工程管理信息系統(tǒng)課件：智能建造管理信息平臺

工程管理信息系統(tǒng)

智能建造管理信息平臺智能建造概述智能建造管理信息平臺結(jié)構(gòu)智能建造管理信息平臺功能本章學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解智能建造。2.了解智能建造信息管理平臺框架及功能。11.1智能建造概述11.1.1“互聯(lián)網(wǎng)+”引起建造模式的變革傳統(tǒng)建造模式依賴現(xiàn)場作業(yè)，設(shè)計與施工分離，導(dǎo)致浪費和沖突。工業(yè)化建造模式整合設(shè)計施工，提升質(zhì)量和效益，但需ICT技術(shù)協(xié)調(diào)多專業(yè)界面。物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等技術(shù)實現(xiàn)信息實時采集、共享，促進(jìn)管理方式變革，如主動安全管理和實時質(zhì)量監(jiān)控。互聯(lián)網(wǎng)與工程建設(shè)融合，推動行業(yè)向服務(wù)化轉(zhuǎn)變，出現(xiàn)工程建造平臺經(jīng)濟，如八戒工程網(wǎng)，實現(xiàn)資源線上聚集、服務(wù)交易。工程建造服務(wù)化成為新戰(zhàn)略，促進(jìn)生產(chǎn)分工專業(yè)化和流程創(chuàng)新，實現(xiàn)差別化競爭。組織模式轉(zhuǎn)向用戶中心、平臺化服務(wù)，協(xié)同建造成為主要生產(chǎn)方式?；ヂ?lián)網(wǎng)經(jīng)濟和ICT技術(shù)應(yīng)用將深刻變革工程建造領(lǐng)域，催生新模式。11.1智能建造概述11.1.1“互聯(lián)網(wǎng)+”引起建造模式的變革建造模式是指整個建造系統(tǒng)（包括建造子系統(tǒng)）的組織形式和運作方式。建造系統(tǒng)的管理模式是對建造系統(tǒng)或建造子系統(tǒng)進(jìn)行管理以使其達(dá)到有序化和優(yōu)化（包括數(shù)量與質(zhì)量兩方面）目標(biāo)的方式和方法。工程建造領(lǐng)域經(jīng)歷了傳統(tǒng)建造模式階段，正處于工業(yè)化建造模式階段。下表從組織形式、生產(chǎn)運作方式和管理模式等方面對傳統(tǒng)建造模式與工業(yè)化建造模式進(jìn)行了比較層面?zhèn)鹘y(tǒng)建造模式工業(yè)化建造模式組織形式由業(yè)主、設(shè)計單位、材料供應(yīng)商和施工單位等參與方構(gòu)成，屬于項目型組織由業(yè)主、設(shè)計單位、制造單位、材料供應(yīng)商和施工單位等參與方構(gòu)成，既有項目型組織又有工廠型組織生產(chǎn)運作方式采用手工業(yè)生產(chǎn)方式，以現(xiàn)場作業(yè)為主，用到少量的機械化設(shè)備，單件生產(chǎn)，釆取順序施工、平行施工和流水施工等三種組織施工方式采用工業(yè)化生產(chǎn)方式，設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化、構(gòu)配件生產(chǎn)工廠化，施工機械化和組織管理科學(xué)化管理模式對設(shè)計、招標(biāo)和施工等環(huán)節(jié)實施項目管理，實現(xiàn)對工程投資、質(zhì)量和進(jìn)度的控制實行設(shè)計、制造和施工一體化的管理，涵蓋專業(yè)制造及項目現(xiàn)場施工傳統(tǒng)建造模式與工業(yè)化建造模式的比較11.1智能建造概述11.1.2智能建造模式的內(nèi)涵智能建造模式可以定義為：運用信息和通信技術(shù)手段，實現(xiàn)工程建造中的人、機器、資源、環(huán)境的實時連通、相互識別和有效交流，通過大數(shù)據(jù)處理平臺建立各類標(biāo)準(zhǔn)化的應(yīng)用服務(wù)，并實現(xiàn)服務(wù)共享，包括業(yè)主、承包商、供應(yīng)商、監(jiān)理等在內(nèi)的相關(guān)參與方可以協(xié)同運作，實現(xiàn)安全、高效及高質(zhì)量的工程建造智能建造的核心內(nèi)涵是工程建造信息支撐環(huán)境、服務(wù)集成、協(xié)同管理和智能工程建造管理等，其基本架構(gòu)如圖所示智能建造的基本架構(gòu)11.1智能建造概述11.1.2

