數字化技術在建筑工程管理中的應用與挑戰

李敬

吉林市冰雪經濟高質量發展試驗區住建局，中國·吉林 吉林 132000

論文探討了建筑工程管理的定義、重要性，以及數字化技術在其中的應用和所面臨的挑戰。建筑工程管理是實現項目目標的有效規劃、組織和控制過程。數字化技術如BIM、DAM，無人駕駛機械設備和無人機技術在建筑工程管理中扮演重要角色。然而，技術實施的難度和成本、數據安全和隱私問題、法規和標準的不確定性，以及技術接受度的問題是數字化技術應用中的挑戰?？朔@些挑戰有望提升建筑工程管理的效率和質量，推動行業發展。

建筑工程管理；數字化技術；建筑信息模型；數字化資產管理；無人駕駛機械設備；無人機技術

1 引言

隨著科技的快速發展，數字化技術在建筑工程管理中的應用逐漸成為一種趨勢。這些技術為項目團隊提供了更好的數據管理、實時協作和決策支持能力。然而，數字化技術的應用也面臨一些挑戰和障礙。論文旨在探討數字化技術在建筑工程管理中的應用，以及如何克服相應的挑戰，以提高項目的成功率和效率。

2 建筑工程管理的定義和重要性

2.1 定義

建筑工程管理是指在建筑項目中組織、協調和監督各種資源、過程和活動，以實現項目目標的管理過程，它涵蓋了規劃、設計、施工和交付階段的各個方面，確保項目按時、按質量和按預算完成。

2.2 重要性

①項目目標實現：建筑工程管理確保項目按照規定的目標和要求進行，包括項目的質量標準、時間進度和預算限制。通過有效的管理，可以降低項目失敗的風險，并提高項目成功的可能性。

②資源協調：建筑工程管理涉及各種資源的協調，包括人力資源、物資供應、設備和技術支持等。有效的資源管理可以優化資源的利用，避免資源的浪費和冗余，提高項目的效率和生產力。

③風險管理：建筑項目面臨各種風險和不確定性因素，如設計變更、施工延遲、安全問題等。建筑工程管理通過風險評估和控制措施的制定，可以降低項目風險，并及時應對潛在的問題，減少項目成本和時間的損失。

④溝通和協作：建筑工程管理涉及多個利益相關者，包括業主、設計師、承包商、供應商等。有效地溝通和協作是項目成功的關鍵要素，建筑工程管理可以提供有效的溝通渠道和協調機制，促進各方之間的合作和理解。

⑤質量控制：建筑工程管理在項目的每個階段都強調質量控制和監督。通過制定質量標準、進行質量檢查和測試，建筑工程管理可以確保項目達到預期的質量要求，提供安全可靠的建筑產品。

3 數字化技術在建筑工程管理中的應用

3.1 建筑信息模型（BIM）

建筑信息模型（Building Information Modeling，簡稱BIM）是一種集成數字化技術和建筑工程管理的方法，通過創建三維、動態的建筑模型，實現對建筑項目全生命周期的管理和協作。BIM 在設計、施工和運營階段提供了更加全面和準確的信息，使得建筑師、工程師和承包商能夠更好地理解、協調和優化建筑項目。

在設計階段，BIM 可以幫助設計團隊創建高度精確的數字模型，包括建筑結構、系統和組件。這些模型可以在一個平臺上進行協作，各個設計專業可以實時查看和修改模型，從而提高設計團隊之間的溝通和協作效率[1]。例如，一個建筑師可以在BIM 模型中創建建筑的外部形態和空間布局，同時結構工程師可以在同一模型中添加建筑的結構元素，電氣工程師可以添加電氣系統，給水排水工程師可以添加管道網絡等。這樣的協作和集成性質使得各個專業能夠更好地協調和解決潛在的沖突，從而減少了設計錯誤和重復工作。

在施工階段，BIM 可以提供準確構建信息和模擬功能，幫助承包商規劃施工流程、資源調配和施工順序。例如，在一個BIM 模型中，承包商可以模擬施工過程并優化施工計劃，以確保施工進度和質量的控制。此外，BIM 還可以與其他數字化工具結合使用，例如建筑工地上的傳感器和監控系統，實現對施工過程的實時監測和管理。

