FEM虚拟专题——建设工程与智能建造专题

1. A literature review of smart warehouse operations management

智能仓库运营管理文献综述

摘要：

电子商务、新零售等业态的蓬勃发展催生出对物流高效、准确的需求。仓库作为物流和供应链管理的重要环节，需要积极应对日益增长的需求。配备了新兴仓储技术的智能仓库系统，作为未来仓储发展的高效解决方案，越来越受到行业和科技巨头的关注。本研究提供了智能仓库背景下运营管理问题的整体观点。本文基于智能仓库的特点，从信息互联化、设备自动化、流程集成化、环境可持续性等角度，提出了一个智能仓库运营管理的框架。然后基于该框架，从四个角度对相关文献进行综述。本研究可为学术界和业界提供未来智能仓库的研究方向。

引用：

Lu ZHEN, Haolin LI. A literature review of smart warehouse operations management. Frontiers of Engineering Management, 2022, 9(1): 31‒55 https://doi.org/10.1007/s42524-021-0178-9

文章链接：

https://journal.hep.com.cn/fem/EN/10.1007/s42524-021-0178-9

https://link.springer.com/article/10.1007/s42524-021-0178-9

2. Named entity recognition for Chinese construction documents based on conditional random field

基于条件随机场的中文施工文件命名实体识别

摘要：

命名实体识别(NER)在许多自然语言处理(NLP)任务中是必不可少的，如信息提取和文档分类。施工文件通常包含关键的命名实体，有效的NER方法可以为下游应用提供坚实的基础，提高施工管理效率。本研究提出了一种基于条件随机场 (CRF) 的中文施工文件NER方法，包括语料库设计管道和CRF模型。语料库设计管道识别施工管理中的典型NER任务，支持基于单词的标记化，并控制注释与新设计的注释规范的一致性。CRF模型设计了9个转换特征和7类状态特征，涵盖了上下文中单词位置、词性(POS)和单词/字符状态的影响。标记的施工数据集上的 F1值为 87.9%。此外，随着更多领域知识特征的加入，包含POS信息的边际性能提升会降低，POS定制在有限数据条件下提高自然语言处理性能是一个很有前景的研究方向。

引用：

Qiqi ZHANG, Cong XUE, Xing SU, Peng ZHOU, Xiangyu WANG, Jiansong ZHANG. Named entity recognition for Chinese construction documents based on conditional random field. Frontiers of Engineering Management, 2023, 10(2): 237‒249 https://doi.org/10.1007/s42524-021-0179-8

文章链接：

https://journal.hep.com.cn/fem/EN/10.1007/s42524-021-0179-8

https://link.springer.com/article/10.1007/s42524-021-0179-8

3. Blockchain-based smart contract for smart payment in construction: A focus on the payment freezing and disbursement cycle

基于区块链的工程建造智能合约支付系统：聚焦冻结付款和支付周期

摘要：

逾期付款，甚至欠款，是一个长期困扰全球建筑业的普遍问题。区块链技术的最新发展，尤其是智能合约，为改善这一老问题提供了新的可能性。然而，这一可能性在很大程度上尚未得到实际验证。本研究旨在通过关注冻结付款（有时也称为付款担保）和支付申请的基本周期，为建筑行业的智能支付开发基于区块链的智能合约（BBSC）系统。首先，一个BBSC框架包含(a)启动和配置、(b)冻结付款和(c)支付申请三个流程。其次，基于该框架，提出并阐述了BBSC系统的体系结构，包括(1)基础设施服务(IaaS)、(2)区块链服务(BaaS)和(3)软件服务(SaaS)三层。最后，在系统架构的基础上，以一个实际的模块化建设项目为例，开发了一个BBSC原型系统。研究发现，该原型系统可以提高按期付款的确定性和效率，从而在建筑交易中实现智能付款。在不提倡彻底改变（例如，合同关系或银行在现代建设项目中的中间角色）的情况下，原型可以开发成现实生活中的 BBSC系统，可以与该领域的当前进展兼容。建议未来对这些发现进行微调，并将其转化为实际应用。

