——香港理工大學(xué)建筑及房地產(chǎn)系
上個世紀末，李恒就是一個經(jīng)常聽到的名字。從同濟大學(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實而有力量。學(xué)識淵博的他儒雅、內(nèi)斂、樸實無華；放眼未來的他深沉、智慧、字字珠璣。
長期以來，李恒教授亦任職于工程設(shè)計與建筑公司，為澳大利亞、中國香港和大陸地區(qū)的私有及政府組織提供技術(shù)支持和咨詢服務(wù)。同時，他主持和完成多項與建筑信息技術(shù)的轉(zhuǎn)移與創(chuàng)新應(yīng)用相關(guān)的基金項目，并在與其研究領(lǐng)域相關(guān)的國際學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表文章200多篇……
他為中國香港及大陸建筑信息技術(shù)的發(fā)展所做出的貢獻深深的烙印在我們每個人的記憶深處。
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，聆聽他對建筑業(yè)在發(fā)展中面對的問題的精辟見解，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，香港經(jīng)濟在過去的幾年中已經(jīng)復(fù)蘇，建筑業(yè)也不例外，其總產(chǎn)值在穩(wěn)步增長。然而，為什么建筑工人分享不到經(jīng)濟復(fù)蘇所帶來的利益呢？這是否是建筑業(yè)深層次矛盾的一個初現(xiàn)？
李恒教授：當前，全球建筑業(yè)生產(chǎn)力水平逐年下降。根據(jù)美國勞動統(tǒng)計局的統(tǒng)計資料顯示，美國制造業(yè)生產(chǎn)力指數(shù)呈持續(xù)上升趨勢，而建筑業(yè)生產(chǎn)力指數(shù)則呈下降趨勢，特別是最近10年來，下降幅度較大。這說明制造同樣的產(chǎn)值，投入的資源會逐漸增長，即建筑業(yè)的利潤空間正在下降。然而，為了保持利潤率穩(wěn)定或增長，必須降低單位資源的成本，以減少單位產(chǎn)值的總成本（以下簡稱“總成本”）。若用一個餅狀圖表示單位產(chǎn)值的總成本，則基于建筑企業(yè)的需要，這個“餅”將越來越小。
總成本包括三部分，即直接成本、管理成本和不可預(yù)見成本，其中直接成本包括人工、材料、機械等費用，不可預(yù)見成本包括由設(shè)計錯誤、不可建造及其它風險形成的費用。為了降低總成本，提高利潤，建筑企業(yè)必須降低直接成本和管理成本和不可預(yù)見成本。
對于直接成本中的材料和機械的費用，其取決于市場的供求，可減少的空間有限；而對于建造商來說，工人的費用則是可以壓縮的。
管理成本高達總成本的20－30 %。原因何在？這主要是因為當前建筑管理或項目管理模式存在問題。香港建筑項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)項目日益復(fù)雜化的情況下，為了解決設(shè)計或施工過程中出現(xiàn)的問題，不得不擴大管理隊伍，這就造成管理層極度臃腫。例如：十年前，建筑企業(yè)管理層中根本沒有 IT管理者，當然也不存在相應(yīng)的成本，而當前大大小小的建筑企業(yè)都有相應(yīng)的 IT管理者，這在無形中就增加了管理成本�？梢哉f，當前的項目管理運作模式，決定了管理成本只會增加，不會減少。同時，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)用無從談起，也更難解決當前的高管理成本問題。
不可預(yù)見成本，這部分成本是不可預(yù)測的，但根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，其占總成本的 12-22%。為何在加強管理隊伍建立的同時，不可預(yù)見成本反而高漲？一個主要的原因就是英式管理模式是被動管理模式，即在事后進行補救，無法做到事前防范。怎樣降低這部分成本？當前建筑企業(yè)只有接受，沒有較好的防范途徑。
由上述分析可以得出這樣一個結(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，不可預(yù)見成本無法得到較好地削減，因此只有通過降低直接成本中工人的人工來減少總成本。然而，工人成本相對于管理成本而言，則是少之又少。這就是當前建筑業(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、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)力的問題，提高生產(chǎn)效率，減少資源投入量；
第二，精減管理隊伍，減少建造過程中的管理成本；
第三，變被動管理為主動管理，減少由于設(shè)計錯誤、不可建造及其它風險所引起的費用。
