【摘要】随着互联网技术的不断进步，传统建筑施工也相应做出改变，数字化系统的应用，将传统意义上的建筑施工逐步提升至利用“大数据”集成式一体化的“智慧工地”，由现场管理、进度管理、安全管理、质量管理、劳务管理、物料管理和BIM建造，共同组成“数字工地”系统，对建筑施工中的几大重点：工期进度、劳资管理、质量安全、绿色施工、新技术应用均已涵盖，且数据记录齐全，清晰直观，操作简单，很大程度上简化了项目管理者的工作，为建筑建造行业的发展做出极大贡献。本文依托于南航综合培训中心项目，主要介绍数字化系统在建筑施工中的各项应用，存在的缺陷，及未来的发展趋势，希望对后续其他项目数字化系统应用能起到参考和指导作用。
【关键词】：数字工地，应用，缺陷，发展趋势
1.引言
近年来随着工程规模的不断扩大，施工队伍的不断扩充，项目进度要求越来越严格，项目管理也随之变得更加困难，因此探寻出一条标准化、全面的管理模式十分重要。互联网的发展为项目管理提供了新的可能，在此基础上开发的数字化系统也逐渐登上建设的舞台，其将开辟出一条数字工地管理道路，是建筑施工中的一次革新。
2.数字化工地的概念
“数字工地”可以看作是数字化的、虚拟的工地，是将工地信息按地理坐标组织，以集成式数据平台、统一入口进行数据管理，提供数据可视化看板、整体呈现工地各要素的状态和关键数据，其通过智能硬件及其它系统将现场的生产数据（人机料法环等）进行集成并进行加工分析，通过直观的图表形式呈现，帮助管理人员做好项目整体控制。
“数字工地”不仅可以通过浏览工地基本信息和动态信息，还可以表现工地三维景观，对其进行放大、缩小、漫游以及实现定位查询、分析和工地漫游。“数字工地”遵照“数字地球”、“数字城市”的框架体系，但又与“数字地球”、“数字城市”的建设有所不同：（1）工地区域面积一般比较小，不需要依赖航天遥感作为数据源，可使用民用无人机航拍，进行逆向建模，主要使用现场精确测量和调查数据；(2)在表达的内容方面，“数字工地”不仅展示工地风貌，还要体现工程进度、质量、安全、劳资、绿色生产等动态方面的情况， 除此外，其可以根据使用者的需要进行
功能扩充增加展示和体验功能。
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图2.1-1大数据管理平台
3.数字化系统应用介绍
3.1、现场管理
集成工地的硬件设备，通过数字化手段呈现出硬件的使用状态、运行信息以及预警情况，扩大了项目管理人员的感知范围和对工地实时信息的感知速度，从而提升了管理人员的管理能力，提升了项目生产的透明度、安全性。
数字工地现场管理将现场各类设备数据接入到平台中，在一张图一个模型中实时显示现场各类生产要素数据，使施工现场实现数字化，数据更全面、准确、及时的展现在平台中。按实际位置显示摄像头、塔吊、深基坑监测等硬件设备运行状态；智能硬件集成：工业级物联网平台，对项目现场硬件设备进行统一连接、建模和管理；动态可视化图形看板：按实际位置显示摄像头、塔吊、深基坑监测等硬件设备运行状态。通过一张图，项目领导班子能对项目整体运行情况基本的了解，同时在参观汇报时能体现项目在智能设备的管理水平。
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图3.1-1现场管理
针对建筑施工对环境影响较大、受天气限制的特点，同时为满足当地绿色文明施工要求，现场安装TSP监测系统，自动雾炮机，喷淋系统，通过总控平台对现场环境实时监测，自动开启喷淋降尘。对施工以来每日天气情况完整记录，避免纠纷。
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图3.1-2环境监测平台
集成智能电表、智能水表设备，通过智慧数据平台，了解建设项目开工以来水电消耗情况。
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图3.1-3智能电表
3.2、进度管理
利用图文结合的方式，一目了然查看进度关键数据；同时可以追溯查看详细数据，对项目进行动态控制和调整，使项目进度更加可控；通过平台能及时暴露出进度问题，包括里程碑进度，各分包任务完成率、滞后原因分析等，发现问题便于及时采取应对措施，保证工程项目如期交付；并对进度数据进行对比分析和监控报警等处理。
