——香港理工大學(xué)建筑及房地產(chǎn)系
上個(gè)世紀(jì)末，李恒就是一個(gè)經(jīng)常聽(tīng)到的名字。從同濟(jì)大學(xué)到香港理工大學(xué)建筑及房地產(chǎn)系教授、博士生導(dǎo)師，他的每一步都走的堅(jiān)實(shí)而有力量。學(xué)識(shí)淵博的他儒雅、內(nèi)斂、樸實(shí)無(wú)華；放眼未來(lái)的他深沉、智慧、字字珠璣。
長(zhǎng)期以來(lái)，李恒教授亦任職于工程設(shè)計(jì)與建筑公司，為澳大利亞、中國(guó)香港和大陸地區(qū)的私有及政府組織提供技術(shù)支持和咨詢服務(wù)。同時(shí)，他主持和完成多項(xiàng)與建筑信息技術(shù)的轉(zhuǎn)移與創(chuàng)新應(yīng)用相關(guān)的基金項(xiàng)目，并在與其研究領(lǐng)域相關(guān)的國(guó)際學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表文章200多篇……
他為中國(guó)香港及大陸建筑信息技術(shù)的發(fā)展所做出的貢獻(xiàn)深深的烙印在我們每個(gè)人的記憶深處。
做著自己最想做的事，所以安心歡喜、甘之如飴。讓我們?nèi)ソ咏�、去感受李恒教授這一位極具魅力的人物，聆聽(tīng)他對(duì)建筑業(yè)在發(fā)展中面對(duì)的問(wèn)題的精辟見(jiàn)解，以及建筑虛擬模型技術(shù)發(fā)展方面的情況。
記者：不可否認(rèn)，香港經(jīng)濟(jì)在過(guò)去的幾年中已經(jīng)復(fù)蘇，建筑業(yè)也不例外，其總產(chǎn)值在穩(wěn)步增長(zhǎng)。然而，為什么建筑工人分享不到經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇所帶來(lái)的利益呢？這是否是建筑業(yè)深層次矛盾的一個(gè)初現(xiàn)？
李恒教授：當(dāng)前，全球建筑業(yè)生產(chǎn)力水平逐年下降。根據(jù)美國(guó)勞動(dòng)統(tǒng)計(jì)局的統(tǒng)計(jì)資料顯示，美國(guó)制造業(yè)生產(chǎn)力指數(shù)呈持續(xù)上升趨勢(shì)，而建筑業(yè)生產(chǎn)力指數(shù)則呈下降趨勢(shì)，特別是最近10年來(lái)，下降幅度較大。這說(shuō)明制造同樣的產(chǎn)值，投入的資源會(huì)逐漸增長(zhǎng)，即建筑業(yè)的利潤(rùn)空間正在下降。然而，為了保持利潤(rùn)率穩(wěn)定或增長(zhǎng)，必須降低單位資源的成本，以減少單位產(chǎn)值的總成本（以下簡(jiǎn)稱“總成本”）。若用一個(gè)餅狀圖表示單位產(chǎn)值的總成本，則基于建筑企業(yè)的需要，這個(gè)“餅”將越來(lái)越小。
總成本包括三部分，即直接成本、管理成本和不可預(yù)見(jiàn)成本，其中直接成本包括人工、材料、機(jī)械等費(fèi)用，不可預(yù)見(jiàn)成本包括由設(shè)計(jì)錯(cuò)誤、不可建造及其它風(fēng)險(xiǎn)形成的費(fèi)用。為了降低總成本，提高利潤(rùn)，建筑企業(yè)必須降低直接成本和管理成本和不可預(yù)見(jiàn)成本。
對(duì)于直接成本中的材料和機(jī)械的費(fèi)用，其取決于市場(chǎng)的供求，可減少的空間有限；而對(duì)于建造商來(lái)說(shuō)，工人的費(fèi)用則是可以壓縮的。
