楊文廣 張 茜

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1 工程數(shù)字化與管理信息化

1.1 數(shù)字化與信息化

(1)數(shù)字化是信息化的一部分，這就意味著沒有數(shù)字化也可以進(jìn)行信息化。最簡單的例子，在淘寶沒有建立信用大數(shù)據(jù)、交易大數(shù)據(jù)和供應(yīng)鏈大數(shù)據(jù)之前，淘寶就是一個物品交易的信息整合平臺，只有信息化，沒有數(shù)字化。

(2)數(shù)字化更加聚焦數(shù)字價值，數(shù)字價值和信息價值是有區(qū)別的，信息化更多的是一種規(guī)范、習(xí)慣、現(xiàn)有的信息通過互聯(lián)網(wǎng)工具在線化，數(shù)字化則更多的是將物理世界或已有信息進(jìn)行重新解構(gòu)，以得到原來所沒有的信息資源，并創(chuàng)造數(shù)據(jù)獨(dú)有的價值。

(3)信息化是數(shù)字化的有效延伸。單純地進(jìn)行數(shù)字化往往只是一種數(shù)據(jù)處理的過程，只有通過信息化渠道，將數(shù)字信息進(jìn)行有效表達(dá)，才能實(shí)現(xiàn)數(shù)字價值的應(yīng)用。

1.2 工程的數(shù)字化表達(dá)

(1)工程數(shù)字化的理解

這里的工程主要是指以實(shí)體為主的，是可以分解和組合的，可以用數(shù)字、文字等進(jìn)行信息化表達(dá)，但主要以數(shù)字的表達(dá)為核心。工程的數(shù)字化表達(dá)，就是要對工程這個對象進(jìn)行數(shù)字解構(gòu)，通過新一代的信息技術(shù)，將對象用數(shù)字信息進(jìn)行表達(dá)，實(shí)現(xiàn)了基于幾何數(shù)據(jù)信息，對工程實(shí)體進(jìn)行虛擬轉(zhuǎn)化，使其完全變成數(shù)字可以表達(dá)的虛擬體。

工程數(shù)字化對工程對象進(jìn)行數(shù)字解構(gòu)，最重要的基礎(chǔ)工作是工程實(shí)體結(jié)構(gòu)分解[1]，即EBS(Engineering Breakdown Structure)。EBS是屬于工程實(shí)體單元的標(biāo)準(zhǔn)化、結(jié)構(gòu)化數(shù)字表達(dá)。EBS的分解一般要確定基準(zhǔn)分解單元或最小單元，這個單元的分解標(biāo)準(zhǔn)隨著管理的需要，在越來越完善和細(xì)化。目前關(guān)于分解單元的標(biāo)準(zhǔn)，已經(jīng)有質(zhì)量管理需求、成本管理需求、進(jìn)度管理需求、BIM建模需求、運(yùn)營管理需求等幾大維度，遠(yuǎn)期還有智慧城市建設(shè)、實(shí)景三維地理建設(shè)、萬物互聯(lián)與設(shè)施智能需求等。

(2)工程數(shù)字化特征

一是解構(gòu)對象。解構(gòu)對象是數(shù)字化最重要的一步，如果不解構(gòu)，面對海量的信息，則無法進(jìn)行數(shù)字特征的描述。解構(gòu)的步驟一般有分類、排序、最小單元、屬性數(shù)字等。

二是計(jì)算機(jī)語言。數(shù)字化的根本目的是將結(jié)構(gòu)對象用計(jì)算機(jī)語言表達(dá)并通過計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行展示和應(yīng)用。

三是邏輯算法。數(shù)字化表達(dá)后更容易進(jìn)行高端和廣泛的算法設(shè)計(jì)，通過符合特定目的的邏輯分析，設(shè)置合理的算法，進(jìn)行數(shù)字價值挖掘，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分析是數(shù)字化的最終目的。

1.3 管理的信息化表達(dá)

1.3.1 管理信息化的理解

管理是主體對客體的行為過程，可以是創(chuàng)造客體也可以是改變客體，工程管理就是創(chuàng)造客體。而這種創(chuàng)造，主要是通過對客體屬性信息的干涉，不斷完善和改變客體屬性信息來實(shí)現(xiàn)包括技術(shù)、業(yè)務(wù)、組織等要素的管理。工程管理的過程，核心是對創(chuàng)造客體的全過程的信息處理，而信息的形式有文本、語音、視頻、圖表、數(shù)據(jù)等，數(shù)據(jù)只是信息的一種形式，而不是全部。例如最典型的管理審批流，可能就包含了文本、表格、數(shù)據(jù)、圖片等。所以管理是以綜合信息的管理為主的，這個過程的形式不僅僅是數(shù)據(jù)的，更多的可能是圖片、語音、視頻等，所以不能用數(shù)字化進(jìn)行全部表達(dá)，但可以用信息化進(jìn)行全部表達(dá)。

