1、虛擬建設由來及其應用

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

　　1.1 來源于以虛擬現(xiàn)實（VR）等為核心的現(xiàn)代計算機技術在建筑業(yè)的應用

　　虛擬現(xiàn)實技術起源于美國，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)絡通訊及建模技術在內的綜合性極強的高新信息技術，“它為人機交互對話提供了更直接的真實的三維界面，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)實技術在軍事、工程建設等領域得到了廣泛的應用，我國 863 高新技術計劃將 VR 技術列為關鍵技術進行研究，此后 VR 技術在我國得以發(fā)展。以下是建筑業(yè)應用 VR 技術取得的一些成果：

　　Graphisoft 公司開發(fā)了以“虛擬建筑”為核心的 Archi CAD 軟件，對設計項目的三維計算機模型可視、可編輯、可定義。Ahmed F. Waly 等人利用虛擬現(xiàn)實建模技術（VR modeling techniques）和面向對象的 CAD 技術開發(fā)了集成虛擬計劃工具——虛擬建設環(huán)境（VCE），該工具可以經(jīng)濟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)實技術，用戶可以輕松瀏覽二灘環(huán)境及大壩的任意一個部位[2].國內在對施工過程中結構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)實技術應用于建筑工程的項目。

　　技術層面的虛擬建設可以在下列方面得到應用：（1）規(guī)劃設計階段：采用計算機信息通訊、計算機圖形學、圖像處理、人機界面、計算機模擬仿真、虛擬現(xiàn)實等多種技術，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、結構、設備設計協(xié)同進行；通過改變視點和光源設計、修改材質等，方便設計師和顧客溝通和評價處于設計階段的各種方案；借助于 VR 瀏覽器虛擬巡游建筑物各組成部分，從而提高設計效果和設計質量；檢驗建筑設計的可施工性等。（2）施工階段：通過虛擬仿真在施工前對施工全過程或關鍵過程進行模擬施工，以驗證施工方案的可行性或優(yōu)化施工方案；對重要結構進行計算機模擬試驗以分析影響項目的安全因素，達到控制質量和施工安全的目的；可視化施工計劃進度和實際形象進度等。這些應用都將大大提高建設項目的實施效果和管理效率。

　　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。“虛擬企業(yè)可以視為一些相互獨立的業(yè)務過程或企業(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計、制造、銷售等領域為聯(lián)盟貢獻出自己的核心能力，并相互聯(lián)合起來實現(xiàn)技能共享和成本分擔，以把握快速變化的市場機遇�！盵4]自此以后，關于虛擬企業(yè)的理論研究成為管理科學中一個研究前沿和熱點，并已經(jīng)在實際中得到廣泛應用[5].

　　虛擬建設的概念由虛擬企業(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用。美國發(fā)明者協(xié)會于 1996 年首先提出了虛擬建設的概念。

　　國內外在這一方面的研究成果如下：（1）歐美發(fā)達國家近年來的研究主要集中在如何增強建設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 等計算機技術將建設項目管理的各項職能進行集成。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）目前國內的研究成果有：徐友全做了題為《虛擬建設模式（Virtual Construction）的研究》的博士論文，論文從虛擬企業(yè)理論出發(fā)研究了虛擬建設模式的思想、組織、方法和手段。論文研究的主要創(chuàng)新點是：虛擬建設模式的思想；虛擬建設模式的組織設計原則；虛擬建設模式的組織模型、組建步驟及協(xié)調中心的組織和任務；虛擬建設模式信息系統(tǒng)（PIS/NT）的概念和功能[5].何清華在《虛擬組織在建筑業(yè)中的應用——虛擬建設》一文中總結出虛擬組織必須具備的特點，然后提出將虛擬組織應用于建筑業(yè)的可行性及挑戰(zhàn)性；最后提出虛擬建設的組織模式、特點及對建筑業(yè)所帶來的意義。彭勇在《虛擬建設——新型的工程項目管理組織模式》中分析了虛擬建設產(chǎn)生的背景，提出了虛擬建設的概念和內涵，并概述了虛擬建設實施過程中信息分類的方法等。