管理成本高達(dá)總成本的20－30 %。原因何在？這主要是因?yàn)楫?dāng)前建筑管理或項(xiàng)目管理模式存在問(wèn)題。香港建筑項(xiàng)目管理模式是英式的，即以管理為主體，不注重技術(shù)創(chuàng)新。在建設(shè)項(xiàng)目日益復(fù)雜化的情況下，為了解決設(shè)計(jì)或施工過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，不得不擴(kuò)大管理隊(duì)伍，這就造成管理層極度臃腫。例如：十年前，建筑企業(yè)管理層中根本沒(méi)有 IT管理者，當(dāng)然也不存在相應(yīng)的成本，而當(dāng)前大大小小的建筑企業(yè)都有相應(yīng)的 IT管理者，這在無(wú)形中就增加了管理成本。可以說(shuō)，當(dāng)前的項(xiàng)目管理運(yùn)作模式，決定了管理成本只會(huì)增加，不會(huì)減少。同時(shí)，在香港大學(xué)教育中也是這種模式，只注重管理理論的教學(xué)，不關(guān)注學(xué)生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)大學(xué)的教育模式與業(yè)界的管理模式形成惡性循環(huán)，使得技術(shù)創(chuàng)新及應(yīng)用無(wú)從談起，也更難解決當(dāng)前的高管理成本問(wèn)題。
不可預(yù)見(jiàn)成本，這部分成本是不可預(yù)測(cè)的，但根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，其占總成本的 12-22%。為何在加強(qiáng)管理隊(duì)伍建立的同時(shí)，不可預(yù)見(jiàn)成本反而高漲？一個(gè)主要的原因就是英式管理模式是被動(dòng)管理模式，即在事后進(jìn)行補(bǔ)救，無(wú)法做到事前防范。怎樣降低這部分成本？當(dāng)前建筑企業(yè)只有接受，沒(méi)有較好的防范途徑。
由上述分析可以得出這樣一個(gè)結(jié)論：在建筑總成本需要不斷減少的大環(huán)境下，管理成本則在不斷增長(zhǎng)，不可預(yù)見(jiàn)成本無(wú)法得到較好地削減，因此只有通過(guò)降低直接成本中工人的人工來(lái)減少總成本。然而，工人成本相對(duì)于管理成本而言，則是少之又少。這就是當(dāng)前建筑業(yè)的內(nèi)在矛盾。
記者：那如何解決這一矛盾？
李恒教授：欲解決總成本需要減少、管理成本不斷增長(zhǎng)、工人人工停步不前這一矛盾，要從矛盾的根源出發(fā)，即：
第一， 解決建筑業(yè)自身生產(chǎn)力的問(wèn)題，提高生產(chǎn)效率，減少資源投入量；
第二，精減管理隊(duì)伍，減少建造過(guò)程中的管理成本；
第三，變被動(dòng)管理為主動(dòng)管理，減少由于設(shè)計(jì)錯(cuò)誤、不可建造及其它風(fēng)險(xiǎn)所引起的費(fèi)用。
當(dāng)前建筑業(yè)生產(chǎn)效率低下、管理成本以及不可預(yù)見(jiàn)成本較高，主要原因是新技術(shù)手段及管理方法在建筑業(yè)中沒(méi)有得到較好的應(yīng)用，而這恰恰是制造業(yè)生產(chǎn)高效率的根本所在。在此，我們不妨以 IKEA（宜家）為例，考慮一下制造業(yè)的生產(chǎn)與管理模式，看是否可以為建筑業(yè)提供參考。
IKEA模式的核心是設(shè)計(jì)－制造一體化，及“自助安裝”模式。一方面，設(shè)計(jì)－制造模式是在設(shè)計(jì)階段充分考慮到設(shè)計(jì)的可制造性，這不僅可以減少由于設(shè)計(jì)錯(cuò)誤、不可制造等引起的成本，同時(shí)可以保證生產(chǎn)效率；另一方面，通過(guò)基于 3D（三維）安裝說(shuō)明實(shí)施的“自助安裝”模式，則可以大大降低技術(shù)指導(dǎo)或安裝成本（類似于建筑業(yè)中的管理成本）。建筑業(yè)在某種程度上，與 IKEA有著類似的特點(diǎn)，若將一個(gè)建筑物簡(jiǎn)化到一定程度，可以說(shuō)就是一件家具（如桌子）。因此，可以基于 IKEA的生產(chǎn)與管理思想，采用新的技術(shù)來(lái)改善建筑業(yè)的生產(chǎn)與管理模式。