当进度出现问题的时候，如里程碑进度滞后，将收到系统警告提醒，进而深入去查看各分包任务完成率、滞后原因分析，及时采取应对措施，保证工程项目如期交付；通过进度滞后原因分析，可以找到影响进度的关键因素，是劳动力不足，还是材料供应问题，甲方因素还是天气因素，便于及时采取应对措施，保证工程项目正常履约。
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3.3、安全质量管理
通过安全管理平台，可以清晰的看到项目上所发生的全部安全问题，例如隐患数量，未销项的问题，严重隐患多少。通过数量统计方便管理人员对项目的安全情况做整体把控，工作安排。质量问题在平台上的处理方式和安全的处理方式是相同的，同样是不同的维度去分析统计，同时提供详细的具体的台账信息
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图3.3-1质量、安全管理平台
传统的工作模式是仅依靠微信、电话、当面沟通等方式去解决，但往往项目上的工作多且琐碎，工作过程当中缺少过程留痕，管理者往往不能够随时知晓项目上的具体情况，而安全管理平台可以帮助管理者及时全面的掌控项目的整体情况，并限制时间去解决这些问题。另外，项目现场通过手机端的APP，工长、质检员、安全员直接随时随地的对现场质量安全的整改情况进行记录。整个的应用过程，从检查、整改、到复查完全符合项目实际的业务流程，形成一个完整的标准化的闭环。现我公司已全面使用此应用。
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图3.3-2安全APP应用
3.4、劳务管理
劳务管理平台实现了对现场用工的实时掌握，通过多工种、多分包、多角度数据呈现，和劳务费偏差管理、过程工资数据管理等实时数据，为项目提供第一手资料。供项目管理成员结合现场施工情况及时对劳务调整提供有力支持。结合人脸识别、IC卡闸机，智能安全帽等智能硬件设备，实时掌握进场工人分布位置，检查安全帽佩戴情况，同时与当地政府管理部门平台对接，保障了项目施工记录的留存，使相关部门监管更加便利。
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3.5、物料管理
通过软硬件结合、借助互联网手段，实现物料现场验收环节全方位管控，堵塞验收管理漏洞，监察供应商供货偏差情况，实现原材核算部位核算，提升业务效率，最终达到提升企业及项目部经济效益的目的。
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图3.5-1物料验收系统
通过将车辆自动识别登记、自动称量控制、互联网加入传统地磅，组成智能化地磅系统，实现无人值守式称量，做到“材料入厂必过磅” ，混凝土等材料进场后，实称实入库，避免手工失误，保证材料真实到场。同时采用摄像头全方位监控，即时拍留存原始信息，以备核查。将称量记录接入大数据平台，与分供单位对应，统计分析各家单位供料情况，辅助项目物资部门及时采取措施，为企业及项目部节省成本。采用地磅验收系统，
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图3.5-3自动出单
3.6、BIM建造
实现BIM模型在线预览、与模型挂接、BIM进度展示，BIM工艺交底。实体建筑信息与BIM模型形成挂接，项目数据与场地BIM模型紧密关联，通过智慧工地平台使实体建筑与BIM模型成为虚实映射的“数字孪生”，推动工程建造向工业建造的精益化水平方向发展。
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图3.6-1可视化交底
使用BIM模型制作三维可视化交底，在线或者移动端查看技术交底，提高交底可读性，同时也提高了交底的效果和效率。
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图3.6-2细部节点深化
对施工中的复杂节点进行深化，直观了解构造做法和要求。
