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        工地信息化創新成果

        中建鋼構有限公司

        建筑企業如何搭建自給自足的“智慧工地”平臺

        ——中建鋼構有限公司案例分享

        一、概述

        中建鋼構有限公司是集鋼結構投資、研發、設計、建造、運營于一體的大型國有骨干集團企業,隸屬于世界100強--中國建筑股份有限公司。公司具有國家建設部頒發的鋼結構工程承包壹級、輕型鋼結構工程設計專項甲級及中國鋼結構協會授予的鋼結構制造特級企業資質。公司經營范圍遍及華東、華南、西南、華北、華中等區域,輻射港澳、東南亞、中東、北美等國家或地區,產品結構覆蓋建筑、能源、交通、船舶、核電、風電及住宅鋼結構等多個領域。2018年10月11日,入選"全國中小學生研學實踐教育基地"名單。

        最開始中建鋼構的項目是其基于帆軟的產品開發的企業經營報表和管理駕駛艙等,后期使用帆軟的數據展現平臺與其工地上的硬件和其他生產系統相對接做出了智慧工地平臺,該平臺致力于解決目前大部分建筑企業的面臨的三大問題:

        軟硬件標準難統一:對于目前市場環境,智慧工地最主流的搭建模式是以項目為單位,哪個項目有需求就為該項目專門定制一套智慧工地軟硬件平臺,此種模式會導致同一建筑企業內部不同項目使用不同軟件廠家的技術方案,并且不能保證硬件是用同一標準且可統一調配的。這樣反而增加了企業對所屬項目數據收集的難度,違背了自動收集工程項目數據進行經營管理的初衷。

        技術壁壘成本較高:由于智慧工地以項目為單位發起,大部分第三方智慧工地方案都是包含了軟件和硬件的整體方案,同時大部分建筑企業相關 IT 技術人員并不多,所以一般第三方報價按照項目收費,如果一個企業想要上線的項目多了,整體費用會相對偏高。而在方案落地后,由于軟件、硬件、通訊等接口的不開放,想加入新的硬件或軟件功能就存在接口開發成本,導致后續成本不可控。建筑企業如果想要長久開展智慧工地建設,必然要自身擔起責任,制定軟硬件實施標準,做到成本可控和功能自主開展。

        實際價值難以體現:無論是建筑企業內信息化建設者,還是項目上的具體負責人大多還是清楚,智慧工地目前主要起的是宣傳作用,真正將其用于工程管理與企業經營卻少之又少。究其原因,莫過于建設者過分追求規模的大而全和技術的前沿程度,而忽略了其實用性。其實大部分工程數據,像人、機、料的使用情況以及質量和安全的監控,建筑企業都很難自動統計到。如果能將最基本的數據自動采集實現好,智慧工地給企業帶來的價值就不可估量了。

        中建鋼構智慧工地平臺建設的核心思想也是緊緊圍繞著如何解決上述三大問題,并參考了目前主流智慧工地建設的經驗,重點在統一軟硬件標準、掌握自身核心技術、落實基本業務系統應用問題上面。

        二、實施背景

        為打造中建鋼構自己的“智慧工地”典范項目,公司通過應用信息化手段,建立了自有的智慧工地管理平臺。該平臺使用物聯網、BIM、仿真、可視化、基站通訊等技術將施工過程中涉及到的人、機、料、法、環等要素進行實時、動態采集,將項目打造成一個以進度為主線,以成本為核心的智能化施工流水作業線。同時通過平臺相關功能模塊的應用,項目管理能實現更準確及時的數據采集、更智能的數據挖掘和分析及更智慧的綜合預測,為項目部決策層/項目班子提供項目整體狀態信息呈現,監控項目關鍵目標執行情況及預期情況,為項目完美履約保駕護航。

        三、實施宗旨

        用軟件的目的就是要達到對項目管理有用的目的,絕不走形式主義,經過試用有用則用,沒用的堅決不用,以這樣的態度開展工作。

        四、實施過程

        1、準備工作

        中建鋼構平臺整體分為數據取數、數據存儲與處理、數據展現三個層級。數據取數也不僅限于工地上的硬件采集,也結合了企業管理的ERP平臺、勞務系統、質量、安全系統等等軟件層面數據,實現主要數據對照并自動取數,保證數據真實性;數據存儲與處理通過數據庫技術,將不同業務分類型建模存儲,復雜計算采用預處理的方式加快前端展現速度;數據展現層,利用了帆軟的報表與BI的通用工具,實現高效開發,避免了代碼開發圖表的繁瑣與不宜維護。其整體架構如下圖:

        中建鋼構智慧工地平臺架構有異于主流第三方整體解決方案的點,是站在建筑企業本身出發,以幫助經營管理、平臺成本可控、長遠可維護、注重用戶體驗等方面為重點,結合通用軟件和硬件,構建起屬于企業自身的智慧工地。

        2、詳細特點

        平臺集團化

        中建鋼構依托帆軟數據展示平臺按照公司內組織框架建立了集團級智慧工地應用平臺,實現了一個平臺服務應用集團全部項目。集團內項目部署智慧工地平臺只需要按照平臺進行標準的業務數據對接,及硬件安裝配置就可實現項目智慧工地應用。其中江蘇靖江文化中心項目僅兩周就部署了包含物資、勞務、質量、安全、視頻監控等內容的搭建。

        數據自動化

        中建鋼構智慧工地平臺有一個較大的優勢是集成了業財一體化、勞務、質量、安全等管理系統。軟件層面依托帆軟產品開發的數據展示平臺,利用集團統一的用戶賬號登錄,并且打通了現有軟件系統數據實現互通,項目基礎信息、財務、商務、物資、質量、安全等基礎信息及業務數據均能夠直接后臺取數無需單獨手工錄入,保證了平臺數據的及時性、準確性及操作的便捷性,增強了用戶體驗。

        硬件標準化

        智慧工地涉及到的硬件設施種類繁多,主要包括人員定位、能像監測、煙霧監測、環境監測等。很多時候第三方智慧工地建設時,不同項目上硬件種類不統一,導致不能很好進行統一管控與比較。中建鋼構采用集團與硬件公司簽訂框架定制供貨合同的方式,保證硬件質量,并且能相對較好的控制成本。在通信方面,中建鋼構搭建了LORAWAN無線通信方式的通訊平臺,實現了單個基站覆蓋5公里范圍內的各類型傳感器數據傳輸。并且項目完工后的相關硬件可以在新項目的智慧工地平臺按照標準的硬件與通信標準部署使用,實現了硬件的連續周轉。

        配置傻瓜化

        為了實現硬件統一接入配置,中建鋼構建立了智能監管平臺對硬件進行添加、配置、檢測。在接入方面,按照標準接入的硬件在智能監管平臺直接輸入唯一的硬件id即可實現綁定項目及配置名稱、規格、位置等操作。在展示配置方面,平臺實現了傻瓜式配置,導入底圖,點擊坐標即可實現硬件的位置定位,一般項目人員即可完成操作。

        3、平臺架構

        在系統架構上,“智慧工地”平臺分為數據采購層、數據傳輸層和數據展示層,數據采集 層及數據傳輸層主要涉及硬件安裝及接口配置等,本次說明主要介紹數據展示層的界面及其所包含的功能版塊。

        智慧工地平臺軟件依托于公司數據展示平臺基礎上,登陸及訪問界面與駕駛艙問界面 一致,登陸賬號密碼為業財報銷賬號。

        登陸后選擇智慧工地頁簽即可進入智慧工地選擇界面,在條件篩選框中選擇要查看的項目即可進入智慧工地首頁,中建鋼構智慧工地為公司集中平臺展示,可以依據不同用戶權限進行項目篩選。

        4、平臺功能

        選擇進入后即可看到項目智慧平臺首界面,包含項目概況、生產管理、智能監管、質量 管理、安全管理、經營管理、BIM 應用、物資機械、協同辦公九個大版塊。

        協同辦公界面為內嵌協助網頁界面并且已經單點登陸,無需單獨登錄即可直接在界面內進行協助業務操作。

        5、平臺特點

        目前公司智慧工地平臺已經基本完成主體架構開發,且平臺具有如下幾個特點:

        1、統一平臺:目前公司智慧工地平臺依托于公司的數據決策支持平臺,實現智慧工地數據統一平臺管理,統一標準要求;

        2、深入結合:智慧工地平臺與公司現有軟件系統數據實現互通,項目基礎信息、財務、商務、物資等信息均能夠直接后臺取數無需單獨錄入;

        3、集中配置:針對智慧工地平臺公司統一開發智能監管平臺與業財報銷同用戶密碼登陸,并且能夠實現項目安裝硬件統一配置。

        五、應用效果

        中建鋼構做成了完整的一套智慧工地解決方案,其成平臺集成了了項目概況、生產管理、智能監管、質量管理、安全管理、經營管理、BIM應用、物資機械、協同辦公等版塊。在本篇文章內,我們重點展現前三個模塊的部分成果:

        項目概況:主要包含了項目基本信息及安全、質量、進度概況等信息,該頁簽數據來。

        生產管理:包含勞務、計劃、調度三個管理界面,勞務管理界面包含實時在場人數、分包及工種人員分布以及現場人員數量的實時變化曲線。

        智能監管:人員定位通過在現場平面區域及樓層關鍵進出口安裝RFID讀取設備讀取進出人員安全帽內RFID實名標簽來統計區域及樓層人員信息。

        能像檢測界面為項目現場用電信息,包含電箱級次及連線分布,雙擊可以查看單個電箱的總耗電量、功率、溫度等信息,可以為項目提供能耗檢測、用電異常報警等監控功能。

        煙霧檢測界面為項目配置煙霧感應器平面圖,點擊圖標可以查看感應器詳情,并且當煙霧感應器收到煙霧信號鳴笛示警的同時可以在智慧工地界面實現火警報警功能。

        環境監測界面顯示項目安裝環境監測設備的平面圖,點擊后實時顯示該環境監測設備監測的PM2.5、風速、噪音等信息。

        用水監測界面為項目現場關鍵用水位置水表平面圖,點擊可以查看該位置水表基礎信息及用水信息,可以為項目提供用水實時監測和預警功能。

        視頻監控為項目現場配置監控球機平面圖,雙擊對應球機即可進入實時監控畫面。

        塔吊監控界面顯示塔吊基本參數信息及實時運行情況,該界面目前正在硬件對接開發中,需要智慧工地與塔吊監測硬件結合實現展示效果。

        六、中建鋼構管理駕駛艙應用

        現在很多工程項目有一個很大的誤區是為了實現智慧工地的效果而做智慧工地,是否能采集到工地上的真實數據從而幫助企業管好項目、做好經營這一點卻忽視掉了。智慧工地是和企業管理緊密聯系的,中建鋼構在完成工地現場的智能監管以外,還將各集團核心業務數據進行集合展示完成一套完整的管理駕駛艙體系。

        對于中建鋼構的總部開發了總部管理駕駛艙,幫助總部的管理者可以及時看到核心數據,將主要指標和重要數據放到顯著位置,配以圖形化的展現,使決策者可以直觀的對企業的經營情況進行了解,更有依據地做決策,更有效的進行管理。

        對于中建鋼構的二級機構大區開發了大區管理駕駛艙,相對于總部來說需要看到更細層次的數據,所以專門針對各大區的需求,將其關心的核心數據展現在了駕駛艙上面,讓大區管理者可以看到整個大區的項目概況、財務、商務、物資、制造安裝情況等。

        而對于建筑企業都有的項目級管理層開發了項目管理駕駛艙,項目管理層可以通過駕駛艙看到一個項目完整的情況,改變了以往文檔或口頭講述的形式,用更直觀自動的方式展示了項目的財務、商務、產值、產量、安全、質量、物資機械、形象進度等重要數據,讓人一目了然的掌握了項目情況。并且使各層級的人員減少了溝通成本,增加了工作效率,使工程建設行業最難管控的項目有了一個有效的管理依據。

        當智慧工地與企業管理相結合時,智慧工地也不再只是工地上相關功能硬件設備的羅列而已了,而是真正地將采集到的數據運用起來,發揮出智慧工地本來的作用,實現了大數據對于建筑企業應有的價值。

        七、社會效益

        通過應用“智慧工地”平臺參與項目管理,提高了項目部信息化管理水平,提高了項目部管理人員的工作效率,使項目部在探索信息化管理水平提升的道路上又邁出了一步,決策運營效率提升。搭建了全業務范圍、全作業流程的高效率大數據平臺,顯性的提升了效率加快了進度,有效支撐公司的數字化運營決策。

        八、結束語

        中建鋼構智慧工地整體的思路立足于從使用者的角度出發注重實用性,將企業能實現的功能做好,讓所有工程建設者都能用起來。并且不只是簡單地進行功能堆砌,而是將自動采集上來的數據利用在企業管理上面,使智慧工地發揮更大的價值。

        為了建設好智慧工地,企業本身也要將技術壁壘打破,結合優秀的軟件和硬件產品的功能強項進行整體規劃,實現建設成本可控、功能可迭代維護、實用性可保證的自給自足的智慧工地平臺。

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