一是采用新技術(shù)“先試后建”，減少設(shè)計(jì)錯(cuò)誤、提高可施工性。這對(duì)建筑產(chǎn)品尤為重要，建筑本身與一般產(chǎn)品有這本質(zhì)的區(qū)別，即建造過(guò)程不可重復(fù)性。這就要求設(shè)計(jì)無(wú)錯(cuò)、施工過(guò)程可行，才能保證施工順利進(jìn)行，從而降低風(fēng)險(xiǎn)、減少不可預(yù)見(jiàn)成本。同時(shí)，“先試后建”提前發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題，將被動(dòng)管理轉(zhuǎn)為主動(dòng)管理，從而可以精減管理隊(duì)伍，降低管理成本。
二是采用新技術(shù)基于“先試后建”的思想，將設(shè)計(jì)及施工可行的方案在建造之前轉(zhuǎn)化為 3D施工說(shuō)明（圖片或視頻），以指導(dǎo)工人施工，從而減少管理人員，如技術(shù)指導(dǎo)員等，降低管理成本。
在實(shí)現(xiàn)這兩方面的前提下，建筑業(yè)的生產(chǎn)效率自然就會(huì)提高。而“先試后建”的思想，是實(shí)現(xiàn)這兩方面的基礎(chǔ)。
記者：那么能請(qǐng)您具體談?wù)勅绾?ldquo;先試后建”嗎？
李恒教授：香港理工大學(xué)CVP Lab（建筑虛擬模型實(shí)驗(yàn)室）在該方面已經(jīng)進(jìn)行了大量研究與實(shí)踐， 提出了一種基于VP（Virtual Prototyping，虛擬原型）技術(shù)的“先試后建”解決方案。
VP技術(shù)是一種在虛擬環(huán)境中建模、模擬、分析產(chǎn)品設(shè)計(jì)與生產(chǎn)過(guò)程的數(shù)字化、可視化技術(shù)，其在制造業(yè)中得到了較好的應(yīng)用，如飛機(jī)、汽車制造等，但在建筑業(yè)中的應(yīng)用才剛剛起步，盡管如此，其已初步顯示出強(qiáng)有力的作用。VP技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)“先試后建”這一思想，實(shí)施過(guò)程簡(jiǎn)要說(shuō)明如下：首先，在虛擬環(huán)境中針對(duì)建筑設(shè)計(jì)進(jìn)行建模分析，檢測(cè)設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，提前排除設(shè)計(jì)錯(cuò)誤；然后，基于設(shè)計(jì)的方案進(jìn)行施工過(guò)程模擬與優(yōu)化，從而檢測(cè)施工方案的可行性，排除施工過(guò)程中的各種風(fēng)險(xiǎn)，如碰撞；最后，提供相應(yīng)的3D施工過(guò)程說(shuō)明，以指導(dǎo)工人施工，精減管理人員。
CVP Lab是開(kāi)發(fā)并將VP技術(shù)應(yīng)用于建筑業(yè)的先驅(qū)者，在該領(lǐng)域一直處于世界領(lǐng)先地位，也是香港理工大學(xué)獨(dú)一無(wú)二的VP技術(shù)研究室。CVP Lab對(duì)于VP技術(shù)進(jìn)行了深入研究，并做了大量實(shí)踐，目前已與中國(guó)大陸及香港的多家著名開(kāi)發(fā)企業(yè)、建筑企業(yè)建立了戰(zhàn)略伙伴關(guān)系。通過(guò)實(shí)踐，已初步發(fā)現(xiàn)，將VP技術(shù)應(yīng)用于建筑工程項(xiàng)目可以有效地解決上述建筑業(yè)存在的問(wèn)題及矛盾，也逐步得到業(yè)界認(rèn)可。
