譚博

0 引言

隨著建筑工程項(xiàng)目的復(fù)雜度不斷增加，傳統(tǒng)項(xiàng)目管理過程數(shù)據(jù)處理工具和方法已經(jīng)不能快速準(zhǔn)確地計(jì)算出項(xiàng)目管理人員需要的信息，導(dǎo)致項(xiàng)目管理過程中由于信息更新不及時(shí)、信息錯(cuò)誤導(dǎo)致進(jìn)度延誤、成本超出預(yù)算、質(zhì)量事故等問題。另一方面，大數(shù)據(jù)技術(shù)被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，工程管理領(lǐng)域也不例外，因此，開展大數(shù)據(jù)技術(shù)在建筑工程項(xiàng)目管理過程中的應(yīng)用研究具有重要的意義。

1 傳統(tǒng)建筑工程項(xiàng)目過程數(shù)據(jù)處理方法的問題分析

建筑工程項(xiàng)目通常涉及多個(gè)領(lǐng)域，具有系統(tǒng)性和動(dòng)態(tài)性，項(xiàng)目實(shí)施復(fù)雜度較高，項(xiàng)目施工過程數(shù)據(jù)較多，而傳統(tǒng)項(xiàng)目管理過程數(shù)據(jù)處理方法效率低下，在項(xiàng)目進(jìn)度管理、質(zhì)量管理、成本管理過程中均存在較多問題，其主要原因如下。

1.1 難以實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目管理過程信息和數(shù)據(jù)的總體處理

傳統(tǒng)項(xiàng)目管理過程數(shù)據(jù)處理工具和方法通常將雜亂的項(xiàng)目管理過程數(shù)據(jù)存放在獨(dú)立的筒倉系統(tǒng)，容易造成“信息孤島”，匯總工作量大且容易出錯(cuò)，不能實(shí)現(xiàn)對(duì)于整個(gè)項(xiàng)目實(shí)施過程數(shù)據(jù)的總體處理，從而忽略了各個(gè)不同數(shù)據(jù)倉的數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性。例如，建筑工程項(xiàng)目中，傳統(tǒng)項(xiàng)目管理工具通常將項(xiàng)目材料成本數(shù)據(jù)和施工人工成本數(shù)據(jù)交由不同人員來管理和匯總，容易導(dǎo)致項(xiàng)目實(shí)施成本匯總錯(cuò)誤，給成本管理帶來問題。

1.2 容易忽視項(xiàng)目管理過程數(shù)據(jù)和信息的細(xì)節(jié)多樣性

建筑工程項(xiàng)目在施工過程中產(chǎn)生的過程數(shù)據(jù)具有細(xì)節(jié)多樣性，這些數(shù)據(jù)細(xì)節(jié)之間緊密相連，對(duì)于進(jìn)度管理、成本管理和質(zhì)量管理都有著重要的影響。以進(jìn)度管理為例，只有通過識(shí)別項(xiàng)目管理過程數(shù)據(jù)中的細(xì)節(jié)才能發(fā)現(xiàn)項(xiàng)目進(jìn)度延誤的潛在風(fēng)險(xiǎn)，從而采取相應(yīng)措施消除潛在的隱患，規(guī)避偏差。假設(shè)無法有效識(shí)別各流程運(yùn)行中存在的微小隱患，將導(dǎo)致調(diào)控過程中產(chǎn)生較大偏差[1]。

1.3 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和處理效率低下

傳統(tǒng)項(xiàng)目管理過程數(shù)據(jù)處理工具和方法在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和處理過程中仍采用集中式存儲(chǔ)技術(shù)和集中式計(jì)算技術(shù)，將資源集中在內(nèi)存、硬盤等單一存儲(chǔ)介質(zhì)中，通過龐大的數(shù)據(jù)庫完成數(shù)據(jù)和信息的管理，各個(gè)功能模塊圍繞著這個(gè)數(shù)據(jù)庫完成數(shù)據(jù)的錄入、修改、刪除等操作，在數(shù)據(jù)計(jì)算過程中幾乎完全依賴于一臺(tái)中、大型的中心計(jì)算機(jī)，在運(yùn)算負(fù)載增加時(shí)只能通過提升單個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)算能力來解決問題，因此傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和處理方法存在效率低下、系統(tǒng)擴(kuò)展性差、數(shù)據(jù)易丟失等問題，且數(shù)據(jù)量越大，這些問題越突出。

