数字化转型是企业“进化”的过程，不仅仅是技术问题，转型涉及到企业的各方面，企业应以技术和管理并驾齐驱，在明确数字化战略和方向的基础上推动企业管理的变革和创新，最终实现数字化转型，成就智慧企业。现如今，数字化迅猛发展，企业逐渐把信息和知识管理作为提升自身的核心竞争力，工程建设企业的数字化转型是时代发展的必然趋势。在工程项目的施工过程中，通过数字化技术对工程管理体系进行设计，把控项目的高质量交付和生成自己的数据资产。本文从数字化基础设施建设的完备，开展工程项目的管理体系设计，分析BIM技术在管理体系中的应用场景，作为企业数字化转型的管理体系设计方案参考。
数字经济本质在于信息化，信息化的基础设施很重要，与之相关的技术有很多，其中涵盖了感知终端、5G网络、光纤宽带、大数据中心、工业互联网等，也包括利用物联网、边缘计算、人工智能等新一代信息技术，这些技术的发展不得不催生企业发生变革。自1994年正式接入国际互联网开始，中国进入互联网时代，信息化基础设施日益健全，信息化基础设施也逐步完善。2017年，党的十九大报告充分肯定了数字经济在中国经济建设中对经济结构优化的深远影响，数字经济逐步上升到国家战略高度。2021年，两会通过的《纲要》中提到“加快数字化发展，建设数字中国”。数字经济成为中国经济转型升级的重要驱动力，是新一轮全球产业竞争的制高点。在竞争日益白日化的今天，传统企业需要通过管理变革和技术创新，获得持续发展的能力来获得生存。企业可以借助数字化创新，加快企业内部管理、业务管理的变革。
一、数字化基础设施建设
加快企业内部管理、业务管理的变革，数字化基础设施建设尤为重要，它是企业数字化转型的基础，也是企业转型成功的必备条件。当然不同的企业情况不一样，企业的发展应从自身的实际情况出发，不要为了数字化而数字化，明确自己的战略定位循序渐进。结合时代新技术的发展进步，2020年4月，国家发改委首次明确了“新基建”的范围，数字化建造在诸多行业得到了推广。如今在我国的基建项目中，如道路与桥梁建设、铁路建设、港口建设、市政工程等，BIM技术已得到广泛应用，搭建了BIM协同平台和管理平台，实现了各专业、各参与方、各阶段设计数据与模型的高效协同。
现在大型的央企、国企、民企都在探索数字化转型的实践，也取得了一定的成绩，起到了带头作用。企业困惑多年的信息孤岛问题、业财一体化问题，通过企业信息化基础设施（企业上云）的建立，实现全网连接，让现实问题在数字世界得到解决。如中国交建在设计改建深圳梅观高速公路时，将大场景复杂环境无人机倾斜摄影测量实景技术用于设计，实现了设计基础数据和设计方式的创新；中国中铁构建采购电子商务平台，实现采购管理工作的标准化、规范化、集约化、信息化，把多方组成一条商业生态链的阳光采购。信息化基础设施建设包括硬件设施建设、软件设施建设、软硬件系统的性能保障建设等，信息化基础设施建设如图1所示。
图1 | 信息化基础设施建设
（一）企业对数字化基础设施建设的界定
不同规模的企业，应结合自身的情况来进行数字化发展。对于传统企业来讲，经过多年的发展，他们拥有自己的核心产品，大多数时候信息化技术是作为企业的支撑。小企业的信息技术主要应用在承载业务的系统上，所以相对数字基础设施，他们更关注业务系统的改造问题，比如用更低成本地获得更适用于生产和管理特色的业务系统，或者打通营销和客服，围绕这些改造来说才具有比较大的现实意义。
就数字化基础设施的建设，出现了“先软后硬”的观点。在过去，大多数企业习惯硬件投资先行的发展模式，这种发展模式一旦确定后就很难动态适配和柔性调节，如果规划有误容易造成资源浪费。特别是在数据没有打通的时候，越多的硬件投资可能造成越多的信息不流通和不匹配，形成更多的数据孤岛。因此，基于已有的硬件基础设施，通过软件打通数据，是比较科学和合理的循环建设模式。对于中型或大型传统企业来讲，业务板块多、系统林立、基础资源异构分散的问题，容易形成影响企业数字化发展的瓶颈，如果领导布置个“业务打通”或者“快速上线”的任务，没有平台性的数字基础设施任务的实施就会很困难。
（二）硬件设施建设
企业需要合适的硬件来支撑数字化工作，其中就包括BIM模型的创建、数字化的管理以及其他需求。不合格的硬件会让工作效率降低，甚至导致任务失败，依据战略定位进行采购、布置，有利于企业数字化的管理。
