CN113626914A - 基于数字孪生的工程项目管理方法、装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及基于数字孪生的工程项目管理方法、装置及系统，其中方法包括定期获取所述项目的实际施工进度，对BIM模型中的施工进度信息进行更新，并根据所述施工进度计划调整实际施工进度，实现对项目施工进度进行监管；获取项目施工过程中的实际施工质量信息和实际施工安全信息，并与预设的质量标准要求和安全标准要求进行比较，以判定是否存在施工质量和施工安全问题，实现对项目施工状况进行监管。本发明的方法能够将施工质量、施工进度和施工安全等项目管理集成在一个平台上进行监管，避免了完全依赖项目经理的工作经验进行管理，解决现有技术中施工过程信息混乱、信息传递有误差等的问题。
Description
技术领域
本发明涉及工程项目管理技术领域，尤其涉及基于数字孪生的工程项目管理方法、装置及系统。
背景技术
工程项目管理是建筑企业经营管理的核心业务，任何一家施工企业、任何一个工程项目管理团队，无论是建立初创型企业，还是小公司开始进行业务扩张时，工程项目管理都至关重要。工程项目管理需要在限定的资源及限定的时间内完成任务。因此，供应商管理、成本管理、投标管理、采购管理、合同管理、机械设备管理、库存管理等就尤为重要。
当前建筑施工项目项目周期长导致跨多阶段多专业，难以保障计划的真实性、准确性、完整性、及时性，同时难以保障整体方案完整性、准确性、可追溯性。项目过程堆积大量文档和数据，缺乏知识积累，缺乏分享机制。项目涉众专业过多，工艺复杂，工程质量管控难以落实。由于参与项目的组织及人员过多，总体技术与管理文件规范能否快速有效传达与反馈。
以上在实际建设过程中遇到的问题，导致了施工过程信息混乱、信息传递有误差等问题。
当前市场已有较为成熟的项目管理软件，基本是基于OKR、KPI思想搭建的项目管理，主要应用在企业的人员、财务、采购、销售、客户关系、企业研发生产环节中。此类软件基本以公司为单位，支持在公司内部创建多个项目、对多个事项进行跟踪。常用的软件项目管理软件通常包括产品管理、项目管理、质量管理、文档管理、事务管理、组织管理、统计功能等。
基于工程施工领域的项目管理，主要的用户是项目经理。项目经理根据个人工作习惯，以excel或word作为项目进度记录工具，关注项目实施进度、协调项目各环节配合。
这种项目沟通的方式依赖于项目经理的全局统筹能力和工作经验。但也存在明显缺陷。比如，各环节沟通不及时、沟通背景不明确、项目文档易丢失、项目文档图纸版本不好统一。更重要的是，这种传统的沟通方式不利于将施工过程中的历史数据进行保留。
因此，有必要对现有技术予以改良以克服现有技术中的所述缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于数字孪生的工程项目管理方法、装置及系统，以解决现有技术中施工过程信息混乱、信息传递有误差等的问题。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
第一方面，提供一种基于数字孪生的工程项目管理方法，包括：
获取预先创建的BIM模型，所述BIM模型是根据项目施工的实际场景进行建模得到的，所述BIM模型中设置有项目施工的质量标准要求、安全标准要求和施工进度计划；
定期获取所述项目的实际施工进度，对BIM模型中的施工进度信息进行更新，并根据所述施工进度计划调整实际施工进度，实现对项目施工进度进行监管；
获取项目施工过程中的实际施工质量信息和实际施工安全信息，并与预设的质量标准要求和安全标准要求进行比较，以判定是否存在施工质量和施工安全问题，实现对项目施工状况进行监管。
可选地，所述方法还包括：
为不同的项目管理人员分配不同的系统角色；
基于预设的权限管理方式，对不同的系统角色进行项目管理操作权限的分配，以实现多参与方协同管理。
可选地，所述对项目施工进度进行监管，包括：
根据当前施工进度，集成施工现场不同分区的BIM模型；
通过所述BIM模型模拟项目施工过程，以实时展示项目施工进度。
可选地，所述对项目施工进度进行监管，包括：
将定期获取的实际施工进度对应的数据信息转换为图片或报表，通过所述图片或报表展示项目进度。
可选地，所述对项目施工状况进行监管，包括：
采集项目施工的实时运行数据；
