工地信息化创新成果

中建钢构有限公司

建筑企业如何搭建自给自足的“智慧工地”平台

——中建钢构有限公司案例分享

一、概述

中建钢构有限公司是集钢结构投资、研发、设计、建造、运营于一体的大型国有骨干集团企业，隶属于世界100强--中国建筑股份有限公司。公司具有国家建设部颁发的钢结构工程承包壹级、轻型钢结构工程设计专项甲级及中国钢结构协会授予的钢结构制造特级企业资质。公司经营范围遍及华东、华南、西南、华北、华中等区域，辐射港澳、东南亚、中东、北美等国家或地区，产品结构覆盖建筑、能源、交通、船舶、核电、风电及住宅钢结构等多个领域。2018年10月11日，入选"全国中小学生研学实践教育基地"名单。

最开始中建钢构的项目是其基于帆软的产品开发的企业经营报表和管理驾驶舱等，后期使用帆软的数据展现平台与其工地上的硬件和其他生产系统相对接做出了智慧工地平台，该平台致力于解决目前大部分建筑企业的面临的三大问题：

软硬件标准难统一：对于目前市场环境，智慧工地最主流的搭建模式是以项目为单位，哪个项目有需求就为该项目专门定制一套智慧工地软硬件平台，此种模式会导致同一建筑企业内部不同项目使用不同软件厂家的技术方案，并且不能保证硬件是用同一标准且可统一调配的。这样反而增加了企业对所属项目数据收集的难度，违背了自动收集工程项目数据进行经营管理的初衷。

技术壁垒成本较高：由于智慧工地以项目为单位发起，大部分第三方智慧工地方案都是包含了软件和硬件的整体方案，同时大部分建筑企业相关 IT 技术人员并不多，所以一般第三方报价按照项目收费，如果一个企业想要上线的项目多了，整体费用会相对偏高。而在方案落地后，由于软件、硬件、通讯等接口的不开放，想加入新的硬件或软件功能就存在接口开发成本，导致后续成本不可控。建筑企业如果想要长久开展智慧工地建设，必然要自身担起责任，制定软硬件实施标准，做到成本可控和功能自主开展。

实际价值难以体现：无论是建筑企业内信息化建设者，还是项目上的具体负责人大多还是清楚，智慧工地目前主要起的是宣传作用，真正将其用于工程管理与企业经营却少之又少。究其原因，莫过于建设者过分追求规模的大而全和技术的前沿程度，而忽略了其实用性。其实大部分工程数据，像人、机、料的使用情况以及质量和安全的监控，建筑企业都很难自动统计到。如果能将最基本的数据自动采集实现好，智慧工地给企业带来的价值就不可估量了。

中建钢构智慧工地平台建设的核心思想也是紧紧围绕着如何解决上述三大问题，并参考了目前主流智慧工地建设的经验，重点在统一软硬件标准、掌握自身核心技术、落实基本业务系统应用问题上面。

二、实施背景

为打造中建钢构自己的“智慧工地”典范项目，公司通过应用信息化手段，建立了自有的智慧工地管理平台。该平台使用物联网、BIM、仿真、可视化、基站通讯等技术将施工过程中涉及到的人、机、料、法、环等要素进行实时、动态采集，将项目打造成一个以进度为主线，以成本为核心的智能化施工流水作业线。同时通过平台相关功能模块的应用，项目管理能实现更准确及时的数据采集、更智能的数据挖掘和分析及更智慧的综合预测，为项目部决策层/项目班子提供项目整体状态信息呈现，监控项目关键目标执行情况及预期情况，为项目完美履约保驾护航。

三、实施宗旨

用软件的目的就是要达到对项目管理有用的目的，绝不走形式主义，经过试用有用则用，没用的坚决不用，以这样的态度开展工作。

四、实施过程

1、准备工作

中建钢构平台整体分为数据取数、数据存储与处理、数据展现三个层级。数据取数也不仅限于工地上的硬件采集，也结合了企业管理的ERP平台、劳务系统、质量、安全系统等等软件层面数据，实现主要数据对照并自动取数，保证数据真实性;数据存储与处理通过数据库技术，将不同业务分类型建模存储，复杂计算采用预处理的方式加快前端展现速度;数据展现层，利用了帆软的报表与BI的通用工具，实现高效开发，避免了代码开发图表的繁琐与不宜维护。其整体架构如下图:

中建钢构智慧工地平台架构有异于主流第三方整体解决方案的点，是站在建筑企业本身出发，以帮助经营管理、平台成本可控、长远可维护、注重用户体验等方面为重点，结合通用软件和硬件，构建起属于企业自身的智慧工地。

2、详细特点

平台集团化

中建钢构依托帆软数据展示平台按照公司内组织框架建立了集团级智慧工地应用平台，实现了一个平台服务应用集团全部项目。集团内项目部署智慧工地平台只需要按照平台进行标准的业务数据对接，及硬件安装配置就可实现项目智慧工地应用。其中江苏靖江文化中心项目仅两周就部署了包含物资、劳务、质量、安全、视频监控等内容的搭建。

数据自动化

中建钢构智慧工地平台有一个较大的优势是集成了业财一体化、劳务、质量、安全等管理系统。软件层面依托帆软产品开发的数据展示平台，利用集团统一的用户账号登录，并且打通了现有软件系统数据实现互通，项目基础信息、财务、商务、物资、质量、安全等基础信息及业务数据均能够直接后台取数无需单独手工录入，保证了平台数据的及时性、准确性及操作的便捷性，增强了用户体验。

硬件标准化

智慧工地涉及到的硬件设施种类繁多，主要包括人员定位、能像监测、烟雾监测、环境监测等。很多时候第三方智慧工地建设时，不同项目上硬件种类不统一，导致不能很好进行统一管控与比较。中建钢构采用集团与硬件公司签订框架定制供货合同的方式，保证硬件质量，并且能相对较好的控制成本。在通信方面，中建钢构搭建了LORAWAN无线通信方式的通讯平台，实现了单个基站覆盖5公里范围内的各类型传感器数据传输。并且项目完工后的相关硬件可以在新项目的智慧工地平台按照标准的硬件与通信标准部署使用，实现了硬件的连续周转。

配置傻瓜化

为了实现硬件统一接入配置，中建钢构建立了智能监管平台对硬件进行添加、配置、检测。在接入方面，按照标准接入的硬件在智能监管平台直接输入唯一的硬件id即可实现绑定项目及配置名称、规格、位置等操作。在展示配置方面，平台实现了傻瓜式配置，导入底图，点击坐标即可实现硬件的位置定位，一般项目人员即可完成操作。

3、平台架构

在系统架构上，“智慧工地”平台分为数据采购层、数据传输层和数据展示层，数据采集 层及数据传输层主要涉及硬件安装及接口配置等，本次说明主要介绍数据展示层的界面及其所包含的功能版块。

智慧工地平台软件依托于公司数据展示平台基础上，登陆及访问界面与驾驶舱问界面 一致，登陆账号密码为业财报销账号。

登陆后选择智慧工地页签即可进入智慧工地选择界面，在条件筛选框中选择要查看的项目即可进入智慧工地首页，中建钢构智慧工地为公司集中平台展示，可以依据不同用户权限进行项目筛选。

4、平台功能

选择进入后即可看到项目智慧平台首界面，包含项目概况、生产管理、智能监管、质量 管理、安全管理、经营管理、BIM 应用、物资机械、协同办公九个大版块。

协同办公界面为内嵌协助网页界面并且已经单点登陆，无需单独登录即可直接在界面内进行协助业务操作。

5、平台特点

目前公司智慧工地平台已经基本完成主体架构开发，且平台具有如下几个特点：

1、统一平台：目前公司智慧工地平台依托于公司的数据决策支持平台，实现智慧工地数据统一平台管理，统一标准要求;

2、深入结合：智慧工地平台与公司现有软件系统数据实现互通，项目基础信息、财务、商务、物资等信息均能够直接后台取数无需单独录入;

3、集中配置：针对智慧工地平台公司统一开发智能监管平台与业财报销同用户密码登陆，并且能够实现项目安装硬件统一配置。

五、应用效果

中建钢构做成了完整的一套智慧工地解决方案，其成平台集成了了项目概况、生产管理、智能监管、质量管理、安全管理、经营管理、BIM应用、物资机械、协同办公等版块。在本篇文章内，我们重点展现前三个模块的部分成果：