智能建造模式的內(nèi)涵智能建造的核心內(nèi)涵通過GIS、GPS、RFID、視頻監(jiān)控、傳感器和激光掃描等技術(shù)主動采集環(huán)境、質(zhì)量、安全和供應(yīng)信息。利用CPS、互聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將信息推送給工程服務(wù)，實現(xiàn)人、機器、資源和環(huán)境的互聯(lián)互通。整合信息、服務(wù)過程和BIM模型，構(gòu)建工程建造信息支撐環(huán)境，為服務(wù)集成、協(xié)同管理和智能管理提供基礎(chǔ)服務(wù)集成通過工程建造平臺，將服務(wù)虛擬化為Web服務(wù)，實現(xiàn)互操作，集成各階段參與方的服務(wù)，協(xié)同完成建造任務(wù)，實現(xiàn)線上服務(wù)與線下建造的融合協(xié)同管理工程建造平臺整合了全生命周期的建造服務(wù)，提供全面、高效的管理和標(biāo)準(zhǔn)化業(yè)務(wù)，為各方提供協(xié)同環(huán)境，實現(xiàn)服務(wù)過程的協(xié)同管理智能工程建造管理是智能建造的核心，通過信息主動感知建立深度關(guān)聯(lián)，自動發(fā)現(xiàn)規(guī)律，促進(jìn)各方主動決策和行動，提升建造管理水平智能工程建造管理11.2智能建造管理信息平臺結(jié)構(gòu)11.2.1信息支撐平臺的框架在智能建造中，信息支撐平臺是服務(wù)集成、工程協(xié)同管理和智能工程建造管理的基礎(chǔ)。信息支撐平臺的框架分為三層，包括數(shù)據(jù)中心層、服務(wù)層和信息釆集網(wǎng)絡(luò)層，如圖所示信息支撐平臺的框架信息支撐平臺的框架數(shù)據(jù)中心層數(shù)據(jù)中心層主要規(guī)范數(shù)據(jù)格式并存儲數(shù)據(jù)，詳細(xì)記錄了工程建造過程的所有信息。各種服務(wù)的過程信息和BIM模型整合在一起，從3D數(shù)據(jù)變成nD數(shù)據(jù)，及時滿足服務(wù)集成、工程協(xié)同管理和智能工程建造管理對數(shù)據(jù)的需求服務(wù)層服務(wù)層主要存儲了工程建造過程不同階段工程建造服務(wù)實施產(chǎn)生的所有信息。由于服務(wù)是工程管理的最小單元，這些信息是按照服務(wù)來組織的，包括描述服務(wù)屬性的靜態(tài)信息和動態(tài)信息。靜態(tài)信息是服務(wù)靜態(tài)屬性的體現(xiàn)，而動態(tài)信息則是從服務(wù)實施過程中實時釆集的。服務(wù)層的信息與BIM數(shù)據(jù)構(gòu)件關(guān)聯(lián)后，可支持服務(wù)的封裝、互操作信息采集網(wǎng)絡(luò)層信息釆集網(wǎng)絡(luò)層是通過不同的信息采集技術(shù)，如GIS/GPS、RFID、視頻監(jiān)控、傳感器和激光掃描等，主動感知不同的信息，如環(huán)境信息、質(zhì)量信息、安全信息和供應(yīng)鏈信息等。