建筑施工活动“两化数据库”的构建研究
新常态下, 我国建筑业面临着巨大的机遇与挑战。施工现场信息化与标准化发展现状与建筑业现代化发展要求不相匹配, 已成为建筑业发展的主要瓶颈之一, 因此亟需找到切实有效的方法, 能够在一定程度上提高施工现场数据收集效率, 弥补信息欠缺, 促进施工现场管理升级, 提高工人劳动效率。
工程项目管理信息化契合了大数据时代的发展, 能够充分优化施工现场管理模式, 促使项目管理更为灵活、便捷、高效, 进而实现多元化集中管理。工程项目管理标准化可使现场资源配置更为高效, 强化施工现场的管理、控制与协调, 对绿色施工与安全管理具有显著的积极作用。同时, 通过标准化的管理活动能够在一定程度上降低项目管理所需成本, 提高管理水平与管理绩效。目前, 在有限的信息化与标准化集成管理的研究中, 信息化与标准化集成在项目成本控制、管理效率提升与流程再造等方面具有明显优势, 但仍不难看出现阶段在工程项目施工阶段关于信息化与标准化集成管理的理论探讨与实践应用多局限于管理制度, 而真正以施工活动为对象的研究还较为匮乏。
尽管工程项目信息化、标准化建设一直是政府部门推动建筑业发展的主流方向, 但在工程项目建设过程中的大量信息却产生于施工现场。为更有针对性地开展建筑工程施工现场管理, 本文基于信息化与标准化集成理念提出建筑施工活动“两化数据库”的构建方法, 以期实现项目施工阶段目标控制, 提升现场管理效率和水平, 进而提高施工效率和项目经济效益。
1 建筑施工活动“两化数据库”的设计理念
“两化数据库”的设计理念是通过提取建筑施工活动中的标准化数据, 并采用信息化手段构建相应的项目管理信息化平台, 以二者的结合, 将碎片化的、杂乱的标准数据进行集成汇总, 实现建筑工程项目相关的标准化数据信息在信息化平台上的使用。建筑施工活动“两化数据库”的设计理念主要涵盖模块化、标准化和参数化三个方面。
1.1 施工活动模块化划分
建筑工程项目均由大量的施工工序构成, 其间关系错综复杂, 需要依照一定的规则, 如按照建设工程项目、单项工程、单位工程、分部工程和分项工程等五级中各级的标准施工工艺对建筑工程项目先进行模块化划分, 以明晰其间的逻辑关系, 然后基于建筑工程项目的时间进度、组织关系和工艺顺序等要素, 依托施工工艺有效地开展相应施工管理活动。模块化划分便于施工活动相关数据的归类、收集和编码, 明晰复杂的施工现场信息间的逻辑联系, 切实推进现场施工管理的信息化和标准化进程。
1.2 施工活动标准化统一
目前建筑工程施工现场多采用粗放式管理模式, 其一定程度上源于施工活动标准化管理缺失。若实施建筑工程施工现场的标准化管理, 需要提炼项目中存在的共性内容进行标准化分类, 本文通过分析标准施工工艺在各建筑工程项目中的通用性, 进而以标准施工工艺为媒介, 如建筑桩基工程标准施工工艺、建筑钢筋工程标准施工工艺、建筑模板工程标准施工工艺等, 并赋予标准施工工艺的资源消耗量等数据信息, 结合项目组织协调管理原则, 对执行人员与管理人员实施有效管理。但标准化要求数据统一、数据简化、数据协调以及数据最优, 所以收集、整理的施工工艺必须满足在不同的建筑工程项目中具有一定的通用性, 才能确保标准化的广泛应用。
1.3 施工活动参数化存储
参数化为数据库架构的实现手段, 参数化编码在信息化与标准化的集成管理中至关重要。由于建筑施工管理活动的信息化管理尚处于起步阶段, 在架构“两化数据库”的过程中, 针对模块化后的标准施工工艺, 依照工作分解结构WBS与建筑工程分部分项工程将标准施工工艺信息按一定的规则进行参数化编码, 实现大量数据信息有规则地存储。
2 建筑施工活动“两化数据库”的框架构建
建筑施工活动“两化数据库”的系统架构核心部分主要分为数据层、功能层和应用层。数据层中涵盖了标准施工工艺数据库、标准施工工艺资源消耗量数据库、工程背景信息数据库;功能层主要通过智能模糊匹配功能与定制功能的结合实现数据层中数据的应用;应用层中则涵盖了数据管理、历史数据查询、新增数据录入等功能, 满足企业、项目部以及相关人员的操作需求。建筑施工活动“两化数据库”的系统架构如图1所示。
2.1 数据层内容框架
施工现场的数据主要可由施工工艺、资源消耗量以及一般工程背景信息构成, 由此将数据层划分为三个数据库, 分别是标准施工工艺数据库、标准施工工艺资源消耗量数据库与工程信息数据库。其中标准施工工艺数据库包含了标准化、模块化后的施工工艺信息与技术参数, 涉及场地平整、基坑工程、桩基工程、砌筑工程、模板工程、钢筋工程、混凝土工程、脚手架工程、防水工程和装修工程等分部分项工程;标准施工工艺资源消耗量数据库中包含各模块化标准施工工艺的人员、材料、时间、成本、机械等消耗量数据;工程信息库中包含工程概况、可研报告、设计任务书等相关基础信息。数据层构成如图2所示。
施工现场数据录入前期需要进行人工筛选工作, 对信息进行初步归类, 录入到三个不同的数据库中。确保项目各阶段的施工工艺数据的规范、标准, 且根据一定的编码规则存储, 每层代码均由数字1~99组成, 如图3所示。在标准施工工艺资源消耗量数据库数据录入过程中, 应注意保持各个消耗量与标准施工工艺一一对应, 并界定单位标准施工工艺工程量所需要的资源消耗量, 以方便后期进行相应的消耗量统计, 可对项目成本、进度、人员等目标进行有效控制;工程背景信息库的数据录入应便于工程概况、设计任务书、相关设计施工图纸等资料的整理、查找。最后, 相关人员在录入数据时, 应注意信息的有效性及分类特征, 以免因数据缺失、标准欠缺等问题造成后期无法使用, 确保后期数据调用的准确性和便捷性。