當前建筑業(yè)生產(chǎn)效率低下、管理成本以及不可預(yù)見成本較高，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－制造一體化，及“自助安裝”模式。一方面，設(shè)計－制造模式是在設(shè)計階段充分考慮到設(shè)計的可制造性，這不僅可以減少由于設(shè)計錯誤、不可制造等引起的成本，同時可以保證生產(chǎn)效率；另一方面，通過基于 3D（三維）安裝說明實施的“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，若將一個建筑物簡化到一定程度，可以說就是一件家具（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)計錯誤、提高可施工性。這對建筑產(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，即建造過程不可重復(fù)性。這就要求設(shè)計無錯、施工過程可行，才能保證施工順利進行，從而降低風險、減少不可預(yù)見成本。同時，“先試后建”提前發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，將被動管理轉(zhuǎn)為主動管理，從而可以精減管理隊伍，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)計及施工可行的方案在建造之前轉(zhuǎn)化為 3D施工說明（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。
在實現(xiàn)這兩方面的前提下，建筑業(yè)的生產(chǎn)效率自然就會提高。而“先試后建”的思想，是實現(xiàn)這兩方面的基礎(chǔ)。
記者：那么能請您具體談?wù)勅绾?ldquo;先試后建”嗎？
李恒教授：香港理工大學(xué)CVP Lab（建筑虛擬模型實驗室）在該方面已經(jīng)進行了大量研究與實踐， 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)計與生產(chǎn)過程的數(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、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，其已初步顯示出強有力的作用。VP技術(shù)可以實現(xiàn)“先試后建”這一思想，實施過程簡要說明如下：首先，在虛擬環(huán)境中針對建筑設(shè)計進行建模分析，檢測設(shè)計錯誤，提前排除設(shè)計錯誤；然后，基于設(shè)計的方案進行施工過程模擬與優(yōu)化，從而檢測施工方案的可行性，排除施工過程中的各種風險，如碰撞；最后，提供相應(yīng)的3D施工過程說明，以指導(dǎo)工人施工，精減管理人員。
CVP Lab是開發(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)獨一無二的VP技術(shù)研究室。CVP Lab對于VP技術(shù)進行了深入研究，并做了大量實踐，目前已與中國大陸及香港的多家著名開發(fā)企業(yè)、建筑企業(yè)建立了戰(zhàn)略伙伴關(guān)系。通過實踐，已初步發(fā)現(xiàn)，將VP技術(shù)應(yīng)用于建筑工程項目可以有效地解決上述建筑業(yè)存在的問題及矛盾，也逐步得到業(yè)界認可。
可以說，通過基于VP技術(shù)的“先試后建”思想，即可實現(xiàn)主動管理，減少返工幾率及施工風險，又可減少管理人員數(shù)量，從而降低管理成本和不可預(yù)見成本。同時，基于 VP技術(shù)的施工過程優(yōu)化，使得整個施工過程比較流暢，施工效率將會大大提高，從而單位產(chǎn)值的資源需求量也會減少。這樣以來，建造商的利潤空間增大，工人的人工就不會被不斷的壓縮，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)進行相關(guān)施工現(xiàn)場模擬教學(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，同時改變當前“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大工程項目，但是在目前建筑業(yè)競爭激烈的環(huán)境下，投標價位勢必較低，同時又由于低的生產(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；二是在所有公共項目的投標文件中標注工人最低人工，以確保最低人工。
我們相信通過類似于 VP等新技術(shù)在建筑業(yè)中的推廣應(yīng)用，在當前經(jīng)濟形勢大好的環(huán)境下，香港建筑業(yè)的發(fā)展空間會更大，同時也為世界其它國家或地區(qū)建筑業(yè)的發(fā)展提供較好的參考價值。
記者：那么可以說理工大學(xué)研發(fā)建筑虛擬模型技術(shù)開創(chuàng)了該領(lǐng)域的先河，能請您具體談?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展，并將這專門用于龐大建設(shè)項目的技術(shù)用于香港，協(xié)助發(fā)展商和項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責開發(fā)，研究論文已經(jīng)在國際學(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)用于實際的建筑工程中。這嶄新的建筑虛擬模型技術(shù)，簡單而言就是透過計算機進行仿真工程建設(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)計圖，轉(zhuǎn)化成三維立體動畫影像，甚至連十分細微的部分也能清晰展示出來。更重要的是，這技術(shù)可以把施工流程及資源安排立體化，模擬實際施工時的每一個步驟。