1、网络基础设施建设
建设强大的支撑能力的网络系统，网络设施建设是运用网络通信技术，建立企业与人、人与物、物与物之间的广泛关联，并实现内外部的全连接。首先，利用宽带通信技术，以及物联网技术，构建企业内部活动空间范围的企业专网，形成企业网络基础设施的核心；其次，借助公共移动网络通信技术和物联网技术，构建企业内部活动空间范围的虚拟专网、形成企业网络基础设施的补充；再者，接入公共宽带、移动通信网络，构建企业与外部连接的通道，实现企业网络基础设施的开放；最后，在实现网络互通的同时，做好网络安全建设，提高企业自身的网络安全管理。
组建以局域网、以太网、无限网络全覆盖，构建网络中心的系统，包括配电系统、综合布线系统、消防系统、空调系统、网络系统等。引入硬件设备包括核心交换机、防火墙、服务器、数据存储等硬件基础设备，搭建一个完整的信息化基础硬件平台。对于通讯与传输，搭建了互联网接入光纤专网、视频监控线路等，由平台集成管理，实现与各办公区的专线连接。同时注意构建网络安全保障体系，确保数字基础设施安全平稳可靠运行。
2、云平台基础设施建设
在基础设施建设方面，云平台包含云操作系统、分布式文件系统、云服务中心、分布式服务总线、负载均衡等关键组件。云基础设施建设是运用云技术和边缘云技术，建立企业云化资源池和云平台架构，实现企业云化运行。对于有条件并对安全特别关注的企业，可以运用云技术和边缘云技术，构建企业自主开发的云资源池，推动企业各种平台的云化部署；对于一般企业，借助云公共服务企业的云资源池和云架构，构建企业需要的专属云。
（三）软件设施建设
根据上述的云平台基础设施的建立，而提出云开放能力建设。云开放能力建设是运用软件、虚拟化等IT技术，建立企业能力封装和云化，实现能力对内、对外开放。一是对企业需要对内共享、对外开放的人财物等各种资源，进行虚拟化和软件定义，以及标准化、能力封装和云化部署，形成开放能力；二是对企业需要通过通用化规模发展的成熟业务或服务，进行提炼、标准化和能力封装，云化部署。
根据整体战略规划需求带动价值，价值驱动实践，依企业发展部署数字化基础设施。企业内部的OA综合管理系统、信息管理系统（LIMS）、在线监测系统、后备资源管理决策系统、IVMS综合安防管理系统及各个应用子系统并集成各类已有系统软件，以此来建立工程大数据平台。实现项目监管、检验检测、成果管理、行政办公等业务信息的有效收集、快速传递与信息资料共享。
（四）软硬件系统的性能保障
数字化基础设施的维护，需要投入人力和物力，确保软硬件设施的性能。在这个方面，可通过监视、诊断、实施与更改、设计和优化三大方面确保软硬件的正常运行，通过上网行为策略管理工具，网络管理人员可以进行网络安全管理，还可以通过浏览器图形化界面来定义、分配、执行策略并检查安全状态。软件的可靠性、安全性、易用性上，统一采购正版的办公软件，保证软件的一致性。另外，各种信息系统，力求操作简单、功能完善、界面人性化等为员工操作提供便利。在加强软硬件基础建设的同时制定相关规范文件，提高保证软件和硬件的可靠性、安全性、易用性，保证信息系统基础建设符合企业战略发展的需要。
二、工程数字化管理体系设计
数字化基础设施的建立和完善有助于项目的实施和管理。在进行数字化管理的过程中，可以将工程数字化管理体系进行区分：管理数字化和业务数字化，管理数字化分为决策管理、仿真管理和人事管理；业务数字化是工程项目施工过程的管理。标准化是企业管理数字化的基础和前提，标准化其实不只是制度的标准化，它包括技术的标准化、组织的标准化、产品的专业化，还有具体的管理和人力资源。企业管理数字化和业务数字化的路径如图2所示。
图2 | 管理数字化和业务数字化的路径
（一）企业管理的数字化
管理的数字化，总体来说也就是信息化，是围绕我们企业的管理，把企业内部管理和运营，通过信息系统来实现。随着管理理念和技术的变化，管理方面数字化的历程从过去的ISO9000、三标体系，到后面实现企业的标准化，再实现信息化，到未来形成管理的数字化。
1、围绕企业的管理