同時，通過不同的信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，如CPS、互聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等，將這些信息主動推送給工程建造服務(wù)，支持工程建造服務(wù)的實施數(shù)據(jù)的形成過程數(shù)據(jù)分類及其與BIM的關(guān)系BIM數(shù)據(jù)與工程建造管理的關(guān)系11.2.2BIM數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)中心是以BIM技術(shù)為核心，通過工程建造服務(wù)過程信息與數(shù)據(jù)中心的交互，動態(tài)生成BIM模型，集成工程建造過程各階段不同的信息，為項目業(yè)主和各參與方提供項目信息共享、信息交換的數(shù)據(jù)平臺，為智能工程建造管理提供數(shù)據(jù)支持11.2智能建造管理信息平臺結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的形成過程所有的工程建造服務(wù)會生成涉及成千上萬個工程構(gòu)件的海量工程項目數(shù)據(jù)。不同的工程建造服務(wù)過程信息與數(shù)據(jù)中心的交互形成不同類型的BIM數(shù)據(jù)。BIM數(shù)據(jù)形成過程如圖所示BIM數(shù)據(jù)的形成過程030201設(shè)計階段涉及方案設(shè)計服務(wù)、初步設(shè)計服務(wù)和施工圖設(shè)計服務(wù)等現(xiàn)場施工階段涉及的工程建造服務(wù)比較復(fù)雜，與工程的類型有關(guān)生產(chǎn)采購階段涉及材料生產(chǎn)服務(wù)、材料運輸服務(wù)和材料倉儲服務(wù)等材料供應(yīng)服務(wù)數(shù)據(jù)分類及其與BIM的關(guān)系工程建造服務(wù)主要分為四大類：設(shè)計服務(wù)、生產(chǎn)采購服務(wù)、施工服務(wù)和相關(guān)支持服務(wù)。從工程建造服務(wù)的基本屬性可以看出，不同類型的服務(wù)擁有不同的數(shù)據(jù)。下面從服務(wù)類型的角度，對數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，并說明與BIM模型的關(guān)系，如表所示服務(wù)類型支持?jǐn)?shù)據(jù)與BIM模型的關(guān)系設(shè)計服務(wù)空間幾何數(shù)據(jù)、材料信息、造價信息、設(shè)備信息等形成設(shè)計信息模型（3D模型）生產(chǎn)采購服務(wù)生產(chǎn)信息、質(zhì)量監(jiān)測信息、存儲信息、運輸信息等形成生產(chǎn)采購信息模型施工服務(wù)進(jìn)度信息、質(zhì)量信息、成本信息、安全信息、資源信息及施工方案等形成施工信息模型（包括4D、5D等）相關(guān)支持服務(wù)服務(wù)提供者、服務(wù)流程、服務(wù)的信息支持類型及管理對象等BIM模型的基本信息，并支持BIM模型的形成BIM數(shù)據(jù)與工程建造管理的關(guān)系不同類型服務(wù)的動態(tài)數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)中心為實現(xiàn)各種工程建造管理提供了決策支持。BIM數(shù)據(jù)支持各類工程建造管理的過程如圖所示BIM數(shù)據(jù)與工程建造管理的關(guān)系工程建造管理主要包括設(shè)計管理、進(jìn)度管理、質(zhì)量管理、安全管理、成本管理和材料供應(yīng)管理等。BIM數(shù)據(jù)與工程建造管理的關(guān)系如表所示工程建造管理與BIM數(shù)據(jù)的關(guān)系BIM模型對工程建造管理的支持設(shè)計管理進(jìn)行數(shù)字化、參數(shù)化三維建模，形成3D模型支持設(shè)計模型檢査、設(shè)計方案可視化及設(shè)計方案模擬等進(jìn)度管理進(jìn)度信息與3D模型結(jié)合，形成4D模型可以對工程建造進(jìn)度動態(tài)跟蹤，找出實際進(jìn)度與預(yù)計進(jìn)度的差距，及時予以糾正質(zhì)量管