1.3.2 管理信息化的特征

管理信息化，是實(shí)現(xiàn)實(shí)體結(jié)構(gòu)(固定資產(chǎn)投資)建設(shè)目標(biāo)和運(yùn)營效益的活動過程[2]，致力于產(chǎn)生明顯的經(jīng)濟(jì)或社會效益，因此而進(jìn)行組織在線化、業(yè)務(wù)規(guī)范化、流程標(biāo)準(zhǔn)化的三化管理。

(1)組織在線化。對組織進(jìn)行結(jié)構(gòu)分解，形成OBS(Organizational Breakdown Structure)，建立符合信息化目標(biāo)、符合當(dāng)前組織體系、符合當(dāng)前業(yè)務(wù)現(xiàn)狀的組織結(jié)構(gòu)，形成角色、崗位、權(quán)限三位一體的信息化組織結(jié)構(gòu)，組織結(jié)構(gòu)在線化是管理信息化的前提和基礎(chǔ)。

(2)業(yè)務(wù)規(guī)范化。與工程分解結(jié)構(gòu)相對應(yīng)，業(yè)務(wù)的規(guī)范化過程也可以稱之為工作分解過程，即WBS(Work Breakdown Structure)，是工程管理要素的標(biāo)準(zhǔn)化、結(jié)構(gòu)化進(jìn)行數(shù)字表達(dá)的過程。業(yè)務(wù)規(guī)范化有幾個方面：一是按照國家、行業(yè)或地方相關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、制度而進(jìn)行的規(guī)范化工作，簡單來說就是要“合規(guī)”； 二是按照客戶要求或習(xí)慣進(jìn)行業(yè)務(wù)建模，滿足業(yè)務(wù)場景需要； 三是企業(yè)按照自身的專業(yè)理解和經(jīng)驗(yàn)，提供某一解決方案，滿足某個業(yè)務(wù)場景需要，一般是通用、常用做法的規(guī)范化。業(yè)務(wù)規(guī)范化最主要的內(nèi)容是明確業(yè)務(wù)職責(zé)、梳理業(yè)務(wù)內(nèi)容、準(zhǔn)備業(yè)務(wù)資料、確定業(yè)務(wù)流程、完善業(yè)務(wù)表單、厘清業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、管理業(yè)務(wù)檔案等。

(3)流程標(biāo)準(zhǔn)化。流程標(biāo)準(zhǔn)化是管理信息化的核心工作，流程的標(biāo)準(zhǔn)化是在業(yè)務(wù)規(guī)范化的基礎(chǔ)上，進(jìn)行符合軟件開發(fā)的算法設(shè)計(jì)。軟件開發(fā)有三大核心工作，算法設(shè)計(jì)、代碼編程和軟件測試，算法就是流程標(biāo)準(zhǔn)化的過程，通過以流程為主導(dǎo)的標(biāo)準(zhǔn)化工作，實(shí)現(xiàn)角色、職責(zé)、權(quán)限、表單、資料、成果的有機(jī)統(tǒng)一。狹義上，流程以審批流為主，例如開工審批、變更審批、驗(yàn)收審批等； 廣義上，對數(shù)據(jù)、文本等信息資料的傳遞和匯總、分析處理過程，也應(yīng)屬于流程標(biāo)準(zhǔn)化的過程。

2 基于工程數(shù)字化的新一代管理信息化理論構(gòu)建

2.1 新一代管理信息化內(nèi)涵

新一代管理信息化是在工程數(shù)字化的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的。我們可以這樣定義新一代管理信息化：區(qū)別于碎片化、應(yīng)用少、價值低、效率耗損的傳統(tǒng)工程項(xiàng)目管理信息化，新一代項(xiàng)目管理信息化基于融合新一代信息技術(shù)的工程數(shù)字化，實(shí)現(xiàn)工程項(xiàng)目管理組織、要素、流程等的更高程度信息化，給工程項(xiàng)目管理帶來真正的降本增效價值，并帶來工程管理數(shù)據(jù)決策、數(shù)據(jù)生產(chǎn)、數(shù)據(jù)監(jiān)管的全新變革和超級價值。