企业的内部信息管理包括OA综合行政系统、财务系统、上下级集团管理系统等，是数字化管理的基础，如下图3所示。在企业信息化管理的基础上，把企业的内部信息管理、业务运营管理在信息系统上实现融合，把整个企业的信息系统形成一张网，构成一个数据平台、一个数据库。当然随着国内部分经济和技术实力较强的成功企业，已经在此基础上实现了一定的融合。
图3 | 企业内部信息管理领域
2、上传实时数据进行决策管理
在项目运行过程中，决策作为重要的管理环节，在管理过程中占据主要位置。工程项目运行中及时上传实时数据库，运用大数据和人工智能等技术，通过构建决策分析模型、算法，充分分析地理环境、交通运输状态、工程建设进度做出实施有效的决策，进而推动决策分析的精准化、智能化。数据库将建设工程中的实时数据上传给决策管理部分，帮助决策管理部分根据建设工程的实时数据展开决策，同时决策管理部分会输入相关性数据要求，便于数据模块进行有效数据的收集整理。将完善的数据信息整合成数字化模型，实现建筑工程企业的数字化管理，提高建筑工程的管理的时效性和管理质量。
3、利用计算机技术进行仿真管理
对建设工程数据信息进行具体的采集，完成数据采集以后，将数据投入到工程计划以及模型建设中进行具体的数值的计算，进而模拟出结果，仿真模块的数据管理主要是对建设模型进行完全性的建设，在工程施工过程中，将工程施工的现实数据输入，利用理想值对现实值进行分析，将数据模型直观化、可视化，帮助决策人员更好地认识当前工程的整体情况，制定出科学合理的方案，决策职能化如图4所示。
图4 | 决策智能化
4、人事管理
就大多数企业而言，人员组成具有多样性和多变性的特点。在传统的管理模式中，由于建设施工人员需求较大、岗位较多，导致人事安排及管理活动具有复杂性，管理者无法进行全面的、有效的管理活动。运用计算机信息手段，将人事管理活动纳入管理模块之中，借由信息化手段充分了解人事安排状态，提升人事管理活动效率和管理的准确性。人事管理过程中，需要注意的是对于员工具体资料的充分掌握，因此员工信息模块的建立是十分重要的。其次，员工工资状态是企业和员工都十分重视的部分，在进行工资模块的建立过程中需要对工资构成形式进行完整地建立。部门划分模块对于建设工程人事管理来说具有直接性，部门管理模块的建设有利于对个人责任进行明确的划分。
（二）业务的数字化
工程施工模块的具体建设与工程的施工过程具有直接联系。为了完成有效的管理，需要将工程的施工进度、质量、资金、合同、物料五个部分分别建立体系，并对每一部分的内容进行实时的数据的输入。
1、作业进度
施工进度在建筑工程施工的各种管理中是尤为重要的，做好施工进度管理能有效保证施工的顺利进行。在进行施工进度的管理过程中，工程队需要按照工程建设需求以及设计图纸等制定合理的工程建设的计划。在实际操作过程中，施工管理人员需要对每天的工程状况进行记录，并将具体的数据进行实时的上传，以便于在施工管理过程中能够看到真实、准确的数据。
2、工程质量检测
在进行工程质量管理的过程中，需要根据工程项目的质量需求，制定严格的工程质量指标体系检查目录。在工程质量检查过程中，需要按照检测的要求，进行关联性检测工具的定制，在完成检测以后，需要将检查数据输入到工程质量管理系统中进行数据分析，对于差异性较大的数据，利用质量管理的数据以及检测方式进行对比，最终得出质量差异存在的原因，并做出施工方式的调整。在进行工程质量数据管理的建立过程中，首先需要按照工程框架、工程质量要求，完成质量数据的测算，并将具体的数据输入到系统中，在后期进行质量检测的过程中，仅仅需要输入实际的数据，即可完成质量合格性的计算。
3、物料管理
物料是项目实现施工正常化的基础，而物料的总成本占项目总投资的50%左右，而大宗物料又占物料总成本的70%左右。这充分体现了物料管理在项目施工过程中的重要性，保证物料的充足是工程实施的必要条件。物料管理工作的开展主要分为三个部分：计划（物料需求及数量制定）、购买工作、仓储（进出库）工作三个部分。即在项目施工前，对所需物料进行计算，确定施工所需的物料数量，这样有利于管理部门能够直接地对物料物资的计算合理性进行监控管理。在物料需求模块完成核算之后，采购模块根据物料需求的数据进行物料的完全采购，在采购模块完成以后，由于物料应用是一个长期的过程中，因此物料的仓储模块的工作具有重要性，在进行物料管理的过程中，需要对物料的进货和出货进行严格的统计，以便对物料的应用进行充分的管理。从物料的计划、采购和存储进行数据化管理，将实物和数据可视化，从而达到物料管理的最佳状态（图5）。