2 大數(shù)據(jù)技術(shù)在建筑工程項(xiàng)目管理過程中的應(yīng)用

為了解決前文所述的問題，本文將闡述大數(shù)據(jù)技術(shù)在建筑工程項(xiàng)目管理過程中的應(yīng)用思路，基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的建筑工程項(xiàng)目管理流程，從進(jìn)度、成本和質(zhì)量三個(gè)主要的項(xiàng)目管理過程，設(shè)計(jì)大數(shù)據(jù)技術(shù)在建筑工程項(xiàng)目管理過程中的具體應(yīng)用流程。

2.1 基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的建筑工程項(xiàng)目管理流程

對(duì)于單個(gè)建筑工程項(xiàng)目的實(shí)施，需要通過不同的工作人員、部門和機(jī)構(gòu)來協(xié)調(diào)完成，各個(gè)部門都具有自己明確的職責(zé)分工，要充分利用大數(shù)據(jù)技術(shù)提高項(xiàng)目管理效率，必須有針對(duì)性地建立一個(gè)基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的工程項(xiàng)目管理層次和制度結(jié)構(gòu)[2]。以項(xiàng)目部作為信息采集主體，具體采集過程由現(xiàn)場施工部完成，并實(shí)時(shí)地將信息匯總給項(xiàng)目管理團(tuán)隊(duì)，然后由項(xiàng)目管理團(tuán)隊(duì)根據(jù)項(xiàng)目信息作出相應(yīng)決策，這就需要項(xiàng)目管理團(tuán)隊(duì)準(zhǔn)確地把握項(xiàng)目的范圍與需求，根據(jù)項(xiàng)目部反饋回來的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和評(píng)估，對(duì)建筑工程項(xiàng)目的實(shí)施進(jìn)度控制、成本控制、質(zhì)量控制等方面作出科學(xué)、正確的決策。為了保證整個(gè)信息采集和傳輸?shù)倪^程盡可能高效和通暢，在建立基于大數(shù)據(jù)挖掘的工程項(xiàng)目管理層次和制度結(jié)構(gòu)時(shí)，需要根據(jù)信息數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求，建立一個(gè)信息中心對(duì)整個(gè)業(yè)務(wù)流程進(jìn)行管理和控制，提高工程項(xiàng)目的管理效率[3]。

基于上述分析，本文設(shè)計(jì)了基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的建筑工程項(xiàng)目管理流程，其中主要的參與者包括項(xiàng)目管理團(tuán)隊(duì)、項(xiàng)目部與施工部，以及最重要的大數(shù)據(jù)處理中心，數(shù)據(jù)來源主要是施工現(xiàn)場的現(xiàn)場數(shù)據(jù)、其他與項(xiàng)目相關(guān)的外部數(shù)據(jù)，整個(gè)過程是一個(gè)閉環(huán)回路，具體結(jié)構(gòu)如圖1 所示。

圖1 基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的建筑工程項(xiàng)目管理流程

2.2 基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的建筑工程項(xiàng)目管理過程研究

建筑工程項(xiàng)目管理過程包括進(jìn)度、成本、質(zhì)量、風(fēng)險(xiǎn)、范圍等多個(gè)知識(shí)領(lǐng)域[4]，圖1 中所述的大數(shù)據(jù)處理中心輸出的輔助信息可以幫助項(xiàng)目管理團(tuán)隊(duì)在各個(gè)領(lǐng)域做出決策，本文將選擇最為重要的進(jìn)度、成本和質(zhì)量三大知識(shí)領(lǐng)域闡述大數(shù)據(jù)技術(shù)在建筑工程項(xiàng)目管理過程中的應(yīng)用思路。

2.2.1 基于數(shù)據(jù)挖掘的建筑工程項(xiàng)目進(jìn)度管控模型

由于建筑工程項(xiàng)目工期進(jìn)度受到合同、資金、物資、施工設(shè)備、建材采購、天氣等多個(gè)因素綜合作用，要想對(duì)工期進(jìn)行有效的控制，找到工期延誤的原因，需通過關(guān)聯(lián)規(guī)則方法找到這些因素相互之間的關(guān)聯(lián)，即找到這些因素所對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)變化規(guī)律以及數(shù)據(jù)關(guān)系網(wǎng)，而數(shù)據(jù)挖掘算法正是尋找數(shù)據(jù)變化規(guī)律、關(guān)系網(wǎng)最好的手段之一[5]。目前已有多種成熟的數(shù)據(jù)挖掘算法可建立單層布爾關(guān)聯(lián)關(guān)系，尋找出多個(gè)因素之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。由于數(shù)據(jù)挖掘算法處理數(shù)據(jù)量較大，可以借助大數(shù)據(jù)平臺(tái)的分布式計(jì)算技術(shù)，例如Hadoop 平臺(tái)的MapReduce 計(jì)算框架。