理質(zhì)量信息與4D模型結(jié)合，形成包含質(zhì)量信息的BIM模型將BIM模型與信息采集技術(shù)相結(jié)合，實現(xiàn)質(zhì)量的實時跟蹤和控制安全管理安全信息與4D模型結(jié)合，形成包含安全信息的BIM模型通過BIM模型和現(xiàn)場傳感器采集的實時信息相結(jié)合，實現(xiàn)安全風(fēng)險的預(yù)警成本管理成本信息與4D模型相結(jié)合，形成5D模型可實現(xiàn)成本的實時監(jiān)控，并分析偏差產(chǎn)生的原因，實現(xiàn)項目成本的精細(xì)化管理材料供應(yīng)管理材料供應(yīng)信息與4D模型結(jié)合，形成包含材料供應(yīng)信息的BIM模型將BIM模型與信息采集技術(shù)相結(jié)合，實現(xiàn)對工程材料的實時追蹤信息采集技術(shù)互聯(lián)技術(shù)11.2.3工程建造信息支撐技術(shù)RFID技術(shù)1GPS、GIS技術(shù)2視頻監(jiān)控技術(shù)3三維激光掃描技術(shù)4物聯(lián)網(wǎng)1CPS211.2智能建造管理信息平臺結(jié)構(gòu)11.3智能建造管理信息平臺功能工程建造平臺是為實現(xiàn)工程建造服務(wù)的開放、共享和協(xié)作而搭建的一個平等、開放的互聯(lián)網(wǎng)共享平臺，是為工程建造的各主體進(jìn)行工程建造服務(wù)的交易、共享和協(xié)作提供的一個統(tǒng)一場所和空間。因此，其功能定位必須緊密結(jié)合交易開放化、內(nèi)容服務(wù)化、線上線下協(xié)同等互聯(lián)網(wǎng)平臺發(fā)展趨勢。11.3智能建造管理信息平臺功能11.3.1平臺總體功能建造模式是指整個建造系統(tǒng)（包括建造子系統(tǒng)）的組織形式和運作方式。建造系統(tǒng)的管理模式是對建造系統(tǒng)或建造子系統(tǒng)進(jìn)行管理以使其達(dá)到有序化和優(yōu)化（包括數(shù)量與質(zhì)量兩方面）目標(biāo)的方式和方法。工程建造領(lǐng)域經(jīng)歷了傳統(tǒng)建造模式階段，正處于工業(yè)化建造模式階段。下表從組織形式、生產(chǎn)運作方式和管理模式等方面對傳統(tǒng)建造模式與工業(yè)化建造模式進(jìn)行了比較層面?zhèn)鹘y(tǒng)建造模式工業(yè)化建造模式組織形式由業(yè)主、設(shè)計單位、材料供應(yīng)商和施工單位等參與方構(gòu)成，屬于項目型組織由業(yè)主、設(shè)計單位、制造單位、材料供應(yīng)商和施工單位等參與方構(gòu)成，既有項目型組織又有工廠型組織生產(chǎn)運作方式采用手工業(yè)生產(chǎn)方式，以現(xiàn)場作業(yè)為主，用到少量的機械化設(shè)備，單件生產(chǎn)，釆取順序施工、平行施工和流水施工等三種組織施工方式采用工業(yè)化生產(chǎn)方式，設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化、構(gòu)配件生產(chǎn)工廠化，施工機械化和組織管理科學(xué)化管理模式對設(shè)計、招標(biāo)和施工等環(huán)節(jié)實施項目管理，實現(xiàn)對工程投資、質(zhì)量和進(jìn)度的控制實行設(shè)計、制造和施工一體化的管理，涵蓋專業(yè)制造及項目現(xiàn)場施工傳統(tǒng)建造模式與工業(yè)化建造模式的比較11.3.1平臺總體功能該模塊主要對平臺參與主體（包括項目從業(yè)單位及項目從業(yè)人員）的信息進(jìn)行審核，實施注冊登記。同時，還要對參與主體（項目從業(yè)單位及項目從業(yè)人員）、工程建造服務(wù)、工程項目等進(jìn)行分類管理注冊與分類管理交易管理主要是指對交易過程的管理，包括對招投標(biāo)交易過程、眾包交易過程和代理交易過程的管理。