可以說(shuō)，通過(guò)基于VP技術(shù)的“先試后建”思想，即可實(shí)現(xiàn)主動(dòng)管理，減少返工幾率及施工風(fēng)險(xiǎn)，又可減少管理人員數(shù)量，從而降低管理成本和不可預(yù)見(jiàn)成本。同時(shí)，基于 VP技術(shù)的施工過(guò)程優(yōu)化，使得整個(gè)施工過(guò)程比較流暢，施工效率將會(huì)大大提高，從而單位產(chǎn)值的資源需求量也會(huì)減少。這樣以來(lái)，建造商的利潤(rùn)空間增大，工人的人工就不會(huì)被不斷的壓縮，相應(yīng)的矛盾則迎刃而解。
另外，若在大學(xué)教育中注重 VP等技術(shù)的創(chuàng)新與應(yīng)用教學(xué)，或基于 VP技術(shù)進(jìn)行相關(guān)施工現(xiàn)場(chǎng)模擬教學(xué)，相信以管理研究為主體的教學(xué)模式可以得到有效的改善，這將為建筑業(yè)的發(fā)展提供充裕的技術(shù)與管理復(fù)合型人才，同時(shí)改變當(dāng)前“重管理輕技術(shù)、高管理成本”的局面。
盡管政府已經(jīng)提出 10大工程項(xiàng)目，但是在目前建筑業(yè)競(jìng)爭(zhēng)激烈的環(huán)境下，投標(biāo)價(jià)位勢(shì)必較低，同時(shí)又由于低的生產(chǎn)力水平，因此工人從中獲益水平可想而知。當(dāng)前，為了提高工人人工，而又不損建造商的利益，可以一是在建筑工程項(xiàng)目可采用 VP技術(shù)，消除 12-22%的返工成本，減少管理成本，以節(jié)約總成本、轉(zhuǎn)為增加工人人工；二是在所有公共項(xiàng)目的投標(biāo)文件中標(biāo)注工人最低人工，以確保最低人工。
我們相信通過(guò)類似于 VP等新技術(shù)在建筑業(yè)中的推廣應(yīng)用，在當(dāng)前經(jīng)濟(jì)形勢(shì)大好的環(huán)境下，香港建筑業(yè)的發(fā)展空間會(huì)更大，同時(shí)也為世界其它國(guó)家或地區(qū)建筑業(yè)的發(fā)展提供較好的參考價(jià)值。
記者：那么可以說(shuō)理工大學(xué)研發(fā)建筑虛擬模型技術(shù)開(kāi)創(chuàng)了該領(lǐng)域的先河，能請(qǐng)您具體談?wù)剢幔?br />
李恒教授：香港理工大學(xué)建筑及房地產(chǎn)學(xué)系在建筑虛擬模型技術(shù)方面取得了重大的進(jìn)展，并將這專門用于龐大建設(shè)項(xiàng)目的技術(shù)用于香港，協(xié)助發(fā)展商和項(xiàng)目管理人員有效地節(jié)省成本，和避免不必要的工程延誤。
有關(guān)技術(shù)由我們十二人研究小組負(fù)責(zé)開(kāi)發(fā)，研究論文已經(jīng)在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊內(nèi)發(fā)表，理大科研人員并與業(yè)界結(jié)成合作伙伴，把技術(shù)應(yīng)用于實(shí)際的建筑工程中。這嶄新的建筑虛擬模型技術(shù)，簡(jiǎn)單而言就是透過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行仿真工程建設(shè)，把摩天大廈或其它涉及復(fù)雜建筑結(jié)構(gòu)的平面設(shè)計(jì)圖，轉(zhuǎn)化成三維立體動(dòng)畫影像，甚至連十分細(xì)微的部分也能清晰展示出來(lái)。更重要的是，這技術(shù)可以把施工流程及資源安排立體化，模擬實(shí)際施工時(shí)的每一個(gè)步驟。