根据所述实时运行数据，若判定发生危险行为或触发告警条件，则在所述BIM模型中定位告警位置，并显示告警信息；
将所述告警位置以及告警信息生成安全质量工单，以供安全监督员查阅。
可选地，所述对项目施工状况进行监管，包括：
接收工作人员在施工现场巡检过程中提交反馈的施工质量问题；
通过所述BIM模型显示所述施工质量问题。
可选地，获取预先创建的所述BIM模型之后，还包括：
对所述BIM模型进行轻量化处理。
第二方面，提供一种基于数字孪生的工程项目管理装置，包括：
模型获取模块，用于获取预先创建的醒BIM模型，所述BIM模型是根据项目施工的实际场景进行建模得到的，所述BIM模型中设置有项目施工的质量标准要求、安全标准要求和施工进度计划；
施工进度监管模块，用于定期获取所述项目的实际施工进度，对BIM模型中的施工进度信息进行更新，并根据所述施工进度计划调整实际施工进度，实现对项目施工进度进行监管；
质量和安全管理模块，用于获取项目施工过程中的实际施工质量信息和实际施工安全信息，并与预设的质量标准要求和安全标准要求进行比较，以判定是否存在施工质量和施工安全问题，实现对项目施工状况进行监管。
第三方面，提供一种基于数字孪生的工程项目管理系统，包括处理器和存储器，所述存储器存储有程序，所述程序被所述处理器执行时，用以实现第一方面所述基于数字孪生的工程项目管理方法的步骤。
第四方面，提供一种计算机存储介质，所述计算机存储介质上存储有程序，所述程序被处理器执行时，用以实现第一方面任一项所述基于数字孪生的工程项目管理方法的步骤。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本申请的项目管理方法依赖BIM模型，兼容移动端和web端，实现项目管理中的质量监管、安全监管以及进度监管，项目的相关管理人员通过手机或者电脑即可实现对现场安全、质量、进度、成本等内容的实时管控和闭环管理工作，无需完全依赖项目经理的工作经验和统筹能力，提高了监管工作的便捷性，同时，因为实现了部分工程管理资料的的无纸化签批，极大地提高了项目管理效率。
附图说明
图1是本发明一个实施例提供的项目管理平台的架构图；
图2是本发明一个实施例提供的监测方法流程图；
图3是本发明一个实施例提供的监测装置的结构框图；
图4是本发明一个实施例提供的监测系统的结构框图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
为解决现有技术中存在的技术问题，本申请提供了一种基于数字孪生的工程项目管理方法、装置及系统，本申请的方法、装置及系统是通过一个项目管理平台来实现的，如图1所示，该项目管理平台设置有基础层、服务层、应用层和表现层，其中，
基础层，提供项目管理平台所需的网络环境、操作系统、数据库、服务器等。
服务层，提供应用层所需的模型服务器和IT平台。
应用层，包括业务系统、BIM模型管理模块和专业软件，业务系统实现进度管理、安全和质量管理。BIM模型管理模块获取BIM模型，并对BIM模型进行轻量化处理。专业软件包括进度编制、文档管理和图纸管理。
表现层，包括Web端和移动端，项目的相关工作人员可以通过Web端或移动端实时监测项目施工进度、项目施工安全状况和施工质量状况等，或者通过Web端或移动端上报现场施工安全问题或质量问题。
图2给出了本发明一个实施例提供的基于数字孪生的工程项目管理方法的流程图，本实施例以该工程项目管理方法在应用层进行执行为例进行说明，如图2所示，该项目管理方法，包括：
S201：获取预先创建的BIM模型。
具体地，本实施例的BIM模型是根据项目施工的实际场景进行建模得到的。
BIM模型的建立可采用现有较为成熟的BIM管理平台，进行相应的图纸和数据信息录入即可。所述BIM模型中设置有项目施工的质量标准要求、安全标准要求和施工进度计划。
本实施例通过项目管理平台的BIM模型管理模块获取BIM模型，可选地，本实施例通过BIM模型管理模块对BIM模型进行轻量化处理。
BIM模型的轻量化指的是对BIM模型中三维几何数据部分的数据压缩，以尽可能缩小BIM模型的体量，使其可以更加适宜web端和移动端。
本实施例通过对BIM模型的轻量化处理，一方面保证BIM模型中的构件信息不丢失，另一方面使得BIM模型可以突破系统配置的限制，支持在项目管理平台表现层的移动端或Web端进行展示。
关于BIM模型的轻量化处理属于本领域技术人员比较熟知的技术，在此不再赘述。