2.2 功能层内容框架
功能层主要根据不同的工程项目特征, 采用“智能功能”与“定制功能”两个模块相结合的方法, 基于标准工艺编制施工作业计划, 作为施工活动管理的参考依据。在“智能功能”模块中, 针对较为标准、较为普遍的建筑工程项目使用智能功能模糊匹配工程项目的相关信息, 得到相应的模块化标准施工工艺, 起到初步筛选的目的;在“定制功能”模块中, 因为施工的复杂性, 部分信息无法完全匹配, 所以通过定制功能弥补智能模糊匹配方法的不足, 补充未匹配到的相关施工工艺信息, 以保证工程项目施工作业计划的完整性。“智能功能”与“定制功能”两个功能模块相结合, 不仅能够保证数据库在工程项目进展中的正常运作, 还能够不断丰富数据量, 拓展数据库适用范围。功能层运行逻辑关系如图4所示。
2.3 应用层内容框架
应用层主要由用户功能和系统功能两部分构成。用户功能针对不同用户的使用权限进行分类配置;系统功能则主要负责数据的日常存储, 满足一定的数据分析功能。应用层的构成如图5所示。
用户对象包括企业管理人员、项目部管理人员、现场执行人员, 且不同层次的用户具有各自的权限, 如表1所示。其中, 企业管理人员属于高层用户, 所拥有的权限较为全面;而项目部管理人员属于现场管理层, 所拥有的权限主要针对项目部现场施工任务;现场执行人员则为执行层, 仅拥有接收任务及查询等权限。
各用户权限的具体内容如下:
(1) 编制任务:根据建筑工程项目实际情况, 编制施工任务;
表1 用户权限分类 下载原表

(2) 下达任务:企业层级将施工任务分配至各项目部, 项目部将施工任务分配至具体的执行人员;
(3) 接收任务:接收上级分配的任务;
(4) 修改:修改错误的或难以实施的施工任务指令, 重新分配至相关执行人员;
(5) 查询:查询具体的施工工艺及建筑工程项目信息。
3 平台应用实例
建筑业企业应积极顺应行业变革和信息化发展需要, 为建筑施工活动“两化数据库”提供工程项目实践支持。通过不同类型建筑工程项目的实践检验, 使信息化工具研发应用更具有说服力、示范性和推广价值。本平台依托福建省HR项目以验证“两化数据库”实践应用的可行性。建筑施工管理活动“两化数据库”标准施工工艺数据库目录如图6所示。本文从组织分配、任务监管、人员管理等方面阐述平台的应用。
3.1 组织分配
在数据库的应用过程中, 建筑工程项目部管理人员根据项目组织管理形式、施工进展情况, 依托“两化数据库”平台, 将施工任务合理分配给现场执行人员, 让相关人员明确自身需要执行的工作任务, 更好地体现施工活动与施工人员的衔接性, 提高施工活动的完成效率。除此之外, 还可初步安排各项施工任务的起讫时间, 使建筑工程项目现场施工管理更具条理性。施工任务下达界面如图7所示。
3.2 任务监管
每一项施工任务完成后, 相关作业人员需在平台上进行反馈, 审核通过后方可认定该任务是否如期完成。针对其中出现的相关问题, 需要及时发现并快速处理, 并在平台记录中保留痕迹, 确保建筑工程项目质量。一方面, 通过高效的任务监管模式, 在风险成本最低时解决问题隐患;另一方面, 每项施工任务与相关责任人挂钩, 进一步提高质量溯源的可靠性。各项工作任务完成, 其反馈情况界面如图8所示。
3.3 人员管理
本项目结合物联网技术, 通过在施工现场的重要位置布置RFID标签, 分析现场作业人员在执行不同施工任务时需要到达的指定场所, 在后期对RFID点位打卡统计并进行分析。一方面, 能够判断相关人员是否认真完成工作任务;另一方面, 可对RFID打卡点位统计次数较少的点, 实现自动预警功能。
在福建省HR项目施工管理活动中进行的信息化与标准化集成, 不仅优化了项目组织管理模式, 而且建筑工程项目施工现场管理水平明显提高, 新增利润近千万元。同时, 通过标准化施工管理示范项目的实践, 为企业培养了一大批优秀的建筑工程项目信息化管理人才, 培育和打造了一批高素质的施工技术和管理队伍, 受到社会各界的一致好评。
4 结语
建筑业必将随着建筑工程项目组织管理模式的升级产生全新的变革。与此同时, 建筑工程项目管理信息化与标准化将有力推动建筑业企业管理朝着科学化、现代化的方向发展。尽管“两化数据库”能够有效弥补现阶段建筑工程项目现场施工管理模式的不足, 但是其实现与推广需要诸多方面的支持和配合。首先需要政府、科研院校以及建筑业企业三方协同努力, 不断完善标准化体系;其次应加强建筑工程类专业复合型人才的培养;再次应积极推动数据库在建筑工程项目中的实践应用, 以弥补现有数据库信息的不足问题, 进一步提升建筑施工活动“两化数据库”的实际应用价值。随着我国信息化建设力度不断加大, 相信建筑施工活动“两化数据库”将在未来的工程建设领域得到更为有效、广泛地应用, 更充分地发挥其经济效益与社会效益。
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