施工規(guī)劃本身是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，而且要在一個(gè)不斷變化的施工環(huán)境中，有效配置和善用資源更加不容易。隨著現(xiàn)時(shí)工程的難度和技術(shù)要求不斷提升，項(xiàng)目管理人員難以利用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)工具來(lái)想象和評(píng)估施工方案的可行性，因此，業(yè)界極需要一套能夠?qū)崿F(xiàn)高度仿真施工組織的設(shè)計(jì)工具，才可以解決施工時(shí)遇到的困難。由理大研發(fā)的建筑虛擬模型技術(shù)正好把整個(gè)建造程序立體化，讓承建商在施工前嘗試不同的方法，最終制訂理想的方案，充分運(yùn)用資源，有效控制時(shí)間。
過(guò)去兩年，這套先進(jìn)的虛擬技術(shù)已經(jīng)得到香港金門建筑公司和中國(guó)海外集團(tuán)有限公司等大型承建商的采用，在多個(gè)繁復(fù)的項(xiàng)目中發(fā)揮效用。這些項(xiàng)目包括香港魚(yú)則 涌的港島東中心、將軍澳東亞運(yùn)動(dòng)會(huì)主場(chǎng)館、屯門警察宿舍，及澳門威尼斯人酒店等。
為進(jìn)一步發(fā)展這項(xiàng)尖端技術(shù)，理大建筑及房地產(chǎn)學(xué)系最近于校園設(shè)立了“建筑虛擬模型實(shí)驗(yàn)室”，并獲得業(yè)界的大力支持，中國(guó)海外集團(tuán)有限公司及金門建筑公司各自捐贈(zèng)了港幣一百萬(wàn)元支持實(shí)驗(yàn)室的成立。
今年年初，國(guó)家住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部亦向理大建筑虛擬模型實(shí)驗(yàn)室提供人民幣五十萬(wàn)元的研究資助，是首次有本地院校獲得有關(guān)部門的資助。此外，兩家內(nèi)地主要的發(fā)展商——萬(wàn)科房地產(chǎn)有限公司及中國(guó)建筑國(guó)際集團(tuán)有限公司也采用了新技術(shù)于內(nèi)地房地產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目。
記者：李教授，BIM Model能夠推廣，不僅需要得到政府的大力支持，同時(shí)還需要總承建商的積極配合。因此，請(qǐng)您談?wù)勅绾伟l(fā)揮 BIM Model的用處，使得房屋署和總承建商都能夠從中獲益。
李恒教授：BIM Model提高設(shè)計(jì)準(zhǔn)確性，但使得總承包商claim的機(jī)會(huì)減少，因此單單是推行 BIM Model,很可能讓總承建商感受到 FrancisLeung所說(shuō)的諸多威脅，最終總承建商可能是抗拒而非支持 BIM Model。
在推行 BIM Model的同時(shí),還需要幫助總承建商改進(jìn)施工的方法，減少施工過(guò)程的返工。4D是其中一個(gè)方法，能夠顯示總樓層建成的時(shí)間，但 4D并不是一個(gè)有效的計(jì)算工具，因?yàn)楫?dāng)中并沒(méi)有利用資源，例如：天秤、工人、工地面積和物流等，和施工方法去配合計(jì)算每個(gè)建筑物的建造時(shí)間。我們認(rèn)為，VP (Virtual Prototyping )是一種不可多得的工具，可以在推廣 BIM Model減少設(shè)計(jì)失誤的同時(shí)，真正的幫助總承建商節(jié)省時(shí)間和成本。