基于工程數(shù)字化的新一代項(xiàng)目管理實(shí)現(xiàn)了：

1)管理主體明確：就是項(xiàng)目實(shí)體；

2)信息打通不斷層：基于數(shù)字化模型實(shí)現(xiàn)全生命期信息流轉(zhuǎn)；

3)數(shù)據(jù)流通不獨(dú)立：基于數(shù)字化模型實(shí)現(xiàn)全生命期數(shù)據(jù)流動，明確數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)據(jù)管理模式，打破數(shù)據(jù)孤島；

4)系統(tǒng)精細(xì)化不粗放：新一代項(xiàng)目管理系統(tǒng)打破傳統(tǒng)CS架構(gòu)笨拙粗放形態(tài)，積極采用開放生態(tài)的微服務(wù)架構(gòu)開發(fā)，融合云技術(shù)和可視化BI界面，讓管理更加精致；

5)無需線上線下兩條腿，不做重復(fù)工作：新一代項(xiàng)目管理信息化借助工程數(shù)字化，充分利用移動網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)一次填報(bào)，全過程有效。

2.2 新一代管理信息化的內(nèi)容要點(diǎn)

(1)全生命期信息化。新一代管理信息化不僅是工程建設(shè)階段的管理信息化，同時也可以延伸到策劃期的規(guī)劃立項(xiàng)和建成后的運(yùn)營養(yǎng)護(hù)階段。

(2)解決傳統(tǒng)信息化難題。傳統(tǒng)的管理信息化在信息利用和數(shù)據(jù)價值上是碎片化、應(yīng)用少、低價值、損耗效率的。碎片化是指各個信息技術(shù)的應(yīng)用分割的，例如質(zhì)量、安全、進(jìn)度、檔案這些管理系統(tǒng)是嚴(yán)重獨(dú)立的，很難有效整合； 應(yīng)用少是指傳統(tǒng)的二維手段，沒有新一代信息技術(shù)的輔助，信息來源少、數(shù)據(jù)采集效率低、管理內(nèi)容少等； 低價值是指只能實(shí)現(xiàn)部分工作線上化，數(shù)據(jù)孤獨(dú)嚴(yán)重，數(shù)據(jù)價值不高，利用率低； 損耗效率是傳統(tǒng)管理信息化在實(shí)施和落地過程中技術(shù)手段有限、信息化方式有限，不僅沒有真正提高工程管理效率，降低成本，反而在一定程度上成了管理人員的負(fù)擔(dān)，工程資料要線上線下兩遍走、線上流程要在線下督促、線上資料要在線下修改等。

(3)融合新一代信息技術(shù)。融合BIM、GIS、IOT、云計(jì)算、5G、VR/AR、人工智能等新一代技術(shù)的工程數(shù)字化，是實(shí)現(xiàn)新一代管理信息化的基礎(chǔ)，沒有這個基礎(chǔ)，新一代管理信息化就無法落地。新一代管理信息化，管理的對象是工程，沒有對象的數(shù)字化，無法進(jìn)行有管理的信息化。

(4)核心價值是降本增效。只有降本增效，提高行業(yè)生產(chǎn)效率，提供行業(yè)利潤空間，才是管理信息化的根本初衷。目前以BIM為核心的工程數(shù)字化創(chuàng)新給工程行業(yè)建設(shè)帶來了明顯的建設(shè)成本，但是效益卻很難說清楚，這是因?yàn)锽IM不能單獨(dú)地以工程數(shù)字化模型存在，讓模型發(fā)揮管理價值，才是根本解決之道。新一代管理信息化要實(shí)現(xiàn)的是提高溝通效率、提高在線協(xié)同效率、提高組織動員效率、提高知識共享水平、提供數(shù)據(jù)流暢傳遞通道以提高效率； 減少不必要的崗位人員、減少工程變更和工程風(fēng)險(xiǎn)、減少決策的周期、減少信息傳遞的鏈條、減少資料等信息管理的復(fù)雜性以降低成本。

(5)根本目的是挖掘數(shù)據(jù)價值。新一代管理信息化實(shí)現(xiàn)工程建設(shè)的數(shù)據(jù)決策、數(shù)據(jù)生產(chǎn)、數(shù)據(jù)監(jiān)管。在工程數(shù)字化基礎(chǔ)上，一切信息有了更加豐富的維度和廣泛的內(nèi)涵，數(shù)據(jù)的格式化、標(biāo)準(zhǔn)化、結(jié)構(gòu)化程度更加提高，進(jìn)行工程大數(shù)據(jù)處理分析成為真實(shí)可能的動作。在這種情況下，數(shù)據(jù)治理可以發(fā)揮遠(yuǎn)超于傳統(tǒng)管理模式的價值，具體表現(xiàn)在利用數(shù)據(jù)進(jìn)行工程建設(shè)的決策、生產(chǎn)和監(jiān)管這三大工程建設(shè)的本位工作。

