建筑施工全过程信息化管理平台构建与应用研究

近年来，随着建筑项目规模扩大、周期延长、专业分工日益复杂，施工管理面临的挑战不断上升。传统依赖人工经验和纸质流程的管理方式，已难以满足高效协同、质量控制与安全保障的需求。以BIM、物联网、云计算等为代表的信息技术迅速发展，推动建筑行业加速迈向信息化与数字化转型。施工企业逐步通过信息化平台整合各阶段数据，实现对人、机、料、法、环等要素的全过程动态管控。全过程管理理念的普及，使施工信息化从局部走向全流程，推动管理模式由被动响应向主动决策转型，显著提升了项目效率与质量，强化了工程成本与风险的可控性。

一、建筑施工全过程信息化管理平台构建

（一）全过程管理的内涵与需求分析

建筑施工全过程管理是指自施工准备、现场实施至竣工交付全过程的系统化管控过程，涵盖进度、质量、安全、成本、材料、劳动力等多个维度。传统的施工管理方式普遍存在信息孤岛、流程割裂、数据滞后等问题，难以支撑对大型、复杂项目的高效管理。随着EPC 总承包装配式建造、绿色施工等理念推广，项目管理模式日益多样化，对实时信息采集、多角色协同、数据驱动决策等提出了更高要求 [1]。全过程信息化平台的建设，应以“统一数据源、集成流程、实时反馈、可视化决策”为目标，满足项目从前期策划到最终交付的多阶段、全维度信息交互与智能管理需求。

（二）平台总体架构设计

建筑施工全过程信息化平台采用“云 - 边 - 端”三层架构体系，数据层汇集BIM 模型、进度计划、设备状态、质量记录、安全监控、材料流转等多源数据，存储结构结合关系型数据库（如MySQL）与时序数据库（如 InfluxDB）以支撑多类型数据并发处理。应用层部署各类业务子系统，包括项目计划管理（PMS）、建筑信息建模（BIM 5D）、质量与安全管理（QMS/SMS）、成本控制、劳动力与材料管理等，通过微服务架构实现功能解耦与灵活配置。展示层则结合 GIS、BIM 视图与报表系统，以大屏展示、Web 端操作、移动端应用为主要载体，支持现场可视化调度、任务下发与远程监控。系统间数据交互通过 RESTful API 与企业 ERP、政府监管系统、材料供应链系统等实现互联互通，支撑平台的集成性与可扩展性。

（三）关键功能模块设计

信息化平台功能模块应根据建筑施工管理实际，围绕核心业务进行设计与集成 ^⌊2⌋∘ 。其中，进度控制模块结合WBS 分解体系与EVM 挣值法，动态跟踪计划与实际进展偏差，生成 SPI、CPI 等关键绩效指标；质量管理模块将检验批信息与施工构件二维码绑定，实现检查、整改、复查全过程闭环追踪，并嵌入 GB50300 等国家标准比对机制；安全管理模块通过智能视频识别与传感器网络，实现对临边、高空、起重、基坑等重点区域的实时风险监控与报警推送；成本与材料模块则通过 RFID 技术追踪构配件出入库记录与消耗数据，并与预算控制系统联动分析偏差；协同办公模块通过角色权限划分，提供任务看板、语音记录转写、图纸批注、会议纪要等工具，提升跨部门协作效率；数字档案管理模块支持施工资料分类归档与自动生成电子交付包，实现从纸质向电子的全面转型。

（四）数据采集与互联互通机制

平台在数据采集方面采取“自动采集 + 人工输入”相结合的方式，自动采集通过部署 IoT 设备如温湿度传感器、结构应力传感器、塔吊黑匣子、现场摄像头等，实现对施工现场环境、安全与设备状态的实时获取；人工输入部分则通过移动端 APP 由一线管理人员填写进度日志、质量检查单、安全巡检表等信息，并结合OCR 识别与语音转写辅助输入。平台采用 MQTT、OPC UA 等标准化通信协议对接多类传感器终端，并在中间件层配置数据格式转换模块，实现多源数据语义融合，确保系统间高效集成。同时，BIM 模型采用IFC 标准，进度计划采用XML 格式，与企业级平台与政府监管系统之间实现无缝对接。