引用：

Liupengfei WU, Weisheng LU, Jinying XU. Blockchain-based smart contract for smart payment in construction: A focus on the payment freezing and disbursement cycle. Frontiers of Engineering Management, 2022, 9(2): 177‒195 https://doi.org/10.1007/s42524-021-0184-y

文章链接：

https://journal.hep.com.cn/fem/EN/10.1007/s42524-021-0184-y

https://link.springer.com/article/10.1007/s42524-021-0184-y

4. Systematic literature review on smart contracts in the construction industry: Potentials, benefits, and challenges

建筑行业中关于智能合约的文献综述：潜能、收益和挑战

摘要：

建筑行业数字化转型的发展导致越来越多地采用智能合同。智能合约作为一种可编程的应用程序，可以自动编写、验证和执行交易条件，主要用于提高自动化水平、信息安全以及构建数字环境。然而，智能合约通常被视为区块链的附属品，其独特的内涵和价值在建筑行业尚未得到认可。本研究基于2014年至2021年发表的81篇关于建筑智能合约应用的研究文章进行了系统回顾，探索和突出其在特定领域要求下的潜力。根据研究类型分类和领域编码对研究结果进行分析。确定了八个研究领域，其中三个研究最多的领域是合同和支付、供应链和物流以及信息管理。分析了智能合约与其他创新概念与先进技术的结合，并讨论了智能合约应用于不同研究领域的适用性、优势和挑战。

引用：

Xuling YE, Ningshuang ZENG, Markus KÖNIG. Systematic literature review on smart contracts in the construction industry: Potentials, benefits, and challenges. Frontiers of Engineering Management, 2022, 9(2): 196‒213 https://doi.org/10.1007/s42524-022-0188-2

文章链接：

https://journal.hep.com.cn/fem/EN/10.1007/s42524-022-0188-2

https://link.springer.com/article/10.1007/s42524-022-0188-2

5. Revisiting digital twins: Origins, fundamentals, and practices

重温数字孪生：起源、基础和实践

摘要：

数字孪生（DT）自提出以来迅速成为热门话题。它出现在各种商业宣传中，被学术界广泛引用。然而，DT一词存在错误陈述，在商业和学术界被误用。这项研究重新审视了DT，并将其定义为一种更先进的系统/产品/服务建模和仿真环境，它结合了大多数现代信息通信技术（ICT）和工程机制数字化，其特点是系统/产品和服务生命周期管理、物理几何可视化、系统运行状况的实时传感和测量，系统性能/安全/寿命的可预测性以及基于完整工程机制的仿真。DT的思想源于工程信息化的建模和仿真实践，包括虚拟制造（VM）、模型预测控制和建筑信息建模（BIM）。在二元VM模型的基础上，我们提出了一个表示DT的三元模型。DT没有其独特的技术特点。DT的现有实践是现代ICT工程信息化的延伸。这些见解阐明了DT的起源及其技术要点。

引用：

Jiehan ZHOU, Shouhua ZHANG, Mu GU. Revisiting digital twins: Origins, fundamentals, and practices. Frontiers of Engineering Management, 2022, 9(4): 668‒676 https://doi.org/10.1007/s42524-022-0216-2

文章链接：

https://journal.hep.com.cn/fem/EN/10.1007/s42524-022-0216-2

https://link.springer.com/article/10.1007/s42524-022-0216-2

6. Governance of social responsibility in international infrastructure megaprojects

国际基础设施大型项目中的社会责任治理

图形摘要：

引用：

Saixing ZENG, Hongquan CHEN, Hanyang MA, Jonathan Jingsheng SHI. Governance of social responsibility in international infrastructure megaprojects. Frontiers of Engineering Management, 2022, 9(2): 343‒348 https://doi.org/10.1007/s42524-022-0191-7

文章链接：

https://journal.hep.com.cn/fem/EN/10.1007/s42524-022-0191-7

https://link.springer.com/article/10.1007/s42524-022-0191-7

7. Engineers as business leaders: A need to investigate formative collegiate experiences of highly successful executive-level engineers

工程师作为商业领袖：对非常成功的高管级工程师的成长经历进行的必要调研

引用：

Mirosław J. SKIBNIEWSKI, Young Joo KIM. Engineers as business leaders: A need to investigate formative collegiate experiences of highly successful executive-level engineers. Frontiers of Engineering Management, 2022, 9(1): 159‒162 https://doi.org/10.1007/s42524-021-0183-z

