1、虛擬建設(shè)由來及其應(yīng)用

　　Virtual Construction（VC），可稱為虛擬建設(shè)，或虛擬建造，本文對此不加區(qū)分，統(tǒng)稱為虛擬建設(shè)。虛擬建設(shè)來源于兩大方面：

　　1.1 來源于以虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）等為核心的現(xiàn)代計算機(jī)技術(shù)在建筑業(yè)的應(yīng)用

　　虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)起源于美國，是包括圖形/圖像處理、人體器官位置跟蹤、音響處理、交互傳感、網(wǎng)絡(luò)通訊及建模技術(shù)在內(nèi)的綜合性極強(qiáng)的高新信息技術(shù)，“它為人機(jī)交互對話提供了更直接的真實(shí)的三維界面，并能在多維信息空間上創(chuàng)建一個虛擬信息環(huán)境，使用戶具有身臨其境的沉浸感”[1].

　　虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在軍事、工程建設(shè)等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，我國 863 高新技術(shù)計劃將 VR 技術(shù)列為關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究，此后 VR 技術(shù)在我國得以發(fā)展。以下是建筑業(yè)應(yīng)用 VR 技術(shù)取得的一些成果：

　　Graphisoft 公司開發(fā)了以“虛擬建筑”為核心的 Archi CAD 軟件，對設(shè)計項目的三維計算機(jī)模型可視、可編輯、可定義。Ahmed F. Waly 等人利用虛擬現(xiàn)實(shí)建模技術(shù)（VR modeling techniques）和面向?qū)ο蟮?CAD 技術(shù)開發(fā)了集成虛擬計劃工具——虛擬建設(shè)環(huán)境（VCE），該工具可以經(jīng)濟(jì)而逼真地模擬主要施工過程，并可檢驗各種行動方案[2].

　　二灘電站的展示部分采用了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，用戶可以輕松瀏覽二灘環(huán)境及大壩的任意一個部位[2].國內(nèi)在對施工過程中結(jié)構(gòu)的仿真和可視化計算方面取得了一些成果，可以模擬各種施工過程[3].上海正大廣場工程是我國首次將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于建筑工程的項目。

　　技術(shù)層面的虛擬建設(shè)可以在下列方面得到應(yīng)用：（1）規(guī)劃設(shè)計階段：采用計算機(jī)信息通訊、計算機(jī)圖形學(xué)、圖像處理、人機(jī)界面、計算機(jī)模擬仿真、虛擬現(xiàn)實(shí)等多種技術(shù)，可以逼真地展現(xiàn)建成后的項目是否與周圍環(huán)境匹配，以優(yōu)化規(guī)劃方案；建立三維虛擬場景，使建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備設(shè)計協(xié)同進(jìn)行；通過改變視點(diǎn)和光源設(shè)計、修改材質(zhì)等，方便設(shè)計師和顧客溝通和評價處于設(shè)計階段的各種方案；借助于 VR 瀏覽器虛擬巡游建筑物各組成部分，從而提高設(shè)計效果和設(shè)計質(zhì)量；檢驗建筑設(shè)計的可施工性等。（2）施工階段：通過虛擬仿真在施工前對施工全過程或關(guān)鍵過程進(jìn)行模擬施工，以驗證施工方案的可行性或優(yōu)化施工方案；對重要結(jié)構(gòu)進(jìn)行計算機(jī)模擬試驗以分析影響項目的安全因素，達(dá)到控制質(zhì)量和施工安全的目的；可視化施工計劃進(jìn)度和實(shí)際形象進(jìn)度等。這些應(yīng)用都將大大提高建設(shè)項目的實(shí)施效果和管理效率。

　　1.2 由虛擬企業(yè)引申而來

　　虛擬企業(yè)又稱為虛擬組織、虛擬公司等，本文對此不加區(qū)分。

　　“虛擬企業(yè)”一詞由肯尼斯。普瑞斯等人于 1991 年在向美國國會提交的一份報告中首先提出�！疤摂M企業(yè)可以視為一些相互獨(dú)立的業(yè)務(wù)過程或企業(yè)等多個伙伴組成的暫時性聯(lián)盟，每一個伙伴各自在諸如設(shè)計、制造、銷售等領(lǐng)域為聯(lián)盟貢獻(xiàn)出自己的核心能力，并相互聯(lián)合起來實(shí)現(xiàn)技能共享和成本分擔(dān)，以把握快速變化的市場機(jī)遇�！盵4]自此以后，關(guān)于虛擬企業(yè)的理論研究成為管理科學(xué)中一個研究前沿和熱點(diǎn)，并已經(jīng)在實(shí)際中得到廣泛應(yīng)用[5].