二、信息化管理平台在施工全过程中的应用研究

（一）施工准备阶段

在施工准备阶段，信息化平台通过集成 BIM 模型支持多项关键工作，包括施工图纸的协同审查、场地布置方案的数字化模拟及施工组织设计的智能排布。具体而言，管理团队可借助 Navisworks、Fuzor 等 BIM可视化工具，对塔吊布置、临时道路走向、材料堆场设置、临建设施位置等进行多方案比选与碰撞检测，确保现场布置科学、资源利用高效、施工流程顺畅。平台支持导入 CPM（关键路径法）或 PERT（计划评审技术）网络计划，通过时间 - 资源映射关系输出劳动力与机械设备的需求时间曲线，实现资源均衡配置与计划模拟优化，避免资源过度集中或闲置 [3]。此外，平台具备材料与设备的招采管理功能，可基于模型中构件清单自动生成物资需求计划，并关联企业资源池中合格供应商数据库，结合预算控制体系，实现从采购申请、比价审批、订单生成到物流跟踪的全流程电子化、透明化管理，大幅提升前期准备效率与物资调度的科学性，降低材料采购误差率与成本波动风险。

（二）施工实施阶段

施工实施阶段是信息化平台发挥核心价值的关键时期。平台通过现场数据与进度计划的实时联动，对施工执行偏差进行动态监控与预警。当施工实际进展偏离计划时，系统可自动识别关键路径影响，结合历史数据模型提出调整建议，如增加作业面、优化工序顺序或调配资源等，实现对计划的主动纠偏与实时更新。质量管理方面，平台支持移动端扫码验收，每一构件的检验批次、整改流程与验收结果均可通过系统记录形成可追溯数据链，保障质量管控闭环管理并提高验收效率。安全管理通过接入 AI 视觉识别算法，自动检测高处作业未佩戴安全带、吊装超载越限、人员越界等风险行为，实时触发语音警报与管理端通知，有效提升现场风险识别的自动化水平，减少人为疏漏带来的安全隐患[4]。材料方面，每批次材料通过二维码或 RFID 与具体构件在 BIM 模型中建立绑定关系，在现场通过扫描即可实现BIM 模型状态更新与进度同步，真正实现“模型驱动现场”，避免材料错误安装与浪费现象，提升安装准确率、周转效率与物资利用率，形成良性施工闭环。

（三）竣工交付与后评价阶段

在竣工交付阶段，信息化平台实现了从传统纸质资料向电子化归档的转型。施工日志、质量验收报告、试验数据、变更记录等通过平台在施工过程中逐步积累，平台在竣工前可按照建设单位要求与国家规范（如《工程建设电子档案管理规范》）自动生成 PDF/A 或 XML 格式的电子交付资料包，并结合电子签章与时间戳完成线上审批与归档，实现资料全程可追溯与防篡改存证。同时，系统还支持对整个施工过程的数据进行统计分析与可视化输出，如单位工程混凝土合格率、施工偏差次数分布、关键工序平均时长、各专业验收通过率等，辅助项目后评价与精细化复盘，并为企业建立工法数据库与质量风险模型提供数据基础。通过与智慧运维系统对接，平台将 BIM 模型中构件 ID、设备编码与实际参数同步传输，实现运维平台“接手即用”，促进施工 - 运维信息链的无缝对接，推动建筑生命周期信息管理一体化落地，并提升运维效率与设施管理的智能化水平。

（四）实际工程案例分析

以某市重点市政基础设施项目——大型地下综合管廊工程为例，该项目全长18.6 公里，横跨市区多个交通节点，沿线涉及主干道、地铁线路与重要市政管线接口，施工复杂程度高、专业交叉作业频繁，对组织协调与施工安全提出极高要求。在该项目中部署全过程信息化管理平台后，进度管理实现了节点控制偏差稳定在 ± 3% 以内，系统通过 EVM挣值管理模型动态调整施工节奏，有效缓解多工区并行作业带来的协调难题，并提升关键路径的响应能力。质量管理方面共录入检查批次超过12000 条，形成可追溯的构件质量数据库，问题整改闭环率达 99.6% ，大幅提升项目竣工质量水平与可验收性。安全模块每日基于 AI 监测推送隐患预警超过 10 次，帮助现场及时处置安全风险，项目事故发生率同比下降 83% ，显著降低了施工期间的安全事件发生频率，形成规范化、自动化的风险防控机制。在材料方面，通过二维码 +BIM 的材料追踪体系，现场安装与模型状态实现同步，材料损耗率由 5% 以上降至 2.9% ，节约成本显著，提高了物资使用效率和库存管理水平。平台还在竣工阶段完成了全套数字资料的归档与自动交付，从原需 2 个月的人工整理周期缩短至 15 个工作日，并与后期设施运维系统完成数据对接，实现运维阶段的信息无缝承接。该案例验证了信息化平台在超长线性工程、多专业协同环境下的高适应性，充分体现了其对大型工程全周期管理能力的提升，对同类市政工程的信息化建设具有良好示范效应和推广价值。