在運營階段，BIM 模型可以作為建筑管理的中心數據庫，存儲建筑元素的信息和運營數據。這些數據可以用于設備維護管理、能源管理和設施管理等方面。例如，BIM 模型可以與建筑設備的傳感器相連接，實時監測設備狀態并進行預測性維護，從而降低設備故障率和維修成本。此外，BIM 模型還可以用于建筑空間管理，幫助管理者更好地利用和配置建筑空間，提高整體效率和用戶滿意度。

3.2 數字化資產管理（DAM）

①集中存儲和管理：數字化資產管理DAM（Digital Asset Management,簡稱DAM）系統提供了一個集中的平臺，用于存儲和管理各種類型的文件和數據，如設計圖紙、工程計劃、合同、報告、照片和視頻等。它解決了傳統紙質文件和多個電子存儲位置導致的信息分散和難以管理的問題。舉例來說，一個建筑公司使用DAM 系統將設計圖紙、工程計劃、合同和報告等文件集中存儲在一個平臺上。設計團隊可以將設計圖紙上傳到DAM 系統，并按項目和階段進行分類和組織。工程團隊可以將工程計劃按工期和施工順序進行排序和歸檔。這樣，不同團隊可以輕松訪問和管理所需的文件，避免了信息分散和混亂的問題。

②快速搜索和過濾：DAM 系統具備強大的搜索和過濾功能，使用戶能夠迅速定位所需的資產。通過關鍵詞、標簽、屬性等進行搜索和過濾，用戶可以從大量文件和數據中快速找到目標信息，節省時間和精力。假設一個工程師需要查找特定的設計變更請求。通過DAM 系統，工程師可以輸入關鍵詞或標簽，如項目名稱、變更類型，甚至具體描述，快速搜索到相關的文件和數據，而無需手動瀏覽多個文件夾。這種快速搜索和過濾功能節省了大量時間和精力，提高了工作效率。

③安全權限管理：DAM 系統提供安全權限管理功能，確保只有授權人員能夠訪問和修改特定的資產。通過設定不同級別的訪問權限，控制用戶對文件和數據的訪問和操作權限，保證資產的安全性和保密性。舉個例子，一個建筑公司使用DAM 系統控制不同用戶對設計圖紙的訪問權限[2]。只有項目經理、設計師和相關團隊成員才能具有編輯和修改圖紙的權限，而其他人員只能查看圖紙。這種安全權限管理確保了設計圖紙的安全性和保密性，防止未經授權的訪問和篡改。

④協作和共享：DAM 系統促進團隊之間的合作和信息交流。建筑項目涉及多個參與方，通過DAM 系統，團隊成員可以輕松共享文件和數據，實現實時的協作和反饋。這種協作和共享機制提高了團隊的溝通效率和工作效率，減少了信息丟失和誤解的風險。假設一個建筑項目涉及建筑師、結構工程師和室內設計師。通過DAM 系統，他們可以共享設計圖紙、圖片和報告等文件。建筑師可以上傳設計圖紙，結構工程師可以在同一文件上添加結構細節和評注，而室內設計師可以將室內裝飾方案添加到相同的文件中。這種協作和共享機制促進了跨專業之間的溝通和合作，確保設計的一致性和協調性。

3.3 無人駕駛機械設備與無人機技術

①無人駕駛機械設備：無人駕駛機械設備包括無人挖掘機、無人運輸車、無人起重機等。它們使用自動化和遙控技術，減少了對人工操作的依賴，提高了施工的效率和安全性。同樣的無人機在挖掘和土方工程中也發揮了重要作用。傳統上，挖掘機的操作需要人工駕駛員在駕駛室內操作，而在狹小、危險或環境惡劣的場地，人員的安全性和操作效率都受到限制。而無人挖掘機則可以通過遙控或預先設置的路徑進行操作，減少了對駕駛員的依賴，并且可以在危險環境中進行工作，例如在爆破后的建筑廢墟清理中，無人挖掘機可以進行精確的挖掘和搬運工作，提高了施工安全性和效率。