2.3 基于工程數(shù)字化的新一代管理信息化架構(gòu)

基于以上理解，我們提出了基于工程數(shù)字化的新一代管理信息化架構(gòu)，該架構(gòu)由兩大系統(tǒng)組成，第一部分為工程數(shù)字化體系，第二部分為項(xiàng)目管理信息化體系。

(1)工程數(shù)字化體系。主要是以工程實(shí)體為基本對象，進(jìn)行WBS分解[3]，形成數(shù)字化編碼的實(shí)體單元，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)，直接形成三維BIM模型，結(jié)合IT技術(shù)，滿足數(shù)字平臺管理需求。

(2)項(xiàng)目管理信息化體系。新一代項(xiàng)目管理信息化體系是基于工程管理的需求，充分結(jié)合新一代信息技術(shù)而實(shí)現(xiàn)的工程管理組織在線化、業(yè)務(wù)規(guī)范化、流程標(biāo)準(zhǔn)化，從而實(shí)現(xiàn)工程行業(yè)項(xiàng)目級、項(xiàng)目群級、行業(yè)級、政府監(jiān)管治理四個級別的工程管理，并以此支撐未來國家的數(shù)字中國、智慧城市[4]、萬物互聯(lián)[5]、國家實(shí)景三維計(jì)劃、車路協(xié)同等戰(zhàn)略。

2.4 新一代管理信息化與傳統(tǒng)管理信息化的區(qū)別

管理可能有其共性，而工程自有其特點(diǎn)。工程行業(yè)的管理信息化早于數(shù)字化開始多年，直到BIM等新一代信息技術(shù)的興起，通過推動數(shù)字化，新一代管理信息化的價值才開始真正凸顯。在新一代信息技術(shù)引入工程建設(shè)領(lǐng)域并進(jìn)行工程數(shù)字化之前，工程建設(shè)行業(yè)的管理信息化存在信息斷層、數(shù)據(jù)獨(dú)立、管理對象模糊、數(shù)據(jù)管理粗糙等問題，借助新一代信息技術(shù)，傳統(tǒng)管理到新一代管理實(shí)現(xiàn)了本質(zhì)飛躍，參見表1。

圖1 基于工程數(shù)字化的新一代管理信息化架構(gòu)圖

表1 傳統(tǒng)管理信息化與新一代管理信息化的關(guān)系

3 推動兩化融合并落地實(shí)施

在明確了工程數(shù)字化與新一代管理信息化的基本框架后，應(yīng)重點(diǎn)從工廠數(shù)字化與新一代管理信息化的融合角度入手，挖掘其在工程領(lǐng)域的應(yīng)用價值。結(jié)合當(dāng)前工程數(shù)字化發(fā)展趨勢，量化融合主要從以下六個方面進(jìn)行實(shí)施。

3.1 全面借助新一代信息技術(shù)，做好工程數(shù)字化

當(dāng)前物理世界的發(fā)展已經(jīng)離不開新一代信息技術(shù)的支持和應(yīng)用，尤其是隨著5G、人工智能、區(qū)塊鏈等技術(shù)的普及和發(fā)展，以及數(shù)字中國、智慧城市、國家實(shí)景三維、天眼工程、天網(wǎng)工程等重大戰(zhàn)略的推進(jìn)，工程數(shù)字化已完全具備了可實(shí)現(xiàn)的技術(shù)基礎(chǔ)，也是數(shù)字經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的必然要求。工程數(shù)字化能有效地應(yīng)用在工程建設(shè)和運(yùn)營階段，當(dāng)下應(yīng)全面借助新一代信息技術(shù)，通過做好工程結(jié)構(gòu)分解、工程BIM技術(shù)應(yīng)用、數(shù)據(jù)流建模和大數(shù)據(jù)應(yīng)用等工作，完成工程數(shù)字化升級，為新一代管理信息化做好鋪墊。