三、存在问题与优化建议

（一）存在的主要问题

尽管建筑施工全过程信息化平台在多个实际项目中取得了良好效果，推动了施工效率与管理水平的提升，但在广泛推广应用过程中仍存在诸多现实问题。首先是前期投入较大，系统建设需采购服务器、传感器、BIM 建模软件，并进行个性化定制开发，整体投入往往在数十万元至上百万元不等，对于中小施工企业而言经济压力较重，投资回报周期较长，缺乏足够意愿启动系统建设。其次是数据标准不统一，项目间存在不同格式的 BIM 模型（如 IFC 2x3 与 RVT）、计划排布工具（如 MicrosoftProject 与Primavera）和质量验收模板，造成各子系统间数据接口不兼容，数据无法自动流转，平台整合难度大、维护成本高。第三，一线施工人员信息化素养普遍偏低，班组长与工人对移动端操作不熟悉，现场数据常需项目管理人员代为录入，影响数据真实性和时效性，且部分人员存在抵触心理，认为系统增加了额外负担而非简化工作流程。最后，多数平台未能实现项目全生命周期的覆盖，仅限于施工阶段应用，竣工后即被废弃，无法继续支撑运维阶段的信息服务，难以形成企业级数据资产与项目知识沉淀，限制了信息化平台的长期价值与可持续性发展潜力。

（二）优化路径与发展方向

为解决上述问题，需从平台标准化、技术集成、人员能力建设与管理机制四个维度进行系统性优化。首先应推进统一的数据标准体系建设，全面贯彻国家BIM 标准（如GB/T 51212）、工程数据模型标准（如COBie）、XML 规范与 IFC 标准，确保模型、进度、成本、质量等关键数据在不同系统间具备统一格式与语义结构，从根本上打破信息壁垒，提升平台集成能力。其次，在技术集成方面，应积极引入人工智能、边缘计算、数字孪生等先进技术，结合 BIM 模型和现场 IoT 数据，实现设备状态可视化、施工行为预测模拟与关键路径智能预警，增强平台在复杂环境下的应变与辅助决策能力。第三，强化对施工人员的信息化培训，建立多层级、岗位化培训机制，结合案例教学与操作演练，提升全员数字素养；同时优化移动端系统交互界面，采用图形化引导与智能语音辅助，降低使用门槛，让平台真正服务现场、贴近作业，提升使用积极性与操作准确性 [5]。最后，应构建企业级信息化管理平台，将多个项目统一纳入企业信息化体系，形成多项目统一调度、指标分析与知识管理机制，实现数据复用、经验迁移与项目横向对比，打通设计、施工、运维全链条信息通道，推动企业数字化转型与智慧建造的深度融合落地，为建筑行业形成长效发展新模式提供数字支撑。

总结：建筑施工全过程信息化管理平台作为智慧建造的重要基础设施，已成为提升项目管控能力、推进建筑业高质量发展的关键工具。通过集成 BIM、物联网、人工智能、大数据等多种技术手段，平台能够实现施工全过程的信息采集、流程协同、问题预警与决策支持，有效提升施工效率与质量，降低成本与安全风险。在多个项目实践中，平台表现出良好的适应性与扩展性，其价值逐步被行业认可。然而，其广泛推广仍需解决标准缺失、技术门槛、人员素质等多重挑战。未来，需加强顶层设计、规范标准体系、推动技术融合创新，并构建全生命周期数字建造生态体系，实现平台由“辅助工具”向“决策中枢”转变，为建筑行业数字化转型注入持续动力。

参考文献

[1] 喻林 ， 杨若然 .BIM 技术在碾压混凝土坝施工全过程中的应用[J]. 建筑技术 ，2021，52（01）：15-19.

[2] 陈晓泽 . 应用 BIM 技术构建工程项目管理信息化平台 [J]. 城市建设理论研究 （ 电子版 ），2024，（03）：54-56.

[3] 黄丹丹 . 绿色建筑工程项目全过程造价管理研究 [D]. 辽宁工业大学 ，2021.000245.

[4] 曹宁 ， 孙倩倩 . 基于 BIM 技术的建筑工程全过程造价管理研究[J]. 中国招标 ，2024，（04）：98-100.

[5] 薛云亮 . 建筑工程建设管理中信息化的应用探究 [J]. 中国住宅设施 ，2023，（10）：160-162.