù)人員眾多，施工工期短，作業(yè)平面超過125萬m2，所以人員定位主要面對現(xiàn)場管理人員，而非勞務(wù)人員。要實時了解所有管理人員的分布情況，哪些人在管哪些區(qū)域。

在此之前，了解管理人員的工作位置和情況信息只能靠管理人員拍一張現(xiàn)場照片，實時傳到網(wǎng)絡(luò)?，F(xiàn)在通過GPS就可以解決。如果現(xiàn)場某一位置出現(xiàn)問題，可以通過移動端快速與管理人員進行直接信息溝通，以便以最快速度解決現(xiàn)場問題。機械方面，主要針對大型的吊車和各種起重機械設(shè)備進行定位管控。塔吊安裝防故障系統(tǒng)，吊車在工作半徑進入到塔吊運轉(zhuǎn)范圍之內(nèi)即對吊車進行定位，防止發(fā)生危險。

施工現(xiàn)場商品混凝土、預(yù)拌砂漿、鋼材、地材、水泥、廢舊材料等進出場頻繁，現(xiàn)場物資進出場需要全方位精益管理。稱重系統(tǒng)、管理系統(tǒng)、物料識別系統(tǒng)匯總在一起，形成完整的物料跟蹤驗收系統(tǒng)，利用軟硬件結(jié)合，通過互聯(lián)網(wǎng)手段，指導材料進場到離場全過程，及材料供應(yīng)廠商狀況分析。排除人為因素，堵塞管理漏洞，提供多樣而及時準確的數(shù)據(jù)分析來支持管理決策，從而達到節(jié)約成本提升效益的目的。

深圳國際會展中心鋼結(jié)構(gòu)占有很大比重，總鋼材用量達28萬噸。項目智慧工地技術(shù)的應(yīng)用使得項目鋼結(jié)構(gòu)部分從設(shè)計到原材料采購、加工制作、運輸、最后現(xiàn)場安裝，形成完整的管理閉環(huán)。從鋼結(jié)構(gòu)用量來說，如果鋼結(jié)構(gòu)部分能有效管理，那么現(xiàn)場總的進度、質(zhì)量安全就能得到有效控制。

針對地下室57萬m2的混凝土結(jié)構(gòu)的施工，項目進度管控主要依靠BIM5D技術(shù)。本工程工期緊，多線并行施工，過程中人員、機械、材料到底投入多少，需要非常準確的分析來進行管控。應(yīng)用BIM5D進行進度管理，主要側(cè)重于兩個方面。一方面，通過廣聯(lián)達BIM5D的應(yīng)用，完成項目進度計劃的模擬和資源曲線的查看，直觀清晰，方便相關(guān)人員進行項目進度計劃的優(yōu)化和資源調(diào)配的優(yōu)化。

將日常的施工任務(wù)與進度模型掛接，建立基于流水段的現(xiàn)場任務(wù)精細管理。通過后臺配置，推送任務(wù)至施工人員的移動端進行任務(wù)分派。同時工作的完成情況也通過移動端反饋至后臺，建立實際進度報告。支持快速建立流水段任務(wù)管理體系，實現(xiàn)了基于流水段的現(xiàn)場任務(wù)精細管理。設(shè)置任務(wù)相關(guān)工藝、計劃時間和責任人，通過將施工任務(wù)與施工工藝相互關(guān)聯(lián)，工長或技術(shù)員、質(zhì)量員在現(xiàn)場跟蹤中可以查看任務(wù)的相關(guān)工藝要求，快速便捷的生產(chǎn)任務(wù)安排。工長在生產(chǎn)進度列表中總覽派分給自己的全部流水段，點擊某一流水段后，可以查看該流水段的全部施工任務(wù)，填報任務(wù)起止時間、進度詳情，運用到包括照片、詳情描述、延期原因和解決措施的方式，實現(xiàn)了完善的移動端任務(wù)跟蹤系統(tǒng)。

另一方面，項目通過無人機進行進度跟蹤。施工場地大，通過無人機航拍實現(xiàn)對現(xiàn)場施工的實況追蹤。每周兩次的固定航線拍攝，既方便項目各方即時了解現(xiàn)場的施工進度，也積累了大量的現(xiàn)場第一手資料數(shù)據(jù)，供后期使用。

這個項目上線了質(zhì)量巡檢系統(tǒng)。該系統(tǒng)能將質(zhì)量檢查標準精準推送到相關(guān)工作人員所持的移動端，也可以反向接收信息，由工作人員將現(xiàn)場質(zhì)量問題實時拍照并同步上傳到平臺系統(tǒng)中。系統(tǒng)在后臺將收集到的質(zhì)量問題匯總并進行統(tǒng)計分析，最后一鍵生成質(zhì)量報告。在系統(tǒng)的看板中可以快速查看質(zhì)量問題。

除此之外我們還輔以無人機紅外測繪技術(shù)和無人機逆向建模技術(shù)，讓質(zhì)量巡檢系統(tǒng)更精準更深入，發(fā)揮更大的功效。無人機紅外測繪技術(shù)即通過無人機下掛紅外熱像儀，精準、快速地對現(xiàn)澆混凝土的溫度變化、市政管道的滲漏點、屋面和幕墻的氣密性進行檢測。該技術(shù)在項目中應(yīng)用對于項目的大底板的溫控檢測和金屬屋面的密閉性檢測具有一定的價值。而無人機逆向建模技術(shù)，是通過無人機逆向建模技術(shù)，繪制現(xiàn)場的點云模型，輔助對土方量的商務(wù)測算和對基坑的位移變形分析。