3.2 全面借助工程數(shù)字化，實(shí)現(xiàn)新一代管理信息化

在工程數(shù)字化的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)新一代管理信息化，才能發(fā)揮工程數(shù)字化的價值。降本增效減風(fēng)險(xiǎn)，作為工程建設(shè)和運(yùn)營的最終目標(biāo)，光有數(shù)字化是無法完成的，只有通過管理手段的信息化才能有效完成。在新一代管理信息化的發(fā)展目標(biāo)下，應(yīng)緊扣工程數(shù)字化基礎(chǔ)，充分挖掘數(shù)據(jù)信息，拓展數(shù)字價值，打造數(shù)字經(jīng)濟(jì)新活力，實(shí)現(xiàn)助力全社會數(shù)字經(jīng)濟(jì)新發(fā)展。

3.3 突破重點(diǎn)關(guān)隘，構(gòu)建工程數(shù)字化與新一代管理信息化多維統(tǒng)一體系

當(dāng)前在工程數(shù)字化和新一代管理信息化領(lǐng)域面臨諸多落地難題，主要有三個方面：一是新技術(shù)與工程建設(shè)、運(yùn)營、養(yǎng)護(hù)全生命期的深度融合；二是工程建設(shè)、運(yùn)營、養(yǎng)護(hù)全生命期數(shù)據(jù)邏輯標(biāo)準(zhǔn)化體系建設(shè)；三是新技術(shù)推動工程行業(yè)變革時期工程各行為主體方的不配合。前者典型地反映在BIM技術(shù)方面，BIM技術(shù)作為工程數(shù)字化和管理信息化的核心載體和手段，存在圖紙翻模增加工作量、模型出圖條件不成熟、基于BIM的項(xiàng)目管理應(yīng)用程度淺、BIM協(xié)同設(shè)計(jì)形式化、BIM動態(tài)變更與管理兩條線等問題。后者的典型問題反映在工程建設(shè)、運(yùn)營、養(yǎng)護(hù)全生命期業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)、管理分割，以及對實(shí)體和設(shè)施分類編碼不標(biāo)準(zhǔn)，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)量大難處理，變更頻繁難管理等方面。新技術(shù)推動工程行業(yè)變革，帶來了技術(shù)手段、管理方式、組織行為、工程文化的大不同，對傳統(tǒng)工程各行為主體的轉(zhuǎn)型提出了要求和挑戰(zhàn)，這其中以建設(shè)單位、設(shè)計(jì)方、承包人、咨詢方等各方的不同表現(xiàn)和反應(yīng)為特征，需要較長時間的適應(yīng)和演進(jìn)。

3.4 問題為導(dǎo)向，解決工程管理和項(xiàng)目運(yùn)營薄弱環(huán)節(jié)

在當(dāng)前工程建設(shè)中，普遍存在管理手段落后、管理對象行為控制難、管理內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)化程度不高、管理人員缺少必要決策依據(jù)、管理過程透明度低、管理結(jié)果缺評估驗(yàn)證，管理效益缺少量化，管理數(shù)據(jù)缺少互通共享和分析等問題。在項(xiàng)目運(yùn)營中，存在資產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)缺失、維護(hù)費(fèi)用支出量化難、隱蔽空間缺少監(jiān)測、單次健康維護(hù)費(fèi)用高、重大事件應(yīng)急處置能力待提高、運(yùn)營風(fēng)險(xiǎn)管控薄弱等問題[6]。兩者結(jié)合方面，還存在管理分階段信息傳遞衰減、設(shè)計(jì)不合理對建設(shè)與運(yùn)營造成困擾、兩階段信息不共享等問題。

3.5 目標(biāo)為導(dǎo)向，實(shí)現(xiàn)物理世界數(shù)字化全息管理

工程數(shù)字化的最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)物理真實(shí)世界的全息三維化，從外形的幾何到內(nèi)在的信息，將全人類生存的地理世界、工程活動的建筑物和設(shè)施物全部遷移到虛擬空間，并在虛擬空間進(jìn)行新的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)和運(yùn)營模擬工作，以找到最優(yōu)的現(xiàn)實(shí)方案，以及在虛擬世界實(shí)現(xiàn)對物理世界的監(jiān)測[7]、控制和數(shù)字化管理。