②無人機技術：無人機技術在建筑行業中的應用日益廣泛。無人機搭載照相機、激光掃描儀等傳感器，能夠實現建筑工地的高空監測和數據收集，為工地管理提供高效的可視化工具。例如，在一個高層建筑施工現場，無人機可以周期性地進行航拍，獲取整個工地的俯瞰圖像，用于監測施工進度、材料使用情況和人員分布等。

4 數字化技術在建筑工程管理中的挑戰

4.1 技術實施的難度和成本

采用新的數字化技術需要進行系統的實施和集成，這涉及重新設計工作流程、部署新的軟硬件設備以及培訓員工等方面的投入。這不僅需要大量的資金投入，還需要花費較長的時間和資源。實施過程中可能會遇到技術難題、需求變更、員工抵觸等挑戰，需要進行有效的項目管理和溝通，以確保技術的順利實施。例如，一個建筑公司決定采用建筑信息模型（BIM）技術來優化設計和施工流程。這意味著他們需要購買適當的BIM 軟件、升級硬件設備，并對員工進行培訓，使其熟悉BIM 的操作和應用。此外，他們還需要與設計師、工程師和承包商等合作伙伴進行協調，確保各方能夠順利地使用BIM 技術進行信息共享和協作。整個實施過程可能需要幾個月甚至更長的時間，同時需要投入大量的人力和財力資源。

4.2 數據安全和隱私問題

數字化技術的使用涉及大量的數據收集、存儲和處理。這就引發了數據安全的風險，如數據泄露、未經授權訪問、惡意攻擊等。此外，公司還需要關注員工和客戶的隱私權，確保個人信息的合法使用和保護。比如一個建筑公司使用無人機技術進行工地監測，搭載了高分辨率照相機和激光掃描儀，用于收集工地的圖像和數據。在此過程中，公司需要采取適當的安全措施，保護無人機傳輸的數據不被未經授權的人訪問。此外，公司還需要遵守相關的隱私法規，確保在數據收集和處理過程中不違反員工和客戶的隱私權。公司可以制定嚴格的數據安全和隱私保護政策，加密傳輸的數據并限制數據的訪問權限，以減少數據泄露和隱私侵犯的風險。

4.3 法規和標準的不確定性

數字化技術的快速發展超越了現有的法規和標準的制定速度。因此，在使用新的數字化技術時，企業可能面臨法規和標準的不確定性。這可能導致公司在技術實施過程中面臨一定的法規風險和合規挑戰[3]。舉個例子，一個建筑公司決定使用人工智能（AI）技術來優化建筑材料的采購和庫存管理。然而，目前可能沒有明確的法規和標準來指導AI 在建筑行業中的使用。因此，該公司需要關注相關的法規發展，并確保其使用的AI 技術符合數據隱私、公平性和透明度等方面的法規要求。公司可以與專業機構合作，參與制定相關的行業標準，以確保自身在數字化技術應用中的合規性。

4.4 技術接受度的問題

盡管數字化技術的優勢明顯，但對于許多員工來說，接受和適應新的技術可能需要一定的時間和培訓。因此，企業需要制定適當的策略，通過培訓和支持來鼓勵員工接受和使用新的技術。例如一個建筑公司決定使用建筑信息模型（BIM）技術來優化設計和施工流程。然而，一些老齡化或習慣于傳統方式的員工可能對BIM 技術感到陌生或抵觸。為了克服這一問題，公司可以提供針對不同層級和角色的培訓課程，幫助員工熟悉和適應BIM 技術的使用。此外，公司還可以設置技術支持渠道，為員工提供及時的技術指導和解決方案，以便順利推進數字化技術的應用。

5 結語

數字化技術在建筑工程管理中的應用為項目團隊帶來了許多機遇和益處。然而，面對技術實施的難度和成本、數據安全和隱私問題、法規和標準的不確定性以及技術接受度的問題，我們需要積極解決這些挑戰。通過加強技術培訓、建立合理的安全機制、完善相關法規和標準以及提高人們對數字化技術的認知和接受度，我們可以實現數字化技術在建筑工程管理中的最大潛力，推動行業的進步和發展。