项目概况：主要包含了项目基本信息及安全、质量、进度概况等信息，该页签数据来。

生产管理：包含劳务、计划、调度三个管理界面，劳务管理界面包含实时在场人数、分包及工种人员分布以及现场人员数量的实时变化曲线。

智能监管：人员定位通过在现场平面区域及楼层关键进出口安装RFID读取设备读取进出人员安全帽内RFID实名标签来统计区域及楼层人员信息。

能像检测界面为项目现场用电信息，包含电箱级次及连线分布，双击可以查看单个电箱的总耗电量、功率、温度等信息，可以为项目提供能耗检测、用电异常报警等监控功能。

烟雾检测界面为项目配置烟雾感应器平面图，点击图标可以查看感应器详情，并且当烟雾感应器收到烟雾信号鸣笛示警的同时可以在智慧工地界面实现火警报警功能。

环境监测界面显示项目安装环境监测设备的平面图，点击后实时显示该环境监测设备监测的PM2.5、风速、噪音等信息。

用水监测界面为项目现场关键用水位置水表平面图，点击可以查看该位置水表基础信息及用水信息，可以为项目提供用水实时监测和预警功能。

视频监控为项目现场配置监控球机平面图，双击对应球机即可进入实时监控画面。

塔吊监控界面显示塔吊基本参数信息及实时运行情况，该界面目前正在硬件对接开发中，需要智慧工地与塔吊监测硬件结合实现展示效果。

六、中建钢构管理驾驶舱应用

现在很多工程项目有一个很大的误区是为了实现智慧工地的效果而做智慧工地，是否能采集到工地上的真实数据从而帮助企业管好项目、做好经营这一点却忽视掉了。智慧工地是和企业管理紧密联系的，中建钢构在完成工地现场的智能监管以外，还将各集团核心业务数据进行集合展示完成一套完整的管理驾驶舱体系。

对于中建钢构的总部开发了总部管理驾驶舱，帮助总部的管理者可以及时看到核心数据，将主要指标和重要数据放到显著位置，配以图形化的展现，使决策者可以直观的对企业的经营情况进行了解，更有依据地做决策，更有效的进行管理。

对于中建钢构的二级机构大区开发了大区管理驾驶舱，相对于总部来说需要看到更细层次的数据，所以专门针对各大区的需求，将其关心的核心数据展现在了驾驶舱上面，让大区管理者可以看到整个大区的项目概况、财务、商务、物资、制造安装情况等。

而对于建筑企业都有的项目级管理层开发了项目管理驾驶舱，项目管理层可以通过驾驶舱看到一个项目完整的情况，改变了以往文档或口头讲述的形式，用更直观自动的方式展示了项目的财务、商务、产值、产量、安全、质量、物资机械、形象进度等重要数据，让人一目了然的掌握了项目情况。并且使各层级的人员减少了沟通成本，增加了工作效率，使工程建设行业最难管控的项目有了一个有效的管理依据。

当智慧工地与企业管理相结合时，智慧工地也不再只是工地上相关功能硬件设备的罗列而已了，而是真正地将采集到的数据运用起来，发挥出智慧工地本来的作用，实现了大数据对于建筑企业应有的价值。

七、社会效益

通过应用“智慧工地”平台参与项目管理，提高了项目部信息化管理水平，提高了项目部管理人员的工作效率，使项目部在探索信息化管理水平提升的道路上又迈出了一步，决策运营效率提升。搭建了全业务范围、全作业流程的高效率大数据平台，显性的提升了效率加快了进度，有效支撑公司的数字化运营决策。

八、结束语

中建钢构智慧工地整体的思路立足于从使用者的角度出发注重实用性，将企业能实现的功能做好，让所有工程建设者都能用起来。并且不只是简单地进行功能堆砌，而是将自动采集上来的数据利用在企业管理上面，使智慧工地发挥更大的价值。

为了建设好智慧工地，企业本身也要将技术壁垒打破，结合优秀的软件和硬件产品的功能强项进行整体规划，实现建设成本可控、功能可迭代维护、实用性可保证的自给自足的智慧工地平台。