摘要： 本文阐述数字孪生概念与关键技术，分析其在项目全生命周期管理各阶段应用，包括规划设计优化、施工进度与质量管控、运维阶段监测与决策支持等，展现数字化管理优势与成效，也提及面临的挑战，为建设工程领域借助数字孪生提升管理水平提供理论与实践参考。

关键词：数字孪生；物联网技术；大数据技术；建模与仿真技术

一、数字孪生相关技术与概念

（一）数字孪生概念

数字孪生是充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，在虚拟空间中完成映射，从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程。在建设工程项目中，数字孪生可将建筑实体及其周边环境数字化，形成一个与真实项目高度相似且可交互的虚拟模型。

（二）关键技术支撑

数字孪生在建设工程项目管理中的应用离不开关键技术的支撑。其中，物联网技术在建设工地广泛部署温湿度传感器、位移传感器、压力传感器等大量设备，达成对施工现场各类物理参数的实时采集与传输，为数字孪生模型输送动态数据，保障虚拟模型与物理实体状态相符。大数据技术可存储并处理建设项目全生命周期里源自设计图纸、施工记录、设备运行数据等的海量多源数据，云计算则赋予强大计算力，促使数据快速分析且模型高效运作，有力支撑项目管理决策。另外，借助 BIM 等建模技术构建建设项目精细的三维模型，融合仿真技术模拟分析项目施工过程、结构性能以及设备运行状况，能够提前预判项目实施时可能存在的问题，进而实现方案的优化改进，这些关键技术相互协同，共同推动数字孪生在建设工程项目管理中的有效应用。

二、数字孪生在建设工程项目管理中的应用

（一）项目规划与设计阶段

在规划设计初期，基于数字孪生的 BIM 模型可整合地理信息、周边环境数据等，帮助设计师更好地进行场地分析与布局规划。通过虚拟模型进行多方案比选，如不同建筑朝向、户型设计对采光、通风等性能影响的模拟分析，快速评估各方案优劣并确定最佳设计方案。同时，可利用数字孪生模型进行碰撞检查，提前发现设计中各专业（如建筑、结构、给排水、电气等）之间的冲突矛盾，减少施工阶段设计变更，降低成本与工期延误风险。

（二）项目施工阶段

1.施工进度管理

将施工计划与数字孪生模型关联，通过物联网设备采集施工现场实际进度信息（如各工序完成情况、设备安装进度等）并反馈到虚拟模型。管理人员可直观对比计划进度与实际进度偏差，及时调整资源分配与施工顺序，确保项目按计划推进。例如，若某楼层混凝土浇筑进度滞后，可通过模型分析对后续工序及相关资源（如人力、材料、机械设备等）进行重新调配，避免对整体工期产生过大影响。

2.施工质量管理

在施工质量管理方面，于施工现场合理安置质量监测传感器，使混凝土强度、钢筋间距等关键质量数据能实时传输至数字孪生模型。管理人员借此可在虚拟模型里便捷查看施工各部位质量状况，一旦发现质量问题，便能迅速预警并精准追溯源头。与此同时，借助数字孪生模型对施工工艺展开模拟，例如模拟钢结构焊接工艺，这有助于提前开展施工人员培训工作，有效提升施工质量的稳定性。此外，深入分析施工过程数据，能够构建起质量知识库，为后续相似项目的质量管控提供极具价值的经验借鉴与参考依据。

（三）项目运维阶段

1.设施设备监测与维护

数字孪生模型具备实时呈现建设项目内多种设施设备运行状况的能力，涵盖电梯、空调系统以及消防系统等。它借助传感器数据，对设备的温度、振动幅度、能耗水平等关键参数进行严密监测，从而提前预判设备可能出现的故障，并据此制定维护保养计划。比如电梯运行期间，一旦振动数据偏离正常范围，数字孪生模型会即刻触发预警信号。此时，运维人员能够依据模型所提供的精确设备位置信息与详细结构资料，迅速锁定故障发生点，及时开展维修工作，最大程度降低设备停机时长，确保建设项目稳定、持续地正常运行。

2.空间与能源管理

在空间管理方面，数字孪生模型可直观展示建筑内部空间使用情况，包括各房间、区域的占用率、功能布局等，方便物业管理人员进行空间规划与调配。对于能源管理，通过与智能电表、水表等连接，监测建筑能源消耗情况，分析能源使用效率，制定节能策略并通过数字孪生模型模拟节能措施实施效果，如调整空调运行参数对能耗影响的模拟，实现建筑能源的精细化管理与节能减排目标。

三、数字孪生应用成效与面临挑战

（一）应用成效

数字孪生在建设工程项目管理中成效斐然。于效率维度，有效削减设计变更次数，施工工期得以缩短，运维响应更为快速敏捷；在质量层面，凭借精细化设计、严格施工管控以及精准运维监测维护手段，有力确保项目整体质量达标；决策方面，借助数字孪生模型开展数据分析与模拟，为项目各阶段决策筑牢科学根基，从而降低决策失误风险。其全方位的应用成果，从效率提升、质量保障到决策优化，深度优化了建设工程项目管理流程与效果，为建筑行业的现代化管理进程注入强劲动力并树立全新标杆。

（二）面临挑战

在建设工程领域，数字孪生的应用之路并非一帆风顺，诸多挑战横亘在前。技术集成方面，其难度不容小觑，由于涉及多学科、多技术的深度融合，各技术系统如同独自运转的齿轮，兼容性较差，数据交互也仿佛遭遇无形的壁垒，难以顺畅进行。数据安全也成为棘手难题，建设项目产生的数据浩如烟海，其中又隐匿着隐私与商业机密，这使得数据在采集的源头、传输的路径、存储的仓库以及使用的环节，都犹如置身于风口浪尖，安全保障面临着极为严峻的考验。人才短缺更是雪上加霜，那些既对建设工程专业知识了如指掌，又能熟练掌握数字孪生相关信息技术的复合型人才少之又少，如同珍稀瑰宝难觅踪迹，直接限制了数字孪生技术在项目管理领域深入扎根、广泛拓展的步伐。

结语： 数字孪生为建设工程项目管理数字化开辟了新路径。通过在项目规划设计、施工、运维等全生命周期的应用，有效提升管理效率、质量与决策科学性。尽管目前面临技术集成、数据安全、人才短缺等挑战，但随着技术发展与行业重视，数字孪生必将在建设工程领域发挥更为重要的作用，推动建设工程项目管理向智能化、精细化方向持续迈进，为构建高效、可持续的现代建设工程体系奠定坚实基础。

参考文献：

[1]刘刚，马智亮，曾勃，等.数字孪生技术在建筑工程中的应用研究综述[J].土木建筑工程信息技术，2023，15（06）：1-8.

[2]梁邦勋.基于数字孪生的装配式建筑施工过程动态调度研究[D].桂林理工大学，2023.