在投標(biāo)階段，BIM Model可以增強(qiáng)總承包商對(duì)招標(biāo)書(shū)和大廈設(shè)計(jì)的理解度，同時(shí)透過(guò) BIM Model能準(zhǔn)確計(jì)算物料的數(shù)量，令到總承建商的出價(jià)有一個(gè)科學(xué)的理?yè)?jù)去支持。
但選擇哪一間總承建商，往往是考慮施工的方案，只憑 BIM Model未能反應(yīng)施工的方案，他們亦只能沿用舊有的方法去表達(dá)。如果透過(guò)VP，BIM Model就能夠發(fā)揮其用處。VP其中一大特點(diǎn)，只需現(xiàn)有的BIM Model，加上施工計(jì)劃 (MicrosoftProject/Excel等)，就能把施工方案呈現(xiàn)在計(jì)算機(jī)屏幕上，更能把 BIM發(fā)揮到極至。同時(shí) VP亦能初步評(píng)估施工方案和工期的可行性。房屋署能夠憑清晰的模擬施工方案，加上專業(yè)的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)判斷出哪個(gè)方案可行，從而選擇合適的總承建商。
在施工階段，BIM Model能夠把大部份的設(shè)計(jì)問(wèn)題檢測(cè)出來(lái)，令房屋署和總承建商減輕大部份返工的工作。
另外，房屋署為保證質(zhì)量和總承建商能夠準(zhǔn)時(shí)在工期內(nèi)完成或更早完成，房屋署需要不時(shí)監(jiān)察施工上的問(wèn)題和進(jìn)度。同時(shí)房屋署對(duì)于一些有潛施風(fēng)險(xiǎn)工程的安排也特別關(guān)注，但總承建商往往未能把工程的安排，清楚地顯示給房屋署。在這個(gè)階段，VP亦能發(fā)揮其用處，能夠把潛在風(fēng)險(xiǎn)的工程用仿真施工清楚顯示在眼前。
知識(shí)管理一向是建筑界的垢病，建成一層大樓的知識(shí)，往往只有總承包商的幾個(gè)工程師能清楚明白建成的方法。單從建成大樓的外表，是無(wú)法得知建成大樓的方法。
只有用科學(xué)的方法去記錄，才是一個(gè)可行的方法。BIM Model無(wú)可否認(rèn)是一個(gè)記錄大樓知識(shí)的最好方法，但它無(wú)法記錄施工時(shí)的過(guò)程和方法。只有透過(guò)VP，才能把施工方法和過(guò)程記錄下來(lái)，這對(duì)下一次同類的工程有頗大幫助。
以上所談的幾上階段，全部都是經(jīng)過(guò)四年來(lái)不斷研究，并透過(guò)約 20個(gè)工程去實(shí)踐收取各單位的不同意見(jiàn)，包括發(fā)展商，總承建商，工程顧問(wèn)和次承建商，而獲得的經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為這個(gè)方法最能令各單位達(dá)到最大利益。
房屋署在設(shè)計(jì)階段，透過(guò) BIM Model來(lái)作設(shè)計(jì)。在投標(biāo)階段，房屋署提供 BIM Model和一些 BIM Model練習(xí)給總承建商，令總承建商可以懂得利用 BIM Model計(jì)算物料的數(shù)量，更可以在現(xiàn)有的 BIM Model上進(jìn)行修改，同時(shí)建議總承建商在投標(biāo)階段，尋找顧問(wèn)公司或總承建商透過(guò)原有 BIM Model做一個(gè)模擬施工方案來(lái)作投標(biāo)之用。
在施工階段，為求房屋署能夠更好地監(jiān)察施工上問(wèn)題和進(jìn)度，建議總承建商透過(guò)BIM Model和模擬施工來(lái)做模擬。
最后，用仿真施工記錄下施工方法和過(guò)程，方便日后作參考之用。
感謝李恒教授接受本刊采訪，祝愿他能為我國(guó)建筑信息技術(shù)的發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。