交易管理的主要內(nèi)容包括制定交易規(guī)則、設(shè)定交易流程、監(jiān)督交易過程、展示交易結(jié)果等交易管理這是工程建造平臺的核心功能之一。該功能圍繞業(yè)主所提出的工程建造需求，對其相關(guān)的設(shè)計、施工、材料供應(yīng)及支持等服務(wù)進(jìn)行集成，進(jìn)而完成面向工程生命周期的智能工程管理，即智能設(shè)計管理、智能施工管理和智能運維管理等工程管理功能，為工程建造平臺各參與主體的協(xié)同提供支持智能工程管理監(jiān)督管理是工程建造平臺實現(xiàn)交易管理、智能工程管理等核心功能的重要支撐和保障。工程建造平臺的監(jiān)督管理功能既能實現(xiàn)平臺企業(yè)對交易過程及服務(wù)實施過程的監(jiān)管，也能通過接口與相關(guān)政府部門的監(jiān)管系統(tǒng)相連，實現(xiàn)監(jiān)管信息的共享和業(yè)務(wù)對接，為政府職能部門提供監(jiān)管信息監(jiān)督管理11.3.2平臺總體運行流程平臺各項功能的實施是通過平臺的總體運行流程來銜接和聯(lián)系的。平臺的總體運行流程是在一系列平臺運行機制作用下平臺各功能的有機結(jié)合和協(xié)同工程建造平臺總體運行流程11.3.2平臺總體運行流程首先，參與主體按照不同的屬性要求進(jìn)行注冊登記；其次，平臺管理者審核申請者的注冊信息及資質(zhì)；最后，通過審核的參與主體成為平臺的授權(quán)主體，可以進(jìn)入平臺進(jìn)行交易。平臺按照不同的類型對參與主體進(jìn)行分類管理，并根據(jù)主體的信用，為其提供推薦服務(wù)主體注冊主體成為平臺的授權(quán)主體后，可以在平臺中進(jìn)行服務(wù)交易。首先，服務(wù)需求方通過平臺發(fā)布服務(wù)需求，并依據(jù)平臺推薦的交易模式和自身服務(wù)需求的類型，選擇合適的交易模式。其次，平臺為服務(wù)需求方和提供方的供需匹配提供支持，即通過招投標(biāo)交易模式、眾包交易模式或代理交易模式等達(dá)成交易。最后，平臺依據(jù)交易監(jiān)管結(jié)果，對各參與主體的信用記錄進(jìn)行更新工程建造服務(wù)交易首先，平臺釆集和處理服務(wù)實施過程中有關(guān)進(jìn)度、質(zhì)量、安全等建造活動的實時信息，并將這些實時信息與工程BIM模型進(jìn)行關(guān)聯(lián)。在此基礎(chǔ)上，平臺通過服務(wù)集成實現(xiàn)智能進(jìn)度管理、安全管理、質(zhì)量管理、成本管理等工程管理功能。同時，平臺自身不但要對服務(wù)實施過程中的有關(guān)活動進(jìn)行監(jiān)管，而且要將監(jiān)管信息通過監(jiān)管接口共享給相關(guān)政府職能部門，為它們進(jìn)行工程質(zhì)量事故追溯、安全事故重現(xiàn)、事故責(zé)任分析等提供支持工程建造服務(wù)實施3平臺基礎(chǔ)數(shù)據(jù)項目從業(yè)單位數(shù)據(jù)項目從業(yè)單位數(shù)據(jù)主要包括業(yè)主咨詢單位、設(shè)計單位、承包商(施工單位)、監(jiān)理單位、材料供應(yīng)商等單位的基本信息和資質(zhì)信息項目從業(yè)人員數(shù)據(jù)項目從業(yè)人員數(shù)據(jù)主要包括項目執(zhí)業(yè)資格人員、項目從業(yè)資格人員和具有職業(yè)技能的建筑工人三類人員的基本信息和資質(zhì)信息標(biāo)準(zhǔn)化服務(wù)庫工程建造標(biāo)準(zhǔn)化服務(wù)可分為設(shè)計服務(wù)、施工服務(wù)、材料供應(yīng)服務(wù)和支持服務(wù)等多種類型，其主要要素可概括為服務(wù)參與者、服務(wù)功能、服務(wù)過程、服務(wù)資源、服務(wù)水平、服務(wù)定價及服務(wù)法規(guī)等項目基本數(shù)據(jù)項目基本數(shù)