2.2.2 基于海量成本數(shù)據(jù)庫的建筑工程項(xiàng)目成本控制方法

針對(duì)建筑工程項(xiàng)目的成本管理，各個(gè)企業(yè)都在實(shí)際項(xiàng)目實(shí)施過程中積累了非常多的建筑工程項(xiàng)目成本數(shù)據(jù)，例如人工費(fèi)、工程建設(shè)其他費(fèi)用等，但是缺乏對(duì)這些成本數(shù)據(jù)的合理利用[6]。因此，可以在傳統(tǒng)的PDCA 順序式成本管理方法中引入成本數(shù)據(jù)庫的概念，加入數(shù)據(jù)處理的環(huán)節(jié)，將項(xiàng)目成本管理鏈條變?yōu)殚]環(huán)的成本管理圈，對(duì)企業(yè)已積累的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，得到相應(yīng)處理結(jié)果來反饋、調(diào)節(jié)和控制成本，提高成本控制的準(zhǔn)確率和效率。由于海量成本數(shù)據(jù)庫的實(shí)現(xiàn)涉及海量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，可以借助大數(shù)據(jù)的分布式存儲(chǔ)技術(shù)，例如Hadoop 平臺(tái)的HDFS 存儲(chǔ)平臺(tái)。

2.2.3 基于數(shù)據(jù)融合的建筑工程項(xiàng)目質(zhì)量管理方法

如何準(zhǔn)確有效地評(píng)估項(xiàng)目實(shí)施過程中各個(gè)項(xiàng)目活動(dòng)的完成質(zhì)量是關(guān)鍵和難點(diǎn)，而項(xiàng)目實(shí)施過程中產(chǎn)生的各類數(shù)據(jù)都有助于評(píng)價(jià)和分析項(xiàng)目活動(dòng)完成的質(zhì)量[7]。因此，可以借助數(shù)據(jù)融合算法結(jié)合主成分分析法、因子分析法等統(tǒng)計(jì)分析方法準(zhǔn)確計(jì)算出建筑工程項(xiàng)目實(shí)施的質(zhì)量指標(biāo)，利用五級(jí)量綱法等方法對(duì)工程項(xiàng)目的質(zhì)量做出客觀判斷，提高建筑工程項(xiàng)目質(zhì)量管理的有效性。由于數(shù)據(jù)處理過程中需要同樣涉及大量的數(shù)據(jù)運(yùn)算，也可以借助Hadoop 平臺(tái)的mapreduce 分布式計(jì)算框架來完成海量的數(shù)據(jù)處理。

3 大數(shù)據(jù)技術(shù)在實(shí)際案例中的使用（以EPC 項(xiàng)目為例）

EPC 模式為解決工程各環(huán)節(jié)彼此割裂而產(chǎn)生的一種模式，其優(yōu)勢(shì)在于可實(shí)現(xiàn)“降本增效”。為更好發(fā)揮EPC 模式的優(yōu)勢(shì)，解決傳統(tǒng)項(xiàng)目管理過程中各種弊端，大數(shù)據(jù)分析更具管理優(yōu)勢(shì)，有利于項(xiàng)目管理團(tuán)隊(duì)對(duì)項(xiàng)目管理目標(biāo)進(jìn)行全面管控。以某保障房EPC 項(xiàng)目為例，項(xiàng)目管理團(tuán)隊(duì)通過大數(shù)據(jù)，深層挖掘大量過程數(shù)據(jù)、構(gòu)建相關(guān)數(shù)據(jù)庫、利用數(shù)據(jù)融合技術(shù)，從進(jìn)度、成本、質(zhì)量等三方面為業(yè)主提供全方位高質(zhì)量的項(xiàng)目管理服務(wù)，為業(yè)主進(jìn)行決策提供強(qiáng)有力的支撐與依據(jù)。