图5 | 物资数字化管理
4、工程资金管理
在进行建设工程施工过程中需要对工程建设的资金进行合理的计算，即工程造价。在完成资金核算以后，需要进行预算的报批，管理部门根据报批部门的资金计划进行审核，并将具体的资金应用进行系统的录入，工程建设过程中每一环节的资金使用需要进行输入，在工程施工过程中每一环节的资金应用都将得到有效管理，如果出现资金不足等情况可以根据资金计划和资金的实际使用做出对比，进而完成资金的有效性管理。搭建共享平台，实现人、财、物集约化管理。
5、施工过程中的合同管理
施工过程具有长期性、复杂性等特点，在建设工程开展过程中，前期的筹划、招标、定标过程中都会有明确的合同的签订，合同内容中对于施工方和管理方的责任具有明确性，同时，在后期的工程建设过程物料的供应、施工团队的责任分化都需要进行合同的具体约束，因此，合同在整个工程建设过程中具有重要性。在进行合同管理的过程中需要将每一阶段签订的合同上传到系统中，并将合同中的责任、违约等条例进行具体的筛查和管理，以便在后期的管理过程中出现 纠纷时能够按照合同中约定的内容进行责任归属。
三、工程管理设计的应用分析
以参数化设计、建筑信息模型等技术为代表的数字科技，为建筑行业的设计创新提供了新驱动力。在建筑建造环节，借助于数字科技的支持，建筑设计、部品加工、现场施工等环节得以深度结合，精确控制建造的精度和质量，提升建 成作品的品质。工程建设行业数字化以BIM技术的发展和应用为代表，它可以使传统的二维图纸设计转变为动态完整的三维立体模型，给项目各个参与方呈现完整的信息与工程模型，便于在施工前发现问题并解决问题，减少现场拼装构件的错误，减少材料的浪费，缩短工期、提升施工效率，完善工程质量，便于后期检修维护。从基础设施的建立到工程项目的管理，现在主推的BIM技术可应用到其中，如图6所示。落地 BIM 技术与工程施工融合创新，做到设计施工一体化，打通方案层、应用层、平台层，让更多的智能化应用基于“BIM+大数据+云计算”，形成一个智能网络，从而实现横向、纵向和端对端的高度集成。
图6 | BIM协作平台
BIM模型作为建筑物全生命周期的数据载体，在工程各阶段信息整合的过程中，提供统一数据交换方式，有助于工程信息的共享，对于未来营运阶段，BIM能确保前期所输入的数据可持续地供设施管理专业人员使用，省去了过去统整或收集数据时间，直接提高数据的再利用率，降低营运阶段人力成本与人为错误的可能性。BIM建筑信息模型数据管理的设置如下图7。
图7 | BIM技术信息模型数据管理的设置
当前，工程建设行业数字技术的主要典型应用场景有：
（一）信息整合
目前，国内主要还是使用“分布式”BIM模型的方法。在越来越多的项目中，业主会建立一个统一的平台，或者委托技术比较成熟的咨询公司来搭建平台，这个平台拥有统一的数据格式，最大限度地兼容各方熟悉的数据形式。此外，设计院、施工单位内部，也会采用这种模型维护的平台和技术来进行内部管理。
（二）场地分析
通过BIM技术与GIS（地理信息系统，Geographic Information System）技术的结合，大幅提高场地分析工作的精度。在前期规划阶段，BIM可以通过数据交换取得GIS中的信息，精确评估场地的使用条件和特点，从而做出新建项目最理想的场地规划、交通流线组织关系、建筑布局等关键决策。近年来，随着国家和各地方政府大力推行海绵城市和地下管廊的修建，BIM和GIS的结合也就显得越来越重要。
（三）策划和论证
BIM能够帮助项目团队在建筑策划阶段，通过对空间和建筑功能进行分析，来理解复杂空间的标准和法规，在分析需求和方案时，帮助做出决定。伴随每一种方案的选择，通过数据的联动，为投资方提供相应方案的成本预估，帮助投资方达成选择和决策。
（四）可视化
相比于传统的可视化设计，采用BIM技术的可视化设计真实性更强。而且每一个阶段的设计深化和变更，都可以快速生成效果图和漫游动画。不仅对于前期和投资方的沟通，可视化在项目实施过程中也有很多用途。BIM技术使项目设计、建造、运营过程中的沟通、讨论、决策都在可视化状态下进行。