3.6 從源頭和過程管控，形成數(shù)據(jù)動態(tài)流動，提升決策治理能力

從工程實(shí)踐的角度而言，設(shè)計(jì)是項(xiàng)目實(shí)施的最重要階段，決定了投資、進(jìn)度、技術(shù)等一系列項(xiàng)目因素。而準(zhǔn)備工作也應(yīng)該是項(xiàng)目管理實(shí)施的最重要階段，包括合同、計(jì)劃、目標(biāo)、考核、圖紙、施工準(zhǔn)備等，做好這些工作是項(xiàng)目順利實(shí)施的保證。但是反觀當(dāng)前的工程管理，因?yàn)檫M(jìn)度要求高，準(zhǔn)備工作往往不充分，變更、索賠、資源配置不合理、管理信息不充分等問題頻發(fā)。實(shí)施新一代信息化管理，是從源頭上加強(qiáng)信息管理工作，充分做足做好基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，支撐項(xiàng)目建設(shè)過程實(shí)施的有效手段。信息化管理的首要內(nèi)容就是工作標(biāo)準(zhǔn)化、流程化、數(shù)據(jù)化的處理，這里面包括了制度建設(shè)、工作機(jī)制、工程信息等各方面的內(nèi)容。當(dāng)然這樣會大大增加前期的工作量和工作難度，但是這種源頭管控十分有利于過程監(jiān)管，這種精細(xì)化的準(zhǔn)備工作，本質(zhì)上就是過程工作的前期再現(xiàn)，這樣能極大提高過程管控水平和防止重大風(fēng)險(xiǎn)的出現(xiàn)[8]。

4 某省高速公路智慧公路試點(diǎn)兩化融合應(yīng)用要點(diǎn)

2018年2月，交通部發(fā)出《關(guān)于加快推進(jìn)新一代國家交通控制網(wǎng)和智慧公路試點(diǎn)的通知》(附件1)，決定在北京、河北、吉林、江蘇、浙江、福建、江西、河南、廣東等九省份加快推進(jìn)新一代國家交通控制網(wǎng)和智慧公路試點(diǎn)。廣東省在某新建高速公路項(xiàng)目上，以基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化為抓手，全面推進(jìn)基于工程數(shù)字化的新一代項(xiàng)目管理信息化落地，主要應(yīng)用如下：

4.1 標(biāo)準(zhǔn)先行，構(gòu)建項(xiàng)目EBS數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)

數(shù)字化、信息化的前提是標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一。在本項(xiàng)目建設(shè)之初，就緊密結(jié)合工程數(shù)字化需求和管理要求，完成了BIM標(biāo)準(zhǔn)體系、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)，包括但不限于BIM設(shè)計(jì)交付、施工應(yīng)用系列標(biāo)準(zhǔn)； 數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)傳輸系列標(biāo)準(zhǔn)； EBS標(biāo)準(zhǔn)、WBS標(biāo)準(zhǔn)等。其中，項(xiàng)目各方一致認(rèn)為EBS屬于項(xiàng)目基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)、核心標(biāo)準(zhǔn)，基于真正的EBS標(biāo)準(zhǔn)才能實(shí)現(xiàn)工程的徹底數(shù)字化。在EBS拆分細(xì)度上，拆解到構(gòu)件級，甚至零件級，例如一根樁、一個支座等。項(xiàng)目EBS標(biāo)準(zhǔn)的主要編碼結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 EBS規(guī)則及實(shí)例

4.2 以標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，構(gòu)建以工程數(shù)字化為核心的數(shù)字共生世界

在EBS基礎(chǔ)上，在本項(xiàng)目試點(diǎn)中，工程數(shù)字化的主要表現(xiàn)形式是以GIS+BIM為主體的信息模型，通過專用BIM標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)了全路段模型與信息的有機(jī)統(tǒng)一，建模精度達(dá)到零件級(如螺栓、焊縫)，在全部工程實(shí)體分解下，做到了物理世界與數(shù)字世界的共生。

圖3 數(shù)字共生體系

4.3 基于工程數(shù)字化開展一系列新一代管理信息要點(diǎn)

(1)全在線流程。2020年這場全球大疫情讓更多企業(yè)認(rèn)識到了信息化的重要性，在線辦公慢慢成為一種必須的方式，甚至是一種必然的趨勢。未來的政府事務(wù)辦理、企業(yè)人財(cái)物事管理、工程各項(xiàng)審批業(yè)務(wù)必然會隨著數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施和數(shù)字平臺完善而不斷進(jìn)入到線上流程。工程行業(yè)各項(xiàng)開工審批、計(jì)量支付申報(bào)、問題發(fā)現(xiàn)與處理、工程驗(yàn)收等各項(xiàng)工作在試點(diǎn)項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了全面在線化。

