随着信息技术的发展,信息化水平成为现代工程管理中的一个重要指标[1]。虽然水利工程信息化建设在水利工程建设管理中越来越受到重视[2],但由于水利工程难度大、参建单位和人员众多、工作环节复杂,建设管理中产生的信息量十分巨大,导致水利工程建设管理信息化的难度大,各方间易形成信息孤岛,已有的工程建设管理信息平台难以满足实际工程管理需求,从而阻碍水利工程管理效率的提升[3-4]。
伙伴关系作为利益相关方,管理模式应倡导各方围绕共同目标,合理分配各方责、权、利,通过工程项目信息开放共享、各方信息及时反馈、共同解决问题,促使项目资源高效转化,提升工程建设管理绩效[5-8]。在此过程中,建立基于伙伴关系的建设管理信息平台必不可少[9]。但已有文献往往侧重于BIM、智慧工地等单方面信息技术的应用研究[10-14],缺乏从水利工程参建各方的视角开展整体性、系统性的研究,且缺少实证数据的支持。
本文从水利工程参建方合作伙伴关系出发,分析伙伴关系各要素对提升项目绩效的作用机理;并对水利工程建设管理信息化各要素进行分析,提出如何运用互联网、物联网、大数据、人工智能等技术,建立水利工程信息化管理平台,以支持参建各方高效处理信息、协同工作、共同决策,提高水利工程建设绩效。
1 研究方法本文选取宁夏回族自治区在建的部分水利工程项目作为研究对象。宁夏地处我国干旱的西北地区和黄河流域,其水利工程作为保障当地农业工业生产、提供居民生活用水以及保护生态环境的重要措施,在落实国家黄河流域生态保护和高质量发展规划中具有重要意义[15]。调研的工程项目包括:银川都市圈中线供水工程、盐环定扬黄工程、固海扬水泵站改造工程、西干渠灌域葡萄长廊供水工程等。
本文采用问卷调研的方法收集数据。问卷主要采用Likert 5分量表,对水利工程项目中各方合作伙伴关系以及水利工程建设管理信息平台各项要素进行评价打分。调研对象包括来自上述各项目的建设单位、设计单位、施工单位和监理单位的管理人员和技术人员。调研共收集问卷114份,其中有效问卷109份,问卷参建各方占比以及从业年数分布如图 1所示。
由图 1可知,问卷调研对象参建各方占比合理,平均从业年数为14.5年,受访人员工程经验较为丰富,问卷数据具有较好的代表性。
2 调研结果及分析 2.1 伙伴关系要素分析伙伴关系要素分为行为要素和交流要素,其中行为要素包括共同目标、积极态度、信守承诺、公平和信任,交流要素包括开放、团队合作、有效沟通、解决问题和及时反馈[5]。对水利工程各利益相关方伙伴关系各要素实现情况进行评估,结果如表 1所示。
指标 | 得分 | 排名 |
共同目标 | 4.004 | 1 |
信守承诺 | 3.998 | 2 |
公平 | 3.956 | 3 |
有效沟通 | 3.948 | 4 |
信任 | 3.940 | 5 |
积极态度 | 3.914 | 6 |
团队建设 | 3.904 | 7 |
开放 | 3.882 | 8 |
及时反馈 | 3.856 | 9 |
解决问题 | 3.849 | 10 |
平均值 | 3.925 | — |
由表 1可知,各伙伴关系要素得分均值为3.925,说明参建各方之间建立了较好的伙伴关系。共同目标、信守承诺得分排名靠前,显示水利工程参建各方能够积极履约,愿意为完成项目目标共同努力。解决问题、及时反馈和开放得分排名靠后,表明各方之间缺少完善的解决问题的流程,信息反馈不够迅速,信息共享程度较低,不利于各方合作解决项目实施过程中遇到的各类问题。
对水利工程参建各方责权分配与资源利用情况进行评价,结果如表 2所示。
指标 | 内容 | 得分 | 排名 |
积极投入 | 各方参与项目的积极性高 | 4.057 | 1 |
资源转化 | 高效利用各方资源 | 4.000 | 2 |
责任分配 | 各方责任分配明确、合理 | 3.897 | 3 |
责任履行 | 各方能切实履行各自的责任 | 3.879 | 4 |
权利分配 | 各方权利分配明确、合理 | 3.869 | 5 |
平均值 | 3.940 | — |
由表 2可知,水利工程参建各方责权分配与资源利用平均得分3.940。积极投入、资源转化得分排名靠前,显示水利工程建设中能够较好地利用各方投入的资源。但责权分配、责任履行等指标得分排名靠后,各方在责权分配上存在边界不清晰的问题,不利于参建方高效协同工作。
