找寻建筑业的通用语言<br/>——由香港建筑业管理说开去

找寻建筑业的通用语言
——由香港建筑业管理说开去

2010-09-14

中国建设信息化 2010年24期

◎ 本刊记者星竹

建筑业管理现状

当前，全球建筑业生产力水平逐年下降，根据美国劳动统计局的统计数据显示，美国制造业生产力指数呈持续上升趋势，建筑业生产力指数呈下降趋势，特别是近十多年来，下降幅度较大。生产力指数代表了投入一定的劳动力和资本所产出价值的大小，这表明，建筑业的利润空间正在缩小。为了保证利润的稳定或增长，建筑施工企业必然降低单位产值投入资源的成本。

香港理工大学建筑与房地产学系主任教授李恒分析指出，一个工程项目的总造价可以分为三部分，一部分是购买材料、机械设备等所花费的直接成本；一部分是管理成本和工程所带来的利润；还有一部分是由于返工、设计错误等因素造成的资源浪费。近50年来，随着IT经理等职位的出现，管理成本呈现增加的趋势，总成本这张“大饼”在缩小，管理与材料等成本在攀升，这样的形势间接造成了处于社会底层的建筑工人的权益得不到有效保障的现实。

香港的建筑业大致分为三类人，一类是建筑工人，在香港来讲工人多是新移民或者东南亚国家的农民；一类是管理者，负责工程项目的全生命周期的计划、组织、协调与控制；还有一类人员是大学教授等教研工作者。若想整体提升建筑业的实力，需要从三个方面努力，即：改善工人的境况，精简管理的成本，提升教学科研的质量水平。其中后两者又有紧密相依的关联，管理理论是在课堂和实践中摸索总结的。

管理与科研之困境

从管理的角度来说，由于香港的建筑管理延续了英式的管理特点，即以管理为主体，不注重技术创新，在建设项目日益复杂化的情况下，为了解决设计或施工过程中出现的问题，不得不扩大管理队伍，这就造成管理层十分臃肿，管理成本高达总成本的20%～30%。

从研究的角度来说，建筑管理的研究处于自然科学与社会科学的交界处。自然科学的两大支柱是观察和逻辑推理。在自然科学的领域，事物的发展变化规律和内在因果关系不以人的意志为转移，甲和乙去做同一件事，输入的条件相同，得出的结论也会是一样的。例如对于结构力学中工程结构的强度、刚度和稳定性等问题可以用全世界公认的符号进行描述。已知条件和未知条件都很清楚，无论是美国人还是印度人看到这个问题，不需要作很多思考和解释，大家的反应都是一模一样的。社会科学的研究对象则是社会现象，例如对于承包商来说，投不投标是一个问题。李恒教授曾经在学生中进行过一次简单的问卷调查，问题就是：一项标的投还是不投，要考虑什么因素？同学A说，要看承包商同业主的关系好不好，技术优势大不大，公司的地址位置离项目地点远不远等；同学B说，要看看其他投标单位有几家，自身的现金流情况如何；同学C说，要认识目前国内、国际的大环境，考虑总造价等因素。

李恒教授任教于英国和澳大利亚多所大学，他从事建筑企业管理方面的决策研究已经20多年。他坦陈，这20多年走过的路中，依然没有找到稳妥的变量来描述清楚所有的问题。曾经有一位教授，花了40多年时间，尝试用线性回归、人工模拟等方法找出建筑管理各变量之间到底有什么函数关系，却以失败告终。也许，目前学术界对于建筑管理的认识带有盲人摸象的色彩，无论是招投标管理、道德标准还是企业管理的讨论，都难以做到对建筑管理有一个全面、深入的了解和认识。

公共政策管理学的观点认为，正确地认识一个问题，用清晰的思路和语言将其描述出来，问题就已经解决了一半。为了解决建筑管理中的结构性问题，客观上要求施工方改进作业技术，提高劳动生产率，同时减少设计、施工过程中因返工造成的不必要的浪费，并精简管理成本。如何提高建筑业生产率，怎样减少设计、施工中的失误？影响经营决策的因素有哪些？我们能否找到一种方法，让建筑管理切实见到效益？在建筑企业中能否找到一门通用的语言，把建筑业内在的逻辑关系描述清楚呢？

“先试后建”管理思想的应用

横向观察制造业相关的管理模式，可能会发现某些借鉴意义。瑞典家具卖场宜家家居的核心模式为“设计-制造”一体化及“自助安装”模式，它90%以上的费用用于材料成本。在设计阶段，宜家家居充分考虑到设计的可制造性，不仅可以减少由于设计错误、不可制造等引发的成本，同时可以保证生产效率；另一方面，通过基于3D安装说明实施的“自助安装”模式，可以大大降低技术指导或安装成本。

然而，建筑本身与家具等一般产品有本质的区别，即建造过程的不可重复性。运用传统的管理方法，在无法看清楚建造过程全貌的情况下，被动管理占据着施工管理主要的位置。通常是发现了问题再进行补救。虚拟技术的出现则为建筑业的管理提供了另一种可能。