　　虛擬建設(shè)的概念由虛擬企業(yè)引申而來，是虛擬企業(yè)理論在工程項目管理中的具體應(yīng)用。美國發(fā)明者協(xié)會于 1996 年首先提出了虛擬建設(shè)的概念。

　　國內(nèi)外在這一方面的研究成果如下：（1）歐美發(fā)達(dá)國家近年來的研究主要集中在如何增強(qiáng)建設(shè)項目全壽命周期中各組織間的溝通和合作問題上[7]，即研究如何利用 3-D CAD、4-D CAD、VR 等計算機(jī)技術(shù)將建設(shè)項目管理的各項職能進(jìn)行集成。主要研究項目有：OSCON 項目、ATLAS 項目、SPACE 項目、CAVALCADE 項目、WISPER 項目、OSMOS 項目、DIVERCITY 項目，不少項目已有成果報道等。

　�。�2）目前國內(nèi)的研究成果有：徐友全做了題為《虛擬建設(shè)模式（Virtual Construction）的研究》的博士論文，論文從虛擬企業(yè)理論出發(fā)研究了虛擬建設(shè)模式的思想、組織、方法和手段。論文研究的主要創(chuàng)新點(diǎn)是：虛擬建設(shè)模式的思想；虛擬建設(shè)模式的組織設(shè)計原則；虛擬建設(shè)模式的組織模型、組建步驟及協(xié)調(diào)中心的組織和任務(wù)；虛擬建設(shè)模式信息系統(tǒng)（PIS/NT）的概念和功能[5].何清華在《虛擬組織在建筑業(yè)中的應(yīng)用——虛擬建設(shè)》一文中總結(jié)出虛擬組織必須具備的特點(diǎn)，然后提出將虛擬組織應(yīng)用于建筑業(yè)的可行性及挑戰(zhàn)性；最后提出虛擬建設(shè)的組織模式、特點(diǎn)及對建筑業(yè)所帶來的意義。彭勇在《虛擬建設(shè)——新型的工程項目管理組織模式》中分析了虛擬建設(shè)產(chǎn)生的背景，提出了虛擬建設(shè)的概念和內(nèi)涵，并概述了虛擬建設(shè)實(shí)施過程中信息分類的方法等。