由图 2可知,责任分配、责任履行、权利分配三者关系密切,可归类为“责权分配”。积极投入、资源转化两个指标关系密切,可归类为“资源集成与转化”,其中参建各方所掌握的信息是最重要的项目资源之一。
对水利工程项目绩效进行调研,结果如表 3所示。
项目绩效指标 | 得分 | 排名 |
安全 | 4.156 | 1 |
环境保护 | 4.083 | 2 |
项目质量 | 4.037 | 3 |
项目进度 | 4.028 | 4 |
项目社会效益 | 4.018 | 5 |
项目成本 | 4.000 | 6 |
项目经济效益 | 3.972 | 7 |
职业健康 | 3.899 | 8 |
项目运营 | 3.898 | 9 |
知识管理 | 3.872 | 10 |
平均值 | 3.996 | — |
由表 3可知,水利工程项目绩效评价中,安全、环境保护、项目质量得分较高,归因于这些方面的要求来自法律法规和行业标准,是参建各方必须实现的硬性目标。但知识管理得分较低,显示水利工程建设过程中信息的积累、分析和归纳,以及对所形成知识的共享和运用还有较大的提升空间。
对参建各方伙伴关系、责权分配、资源集成与转化以及项目绩效建立结构方程模型,结果如图 3所示。
由图 3可知,伙伴关系可以通过两种途径提升项目绩效:一是通过促进各方积极投入资源参与项目建设,通过合作实现项目资源高效集成与转化,从而提升项目绩效;二是通过合理分配各方责任和权利,使参建各方资源在项目实施过程中得以优化配置,并高效转化为项目最终成果。
2.2 水利工程建设管理信息平台要素分析1) 建设管理信息平台目标。
参建各方实现信息共享和资源高效集成与转化,需要建立基于伙伴关系的建设管理信息平台。对水利工程建设管理信息平台不同目标的重要性进行调研,结果如表 4所示。
信息平台目标 | 得分 | 排名 |
信息平台能促进项目信息公开、数据共享 | 4.213 | 1 |
信息平台能促进项目内外部资源的整合 | 4.194 | 2 |
信息平台能促进各利益相关方沟通交流 | 4.185 | 3 |
信息平台能为项目提供决策支持 | 4.185 | 3 |
信息平台能提高项目实施效率 | 4.181 | 5 |
信息平台能支持各项业务流程 | 4.176 | 6 |
信息平台能实现各项业务无纸化办公 | 4.148 | 7 |
信息平台能协助保证项目质量 | 4.130 | 8 |
信息平台能降低项目成本 | 4.126 | 9 |
信息平台能加强安全环保管理 | 4.111 | 10 |
信息平台能提高风险管理水平 | 4.111 | 10 |
平均值 | 4.160 | — |
由表 4可知,信息平台各项指标得分均在4分以上,均值为4.160,说明以上目标重要性均很高,在平台建设过程中应当致力于实现以上方面。从重要性排名靠前的目标来看,尤其应重视信息公开和数据共享、内外部资源的整合、决策支持以及各利益相关方沟通交流,以提升工程建设管理绩效。
2) 建设管理信息平台业务功能模块。
对建设管理信息平台各项业务功能重要性和现状进行调研,结果如表 5所示。
业务功能 | 重要性 | 排名 | 现状 | 排名 |
投资管理 | 4.271 | 1 | 3.624 | 6 |
工程项目数据库 | 4.231 | 2 | 3.431 | 9 |
施工管理 | 4.215 | 3 | 3.683 | 1 |
决策支持 | 4.179 | 4 | 3.676 | 2 |
平台整体架构 | 4.162 | 5 | 3.402 | 11 |
健康安全管理 | 4.066 | 6 | 3.559 | 7 |
多方协同工作 | 4.065 | 7 | 3.644 | 5 |
风险管理 | 4.065 | 7 | 3.663 | 3 |
知识管理 | 4.065 | 7 | 3.658 | 4 |
采购管理 | 4.056 | 10 | 3.376 | 12 |
设计管理 | 4.014 | 11 | 3.424 | 10 |
环保管理 | 4.005 | 12 | 3.535 | 8 |
平均值 | 4.116 | — | 3.556 | — |