圖4 計(jì)量支付流程

(2)智能施工[9]。以智慧工地、裝配式建筑、工廠化生產(chǎn)為應(yīng)用重點(diǎn)的智能施工技術(shù)在試點(diǎn)項(xiàng)目展開了廣泛應(yīng)用，比如放線機(jī)器人、路面智能攤鋪、隧道智能監(jiān)測、智能化鋼筋加工車間、護(hù)欄自動施工、濕噴智能控制等，同時試點(diǎn)項(xiàng)目也對通用性信息技術(shù)如人臉識別、二維碼信息標(biāo)識、車輛軌跡定位等技術(shù)進(jìn)行了應(yīng)用。

圖5 開工管理流程

圖6 鋼筋智能化加工

圖7 自動架橋機(jī)

(3)無人監(jiān)管。無人監(jiān)管是指在現(xiàn)有監(jiān)控系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)、自動巡檢設(shè)備下，利用人工智能技術(shù)，進(jìn)行的對現(xiàn)場的遠(yuǎn)程在線監(jiān)督管理。試點(diǎn)項(xiàng)目在全路段重點(diǎn)部位布設(shè)了監(jiān)控視頻，并能進(jìn)行安全著裝、安全行為等的基本監(jiān)測； 結(jié)合北斗技術(shù)，在危大邊坡部位進(jìn)行了變形監(jiān)測； 未來將在路段上試點(diǎn)無人巡檢車，自動進(jìn)行交通事故報(bào)警、結(jié)構(gòu)安全掃描等。

圖8 現(xiàn)場無人監(jiān)管監(jiān)控系統(tǒng)

4.4 管理的數(shù)據(jù)化決策、可視化決策、智慧決策

(1)數(shù)據(jù)決策。試點(diǎn)項(xiàng)目建立了數(shù)據(jù)中心，對項(xiàng)目一線數(shù)據(jù)進(jìn)行全方位匯總展示，包括但不限于項(xiàng)目信息統(tǒng)計(jì)、投資進(jìn)度、施工進(jìn)度、質(zhì)量問題統(tǒng)計(jì)、安全問題統(tǒng)計(jì)、揚(yáng)塵監(jiān)測、溫濕度監(jiān)測等。

圖9 數(shù)據(jù)化決策視窗

(2)可視化決策。可視化決策主要是基于工程數(shù)字化模型，能形象直觀展示項(xiàng)目進(jìn)度、存在質(zhì)量安全問題的施工部位、需要進(jìn)行復(fù)雜結(jié)構(gòu)的施工模擬、項(xiàng)目建設(shè)過程各部位的施工信息等的應(yīng)用。

(3)智慧化決策。智慧決策是數(shù)字化時代人工智能技術(shù)的最高級形式，主要體現(xiàn)在決策的自動化、多維化。自動決策是系統(tǒng)基于預(yù)設(shè)的算法模型，在觸發(fā)一定條件的時候可以自動做出決策，例如邊坡變形、預(yù)應(yīng)力突變、事故識別等情況下的短信通知、預(yù)警響應(yīng)等； 多維決策是數(shù)字平臺下，管理者的決策不僅僅是自身的原有視角，同時也覆蓋了真實(shí)一線的信息和數(shù)據(jù)，相當(dāng)于從原來的領(lǐng)導(dǎo)視角和經(jīng)驗(yàn)視角延伸到了一線員工視角和現(xiàn)場視角，進(jìn)行多維的時空決策。

圖10 可視化決策界面

圖11 基于北斗邊坡變形監(jiān)測自動預(yù)警

5 工程新一代管理信息化展望

5.1 為智慧化管理奠定基礎(chǔ)

智慧化管理是智能化管理的升級，工業(yè)時代的智能管理升級到信息時代的智慧管理，可視化管理、大數(shù)據(jù)決策支持、自動預(yù)警與應(yīng)急處置、全面扁平化管理[10]、透明化穿透式監(jiān)管、物理世界信息屬性顯性化、數(shù)據(jù)采傳收[11]等。

5.2 推動行業(yè)治理、運(yùn)行、發(fā)展的新智能

近些年來，我國一直在致力于推進(jìn)國家治理體系的現(xiàn)代化，而國家治理體系的現(xiàn)代化不僅僅是政治體制等的頂層設(shè)計(jì)，也更多地體現(xiàn)在各行各業(yè)治理的現(xiàn)代化。當(dāng)前階段，隨著5G、VR、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等技術(shù)的迅速發(fā)展，各行各業(yè)的數(shù)字化進(jìn)程如火如荼，數(shù)字中國、數(shù)字城市、數(shù)字政府、數(shù)字工程已經(jīng)帶動全社會各方面資源參與，數(shù)字交通、數(shù)字醫(yī)療、數(shù)字制造、數(shù)字金融、數(shù)字農(nóng)業(yè)等已經(jīng)可以明顯看出各行業(yè)在數(shù)字化方面的努力。