施工規(guī)劃本身是一個復(fù)雜的過程，而且要在一個不斷變化的施工環(huán)境中，有效配置和善用資源更加不容易。隨著現(xiàn)時工程的難度和技術(shù)要求不斷提升，項目管理人員難以利用傳統(tǒng)的設(shè)計工具來想象和評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)計工具，才可以解決施工時遇到的困難。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，充分運用資源，有效控制時間。
過去兩年，這套先進的虛擬技術(shù)已經(jīng)得到香港金門建筑公司和中國海外集團有限公司等大型承建商的采用，在多個繁復(fù)的項目中發(fā)揮效用。這些項目包括香港魚則 涌的港島東中心、將軍澳東亞運動會主場館、屯門警察宿舍，及澳門威尼斯人酒店等。
為進一步發(fā)展這項尖端技術(shù)，理大建筑及房地產(chǎn)學(xué)系最近于校園設(shè)立了“建筑虛擬模型實驗室”，并獲得業(yè)界的大力支持，中國海外集團有限公司及金門建筑公司各自捐贈了港幣一百萬元支持實驗室的成立。
今年年初，國家住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部亦向理大建筑虛擬模型實驗室提供人民幣五十萬元的研究資助，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——萬科房地產(chǎn)有限公司及中國建筑國際集團有限公司也采用了新技術(shù)于內(nèi)地房地產(chǎn)建設(shè)項目。
記者：李教授，BIM Model能夠推廣，不僅需要得到政府的大力支持，同時還需要總承建商的積極配合。因此，請您談?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)計準確性，但使得總承包商claim的機會減少，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,還需要幫助總承建商改進施工的方法，減少施工過程的返工。4D是其中一個方法，能夠顯示總樓層建成的時間，但 4D并不是一個有效的計算工具，因為當中并沒有利用資源，例如：天秤、工人、工地面積和物流等，和施工方法去配合計算每個建筑物的建造時間。我們認為，VP (Virtual Prototyping )是一種不可多得的工具，可以在推廣 BIM Model減少設(shè)計失誤的同時，真正的幫助總承建商節(jié)省時間和成本。
在投標階段，BIM Model可以增強總承包商對招標書和大廈設(shè)計的理解度，同時透過 BIM Model能準確計算物料的數(shù)量，令到總承建商的出價有一個科學(xué)的理據(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。如果透過VP，BIM Model就能夠發(fā)揮其用處。VP其中一大特點，只需現(xiàn)有的BIM Model，加上施工計劃 (MicrosoftProject/Excel等)，就能把施工方案呈現(xiàn)在計算機屏幕上，更能把 BIM發(fā)揮到極至。同時 VP亦能初步評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)的知識和經(jīng)驗判斷出哪個方案可行，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)計問題檢測出來，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時在工期內(nèi)完成或更早完成，房屋署需要不時監(jiān)察施工上的問題和進度。同時房屋署對于一些有潛施風險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。在這個階段，VP亦能發(fā)揮其用處，能夠把潛在風險的工程用仿真施工清楚顯示在眼前。
知識管理一向是建筑界的垢病，建成一層大樓的知識，往往只有總承包商的幾個工程師能清楚明白建成的方法。單從建成大樓的外表，是無法得知建成大樓的方法。
只有用科學(xué)的方法去記錄，才是一個可行的方法。BIM Model無可否認是一個記錄大樓知識的最好方法，但它無法記錄施工時的過程和方法。只有透過VP，才能把施工方法和過程記錄下來，這對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)過四年來不斷研究，并透過約 20個工程去實踐收取各單位的不同意見，包括發(fā)展商，總承建商，工程顧問和次承建商，而獲得的經(jīng)驗，認為這個方法最能令各單位達到最大利益。
房屋署在設(shè)計階段，透過 BIM Model來作設(shè)計。在投標階段，房屋署提供 BIM Model和一些 BIM Model練習給總承建商，令總承建商可以懂得利用 BIM Model計算物料的數(shù)量，更可以在現(xiàn)有的 BIM Model上進行修改，同時建議總承建商在投標階段，尋找顧問公司或總承建商透過原有 BIM Model做一個模擬施工方案來作投標之用。
在施工階段，為求房屋署能夠更好地監(jiān)察施工上問題和進度，建議總承建商透過BIM Model和模擬施工來做模擬。
最后，用仿真施工記錄下施工方法和過程，方便日后作參考之用。
感謝李恒教授接受本刊采訪，祝愿他能為我國建筑信息技術(shù)的發(fā)展做出更大的貢獻。