本实施例的BIM模型管理模块可以针对一个项目获取多个BIM模型，该多个BIM模型是一个项目中不同施工分区对应的BIM模型，并将多个BIM模型整合在一起进行展示。
S202：定期获取所述项目的实际施工进度，对BIM模型中的施工进度信息进行更新，并根据所述施工进度计划调整实际施工进度，实现对项目施工进度进行监管。
可选地，在一个实施例中，对项目施工进度进行监管，包括：
根据当前施工进度，集成施工现场不同分区的BIM模型；
通过所述BIM模型模拟项目施工过程，以实时展示项目施工进度。
本实施例的施工进度监管可以实现实时的进度监控，通过项目经理每日更新项目进展，在项目开工前拆分的建设项目列表中勾选建设项目是否被建设完成。
同时，也支持根据当前进度，集成不同项目分区的BIM模型，通过模型模拟的形式将项目的进度展示出来。
可选地，在一个实施例中，对项目施工进度进行监管，包括：
将定期获取的实际施工进度对应的数据信息转换为图片或报表，通过所述图片或报表展示项目进度。
本实施例还可以通过进度统计报表的形式展示项目进度，数据来源也是依赖项目经理每日更新，通过图片、报表的形式展示项目进度。
本实施例的项目管理平台还设置有进度模拟功能，主要依靠BIM模型实现，对工程项目分楼层、分区域构建BIM模型，通过对各BIM模型进行整合，整体来模拟项目施工建造的过程，这样，使得施工人员在施工前，对项目建造的过程有一个整体性的把握。
S203：获取项目施工过程中的实际施工质量信息和实际施工安全信息，并与预设的质量标准要求和安全标准要求进行比较，以判定是否存在施工质量和施工安全问题，实现对项目施工状况进行监管。
具体地，本实施例获取项目施工过程中的实际施工安全信息和施工质量信息，例如，从施工现场监控中获取未佩戴安全帽的的施工人员、不规范操作等安全信息。再比如从传感器系统获取混凝土养护时间等质量信息。
可选地，在一个实施例中，实际施工安全信息和施工质量信息，可以通过如下方式获取：
接收工作人员在施工现场巡检过程中提交反馈的施工质量信息和施工安全信息；以安全质量工单的形式，通过BIM模型显示所述施工质量信息和施工安全信息。
在实际施工中，遇到质量或安全问题，施工现场的相关工作人员可利用手机取证，关联项目已有资料，并体现在安全质量工单中提交反馈，以方便后续负责人快速了解反馈人反馈的施工质量问题和施工安全问题，并与项目设计或行业规范进行比对，以更好地修正，方便各个环节流程中的人员可以在同一个语境下沟通，提高沟通的效率。
同时，后续维保人员针对反馈内容的重建、勘察都将体现在同一个安全质量工单中，以便反馈人员、验收人员进行修改后的验收，提高办事效率。
可选地，在另一个实施例中，实际施工安全信息和施工质量信息，可以通过如下方式获取：
采集项目施工的实时运行数据；根据所述实时运行数据，若判定发生危险行为或触发告警条件，则在所述BIM模型中定位告警位置，并显示告警信息；将所述告警位置以及告警信息生成安全质量工单，以供安全监督员查阅。
本实施例的安全质量工单会下发给移动端或Web端的相关工作人员的手机或者计算机，以使相关工作人员及时了解当前施工状况，并采取应对措施。
可选地，本实施例还可以实现多参与方协同管理，具体通过如下方式实现：
为不同的项目管理人员分配不同的系统角色；基于预设的权限管理方式，对不同的系统角色进行项目管理操作权限的分配，以实现多参与方协同管理。
具体地，本实施例的项目管理平台包含角色权限，邀请相关项目管理人员参与项目时，给各项目管理人员分配不同的角色。不同的角色有不同的权限，比如项目负责人有平台所有权限、BIM设计师仅可针对BIM管理模型进行操作、安全监督员可查看所有上报到平台的安全质量工单。
本申请的项目施工进度、施工质量和施工安全等，均可以在web端和移动端进行展示，一方面方便设计院、财务、商务等办公场所相对固定的人员进行项目信息的上传与更新，另一方面也方便施工工人在施工现场使用移动端设备便捷查看项目信息、反馈项目建设中存在的问题。
可选地，本实施例的方法还在项目管理平台中集成谷歌地球及倾斜摄影数据。
具体地，通过将BIM模型与GIS模型进行集成，可在项目管理平台中展示项目周边真实的地理信息，实现精细化三维效果。
可选地，本实施例还通过获取表单信息，以实现表单审批管理。
具体地，对于审批事项，通过表单管理进行在线填报和审批，同时表单的信息录入、审批流程可以根据项目需求进行配置。