3.1 進(jìn)度控制應(yīng)用方面

項(xiàng)目中，項(xiàng)目管理團(tuán)隊(duì)通過收集同類型已完工項(xiàng)目各節(jié)點(diǎn)實(shí)際工期、項(xiàng)目總工期以及工期影響因素（當(dāng)?shù)亟晏鞖馇闆r、材料采購等）等數(shù)據(jù)，結(jié)合本項(xiàng)目實(shí)際情況，運(yùn)用大數(shù)據(jù)對(duì)比，通過數(shù)據(jù)處理平臺(tái)，對(duì)計(jì)劃工期中不合理處進(jìn)行預(yù)警，修正偏差，得到最短可行工期方案。在項(xiàng)目前期階段，不同設(shè)計(jì)條件在不同程度上對(duì)整個(gè)項(xiàng)目實(shí)施工期產(chǎn)生不同程度影響。如在前期控制價(jià)編制模式中采用數(shù)據(jù)庫平方米指標(biāo)并加減差異部分方法、詳細(xì)編制清單預(yù)算、根據(jù)圖紙編制概算并下浮等不同方式下編制控制價(jià)，編制時(shí)間分別為5d、45d、15d；如方案確定后設(shè)計(jì)深度按施工圖深度還是初步設(shè)計(jì)深度，設(shè)計(jì)時(shí)間分別為45d 及30d；如通過數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)規(guī)劃報(bào)建，初設(shè)批復(fù)、控制價(jià)批復(fù)時(shí)間等都需要一定的流程時(shí)間，這些不同流程時(shí)間編排的合理性，也將影響整個(gè)項(xiàng)目實(shí)際實(shí)施工期；如通過數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)基坑方案，地下室埋深、地下室面積等都將對(duì)工期影響。在大數(shù)據(jù)平臺(tái)上，通過外部輸入影響進(jìn)度的各類數(shù)據(jù)及因素，借助輸入的大量成本數(shù)據(jù)、單體建造標(biāo)準(zhǔn)、施工質(zhì)量要求保障等數(shù)據(jù)，各平臺(tái)數(shù)據(jù)之間相互補(bǔ)充完善分析，項(xiàng)目管理團(tuán)隊(duì)可直接采用數(shù)據(jù)庫平方米指標(biāo)并加減差異部分方法，同時(shí)通過設(shè)計(jì)咨詢單位對(duì)初步設(shè)計(jì)補(bǔ)充建造標(biāo)準(zhǔn)編制方法，彌補(bǔ)設(shè)計(jì)深度不足因素（初步設(shè)計(jì)與建造標(biāo)準(zhǔn)編制可同步進(jìn)行），其次軟件分析各流程存在交叉時(shí)間節(jié)點(diǎn)，如控制價(jià)批復(fù)雖在初設(shè)批復(fù)之后，但可同步進(jìn)行此工作，節(jié)省相應(yīng)時(shí)間。

3.2 成本控制應(yīng)用方面

項(xiàng)目中，項(xiàng)目管理團(tuán)隊(duì)在平臺(tái)中輸入同類型項(xiàng)目地質(zhì)情況、各項(xiàng)細(xì)分部分項(xiàng)成本造價(jià)、含量指標(biāo)、基準(zhǔn)價(jià)格、主要材料價(jià)格信息等數(shù)據(jù)，通過各數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)分析，得出多種方案成本、招標(biāo)控制價(jià)數(shù)據(jù)。

按結(jié)構(gòu)形式，保障房可劃分為基礎(chǔ)工程、地下室、地上房建、室外工程等四大部分?；A(chǔ)工程包含樁基工程、樁基頂以上基礎(chǔ)工程（含筏板）兩個(gè)部分，包干綜合單位包括了鋼筋、混凝土、模板等分項(xiàng)工程以及所有相應(yīng)措施項(xiàng)目（基坑支護(hù)按項(xiàng)單列計(jì)算）。地下室及地上房建工程可以分為建筑工程、裝修工程、電氣工程、弱電工程、給排水工程、消防工程等按建筑面積為計(jì)量單位的指標(biāo)計(jì)算。室外工程按綠化面積、硬質(zhì)鋪裝面積、道路面積、排水管道長度、圍墻長度等指標(biāo)計(jì)算，交通設(shè)施按單項(xiàng)計(jì)算等。項(xiàng)目管理團(tuán)隊(duì)直接從以往項(xiàng)目庫套用各分部指標(biāo)，并利用平臺(tái)對(duì)價(jià)差、含量、做法等差異部分進(jìn)行調(diào)整，通過大數(shù)據(jù)分析得出最終控制價(jià)，此平臺(tái)得出的最終控制價(jià)既明確了項(xiàng)目建設(shè)目標(biāo)包括建成的規(guī)模、質(zhì)量、功能等要求，價(jià)格也是可控明確的，相對(duì)也比較準(zhǔn)確合理，而且留出一定的讓總包單位發(fā)揮自身設(shè)計(jì)、管理、工程技術(shù)綜合實(shí)力的空間。

