近年來,中鐵二十三局集團有限公司(以下簡稱“中鐵二十三局”)順應時代要求,搶抓數字化發展機遇,發展智能建造,著重從項目應用實踐上不斷驗證探索,力求以智能建造賦能項目精細化管理,實現企業可持續發展。

  智能建造應用背景

  中鐵二十三局從2010年開始布局信息化建設,歷經業務管理信息化、辦公業務一體化、業務財務一體化、物聯應用一體化、信息管理數字化“五化”建設,在業務體系、系統建設、數據架構、應用機制等方面奠定了數字化應用基礎。然而,在數字化應用、提效等方面仍未達到預期效果,存在“線上線下兩張皮”、數據及時性、完整性難以解決以及業務管控有限等痛點。

  當前,集團正在走精干、精簡的項目精細化管理之路,而項目精細化管理是以“成本管理”為核心、強化“過程控制”主線、突出“效益最大化”原則的科學管理方法,數字化管理是實現精細化管理的必然選擇。

  針對數據采集效率低,采集及時性、完整性不夠的問題,集團在業務關聯、職能管控、三方生態、物聯應用等方面下功夫,通過大量實踐來破解存在的問題。一是健全業務系統管理環節,增大數據失真的成本;二是利用大數據監督,用正常數據監督問題數據;三是建立三方生態,將各類業務數據的采集延伸到第三方。通過三方確認,保障數據的及時性、有效性和完整性;四是借助物聯網技術,通過各類傳感器實現對各類數據的實時、高效、去人為化采集。

  在實踐中,我們發現業務關聯、職能管控、三方生態在實現項目精細化管理和減輕工作負擔、提升效率目標方面仍有不足,而只有智能建造既能解決數據特性問題,又能達到減負、提效、降風險的目標。

  智能建造發展實踐

  集團為加快發展智能建造,一方面,引進技術實力雄厚的公司進行合作,另一方面,緊密聯系一線,自主研發簡單、有用、實用的智慧工地產品,力求減負、提效、降風險。

  合作方面,與廣聯達在工程算量、形象進度化、BIM+GIS應用、IoT平臺、鋼筋廠智能管理等方面進行深度合作,利用其先進的建模、圖紙識別等技術推動數據采集提效,再與企業自身的ERP打通,實現管控的目的。雙方合作二次開發BIMFACE、IoT平臺,致力打造中鐵二十三局的輕量化三維管理平臺。

  自主研發方面,對長大線性工程、大范圍的農林項目的勞務人員管理、混凝土、原材料實物管理、工地視頻AI監控等人、材、機、方案等管理,深入一線需求,針對管理痛點進行實踐與探索,研發中鐵二十三局自有版權和發明專利的實用產品。

  (一)管算量(基建算量系統)

  在最基礎、最根本的工程算量管理方面,中鐵二十三局與廣聯達深度合作,利用其基建算量系統OCR、快速建模、便捷關聯清單和物資檔案等特點,實現一線人員快速、準確算量。

  (二)管進度(進度形象化系統)

  在進度管理方面,利用廣聯達的進度形象化系統所具備的參數化快速建模、計劃編制、跟蹤、預警與調整功能,形象化展示項目實際進度。

  (三)管人員(勞務分包管理、勞務實名管理系統)

  在人員管理方面,針對長大線性工程、廣袤的農林項目,自主研發具備數據高效采集、校對、多考勤模式、自動出考勤和工資表、工資代發業財一體化對接等功能的勞務實名制管理系統,實現現場勞務人員的實際管理。

  (四)管材料(智能物料驗收、混凝土云聯管理、鋼筋廠管理、供方通系統)

  在材料管理方面,中鐵二十三局自主研發隨時可監控和對比的智能物料驗收系統;自研打通業務系統、工控系統、物聯設備數據,實現混凝土節超和拌合站獨立核算的混凝土云聯管理系統;自研了原材料(實物)管理系統。同時,引進了廣聯達的鋼筋廠智能管理系統。

  (五)管設備(機械云監管理系統)

  在設備管理方面,引進機械云監控系統,以北斗定位、超聲油耗監控設備運轉情況。此外,在安全管理、質量管理、成本管理、BIM輕量化應用和大數據應用方面,中鐵二十三局也自研聯研應用了相關系統和平臺。

  通過實踐總結,目前,智能建造助力項目精細化管理在以下幾方面取得了一定成效:一是減負,減少了一線人員工作量;二是提效,提升了企業的整體工作效能;三是降風險,降低了質量風險、管理風險;四是控成本,用數據對比實現成本的管控,節超可控。

  混凝土云聯管理系統應用案例

  混凝土云聯管理系統是中鐵二十三局自研自建的智慧工地系統,可實現對每盤混凝土質量、結構物混凝土節超管理的動態跟蹤,將自拌混凝土管理全業務鏈打通,實現全業務線上辦理,有效減輕現場司磅人員、調度人員及攪拌人員傳統手工操作的同時,大幅提升全業務辦理效率及閉環管理效能。

  系統主要由拌合站PLA集成機柜、工控一體機、中間數據服務器、工業控制系統及各種網絡應用組件構成,打通業務系統、工控系統、物聯設備之間數據孤島,解決多環節溝通難、質量管控難、混凝土結構物節超難、單位工程節超難、隊伍節超難、原材料節超難等問題,如下圖所示。