通过表单审批管理，实现了部分工程管理资料的的无纸化签批。其中包括施工方案报审、进度计划报审、付款申请等均实现了线上无纸化签批及自动归档，极大地提高了项目管理效率。
可选地，本实施例还获取项目资料和项目信息，并实时更新，以实现项目信息及项目资料管理。
具体地，将全部项目资料及信息同步至项目管理平台，实时更新，实时共享，可确保管理人员查看资料的统一性、准确性，实现资料的精准管理，形成竣工电子数据库。
综上所述，本申请的项目管理方法依赖BIM模型，兼容移动端和web端，实现项目管理中的质量监管、安全监管以及进度监管，项目的相关管理人员通过手机或者电脑即可实现对现场安全、质量、进度、成本等内容的实时管控和闭环管理工作，提高了监管工作的便捷性，同时，因为实现了部分工程管理资料的的无纸化签批，极大地提高了项目管理效率。
图3给出了本申请一个实施例提供的基于数字孪生的工程项目管理装置的结构框图，如图3所示，该装置包括：
模型获取模块，用于获取预先创建的醒BIM模型，所述BIM模型是根据项目施工的实际场景进行建模得到的，所述BIM模型中设置有项目施工的质量标准要求、安全标准要求和施工进度计划；
施工进度监管模块，用于定期获取所述项目的实际施工进度，对BIM模型中的施工进度信息进行更新，并根据所述施工进度计划调整实际施工进度，实现对项目施工进度进行监管；
质量和安全管理模块，用于获取项目施工过程中的实际施工质量信息和实际施工安全信息，并与预设的质量标准要求和安全标准要求进行比较，以判定是否存在施工质量和施工安全问题，实现对项目施工状况进行监管。
可选地，本实施例设置项目看板的展示，项目看板可以用来展示项目的效果图，还可以查看项目BIM模型。项目看板包括单一模型的查看、集成模型的查看、叠加物联网设备运行状况的以BIM模型为地图的大屏。
可选地，本实施例的方法还在项目管理平台中集成谷歌地球及倾斜摄影数据。
具体地，通过将BIM模型与GIS模型进行集成，可在项目管理平台中展示项目周边真实的地理信息，实现精细化三维效果。
可选地，本实施例还通过获取表单信息，以实现表单审批管理。
具体地，对于审批事项，通过表单管理进行在线填报和审批，同时表单的信息录入、审批流程可以根据项目需求进行配置。
通过表单审批管理，实现了部分工程管理资料的的无纸化签批。其中包括施工方案报审、进度计划报审、付款申请等均实现了线上无纸化签批及自动归档，极大地提高了项目管理效率。
可选地，本实施例还获取项目资料和项目信息，并实时更新，以实现项目信息及项目资料管理。
具体地，将全部项目资料及信息同步至项目管理平台，实时更新，实时共享，可确保管理人员查看资料的统一性、准确性，实现资料的精准管理，形成竣工电子数据库。
本实施例提供的项目管理装置与对应的项目管理方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。
需要说明的是：上述实施例中提供的项目管理装置，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将项目管理装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。
本发明实施例还提供一种基于数字孪生的工程项目管理系统，图4是本发明一个实施例提供的基于数字孪生的工程项目管理系统的结构框图，如图4所示，该项目管理系统包括处理器和存储器，其中：
处理器，可以包括一个或多个处理核心，比如：4核心处理器、6核心处理器等。处理器可以采用DSP(Digital Signal Processing，数字信号处理)、FPGA(Field－Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)、PLA(Programmable Logic Array，可编程逻辑阵列)中的至少一种硬件形式来实现。
存储器，可以包括高速随机存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡、闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、内存器件、或其他易失性固态存储器件。
本实施例的存储器中存储有计算机程序，所述计算机程序可在所述处理器上运行，所述处理器执行所述计算机程序时，可以实现本发明监测方法或上述监测装置相关实施例中的所有或部分实施步骤，和/或文本中描述的其他内容。
