基于数字孪生的建设工程项目管理数字化

刘凯月1,舒新杰2

1山东万事达钢结构有限公司  山东 滨州 256500

2山东万事达建筑钢品股份有限公司  山东 滨州 256500

摘要：推广数字化技术在建设工程项目管理中的应用，对于促进建设企业进行管理工作的变革有着重要的意义。基于此文章分析基于数字孪生的建设工程项目管理数字化，以此助力建设工程项目管理发展。

关键词：数字孪生；建设工程；项目管理；数字化

虽然当前我国部分建设企业管理人员进行了基于数字孪生之下的建设项目中数字化管理。但是在其实际的管理效果而言，并没有达到预期的管理效果。在实际运用中依旧存在一些问题，基于此为促使建设项目管理工作的有序落实，管理人员则需要认识到自己的管理责任。在项目管理工作中，结合工程项目的管理要求，探索基于数字孪生的建设工程项目管理数字化策略，发挥出基于数字孪生的数字化项目管理的实际效果，以此让工程项目管理具备实效。

一、当前建设工程项目管理数字化的发展

新时代背景之下数字化技术不断演进，借助信息化辅助方式，可以实现对建设项目的管理能力的优化。因此数字化技术被广泛运用于建设工程项目管理中，凸显了建设工程项目管理的智能化与个性化的管理特点。并且在我国建设工程项目管理数字化的不断推进之下，管理人员在不断地实践中，摸索出了有效的管理道路，提高了管理的实际效果。

其次相关管理人员还融合了数字孪生这一理念，以此满足建设工程的管理需求。构建了虚拟化的平台，让工程项目管理资料融入到管理中，保障项目管理的有效进行。当下建设工程中数字孪生数字化管理已经被广泛运用，并取得了一定的管理成效，大量的管理人员在这一管理过程中利用网络优势，呈现出多样化的生命周期，融合管理与科技，以网络技术为支撑，实现高度的信息共享与管理，提高了管理的实际能效。工程人员充分运用数字化技术实现管理资源的互通，建立管理资源网络化，构建了全方位的信息交流与沟通，实现了建设工程项目管理的变革与发展，并将资料进行全面集成处理，为工作人员提供数字化支撑，促使管理更加便捷。这一时代背景之下数字孪生数字化建设项目管理已经成为了建设工程管理发展的必然趋势。

二、数字孪生下的建设工程项目管理探索

（一）建设工程项目管理数字孪生模型

数字孪生这一概念出自《几乎完美：通过PLM驱动创新和精益产品》当中。具体如下：

其一则是在真空空间状态之下的实物产品；

其二则是处于虚拟空间之下的虚拟产品；

其三则是将虚拟与真实存在的产品互相关联在一起的数据与信息的互相连接。

2017年相关学者对这一概念进行了扩展，主要增加了孪生数据与服务两个方面，并提出了新的数字孪生模型，如下图所示：

数字孪生模型图

在这一图示中，MDT=（PE，VE，Ss，DD，CN）其中字母PE表述的是存在的物理实体；字母VE表述的是不存在的虚拟的实体；字母SS表述的是服务；字母DD则表述的是孪生数据；字母CN则表述各个组成之间的连接部分。随着对数字孪生的深入研究和广泛应用，我们逐渐探索出了狭义数字孪生和广义数字孪生，从而实现了对数字孪生的实际运用与推广。狭义的数字孪生是一组在微观的原子角度到宏观的几何角度呈现出潜在、实际存在的物理生存虚拟信息。

在理想化的状况之下，任何从物理制造产品中检测到的信息都可以通过其数字孪生来获取。而广义数字孪生则是一种高度集成的系统，它能够模拟、监测、计算、调整并进行系统的状态的控制，从而实现对系统的全面掌控。其呈现出个性化、高效率、高度真实的特质，彰显出其独特的魅力。