混凝土云聯管理系統手機端界面


  同時,應用一系列物聯設備,解決現場傳統管理弊端,有效減少操作失誤,大幅提升工作效率。

  (一)應用流程

應用流程


  現場技術人員使用手機端生產任務單功能進行下單,自動引用結構物信息及混凝土應耗,參考混凝土用量;試驗員通過傳輸的單據(短信提醒),自動按單據中的混凝土標號引用理論配比或上期配比,參考快速配出施工配比,并且可限時自動提交;現場技術人員可在手機端實時查看混凝土生產情況;現場用不了的料,調度員可自行轉移至其他任務單,快速匹配適用的用料地方,按需調度;技術員現場簽收混凝土、完成評價,方便、可追溯性強。

  同時,可以配合運輸機械云監系統,對車輛位置進行追蹤;實現按單個結構物進行混凝土消耗節超、按單位工程進行混凝土消耗節超、原材料的節超,還可實時查看拌合站生產情況和消耗統計。

  (二)應用價值

  運行效率。混凝土云聯管理系統將傳統模式業務環節遷移至線上,實現“現場需求一鍵提單、實驗室線上配比、拌合站依單生產、作業隊現場簽收”,全程進度可追蹤。相較于傳統方式,系統顯著提升業務響應及供應效率,降低溝通時效,確保現場施工生產需求得到有效保障。

  質量控制。傳統混凝土質量控制存在的問題,突出表現在混凝土原材料消耗比例失控時,混凝土處理存在嚴重滯后的問題。系統確保了混凝土生產過程的精確控制,整合相關傳感器,實時監測每盤、每車混凝土原材料實際消耗比例,對不合格情況實時預警,確保每盤混凝土出現比例失調時能及時處理,從而保證每車混凝土質量可控。

  節超分析。傳統混凝土生產過程監控缺失,數據標準不一致,各個環節間缺乏有效的數據共享和協同機制,人為干預生產過程太多,在一定程度上影響混凝土生產數據的統計,無法監管準確節超。該系統實現了混凝土全過程追蹤管理和數據采集,統一數據標準,打通系統數據共享,從而實現多維度的混凝土消耗節超和原材料消耗節超對比分析,確保消耗不超過限制,提高成本管理水平。

  (三)應用成果

  中鐵二十三局新建自有拌合站全部使用該系統,已完成52套系統建設。通過實際應用,在以下方面為項目精細化管理進行賦能:

  物聯應用。解決了數據及時、有效、完整的高效采集問題。通過最基礎的每盤混凝土生產和原材料消耗數據,為拌合站獨立核算提供了及時、有效和完整的數據,無人工負擔。

  減負。減少了溝通負擔,實現全流程監控,提單人通過云端知曉當前任務單配比、拌合、運輸情況;減少了對賬、復核、做報表等環節;減少了質量問題追蹤;云端與客戶端互聯互通,可線上提單后自動到達拌合站,無需數據重復錄入。通過自動傳感采集設備,應用后拌合站管理人力可減員2-3人,每拌合站每年節約人力成本約30萬元。

  提效。提高了拌合站運轉效能;提高了各環節溝通效率;提高了項目與拌合站、施工隊伍核算效率;提高了混凝土管控、原材料管控效率;實現實驗室施工配合比云端管控;實現拌合站生產端施工配比在線管控,生產自動帶出理論配比,實時更新施工配比,在需求同樣的條件下,施工配比(限時)自動配置,在質量可控的前提下大大提升了配比效率。經多站運行反饋,從下單到混凝土到場,采用系統相較傳統做法,平均每單節省時間在20分鐘以上,提效約40%以上。

  降風險。實現拌合站獨立核算,降低拌合站運營風險;每盤、每車質量監控,降低混凝土質量風險;對車輛實時定位、速度等進行監控,降低車輛運輸安全風險;實現結構物混凝土節超對比,降低施工質量和成本管控風險。

  控成本。系統能自動統計原材料節超、結構物混凝土節超、作業隊混凝土使用節超等,能夠通過拌合記錄實現物資消耗情況統計。系統的應用使項目混凝土超耗比例整體降低約0.6至0.9個百分點。


  發展智能建造新質生產力,突破了精細化管理的瓶頸,真正實現了減負、提效、降風險。在實踐中,發展智能建造應當做到“三個堅持”。

  一是堅持深入一線,了解施工一線真正的需求。發展智能建造的主要目的應該是為現場施工一線減負,減輕工作量和工作環節,提高生產和管理效率,降低現場管理風險,只有在一線真正應用,才能帶來及時、有效和完整的管理數據。

  二是堅持系統數據共享互通。系統數據共享互通是解決數據重復采集、信息效率低下、數據有效性差和數據價值弱化等問題的關鍵,只有真正打通系統間的數據穿透壁壘,實現數據應用的集成化、數據管理的集中化,才能真正實現對數據分析利用及價值挖掘的最大化,這是發展智能建造的關鍵。

  三是堅持強化自有隊伍建設。智能建造是物聯應用一體化建設,是軟件硬件結合最為緊密的系統建設,一套系統級聯的標準硬件從幾個到幾十個不等,這就決定了它的系統穩定運行的復雜性及常態運維的必要性,需要一支精干高效的(研建管用)隊伍,實現智能建造產品的可控應用,這是發展智能建造的關鍵支撐。


  來源:中國建設新聞網