項目上線安全巡檢系統(tǒng)，以移動端為手段，以海量的數(shù)據(jù)清單和學習資料為數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，以危險源的辨識與監(jiān)控、安全隱患的排查與治理、危大工程的識別與管控為主要業(yè)務(wù)，支持全員參與安全管理工作，對施工生產(chǎn)中的人、物、環(huán)境的行為或狀態(tài)進行具體的管理與控制，通過“事前預(yù)防”“事中管控”的方式杜絕事故的發(fā)生，為施工現(xiàn)場的安全管理提供全過程、全方位的實時監(jiān)督管理。

當發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場安全問題時，安全管理員對問題點進行拍照，描述具體的問題，在手機端上傳智慧工地平臺安全巡檢系統(tǒng)。系統(tǒng)自動通知項目負責人，并將問題同步發(fā)送到了項目負責人手機中。后臺對安全問題進行匯總和統(tǒng)計分析，安全檢查報告一鍵生成。項目負責人通過安全看板對問題快速查看、及時整改，從源頭監(jiān)管施工安全問題，降低施工事故的發(fā)生。平臺打造質(zhì)量紅黑榜，對優(yōu)秀施工做法和質(zhì)量缺陷警示進行定期（按月）公示。為倡導全員參與安全管理，項目上開展了APP“安全隨手拍”活動，平臺定期公示“安全隨手拍”獎勵排名。同時采用集裝箱抽屜式擴張的方式，在集裝箱里完成對工人的VR虛擬安全體驗和多媒體安全教育培訓，并結(jié)合實體綜合安全體驗區(qū)，現(xiàn)實與虛擬多功能教育培訓室，提高工人的安全意識。

此外，群塔作業(yè)安全監(jiān)控系統(tǒng)，視頻監(jiān)控系統(tǒng)、TSP的環(huán)境監(jiān)控、資料管理系統(tǒng)、項目OA辦公系統(tǒng)等不同方面的系統(tǒng)也均鏈接在平臺上進行管理。

群塔作業(yè)安全監(jiān)控系統(tǒng)：對現(xiàn)場塔吊運行狀況和一些具體信息實現(xiàn)現(xiàn)場安全監(jiān)控、運行記錄、聲光報警、實時動態(tài)的遠程監(jiān)控，使得塔機安全監(jiān)控成為開放的實時動態(tài)監(jiān)控。

TSP的環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)：項目南北區(qū)各安裝了5臺環(huán)境監(jiān)控設(shè)備，可與現(xiàn)場噴淋降塵系統(tǒng)互聯(lián)，當揚塵超標時，會自動進行降塵作業(yè)。同時與智慧工地平臺進行對接，將數(shù)據(jù)傳遞到平臺處，在項目看板顯示想要的數(shù)據(jù)，以便對現(xiàn)場進行實時的監(jiān)控。

協(xié)筑資料管理系統(tǒng)：本工程圖紙版本多、模型文件多、參建單位多、報審資料種類多，為便于統(tǒng)一有序地管理，需要一個多方協(xié)同平臺。協(xié)筑平臺可以支持50余種建筑行業(yè)常見文件格式在線預(yù)覽，無需安裝專業(yè)軟件，隨時隨地查看，提升了工作效率。桌面端和手機端均可在線打開圖紙模型，無需安裝應(yīng)用軟件。

OA辦公平臺：在手機、平板、PC等不同的應(yīng)用端都可以進行辦公管理，把所有系統(tǒng)均納入到智慧工地平臺中。對于項目來說參與單位多，人員數(shù)量大，相應(yīng)會議申請、報銷申請、公文審批、合同審批等等辦公活動數(shù)量非常巨大。有了OA辦公平臺進行智慧管理，所有審批從一個地方發(fā)起，統(tǒng)一處理入口，統(tǒng)一的處理方式、操作方式，即時消息在微信、移動APP統(tǒng)一提醒，流程設(shè)計、管理均在一個流程設(shè)計中心管理、所有流程當前進度、運轉(zhuǎn)情況統(tǒng)一監(jiān)控大大節(jié)省時間、人力，提高管理質(zhì)量。

—  樹立超級工程“智慧建造”應(yīng)用典范  —

基于BIM、智慧工地技術(shù)的成功應(yīng)用，通過對數(shù)據(jù)信息的收集、分析、決策，使得深圳國際會展中心項目實現(xiàn)決勝千里之外的精細化“智慧管理”。通過“智慧工地”全面感知施工現(xiàn)場，實現(xiàn)了工地從數(shù)字化、在線化到智能化的技術(shù)升級，從而使工地技術(shù)智能、工作互聯(lián)、信息共享，實現(xiàn)作業(yè)升級；使工地可視、可管、可控、可測，實現(xiàn)管理升級。

深圳國際會展中心項目為我們樹立了超級工程深度應(yīng)用“智慧建造”的典范。未來，我們將繼續(xù)以先進技術(shù)驅(qū)動整個建設(shè)行業(yè)的創(chuàng)新與進步，實現(xiàn)施工現(xiàn)場數(shù)字化、在線化、智能化的綜合管理，讓每一個工程項目成功！