　　2 、虛擬建設內涵

　　集成的虛擬建設要點如下：（1）工程項目是虛擬建設的對象和載體，項目建設通過一系列相互關聯(lián)的過程來實現(xiàn)，這些過程組合在一起形成一條產(chǎn)品供應鏈；同時，項目建設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)對應著實現(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過程中環(huán)環(huán)相扣的過程，同時也表示實施項目所需的設計、施工等能力。（2）由于科技進步、社會分工細化、市場競爭加劇等原因，絕大多數(shù)企業(yè)不具備項目建設所需的全部專業(yè)能力，即只是上述供應鏈中的一環(huán)或幾環(huán)（如我國鮮有具備設計＋施工能力的企業(yè)），如果沒有供應鏈中上、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的全部任務。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。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，從而擴展自己滿足顧客需求的能力，進行組織管理層面的虛擬建設。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)，其技術先進，管理科學，在供應鏈中占據(jù)核心位置；伙伴企業(yè)可稱為軀干企業(yè)，處于供應鏈中的其他位置，但能以自己的專業(yè)特長為項目實施全過程貢獻力量，是供應鏈中不可缺少的環(huán)節(jié)。（3）虛擬建設成員可以組成項目聯(lián)營體，也可以形成總分包關系，基于合同契約進行合作。為了取得組織管理的成功，應綜合運用各種現(xiàn)代管理技術：如戰(zhàn)略聯(lián)盟、并行工程、企業(yè)流程再造、優(yōu)化方法、供應鏈管理、電子商務等，并利用可視化、VR 等 IT 技術對建設項目管理的各項職能進行集成，增強建設項目全壽命周期中各組織間的溝通和合作，達到高效進行項目管理的目的。（4）對于具體工程項目實施，應借助于計算機技術進行計算機輔助設計、建模，設計方案優(yōu)化，可視化設計、施工效果，施工過程模擬，施工方案可實施性檢驗等，即要進行技術層面的虛擬建設。這一層面的虛擬建設建立在現(xiàn)代各項科學技術基礎之上，如：計算機模擬仿真技術，CAD 技術，VR 技術，網(wǎng)絡技術，數(shù)據(jù)庫技術，多媒體技術，各種現(xiàn)代設計、施工技術，以及各種集成技術等。

　　3 、發(fā)展建議

　　目前我國建筑業(yè)企業(yè)實施虛擬建設的狀況是：初步涉及技術層面的虛擬建設，已有應用成果報道；組織管理層面的虛擬建設處于理論研究的初始階段，未見應用成果報道。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，技術層面的虛擬建設急需大力推廣；（3）組織管理層面的虛擬建設涉及管理、經(jīng)營理念，需要增強建設項目全壽命周期中各組織間的溝通和合作，相對較難實施。

　　針對上述情況，虛擬建設的實現(xiàn)可以從技術層面入手，進而過渡到組織管理層面，最終實現(xiàn)技術和管理的集成。短時期內，我國建筑業(yè)企業(yè)應從技術層面入手，加大現(xiàn)代科技特別是計算機技術在工程項目建設中的應用，推進工業(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，特別是要學習、借鑒先進生產(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，也是實現(xiàn)虛擬建設的關鍵所在。

　　參考文獻

　　[1] 梁民、劉珍平、張培仁等。虛擬現(xiàn)實在水壩系統(tǒng)中的實現(xiàn)。計算機應用，1999，19（8）。

　　[2] Ahmed F. Waly， Wslid Y. Thabet. A Virtual Construction Environment for preconstruction planning. Automation in Construction， 2002 （12）： 139-154.

　　[3] 袁向榮、高勇利、卜建清。結構工程及虛擬現(xiàn)實技術。石家莊鐵道學院學報，2000，13（3）。

　　[4] 陳劍、馮蔚東著。虛擬企業(yè)構建與管理。北京：清華大學出版社，2002（13）。

　　[5] 陳劍、馮蔚東著。虛擬企業(yè)構建與管理。北京：清華大學出版社，2002（9）。

　　[6] 彭勇、邢文。虛擬建設——新型工程項目管理組織模式。建筑管理現(xiàn)代化，2001（2）。

　　[7] Anthony D.Songer， James E.Diekmann， Khaled-Al Rasheed， Benjamin Hays. Construction scheduling using 3-D CAD and walk-thru. Construction Innovation ， 2001（1）。

　　[8] 徐友全。虛擬建設模式的研究[博士學位論文].上海：同濟大學，2000.