表 5显示,信息平台各功能重要性得分均高于4分,平均得分为4.116,表明各项功能都需要重视,应进行深入的规划、设计和研发。其中,投资管理和施工管理排名靠前。在投资管理方面,信息平台应重视工程进度信息、成本信息和资金使用信息的匹配,实现成本精细化管理,并及时反馈项目资金使用情况。在施工管理方面,信息平台应对整个施工过程进行优化和控制,精确计算、规划和控制工期,及时发现并解决工程项目中的潜在问题,减少施工过程中的不确定性和风险。同时,施工信息化管理应对人、机、料、法等施工资源进行统筹调度、优化配置,实现对工程施工过程交互式的可视化和信息化管理。
信息平台各功能现状平均得分3.556,各项功能还有较大的提升空间,其中工程项目数据库、设计管理、信息平台整体架构、采购管理4项得分较低,需要进一步完善。在设计管理方面,信息平台可引入BIM技术,实现工程设计模型数字化,有效简化设计流程,实现优化设计。在采购管理方面,应建立采购管理信息平台,对各供应商的成本、价格、质量等进行收集、整合与分析,以优化供应商选择;采购平台应能纳入各供应商供货信息,实时监控采购过程中的各项信息,保证供应质量、进度,并降低采购成本。在工程管理数据库建设方面,水利工程信息平台应有完整的数据库规划方案,应做到各方数据的集成整合。可以采用基于物联网等技术的数据收集方式,结合人工填报的各类数据,提升数据库的数据量和完整性,以支撑项目的优化设计、施工、监控和决策。此外,信息平台需要顶层整体架构设计,充分考虑应用间的接口需求,保证各应用间的数据互通、交流、共享,使得信息平台能够支撑各方协同工作。
3) 建设管理信息平台技术应用。
建设管理信息平台需要融合互联网、物联网、大数据、人工智能等信息技术以收集和处理大量数据。对各项信息技术的重要性和应用水平进行调研,结果如表 6所示。
信息技术 | 重要性 | 排名 | 应用水平 | 排名 |
移动互联网 | 4.296 | 1 | 3.673 | 1 |
互联网 | 4.278 | 2 | 3.606 | 2 |
物联网 | 4.231 | 3 | 3.490 | 3 |
大数据 | 4.213 | 4 | 3.490 | 4 |
人工智能(AI) | 4.167 | 5 | 3.279 | 7 |
建筑信息模型(BIM) | 4.139 | 6 | 3.288 | 6 |
地理信息系统(GIS) | 4.056 | 7 | 3.311 | 5 |
平均值 | 4.197 | — | 3.448 | — |
由表 6可知,目前水利工程信息平台技术重要性平均得分4.197,说明各项信息技术对建设信息平台、提升信息化管理效率都较为重要。其中,移动互联网、互联网、大数据、物联网在重要性评价中位于前列。依托互联网和移动互联网技术,能够有效建立各利益相关方沟通渠道,促进各方信息共享、协同工作。通过物联网技术,运用各种传感器、射频识别技术、红外感应器、激光扫描器等各类技术,可以对项目建设和运营过程进行全方位的信息采集,包括设计图纸、施工现场影像、工程质量监测数据、各类水文、地质数据等[10],并通过物联网接入,实现工程建设数据智能化收集和整合。利用大数据技术,可以对互联网和物联网收集到的数据进行处理、分析,为工程建设过程中的各项决策提供数据支撑。
信息技术应用水平得分3.448,总体水平较低。人工智能技术和建筑信息模型(BIM)排名靠后,表明这些方面的技术应用存在较大的进步空间。利用人工智能技术,能够对工程设计、施工、运营以及参建各方沟通协作中产生的大量数据进行深入挖掘与分析,实现智能化决策支持,例如可通过图像智能识别技术,发现施工现场存在的安全隐患和违反安全质量管理规定的行为,并及时发布预警。运用BIM技术,可以实现工程全生命周期信息化管理,并在项目各阶段发挥重要的作用[11],例如在设计阶段,BIM可以将各类地质水文信息、工程设计模型等信息数字化,有助于简化设计流程,实现优化设计[12-13];在施工阶段,BIM可结合物联网等技术,构建智慧工地,实现施工现场自动化、智能化、可视化管理[14]。
4) 建设管理信息平台开发需求。
水利工程建设管理信息平台应支持多方协同,并具有智能性、可扩展性和安全性。对信息平台开发需求重要性进行调研,结果如表 7所示。
信息平台开发需求 | 得分 | 排名 |
信息平台用户界面清晰明了、操作人性化 | 4.185 | 1 |