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土建预留孔洞出图。基于调整碰撞后BIM模型结合插件，快速完成土建预留洞口开洞出图，指导后期现场安装施工的目的。
4.应用分析
1、数字化系统在建筑施工中的应用，主要体现在“预施工、过程管控、效果展示”三个方面。
（1）预施工即运用BIM技术，对项目正式施工前的周围环境，场地平面布置进行模拟创建及分析；对建模过程中存在的图纸问题，结合模型加以整理，形成图纸会审文件；对施工过程动画模拟，了解项目施工整体形象，必要时增加节点深化，指导施工中的每一处细节。“预施工”在于为项目规避可能风险，预先解决实际施工中将面临的问题，保证工程进度和履约。
（2）数字化过程管控使用互联网、智能硬件设备结合管理平台，进行“设备收集→互联网传输→平台统计分析→管理人员决策”的活动过程，对现场进度、劳资、安全质量、绿色施工等方面全面覆盖，简化管理过程，整理分析项目施工过程记录，避免人员过多，多工种协同作业可能产生的“一锅粥”情况。数字化施工管控辅助项目按照施工组织设计有序进行，控制过程中变量，一定程度上避免了人为因素，保证施工安全，施工质量，帮助实现优质交付。
（3）效果展示体现在运用大数据平台，在满足日常业务管理的同时，支持外部检查、行管部门巡检、业主单位飞检及集团公司的检查的应用场景；通过此类模块对项目进度、人员、质量安全、智能设备有整体的了解，其表现形式直观，数据统计全面，极具现代化特点的操作平台也使得参观者耳目一新。
2、数字化系统在建筑施工中的应用已形成大体框架，但在部分应用中仍需完善，主要为两方面：①系统本身缺陷；②使用方式。
（1）系统本身缺陷。①数字化系统往往包含PC端及移动端两种形式，其中移动端携带操作方便，但功能相对于PC端大大减少，部分操作只能查看却不能修改，如：监控设备调整、权限赋予等。②自动化功能有待加强，如物料系统，无人值守地磅仍需要人工进行简单操作，还是需要劳动力的分配，主要是系统缺少自动化的监管流程。③文件上传，更新时间长。文件上传有固定格式及大小要求，对于较大文件，上传速度慢，信息的实时性受到影响。系统本身缺陷，随着技术的不断革新将被逐渐克服。
（2）使用方式。数字化系统使用中时常忽略了指导意义，而将重点放在了效果展示上，利用其直观特点，可能录入虚假数据，或为了表现效果在展示上耗费更多的资源。此类缺陷，需使用公司或企业制定完备的控制机制，改变工作重点到指导施工及管理作业上，加强使用过程中的监督及过程检查。
5.未来趋势
近几年，项目体量越来越大，工期要求越来越严，中标价格越来越低。如何能完美运营项目，达到多方平衡这个课题摆在了施工企业和项目面前。管理水平的好坏主要体现在项目部经验、突发情况处理能力上，而“大军团”作战已成常态，“多、快、好、省”已成标准，“协同作战”“多方参与”已是主要途径。相对于项目及施工队伍的扩展，管理团队计划性差执行性差，“打乱仗”现象屡有发生，主观臆断占了一定比例，上下信息传递缺失，整体管理很难去落地。信息不畅，管理不力，无法形成及时决策，往往只考到了相关后续“一步棋”，考虑不到大战略。
数字化系统管理应运而生，其应用在建筑施工中也日趋完善，经市场调查，现有公司已开发出技术图纸变更管理、生产施工进度管理等专项应用平台，结合大数据分析，做好施工预演，将极大地为企业或项目规避潜在风险，适配于大体量多团队协作，做到管理数据不缺失和统一管理，统一查找。未来装配式建筑的大规模引入将对建筑施工带来更大的改变，而数字化系统的应用也将迎来更大的发展。
6.总结
数字化系统应用伴随装配式建筑引入、施工企业的整合和建筑规模的扩大，将扩展至建筑施工的各个方面，对工期进度、劳资管理、质量安全、绿色施工等将有更加完备且优良的管理模式。抓住施工管理的数字化转型，会在未来的市场竞争中抓住先机！
参考文献
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[2]郑鑫.浅谈数字化管理系统在轨道交通工程中的应用.技术园林,2013年第31卷第7期.
[3]张学.数字工地的开发.江西建材-工程管理,2013年第1期.
[3]孟凡波,尹英蕾.物联网技术在建筑工程安全管理中的应用.建筑工程技术与设计,2018年8月下.