文章链接：

https://journal.hep.com.cn/fem/EN/10.1007/s42524-021-0183-z

https://link.springer.com/article/10.1007/s42524-021-0183-z 

8. Are public‒private partnerships still an answer for social infrastructure? A systematic literature review

PPP是否仍然是解决社会基础设施问题的好方法？系统的文献综述

摘要：

社会基础设施已成为衡量国家经济发展和社会效益的要素，通常以政府拨款、社会资本投资以及政府和社会资本合作（PPP）的模式提供资金。然而，社会基础设施PPP项目由于其低盈利能力和运营需求复杂引起了公众的广泛争论，本研究旨在从其知识体系、应用现状和前景的角度回答“PPP是否仍然是解决社会基础设施问题的好方法？”。本研究首先进行了迭代检索和综述程序以及科学计量分析，以系统地筛选文献，并构建社会基础设施PPP文献的知识体系。随后，本文分析了应用现状和趋势，以进一步探索主要研究的国家或地区、应用领域和研究主题。结果表明，尽管PPP在不同主题上的结果喜忧参半，但在提供社会基础设施方面仍具有宝贵的应用潜力。此外，本文确定了六个主要研究主题和相应的研究趋势，即融资和经济可行性、风险管理、绩效管理、合同和关系管理、治理和监管以及促进和制约因素，这为从业者和研究人员提供了关于社会基础设施PPP的全面概述以及建设性指导建议。

引用：

Liang MA, Yangyang HU, Liuying ZHU, Yongjian KE. Are public‒private partnerships still an answer for social infrastructure? A systematic literature review. Frontiers of Engineering Management, 2023, 10(3): 467‒482 https://doi.org/10.1007/s42524-023-0249-1

文章链接：

https://journal.hep.com.cn/fem/EN/10.1007/s42524-023-0249-1

https://doi.org/10.1007/s42524-023-0249-1

9. Developing a TRL-oriented roadmap for the adoption of biocomposite materials in the construction industry

面向TRL采用生物复合材料的建筑行业路线图

摘要：

建筑业是造成环境污染的主要原因之一。建筑业对环境的影响可以通过使用生态友好型建筑材料（如生物复合材料）来减轻。一旦开发出来，生物复合材料可能会为目前使用的材料提供一种可行的替代方案。然而，生物复合材料在建筑行业的采用和最终使用方面都很滞后。这篇文章对生物复合材料成为建筑行业可随时使用在结构方面实施提供了深入分析。这种材料的开发和采用通过两个概念来解决，即技术准备水平和路线图，并在关于“液态木材”的案例研究中进行了探讨。更进一步，还对建筑行业进行了访谈，以确定该行业对生物复合材料的看法。一个定制的路线图已经出现，它强调了与该材料相关的主要非技术视角。此外，还概述了“液态木材”可能遇到的采用和推广问题，并提出了进一步的建议。

引用：

Tudor-Cristian PETRESCU, Johannes T. VOORDIJK, Petru MIHAI. Developing a TRL-oriented roadmap for the adoption of biocomposite materials in the construction industry. Frontiers of Engineering Management, 2023, 10(2): 223‒236 https://doi.org/10.1007/s42524-021-0154-4

文章链接：

https://link.springer.com/article/10.1007/s42524-021-0154-4

https://journal.hep.com.cn/fem/EN/10.1007/s42524-021-0154-4

10. Named entity recognition for Chinese construction documents based on conditional random field

基于条件随机场的中文工程文档命名实体识别

摘要：

命名实体识别（NER）在许多自然语言处理（NLP）任务中是必不可少的，如信息提取和文档分类。工程文档通常包含关键的命名实体，有效的NER方法可以为下游应用提供坚实的基础，以提高施工管理效率。本研究提出了一种基于条件随机场（CRF）的中文工程文档NER方法，包括语料库设计流程和CRF模型。语料库设计流程识别了工程管理中的典型NER任务，实现了基于单词的标记化，并依据标注规范保证了标注工作的一致性。CRF模型设计了九种转换特征和七类状态特征，涵盖了上下文中单词位置、词性（POS）和单词/字符状态的影响。在标注的构造数据集上，F1测度为87.9%。此外，随着更多领域知识特征的注入，包含POS信息的边际性能改进将减少。因此，POS定制成为在有限的数据下提高NLP性能的一个很有前途的研究方向。