信息平台应提供各利益相关方参与的接口 | 4.183 | 2 |
各利益相关方能有效利用信息平台 | 4.174 | 3 |
信息平台易于运营和维护 | 4.165 | 4 |
信息平台安全防护到位 | 4.139 | 5 |
项目数据自动分析、辅助决策 | 4.119 | 6 |
信息平台架构易于迭代开发 | 4.102 | 7 |
项目数据传输快速、安全 | 4.101 | 8 |
信息平台实现顶层设计 | 4.092 | 9 |
项目数据实时收集、自动整合 | 4.092 | 9 |
信息平台实现移动客户端部署 | 4.083 | 11 |
信息平台灾备设计到位 | 4.074 | 12 |
信息平台数据库全面涵盖项目各类数据 | 4.073 | 13 |
信息平台自动化水平高 | 4.065 | 14 |
平均值 | 4.118 | — |
由表 7可知,表中所列的各项需求重要性得分均在4分以上,均值为4.118,说明这些需求在信息平台开发过程中均应得到重视。“信息平台用户界面清晰明了、操作人性化”“信息平台应提供各利益相关方参与的接口”以及“各利益相关方能有效利用信息平台”排名前三,说明信息平台建设的首要需求是提供各方应用接口,促使各方能够直观、方便、高效地利用信息平台,保证信息平台的多方协同功能。
在平台智能性方面,“信息平台数据库全面涵盖项目各类数据”“项目数据实时收集、自动整合”以及“项目数据自动分析、辅助决策”可保证项目数据库能够包含全面的项目信息,是各方数据互通以及决策支持的基础。此外,“信息平台实现移动客户端部署”可保证信息平台能够借助移动互联网技术,在不同设备间灵活传递信息。
在可扩展性方面,“信息平台实现顶层设计”是平台可扩展的基础。应通过系统顶层设计,构建高性能、模块化、可扩展的信息平台架构,使平台能够按照参建各方需求和反馈快速开发相应功能,实现信息平台高效迭代升级。
在安全性方面,“项目数据传输快速、安全”和“信息平台安全防护到位”有助于提高信息化系统的保密性和安全性。“信息平台灾备设计到位”要求信息平台具有有效的数据备份和恢复机制,确保在遇到各类故障后能及时恢复服务,保证平台稳定运行。
3 水利工程建设信息化管理建议为提升水利工程建设信息化管理水平,应在以下方面加强信息平台建设:
1) 信息平台应高效集成各方信息。平台应借助互联网、物联网、大数据等信息技术,实现自动化、智能化的信息收集、处理和分析,满足不同参建方的信息需求,辅助参建各方进行决策。
2) 信息平台应基于各方协同工作流程设计业务功能模块。水利工程建设管理业务接口多,信息平台各功能模块应高效支持参建各方协同工作流程,满足参建各方工作界面管理需要,提升参建各方工作效率。
3) 信息平台应建立问题反馈机制,以实现信息平台持续更新、完善和迭代升级。针对平台中存在的错误和问题,信息平台应记录参建各方反馈的意见和建议,鼓励各方共同实现建设管理信息平台持续优化。
4) 信息平台应支持知识管理。应基于信息平台收集的大量工程数据,在工作流程节点上提供相关法律法规、行业标准、项目要求、项目实施文件和以往类似业务资料,使参建各方在实际工作中通过学习不断提升水利工程建设管理能力。
4 结论水利工程参建各方实现资源高效集成与转化是伙伴关系提升项目绩效的主要途径,其中各方所掌握的信息是最重要的资源之一。参建各方实现信息共享和资源优化配置需要建立基于伙伴关系的建设管理信息平台。信息平台应利用互联网、物联网、大数据、人工智能等技术,实现水利工程建设中设计、施工、采购等各项业务的多方高效协同管理,并具有智能性、可扩展性和安全性。以上结果从理论上揭示了伙伴关系的作用机理,并从实践角度揭示了水利工程建设信息化管理现状,可为建设管理信息平台构建提供理论指导和实证支持。
本文主要基于宁夏水利工程建设管理进行实证研究,未来可将研究范围扩大至全国乃至全球范围,并重视以下水利工程建设管理信息平台相关研究方向:1) 智能化收集、处理、分析各方信息,支持各方高效决策;2) 基于参建方协同工作流程设计业务功能模块;3) 建立问题反馈机制,实现平台持续优化和迭代升级;4) 支持知识管理,促进各方建设管理能力持续提升。
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