3.3 質(zhì)量控制應(yīng)用方面

項(xiàng)目中，項(xiàng)目管理團(tuán)隊(duì)借助平臺(tái)對(duì)以往項(xiàng)目過程中出現(xiàn)的變更、簽證、索賠、現(xiàn)場各類質(zhì)量問題及一般圖紙?jiān)O(shè)計(jì)無法考慮的問題進(jìn)行歸納分析，并提示預(yù)警本項(xiàng)目可能出現(xiàn)的問題，通過平臺(tái)提供的數(shù)據(jù)局部加強(qiáng)圖紙深度、完善制定建造標(biāo)準(zhǔn)（完善圖紙無法表達(dá)不足部分）、完善合同條款等多方約束對(duì)質(zhì)量進(jìn)行全方位管控。

由于很多項(xiàng)目缺乏事前控制，項(xiàng)目決策階段業(yè)主不提供具體的施工圖紙，只有初步設(shè)計(jì)圖紙，所供其它資料也較粗略，設(shè)計(jì)構(gòu)想與施工方案不確定，或者頻繁變化，導(dǎo)致施工品質(zhì)及質(zhì)量無法保證，通過大數(shù)據(jù)分析，項(xiàng)目管理團(tuán)隊(duì)可以在短時(shí)間內(nèi)提供相對(duì)更完善的資料，可以很好地規(guī)避質(zhì)量無法保證的風(fēng)險(xiǎn)。

4 大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用在建筑工程項(xiàng)目管理中的意義

本文設(shè)計(jì)了大數(shù)據(jù)技術(shù)在建筑工程項(xiàng)目管理中的應(yīng)用流程，可以有效地提高項(xiàng)目管理效率，主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：

（1）將大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用在建筑工程項(xiàng)目管理過程中，可豐富和優(yōu)化現(xiàn)代項(xiàng)目管理理論和方法，為相關(guān)研究人員在項(xiàng)目管理理論、方法和工具研究中提供參考，同時(shí)拓展了大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用范圍，對(duì)于大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展具有推動(dòng)作用。

（2）可以使得建筑工程項(xiàng)目管理信息化程度更高，項(xiàng)目信息互通路徑變得更為順暢，進(jìn)一步提高了信息傳遞的實(shí)時(shí)性[8]。

（3）大數(shù)據(jù)處理技術(shù)整合多種建筑工程項(xiàng)目管理信息，實(shí)現(xiàn)了建筑工程項(xiàng)目信息、數(shù)據(jù)集成管理，辨識(shí)了項(xiàng)目參與多方表現(xiàn)出來的動(dòng)態(tài)影響，提高了管理過程相關(guān)決策的準(zhǔn)確性。

（4）應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)使得管理過程中增添了細(xì)化的管理模塊，重視項(xiàng)目實(shí)施過程中每一個(gè)細(xì)微的管理流程和細(xì)節(jié)，避免由于不注意細(xì)節(jié)多樣性而帶來大的隱患，有利于項(xiàng)目管理過程的全面性。

（5）應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)可以明晰、細(xì)化多方職責(zé)，為項(xiàng)目合作各方提供交流平臺(tái)，使得項(xiàng)目干系人獲得更好的使用體驗(yàn)。

5 結(jié)語

針對(duì)傳統(tǒng)建筑工程項(xiàng)目管理過程數(shù)據(jù)處理方法存在的問題，本文從進(jìn)度、成本、質(zhì)量三個(gè)方面運(yùn)用數(shù)據(jù)挖掘、海量成本數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)融合等技術(shù)，提出了基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的建筑工程項(xiàng)目管理流程，充分利用建筑工程項(xiàng)目在實(shí)施過程中產(chǎn)生的各類數(shù)據(jù)和信息，有效提高建筑工程項(xiàng)目管理的實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性和全面性，提高項(xiàng)目管理人員工作效率，豐富現(xiàn)代項(xiàng)目管理理論、方法和工具，對(duì)于推動(dòng)大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展也有一定的幫助。