本领域技术人员可以理解，图4仅仅是本申请实施例控制组件的一种可能的实现方式，其他实施方式中，还可以包括更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同部件，本实施例对此不作限定。
本发明还提供一种计算机存储介质，所述计算机存储介质上存储有程序，所述程序被处理器执行时，用以实现基于数字孪生的工程项目管理方法实施例的步骤。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种基于数字孪生的工程项目管理方法，其特征在于，包括：
获取预先创建的BIM模型，所述BIM模型是根据项目施工的实际场景进行建模得到的，所述BIM模型中设置有项目施工的质量标准要求、安全标准要求和施工进度计划；
定期获取所述项目的实际施工进度，对BIM模型中的施工进度信息进行更新，并根据所述施工进度计划调整实际施工进度，实现对项目施工进度进行监管；
获取项目施工过程中的实际施工质量信息和实际施工安全信息，并与预设的质量标准要求和安全标准要求进行比较，以判定是否存在施工质量和施工安全问题，实现对项目施工状况进行监管。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
为不同的项目管理人员分配不同的系统角色；
基于预设的权限管理方式，对不同的系统角色进行项目管理操作权限的分配，以实现多参与方协同管理。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对项目施工进度进行监管，包括：
根据当前施工进度，集成施工现场不同分区的BIM模型；
通过所述BIM模型模拟项目施工过程，以实时展示项目施工进度。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对项目施工进度进行监管，包括：
将定期获取的实际施工进度对应的数据信息转换为图片或报表，通过所述图片或报表展示项目进度。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取项目施工过程中的实际施工质量信息和实际施工安全信息，包括：
采集项目施工的实时运行数据；
根据所述实时运行数据，若判定发生危险行为或触发告警条件，则在所述BIM模型中定位告警位置，并显示告警信息；
将所述告警位置以及告警信息生成安全质量工单，以供安全监督员查阅。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取项目施工过程中的实际施工质量信息和实际施工安全信息，包括：
接收工作人员在施工现场巡检过程中提交反馈的施工质量信息和施工安全信息；
以安全质量工单的形式，通过BIM模型显示所述施工质量信息和施工安全信息。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取预先创建的所述BIM模型之后，还包括：
对所述BIM模型进行轻量化处理。
8.一种基于数字孪生的工程项目管理装置，其特征在于，包括：
模型获取模块，用于获取预先创建的醒BIM模型，所述BIM模型是根据项目施工的实际场景进行建模得到的，所述BIM模型中设置有项目施工的质量标准要求、安全标准要求和施工进度计划；
施工进度监管模块，用于定期获取所述项目的实际施工进度，对BIM模型中的施工进度信息进行更新，并根据所述施工进度计划调整实际施工进度，实现对项目施工进度进行监管；
质量和安全管理模块，用于获取项目施工过程中的实际施工质量信息和实际施工安全信息，并与预设的质量标准要求和安全标准要求进行比较，以判定是否存在施工质量和施工安全问题，实现对项目施工状况进行监管。
9.一种基于数字孪生的工程项目管理系统，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器存储有程序，所述程序被所述处理器执行时，用以实现权利要求1-7任一项所述基于数字孪生的工程项目管理方法的步骤。
10.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质上存储有程序，所述程序被处理器执行时，用以实现权利要求1-7任一项所述基于数字孪生的工程项目管理方法的步骤。
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