数字技术论文：施工项目中数字化的运用优势探究

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本文作者：叶菱 单位：太原市电子研究设计院

从大体上来看，现代建筑施工具有以下几方面的特点:

1)受环境影响大。与其他工程项目不同，建筑施工通常直接暴露在外部环境之下，雨、雪、风等自然气候变化都会对施工造成明显影响，尤其是桥梁、道路、水利等建筑施工项目，其大部分分布在存在较大高低落差的水域和山地，远离人口聚集区，因而施工条件极不稳定，地质、水文、气象等各种外部环境因素都会对施工造成明显影响，这使得建筑施工的管理工作必须全面而细致，且对外部环境变化的监测和预估能力要强于其他项目。

2)投资额高，施工周期较长。现代建筑施工项目一般属于建设施工群，在我国城市化加速推进的背景下，建筑施工项目的投资额都往往较大，同时对专业技术要求很高，施工周期也较长，这一特点使得建筑工程项目投资的资金控制不确定性因素大大上升，材料、人工、物流等环节的变化都会对项目的资金流造成明显影响。同时许多路桥、建筑施工项目多分布在偏远山区，交通运输不便，材料采购和设备进出场的费用更远高于普通市场价，这些都对建设工程项目管理的成本控制环节提出了很高要求。

3)施工班组多，技术工种多。现代建筑施工是一个多工种协作的系统性工程，土建、钢筋、高空作业、爆破、防水、水下作业等技术工作和特殊工作很多，施工班组交叉复杂［1］，现场若管理不善，极易陷入管理和施工的混乱，工序错误，班组施工冲突等变化接连出现，进而对施工的质量与进度产生负面影响。针对这一情况，建筑施工管理必须有序且有效的梳理班组关系，合理安排各个工作的施工顺序和工作面安排，这也是建筑施工项目管理的一个特点。

4)危险因素多，安全管理任务艰巨。建筑施工是我国三大高危行业之一，一方面施工中的爆破、隧道开挖、吊装、水下作业、高空作业等本就是危险系数极高的作业工种，管理和监督上的微小疏漏极易酿成安全事故。与此同时，建筑施工项目现场医疗卫生条件有限，许多项目交通还十分不便，一旦发生安全事故，人员救治也较为困难，“因而安全管理是建筑施工项目管理中十分突出且受到国家相关部门高度重视的一个环节”［2］。

5)施工作业面广，相关资料庞杂。在现代施工中，通常根据进度计划安排分作业面同步或者依次推进，这使得施工管理中的作业面较多，现场监管难度较大，尤其是住宅、酒店和山地建筑等，房间多、功能分区多，或者施工作业面较广，施工管理人员奔走于各个作业面之间，不仅十分疲惫，同时也极易疏漏，效率不高，另一方面，随着我国对建筑施工领域规范化要求的不断提升，建筑施工无论是业主、监理，还是施工单位、审计单位，都会形成大量的相关资料，这些资料的整理与归档，是一项十分复杂且细致的工作，传统的手工作业在这一方面已经明显难以适应。

针对现代建筑施工的特点和传统管理模式表现出来的不足，我国在20世纪80年代开始逐步在建设施工项目管理中出现计算机数字化技术。多年来，数字化管理模式在包括建筑施工的建设项目管理中得到了大面积的推广，并且呈现出良好的发展势头，与传统管理模式相比，数字化技术在施工项目中的管理有以下几方面优势:

1)准确性与丰富性。借助于数字化的采集和施工管理设备，数字化管理可以对建筑施工过程中大量的资料和施工、质量、进度、安全、成本等方面的信息进行准确的记录，利用文档管理模块可以对进度、经济和质量相关资料进行有序的归档与整理。除此之外，对施工管理中的巡检、自检、互检以及关键部位的施工，隐蔽工程的隐蔽等形成文字、图像、视频资料，比传统管理中单纯的施工日志和旁站记录等更加详实与直观，在建筑施工项目的后期验收以及结算办理中，可以带来极大的便利。

2)广域性与快速性。与传统的纯人力监督式管理不同，数字化管理技术可以实现对施工作业面全范围和全时段的监控，这大大提升了施工管理的时空范围，有助于对施工作业面进行有效的监控与记录，而对于施工管理的相关信息，利用数字化技术可以快速查询与筛选，同时对于施工管理相关资料，可以在施工方、业主、监理和班组之间实现高效流动，大大提高了管理的效率。

3)整合性与易管理性。在数字化管理模式中，所有的管理资料都可以以数字文档形式体现，从资料员到项目经理，都可以十分清晰且有序地实现管理资料的整理和归类，与此同时，对于建筑施工项目管理过程中形成的管理资料，利用数字技术可以将其整合，构建起企业和行业自身的数据库，为后续的建筑施工管理提供大量的经验和数据支持，而企业也可以根据施工管理的数字资料进行多次分析评估，从中得出各类相关指标与数据，这些对于传统管理模式而言，都是难以实现的。

结合前文的分析可以看出，数字技术在现代施工管理中确实表现出巨大的优势和便利性，数字技术在现代施工管理中的运用可以尝试从以下几个方面入手:

1)GPS数字技术的深入推进。GPS是工程建设领域数字技术的重大突破性发展技术，在测量、绘制、监测、施工定位、打靶位等施工流程中具有十分强大的功能，在施工质量管理方面有突出意义。首先，在施工前期的测量和坐标定位阶段，传统的作业模式无法对采集和定位数据进行即时判断删选，需要在后续的计算和检验中才能发现部分偏差较大的错误和异常数据，这对于施工管理和施工后续工作的快速推进而言，将大大降低管理效率，而坐标定位若出现偏差，将对施工建设项目的质量造成极其严重的影响。GPS系统则可以较好地处理这一问题，通过卫星对坐标信息的捕捉，流动站可以获取各项相关数据，通过无线网络传送回基站，经过计算机快速进行数据检测和处理，即时剔除异常点和错误点，完成对坐标点的捕捉和定位，这是GPS技术在施工前期管理中十分重要的一个运用，其流程如图1所示。在坐标原点的定点上，传统的作业模式虽然也可以满足国家规范内的精度，但是在大坝、跨海桥梁和地标性建筑等大型施工项目中，其精度则远低于数字化技术。若采用GPS技术进行测绘，则可以直接将形成的数字化文件交予施工方，通过与前期GPS测绘数据进行比对，可以快速定点，这将大大提升施工管理的效率和精度。也特别适合EPC总承包管理模式在我国的推广。

2)建立高效的监控管理体系。正如前文所言，建筑施工项目在施工和管理过程中来自内外部的影响因子和危险因素较多，同时施工技术复杂，对监管和过程控制要求较高，因而在管理过程中需要构建广域且有效的监管。在这方面，数字化技术有助于建立高效的监督管理体系，利用远程监控和多媒体传输系统，可以实现对各个作业面的有效监控，对施工作业面的进度和安全状况进行实时监控，一旦发现异常情况，可以快速与现场管理人员沟通，即刻奔赴现场处理，大大提升管理的效率，也避免了建筑施工项目现场施工面过大和分散带来的管理混乱和管理效率的低下。在安全管理方面，数字技术的作用更加突出，监控系统可以通过镜头推进、摄像、拍照等多种形式对违反安全条例的作业人员进行取证，同时安全管理人员马上奔赴现场，从而保证了安全管理的严肃性与权威性，大大提升施工现场的安全意识与安全管理效果，而对于监控中发现的危险因子，则“可以立刻调度相关人员到现场处理，将大部分安全事故消灭在萌芽状态”［3］。

3)提升施工作业的进度与质量。如何保障建筑施工项目的进度与质量，这是施工管理中极其重要的环节，而进度与质量又通常是一对矛盾体，因而这一方面的管理在建筑施工项目中通常十分困难。利用数字化技术，则可以大大提升管理效率。例如，对于工程建设前期的测绘和施工中的地貌抄测，可以利用现代化的数字GPS全站仪，利用这一技术，可以直接与CAD、天正等软件无缝整合，同时消除了地形、天气等不利因素对管理工作的影响，做到一体式、一站式出结果，包括坐标和高程等数据可以即时读取并快速形成三维模型，这样，施工管理人员可以时刻把握施工现场的坐标与高程数据，而这对于建筑施工的质量控制意义重大。与此同时，管理人员可以将每日现场视察结果形成形象进度，利用PROJECT等专业软件，与原定施工计划进行比对，可以快速发现各施工作业面的进度偏差，并进一步利用AHP等分析模型找出当中的关键影响因子，对其采取相应的补救和赶工措施，从而对施工工期进行有效的监控。不仅如此，许多工程项目中采用的混凝土和防水材料均属特种材料，验收要求高，对过程监督管理的要求也很高，而利用GPS监控仪器，可以24h对施工作业面定点监控，可以捕捉到1%mm的微型形变，并形成数据反馈，管理人员可以通过对数据的观察发现异常数据，进而对造成形变的原因进行分析，使质量问题在萌芽或者发展初期即得到处理，这对于建筑施工项目的整体结构稳定性有很大辅助作用。

4)对班组和人员形成有效管理。在建筑施工管理中，包含了大量技术工种和施工班组，同时，导流、围堰等辅助性措施项目众多，各种工序和工种相互穿插，对这些班组和施工人员的协调与合理安排是施工管理的重要内容，而不同的班组需要不同的管理模式，传统的管理方法容易出现混乱。利用数字化技术，可以将直线式管理、矩阵式管理有机整合起来，对核心班组和技术工种采用矩阵式管理，而对渠道开挖、管道安装等班组则可以采用灵活的直线式管理模式，这样既可以保证管理的有效性，又可以提升管理的灵活性。例如，可以根据每日管理信息整理成动态的管理文件，数字化的文件与纸质文档相结合，不仅可以加强管理文件的归类与整理，同时也便于项目部和公司之间，项目部和甲方、监理制之间，以及项目管理团队和班组之间的交流与传递。同时也可以根据管理信息制作成PDCA动态管理图表，根据实际施工情况不断调整在成本、进度和质量等方面的指标和预定值，同时对各个指标的整改情况进行检查和整理。

数字化技术凭借其高效精准的管理效果，在现代建筑施工管理中的作用与优势越发明显，我国的工程项目建设目前正处于稳步发展的阶段，将施工管理与数字化技术进行有效的整合可以有效地提升管理效率，对于提升我国工程建设的软实力具有重要的推动作用。只要我们在施工管理中积极借鉴与探索，利用数字化管理的思维来引导施工管理，一定可以推动我国建筑施工项目管理水平迈上更高的发展平台。