数字孪生系统主要包含如下部分：

其一物理空间部分；

其二数字空间部分；

其三连接部分也就是信息处理层。

对于建设工程施工管理工作而言，在这一概念之下，提出的建设工程项目管理孪生模型主要内容如下：

这一模型中以项目管理为中心，形成完整的数字孪生体系框架。其涵盖了物理空间、孪生空间以及数字孪生应用等内容，这几个方面共同构成了数字孪生的完整框架。借助智能感知和虚实映射以此连接物理空间和孪生空间，而孪生空间则利用数据驱动模型进行孪生运用。数字孪生应用运用监管互动以及发送指令进行控制的方式，进行对物理空间的高效管理。可以见得三个组成部分之间实现链接式交互，以此构建了整体化的数字化孪生建设工程项目精细化管理体系，提高了建设工程管理质量。

（二）数字孪生数字映射

对于建设工程项目实时监控和管理的而言，其无法离开数字孪生的现场物理空间、孪生空间和数据库之间的无缝连接和高效实时通信。因此应当针对建设项目的实际施工环境以及存在的实体构建数字孪生方式，以此开发出高效的、准确的模型重构。数字孪生的交互是由静态到动态、由孤立到融合、由滞至通关键所在。构建数字孪生的物理空间以及其孪生空间之间的动态映射关联，以此提供给虚实要素精准化对应以及物理要素的协同进行、孪生要素的实际联动做基础保障。进行数字孪生的交互的基础在于孪生的数据之间可以实现互动，这种交互可以实现数据的双向传输和共享。在数字孪生映射的过程中，对于孪生数据的品质，必须确保其准确性、真实性、完整性等这是不可或缺的，具体如下：

其一则是映射的准确性。数字孪生的基础在于真实地反映物理空间的状态，这也是孪生空间的真实表现。而映射的准确性则是数字孪生实现仿真与预测并进行决策的主要决定要素。在建设工程项目管理中出于不同的数字孪生的需求，则相关人员需要保障孪生数字的关联的准确性以及空间的元素的准确性，以此才能促使映射是一致的、可靠的。

其二则是确保映射的完备性。孪生空间中存在大量冗余和不完备信息，这些都会导致映射结果产生偏差或失效。为了实现对物理空间的预测仿真，我们需要建立一个合理的孪生模型，并依赖于精确的孪生数据，以确保预测结果的准确性。实现孪生映射需要确保数据映射的完备性，同时保证物理模型的高度真实性。相关学者指出，数字孪生模型必须具备形神兼备的特质，以避免其表面空洞。因为其所提供的功能和服务各不相同，孪生映射则需要具备完备性的映射集合。针对不同的应用需求，需要进行相应的数据映射以满足其特定的要求。再进行施工阶段管理时，必须实施严格的安全控制措施，因此这一阶段则需要结构仿真映射和施工流程数据映射。而在建设项目的运营中，相关人员则需要进行数据的映射以及对结构耐久性模型的映射，以确保系统的稳定运行。数字孪生的完整生命周期需要孪生映射具备全面的孪生映射能力。

其三映射的实时性，实际上孪生模型在各种场景需求中都需要具备实时感知、预测和决策等功能。因此对其包含的物理空间和孪生空间的映射提出了较为严格的需求。在不同的应用场景中，孪生空间映射时间周期的需求各不相同。例如，进行建设项目施工进度的管控过程中，相应的施工人员则需要将一天为衡量尺度更精细些则需要将小时作为衡量的单位，而孪生映射的实时性则需要得到突显，以此实现对建设项目完成进度的管理与评价。

其四，则是映射的双向性，数字孪生的本质在于孪生空间与物理空间之间的相互作用，即孪生空间在控制和决策物理空间方面的作用，这也是实现数字化建设项目管理的基础条件。因此，两者之间的映射应当是双向发展的，也就是在孪生空间到物理空间的映射行为需要呈现出双向的特点。孪生映射主要是指对于不同的物理空间都可以探索到其孪生体，同样每一个孪生都可以探索到相应的物理空间。

结束语：简言之，数字孪生背景下的建设工程项目管理数字化促使先进技术在建设行业得到迅速的发展，大量的建设行业引进这一管理技术，此时我国建设行业管理得到迅速提高。更是成为我国建设行业发展的基石。因此在建设项目管理中应当积极落实这一管理模式，以此提高管理的实际效果，助力建设行业的发展。

参考文献：

[1]王胜婷.建设工程数字化集成管理研究[J].砖瓦,2022(09):118-120.

[2]傅煜.建设工程项目数字化协同管理平台研究[J].工程技术研究,2022,7(12):267-269.