（五）协同设计
协同设计是指分布在不同地理位置的不同专业的设计人员，通过网络协同展开设计工作。传统的协作模式是碎片化的，图样、设计说明文件、材料表、变更等，都是在离散状态下互相传递。每一个文件都是独立、无法与其他文件关联。BIM的底层逻辑防止了信息的独立变更，而且信息在协作者之间的传递方式也发生了改变，各方可以实时地参与到协作和变更当中。
（六）性能分析
在创建数字建筑模型的过程中，已经包含了大量的信息，如几何信息、材料性能、构件属性等。通过专门的分析软件，即可进行性能分析，比如光照、能耗、空气组织等等。相较于以前，大大降低了性能分析的周期，提高了设计质量，同时也使设计公司能够为业主提供更专业的技能和服务。
（七）工程量统计
BIM模型是一个富含工程信息的数据库，可以较为真实地提供造价管理需要的工程量信息，借助这些信息，计算机可以快速对各种构件进行统计分析，大大减少了人工操作和潜在错误。可以用于前期设计过程中的成本估算，以及施工开始前的工程量预算和施工完成后的工程量决算。
（八）碰撞检查和管线综合
通过BIM模型自带的信息，以及碰撞检测程序，可以自动生成碰撞检查报告，然后由设计师进行修正，从而达到在正式施工前，解决存在的碰撞问题隐患。这也是目前绝大多数企业或项目推广和应用BIM技术最主要的应用点。
（九）施工进度的模拟和管理
施工是一个高度动态的过程，随着建筑工程规模不断扩大，复杂程度不断提高，使得施工项目管理变得越来越复杂。传统的工程项目管理主要用网格图、横道图等方式表示进度计划。且主要依靠项目管理者从业经验来完成，精确性较低。4D进度模拟能够直观地展现整个施工过程，为项目管理者提供一个可视化平台。所有的人、材、机的资源配置信息和模型中的施工进度是吻合的。项目管理者可以直观地看到目前的施工进度，及时发现和调整施工过程中出现的问题。而且还可以用于在评标阶段，对投标单位的主要施工控制方法、施工安排、总体计划进行评估，做成有效决策。
（十）施工场地规划
利用BIM模型，可以对施工场地进行科学的三维立体规划，包括工人的生活区、材料加工区、材料仓库、现场材料堆放场地、现场道路等的布置，也可以对施工机械和车辆的路线进行规划。直观地反映现场施工情况，有效利用施工用地，保证现场运输道路畅通，方便施工人员的管理，避免二次搬运及事故的发生。
（十一）重点难点施工模拟交底
利用高精度的BIM模型并配上时间轴，可以为现场施工人员制作施工工序的动画，并在关键节点添加文字说明以及构件内部的剖切图，甚至可以进行互动性施工指导。在制作施工指导的过程中，还可以尽早发现安装流程问题，在施工前把问题解决。
（十二）数字化制造
BIM结合数字化制造，能够提高建筑行业的生产效率，实现建筑施工流程自动化。许多建筑构件可以异地加工，运到现场进行装配。通过BIM模型，可以在碰撞检查和安装模拟之后，导出构件模型的精确尺寸和加工图，降低误差，更好地实现构件的预制，大幅度提高生产效率，使建造工期缩短且容易掌控。
（十三）物料跟踪
随着建筑行业标准化、数字化水平提升，以及建筑设备复杂性的提高，越来越多的建筑及设备构件，可以预制加工并运送到现场进行组装。BIM软件可以在建模过程中记录构件的必要信息，如生产日期、厂家、尺寸、编号、电话、维护记录等，进行ID编码，生成条形码或二维码，有助于施工计划顺利实施。
在业务的数字化方面，大部分企业还处在BIM设计、BIM施工阶段，未来需要向智慧工程、智慧城市去发展，与IOT、GIS等技术集成应用，实现企业的数字化管理。
四、结语
实现管理数字化和业务数字化融合是未来的目标，也就是说信息化系统要从项目层面的数据模型里面直接抓取数据。未来，在管理方面会形成管理的数据地图，实现智能化的管理。在工程方面有工程的数字地图，工程数字资产和大数据，实现工程的智慧化。本文通过阐述数字化变革的背景下，基于数字化基础设施建设，分析工程建设项目管理平台架构的设计，详述BIM技术在工程管理中的应用，以此希望对工程建设企业的数字化转型有一定的借鉴意义。
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