以工程數(shù)字化為基礎(chǔ)的工程新一代管理信息化將成為工程建設(shè)行業(yè)治理現(xiàn)代化的重要基礎(chǔ)和手段。以工程數(shù)字化為基礎(chǔ)，可以實(shí)現(xiàn)海量實(shí)體世界，如房屋建筑[12]、交通基礎(chǔ)設(shè)施等固定資產(chǎn)的數(shù)字化管理，以GIS和BIM技術(shù)為依托，實(shí)現(xiàn)真實(shí)地理環(huán)境和工程實(shí)體的在線展示、管理、統(tǒng)計(jì)和分析[13]，以此全面展開對人類工程活動的在線化決策，為更加科學(xué)有創(chuàng)新的決策和計(jì)劃提供平臺。除此以外，新一代管理信息化，徹底解決了傳統(tǒng)管理信息化低下、線上線下重復(fù)工作、在線業(yè)務(wù)量低、數(shù)據(jù)無法全面在線的問題[14]，讓管理從底層直接投現(xiàn)到頂層，決策信息前所未有的完善、實(shí)時，治理現(xiàn)代化提供了全面可能。

5.3 加速數(shù)字世界建設(shè)，形成新經(jīng)濟(jì)動力

隨著疫情下全球經(jīng)濟(jì)各方面的一些新情況新變化，在線化正在成為我們生活的主流。在線辦公、在線教育、在線醫(yī)療、在線政務(wù)等開始全面展現(xiàn)無與倫比的生產(chǎn)力，以5G、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)中心為核心的新型信息化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)為在線化的再一次飛躍發(fā)展提供了有效助力。我們看到，以在線化為表象的數(shù)字經(jīng)濟(jì)正在蓬勃崛起，替代傳統(tǒng)行業(yè)產(chǎn)業(yè)成為勢不可擋的趨勢。在此基礎(chǔ)上，一個數(shù)字化的世界正在形成，國家三維實(shí)景計(jì)劃豐富了整個地理信息的數(shù)字化程度，推動了原生態(tài)世界的數(shù)字化； 建筑業(yè)、交通基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域、城市治理領(lǐng)域大力推進(jìn)的BIM技術(shù)應(yīng)用[15]，不斷推動人造生態(tài)的數(shù)字化。同時，以工業(yè)制造為代表的核心生產(chǎn)力正在全面智能化，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺、工業(yè)智能化控制、產(chǎn)業(yè)交易生態(tài)在全面形成[16]； 物流服務(wù)智能化、車路協(xié)同技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展，一切我們都能看到數(shù)字世界下的數(shù)字經(jīng)濟(jì)在強(qiáng)勁發(fā)展。

5.4 全面提升大集團(tuán)、大政府、大機(jī)構(gòu)的管理能力

數(shù)字化也存在一個和規(guī)模相關(guān)的效益曲線，一般而言，組織規(guī)模、經(jīng)濟(jì)規(guī)模越大，數(shù)字化效益越好。

組織規(guī)模與數(shù)字化效益的關(guān)系。數(shù)字化能有效提高組織的協(xié)同效率，提高溝通效率，加速信息流轉(zhuǎn)，保障信息真實(shí)準(zhǔn)確無衰減。

經(jīng)濟(jì)規(guī)模與數(shù)字化效益的關(guān)系。數(shù)字化的目標(biāo)本身是降本增效的，但是數(shù)字化本身也有成本，組織的經(jīng)濟(jì)規(guī)模越大，降本增效帶來的正效益越高，而數(shù)字化本身的成本也就相對越低。另外，經(jīng)濟(jì)規(guī)模越大，進(jìn)行數(shù)字化的可行性越高，因?yàn)橐?guī)模經(jīng)濟(jì)往往意味著經(jīng)濟(jì)體系內(nèi)容規(guī)章制度完善、標(biāo)準(zhǔn)化程度高，也就越契合數(shù)字化要求。同時，經(jīng)濟(jì)規(guī)模越大，數(shù)據(jù)量越大，數(shù)字化以后可以進(jìn)行大數(shù)據(jù)決策和大數(shù)據(jù)可視化管理，在對原有管理方式進(jìn)行可視化、數(shù)據(jù)化的變革基礎(chǔ)上，還可以挖掘新的管理手段，為智能決策甚至智慧決策奠定基礎(chǔ)。