BIM（建筑信息模型）能够把建筑物的几何信息和数字信息进行有效整合，将设计及施工可行的方案在建造之前转化为3D施工说明，指导工人施工。通过采用新技术，先试后建，减少设计错误、提高可施工性，从而降低风险、减少不可预见成本。对于“先试后建”的思想，香港理工大学CVP Lab（建筑虚拟模型实验室）已经进行了大量的研究与实践，提出了基于VP（Virtual Prototyping，虚拟原型）技术的“先试后建”解决方案。

VP技术是一种在虚拟环境中建模、模拟、分析产品设计与生产过程的数字化、可视化技术，在飞机、汽车制造等制造业中得到了较好的应用，在建筑业中的应用则刚刚起步。李恒教授等12名科研人员负责开发此项技术，在一次访谈中他提到了“先试后建”的实施过程。首先，在虚拟环境中针对建筑设计进行建模分析，检测设计错误，提前排除设计错误；然后，基于设计的方案进行施工过程模拟与优化，从而检测施工方案的可行性，排除施工过程中的各种风险，如碰撞；最后，提供相应的3D施工过程说明，以指导工人施工，精减管理人员。在建筑工程项目可采用VP技术，消除12～22%的返工成本。目前这项技术已经得到了香港金门建筑公司和中国海外集团有限公司等大型承建商的采用。

虚拟技术的优势与实践

BIM管理的优势在于提供建筑物从设计、施工到物业管理的生命周期的信息。李恒教授的小组曾经承担了一栋8楼层的办公楼的项目，运用BIM技术帮助业主进行评标。评标过程中，他们把设计方案翻译成三维模型，告诉业主哪一个标书从技术角度来看更加科学合理——这样的评标过程用时4、5天就足够了。

BIM模型能够把设计信息和施工信息，人力资源和物力资源集中到一起，在施工过程中进行精细建模。透过计算机进行仿真工程建设，把建筑大厦或其他涉及复杂建筑结构的平面设计图，转化成三维立体动画影像，甚至连十分细微的部分也能清晰展示出来。更重要的是，这技术可以把施工流程及资源安排立体化，模拟实际施工时的每一个步骤。

在虚拟技术的帮助下，模拟施工如同在学习飞机的驾驶，在虚拟环境中试飞一遍，如果出现了错误或者无法操作，及时加以修正和改进，减少在真实场景中不必要的出错几率。BIM模型还能够检验系统环境的安全性，对可能引起工人伤亡事故的作业动作进行模拟、剔除，有效避免事故的发生。

在城市建设中，一个突出的问题就是建设用地拥挤。VP虚拟技术在此为用地规划助上了一臂之力。如今VP虚拟技术拥有一个俏皮的名字：游戏技术（Game Technology）。虚拟环境中的吊车、打桩机都是可以人为驾驭的，通过虚拟施工，观察机械设备和材料堆放到底需要多少场地。由不同的实验人员各驾驶一辆吊车，采用不同的操作方法，比较在不同的统筹安排下占用场地的大小，收到了很好的效果。在进行香港迪士尼乐园的扩建规划时，李恒教授参与的研究小组花了很大功夫对不同施工方案进行了比较，从设计到施工的协同，使用一个吊车好还是两个吊车好，预制件的吊装顺序如何安排更为节省人力、物力和空间等。

建筑施工的安全生产一直备受关注，安全培训因而势在必行。而在项目教学管理中，学校更多侧重管理理论的研究，没有办法给学生在课堂环境中创造“实验操作”的机会。随着虚拟技术的发展成熟，学生便能够进入虚拟世界来模拟施工操作过程。例如，学生能够遵循固定的模式拆塔吊。如果因为业务不熟练等原因，拆塔吊的过程中出现了错误，系统会自动进行扣分。假如80%的步骤没有出现错误，那么学生的成绩可以记为“合格”，80%的步骤缺失或者没有做到位，那么成绩记为“不合格”。有关专家认为，这样的教学方式能够为学生普及“施工安全”的基本概念。

BIM技术具有可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性等特点，为建筑业管理提供了知识获取和知识管理的方法，也是建筑业变革者有效的工具。然而，BIM的使用成本很高，若想得到业主的认可和选择还是有一段路需要走。BIM技术怎么切入到建筑管理中来，BIM的实施由主导最好？

李恒教授的理解是，通过业主主导，建立建筑物的三维模型，将这个BIM模型提交给主承包商，主承包商进行招投标的工作，费用的分担人与分担方法公平商议。还需要注意一点，在建设过程中，若是能把设备供应商的电话、材料、成本等数据自动通过扫描等手段，与三维的BIM的模型相结合，就可以节省日后费心找寻的大量成本。在推行BIM模型的同时，需要帮助总承建商改进施工的方法，减少施工过程的返工。