智慧工地的成本与效益分析

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在建筑工程领域,利用信息技术手段对传统建造方式进行赋能升级已成必然趋势。智慧工地旨在从数字化、网络化、智能化三个层次,利用建筑信息模型(BIM)、物联网、智能设备和大数据等先进信息化技术,贯穿于施工生产建造、项目目标管理和业务信息流动的全部过程,实现工程项目全要素、全阶段、全参与方的高度协同,以及施工现场的智能生产和智慧决策,提升工程项目的管理、质量和安全水平。为了更好地应用智慧工地,本文以智慧工地为研究对象,以智慧工地的应用成本与效益分析为主要研究内容,从项目管理理论、系统工程理论、信息管理理论三个角度系统地研究了智慧工地的理论基础,从数字化技术、网络化技术、智能化技术三个维度系统地研究了智慧工地的技术支撑,综述了成本控制理论、效益评价理论及信息技术投资项目效益理论,从直接成本、间接成本和风险成本三个角度阐述了智慧工地应用成本,从直接效益、间接效益和应用综合效益分析三个维度阐述了智慧工地应用效益。主要研究内容及成果如下:(1)智慧工地的技术支撑包括数字化、网络化、智能化三个层次,其中以BIM技术为基础,搭建数字化模型;以物联网技术为桥梁搭建各系统之间的链接;以云计算和大数据分析为手段,深度挖掘智慧工地数据潜值;通过人工智能技术对智慧工地进行赋能。(2)智慧工地投入要素主要包括直接成本、间接成本和风险成本三类。其中,直接成本主要包括技术服务费、项目管理费等;间接成本主要包括软硬件购买费用、员工培训费等。通过对风险管理与评价相关理论进行分析,包括风险管理含义、风险管理流程、风险评价方法、风险评价标准等,识别了智慧工地风险指标,主要分为技术风险、应用环境风险、经济风险和应用管理风险4大类。技术风险包括参与方技术能力、技术可兼容性、技术导入性、技术适用性、软件的二次开发等方面,应用环境风险包括相关法律法规成熟度、规范标准的完善度、市场认可度、政策导向、经济风险、投资回报期、费用占比、合同问题、投资收益率等方面,应用管理风险包括管理模式的改变、参与方管理能力、与传统业务流程的整合、企业变革驱动力等方面。通过12位专家进行问卷调查,运用组合有序加权平均C-OWA算子进行了智慧工地风险评价指标赋权,得到了技术风险、应用环境风险、经济风险和应用管理风险4类风险的权重分别为0.23、0.24、0.27、0.26。利用风险发生的概率(ROP)以及严重性(RS)两个维度进行了各风险分项的风险成本测度,其中风险发生的概率分为不可避免的、非常可能发生的、可能发生的、有点可能发生的、不大可能发生的5个层次,风险发生的严重性分为可导致项目破产、可导致项目严重事故、可导致项目较大经济事故、可导致项目较小经济损失、可导致轻度损失5个层次。给出了项目风险评价的低风险、较低风险、较高风险、高风险4级分级标准,分界值分别为25分、50分和75分,实现了智慧工地风险成本的定量化、科学化分析。(3)本文结合了目前我国经济效益评价的规定以及效益评价内容,提出了两类智慧工地效益指标,直接效益指标和间接效益指标。其中直接效益指标仅为财务指标;间接效益指标包含产品、组织单位、管理效能以及战略定位4个方面。对于财务直接效益指标,确定采用投资回报率ROI指标进行智慧工地财务效益分解及计算,智慧工地的建设与应用产生的收益有很多,例如优化项目的方案设计,减少综合管线的碰撞,检测缺漏项,促进参与各方的沟通协调,降低成本,对安全风险进行预判和预警,缩短工期等,其中有些评价指标可以通过换算折算成量化的收益,例如缩短的工期折算成收入,减少的设计中的错误节约返工材料费用等,另外一些评价指标只能做定性的分析,如安全的预警等。对于间接效益指标,根据项目实践和文献资料,共梳理出19项二级间接效益指标,其中组织效益一级指标包含节约人力、组织变革灵活2项二级间接效益指标,管理效益一级指标包含变更减少、沟通效率提高、返工减少、项目决策高效、遗漏/错误少、业务流程合理、诉讼/索赔少、风险控制8项二级间接效益指标,产品效益一级指标包含工期缩短、质量提升、安全性提高、可视化建设、可持续性建设5项二级间接效益指标,战略效益一级指标包含人才培养、企业竞争力、战略联盟、顾客满意度4项二级间接效益指标。利用层次分析法AHP分析方法,通过专家问卷调查,确定了评价指标及权重,其中组织效益、管理效益、产品效益、战略效益4个一级指标的权重分别为0.19、0.35、0.35、0.11。给出了间接效益测度,建立了优秀、良好、及格、不及格、差5级分级评价标准,分界值分别为9分、7分、5分、3分。(4)依托南京国际博览中心三期项目,研究了应用智慧工地技术的建筑案例,首先介绍了该案例的项目概况及实施情况,运用基于C-OWA算子的专家评分法评价了该案例的风险成本,运用投资回报率ROI指标评价了该案例的财务效益,运用AHP法评价了该案例的间接效益,最终得出该案例财务效益较显著,风险等级评定为低风险,间接效益等级评定为优秀,论证了本文建立的智慧工地成本与效益分析模型的有效性。
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