引用：

Qiqi ZHANG, Cong XUE, Xing SU, Peng ZHOU, Xiangyu WANG, Jiansong ZHANG. Named entity recognition for Chinese construction documents based on conditional random field. Frontiers of Engineering Management, 2023, 10(2): 237‒249 https://doi.org/10.1007/s42524-021-0179-8

文章链接：

https://link.springer.com/article/10.1007/s42524-021-0179-8

https://journal.hep.com.cn/fem/EN/10.1007/s42524-021-0179-8

11. Digital twin for healthy indoor environment: A vision for the post-pandemic era

健康室内环境的数字孪生：后疫情时代的愿景

摘要：

室内环境对人类健康有重大影响，因为人们90%的时间都在室内。新冠肺炎疫情和公众健康意识的提高进一步提高了培育和维护健康室内环境的紧迫性。新兴数字孪生技术的进步，包括建筑信息建模（BIM）、物联网（IoT）、数据分析和智能控制，为建筑设计和运营带来了新的机遇。尽管有许多关于开发创建数字双胞胎的方法以及在智能建筑管理中实现新功能和服务的研究，但很少有人关注室内环境的健康。迫切需要理解和设想如何将数字孪生范式用于健康的室内环境。因此，本研究回顾了开发数字双胞胎的技术，并讨论了如何定制这些技术以促进公共健康。具体而言，回顾了BIM、物联网传感、数据分析和智能建筑控制技术在建筑数字孪生中的当前应用，并讨论了知识差距和局限性，以指导未来改善环境和居住者健康的研究。此外，本文还特别考虑了上述四个新兴技术和问题，阐述了未来为健康室内环境研究集成数字双胞胎的愿景。这篇综述通过倡导在数字孪生建模和智能建筑服务中考虑健康，并提出数字孪生实现健康室内环境的研究路线图，为知识体系做出了贡献。

引用：

Jiannan CAI, Jianli CHEN, Yuqing HU, Shuai LI, Qiang HE. Digital twin for healthy indoor environment: A vision for the post-pandemic era. Frontiers of Engineering Management, 2023, 10(2): 300‒318 https://doi.org/10.1007/s42524-022-0244-y

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https://link.springer.com/article/10.1007/s42524-022-0244-y

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12. Bridging the gap: Neuro-Symbolic Computing for advanced AI applications in construction

弥合差距：神经符号计算用于建筑中的高级 AI 应用

摘要：

深度学习(DL)在计算机视觉(CV)和自然语言处理等各个领域彻底改变了人工智能(AI)领域。然而，DL 模型存在局限性，包括需要大型标记数据集，缺乏可解释性和可解释性，潜在的偏见和公平性问题，以及常识推理和上下文理解方面的局限性。另一方面，DL 在使用 CV 模型构建安全和质量检查任务方面显示出了巨大的潜力。然而，目前的 CV 方法可能缺乏空间背景和测量能力，并且难以满足复杂的安全和质量要求。神经符号计算(NSC)是一个结合深度学习和符号推理的新兴领域，已经被提出作为解决这些限制的潜在解决方案。通过利用深度学习和符号推理的优势，NSC 有可能在构建中实现更强大、可解释和准确的 AI 系统。在 NSC 中，符号主义和连接主义的结合可以提高数据的使用效率，提高泛化能力，增强可解释性。将 NSC 与大型模型和先进的CV技术有效地结合起来，以精确报告施工中的安全和质量检查结果，需要进一步的研究和实验。

引用：

Xiaochun LUO, Heng LI, SangHyun LEE. Bridging the gap: Neuro-Symbolic Computing for advanced AI applications in construction. Frontiers of Engineering Management, 2023, 10(4): 727‒735 https://doi.org/10.1007/s42524-023-0266-0

文章链接：

https://journal.hep.com.cn/fem/EN/10.1007/s42524-023-0266-0

https://link.springer.com/article/10.1007/s42524-023-0266-0

排版：赵晨旭