　　2 、虛擬建設(shè)內(nèi)涵

　　集成的虛擬建設(shè)要點(diǎn)如下：（1）工程項目是虛擬建設(shè)的對象和載體，項目建設(shè)通過一系列相互關(guān)聯(lián)的過程來實(shí)現(xiàn)，這些過程組合在一起形成一條產(chǎn)品供應(yīng)鏈；同時，項目建設(shè)過程也是一個價值增值過程，因此也形成一條價值鏈，鏈上的每一環(huán)對應(yīng)著實(shí)現(xiàn)價值增值的一項或數(shù)項能力。圖中價值鏈上的圓圈即表示工程項目建設(shè)過程中環(huán)環(huán)相扣的過程，同時也表示實(shí)施項目所需的設(shè)計、施工等能力。（2）由于科技進(jìn)步、社會分工細(xì)化、市場競爭加劇等原因，絕大多數(shù)企業(yè)不具備項目建設(shè)所需的全部專業(yè)能力，即只是上述供應(yīng)鏈中的一環(huán)或幾環(huán)（如我國鮮有具備設(shè)計＋施工能力的企業(yè)），如果沒有供應(yīng)鏈中上、下游企業(yè)的協(xié)作（分包商可以看作是總包商的協(xié)作單位），根本無法完成工程項目建設(shè)的全部任務(wù)。而從市場需求看，顧客對企業(yè)能力提出了越來越高的要求，越來越多的顧客要求企業(yè)能提供形成建筑產(chǎn)品的全過程服務(wù)。因此，為滿足顧客需求，這些企業(yè)唯有跨越組織界限，在具有不同核心能力的企業(yè)間開展合作，以“虛擬組織”形式來整合和利用外部資源，從而擴(kuò)展自己滿足顧客需求的能力，進(jìn)行組織管理層面的虛擬建設(shè)。圖中核心企業(yè)可稱為頭腦企業(yè)，是智力、知識密集型企業(yè)，其技術(shù)先進(jìn)，管理科學(xué)，在供應(yīng)鏈中占據(jù)核心位置；伙伴企業(yè)可稱為軀干企業(yè)，處于供應(yīng)鏈中的其他位置，但能以自己的專業(yè)特長為項目實(shí)施全過程貢獻(xiàn)力量，是供應(yīng)鏈中不可缺少的環(huán)節(jié)。（3）虛擬建設(shè)成員可以組成項目聯(lián)營體，也可以形成總分包關(guān)系，基于合同契約進(jìn)行合作。為了取得組織管理的成功，應(yīng)綜合運(yùn)用各種現(xiàn)代管理技術(shù)：如戰(zhàn)略聯(lián)盟、并行工程、企業(yè)流程再造、優(yōu)化方法、供應(yīng)鏈管理、電子商務(wù)等，并利用可視化、VR 等 IT 技術(shù)對建設(shè)項目管理的各項職能進(jìn)行集成，增強(qiáng)建設(shè)項目全壽命周期中各組織間的溝通和合作，達(dá)到高效進(jìn)行項目管理的目的。（4）對于具體工程項目實(shí)施，應(yīng)借助于計算機(jī)技術(shù)進(jìn)行計算機(jī)輔助設(shè)計、建模，設(shè)計方案優(yōu)化，可視化設(shè)計、施工效果，施工過程模擬，施工方案可實(shí)施性檢驗等，即要進(jìn)行技術(shù)層面的虛擬建設(shè)。這一層面的虛擬建設(shè)建立在現(xiàn)代各項科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)之上，如：計算機(jī)模擬仿真技術(shù)，CAD 技術(shù)，VR 技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，數(shù)據(jù)庫技術(shù)，多媒體技術(shù)，各種現(xiàn)代設(shè)計、施工技術(shù)，以及各種集成技術(shù)等。

　　3 、發(fā)展建議

　　目前我國建筑業(yè)企業(yè)實(shí)施虛擬建設(shè)的狀況是：初步涉及技術(shù)層面的虛擬建設(shè)，已有應(yīng)用成果報道；組織管理層面的虛擬建設(shè)處于理論研究的初始階段，未見應(yīng)用成果報道。形成這一局面的原因是：（1）理論研究重視不夠；（2）與其他行業(yè)相比較，建筑業(yè)利用現(xiàn)代科技成果的步伐緩慢，技術(shù)層面的虛擬建設(shè)急需大力推廣；（3）組織管理層面的虛擬建設(shè)涉及管理、經(jīng)營理念，需要增強(qiáng)建設(shè)項目全壽命周期中各組織間的溝通和合作，相對較難實(shí)施。

　　針對上述情況，虛擬建設(shè)的實(shí)現(xiàn)可以從技術(shù)層面入手，進(jìn)而過渡到組織管理層面，最終實(shí)現(xiàn)技術(shù)和管理的集成。短時期內(nèi)，我國建筑業(yè)企業(yè)應(yīng)從技術(shù)層面入手，加大現(xiàn)代科技特別是計算機(jī)技術(shù)在工程項目建設(shè)中的應(yīng)用，推進(jìn)工業(yè)化和信息化；同時在企業(yè)發(fā)展方面，著力發(fā)展培養(yǎng)核心能力，特別是要學(xué)習(xí)、借鑒先進(jìn)生產(chǎn)和管理的思想方法，不斷提高管理水平。這是企業(yè)發(fā)展的必由之路，也是實(shí)現(xiàn)虛擬建設(shè)的關(guān)鍵所在。

　　參考文獻(xiàn)

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