大型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目往往預(yù)算有限、交期緊張，因此業(yè)內(nèi)企業(yè)向來(lái)注重的是改善運(yùn)營(yíng)，而不是追求創(chuàng)新。然而人們逐漸認(rèn)識(shí)到，創(chuàng)新是保持競(jìng)爭(zhēng)力的必然要求。
如今，城市的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)正面臨著前所未有的壓力。聯(lián)合國(guó)預(yù)計(jì)，到 2050 年，全球城市人口比例將達(dá)到三分之二。即使這一預(yù)測(cè)可能受到新冠疫情影響，但供水、公共衛(wèi)生以及交通服務(wù)方面的需求仍會(huì)不斷增長(zhǎng)，人們對(duì)于住房和工作場(chǎng)所的需求更是如此。與此同時(shí)，隨著利潤(rùn)空間越來(lái)越小，氣候變化導(dǎo)致需求也變得不穩(wěn)定。一切照舊已經(jīng)沒(méi)有出路。
對(duì)水務(wù)、交通和商業(yè)房地產(chǎn)這些向來(lái)注重風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避的行業(yè)來(lái)說(shuō)，改頭換面并非易事。從規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)橛掠诿半U(xiǎn)，這是一項(xiàng)難度不小的挑戰(zhàn)。對(duì)于某些行業(yè)來(lái)說(shuō)，即便是極小的失誤也可能付出巨大的代價(jià)，因此自然會(huì)對(duì)有悖于傳統(tǒng)做法的行為慎之又慎，尤其是那些必須為失誤負(fù)起責(zé)任的人。
在下文中，我們將從三個(gè)方面深入探討 AECOM 為協(xié)助客戶(hù)更好地開(kāi)展業(yè)務(wù)而進(jìn)行的創(chuàng)新，并重點(diǎn)介紹在創(chuàng)新過(guò)程中吸取到的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。
水務(wù)
到目前為止，水務(wù)行業(yè)在創(chuàng)新方面的紀(jì)錄好壞參半。盡管投入了大量的研發(fā)資金，卻遲遲未見(jiàn)技術(shù)知識(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)際價(jià)值。但水務(wù)行業(yè)面臨的諸多挑戰(zhàn)意味著，這一切正在發(fā)生改變。在下文中，我們將以一個(gè)由環(huán)境需求驅(qū)動(dòng)創(chuàng)新的項(xiàng)目為例。
除藻技術(shù)
每到夏天，不少江河湖海的表面都會(huì)被綠色的藻類(lèi)覆蓋。這些藻類(lèi)以水中的氮和磷為養(yǎng)分，借助陽(yáng)光的能量迅速生長(zhǎng)繁殖。但問(wèn)題是，它們死亡后會(huì)釋放毒素，從而對(duì)公眾健康造成威脅。這種有害藻華 (HABS) 不僅會(huì)提高飲用水的處理成本，還可能對(duì)人類(lèi)、動(dòng)物、水生態(tài)系統(tǒng)和地方經(jīng)濟(jì)造成嚴(yán)重影響。僅在美國(guó)，有害藻華每年造成的損失就高達(dá) 10 億美元。在人口增長(zhǎng)和氣候變化的共同作用下，有害藻華爆發(fā)越來(lái)越頻繁，規(guī)模越來(lái)越嚴(yán)重，持續(xù)時(shí)間也越來(lái)越長(zhǎng)。例如，氣候變化所導(dǎo)致的洪水和颶風(fēng)將肥料中的養(yǎng)分帶入湖泊和河流，助長(zhǎng)了藻類(lèi)的繁殖和生長(zhǎng)。
2016 年 7 月，奧基喬比湖 (Lake Okeechobee) 內(nèi)富營(yíng)養(yǎng)化水體流入沿海水域，導(dǎo)致有害藻華形成，海灘被關(guān)閉。為此，佛羅里達(dá)州州長(zhǎng)里克·斯科特 (Rick Scott) 宣布進(jìn)入緊急狀態(tài)。長(zhǎng)期居住在佛羅里達(dá)州的AECOM 地質(zhì)學(xué)家丹·利維 (Dan Levy)認(rèn)為這場(chǎng)危機(jī)體現(xiàn)了一種新的發(fā)展趨勢(shì)。
盡管相關(guān)研究已經(jīng)持續(xù)了幾十年，但佛羅里達(dá)州的有害藻華問(wèn)題仍然缺乏有效的長(zhǎng)期解決方案。同大多數(shù)有害藻華問(wèn)題一樣，癥結(jié)就在于沒(méi)有任何機(jī)構(gòu)愿為此負(fù)責(zé)，這使得清理工作的資金來(lái)源難以確定。
利維介入后的第一步就是對(duì)當(dāng)前的除藻技術(shù)進(jìn)行評(píng)估，但發(fā)現(xiàn)其作用有限，而且會(huì)對(duì)環(huán)境造成不利影響。應(yīng)用最廣泛的除藻技術(shù)是硫酸銅殺藻劑，這種藥物可以殺死藻類(lèi)，但卻會(huì)釋放磷，而磷正是藻類(lèi)生長(zhǎng)所必需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)之一。
因而，除藻后的第二天，藻類(lèi)又死灰復(fù)燃，甚至變得更加頑強(qiáng)。為此，利維嘗試通過(guò)物理方式清除藻類(lèi)生長(zhǎng)所需的關(guān)鍵營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，同時(shí)又不破壞環(huán)境。他組建了一個(gè)環(huán)境專(zhuān)家小組，開(kāi)始探索溶氣氣浮除藻技術(shù)。在佛羅里達(dá)州進(jìn)行的試點(diǎn)結(jié)果表明，這一方法確實(shí)有效，且可以實(shí)現(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用。
兩年后，佛羅里達(dá)州的海灘再次在旅游旺季關(guān)閉了兩個(gè)半月的時(shí)間。州長(zhǎng)斯科特意識(shí)到，這將對(duì)佛羅里達(dá)州經(jīng)濟(jì)造成毀滅性影響，于是宣布進(jìn)入緊急狀態(tài)，允許李縣 (Lee County) 和馬丁縣 (Martin County) 兩個(gè)重災(zāi)區(qū)采用 AECOM 的除藻技術(shù)。同時(shí)，根據(jù)美國(guó)的《水務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施法案》(Water Infrastructure Act)，美國(guó)國(guó)會(huì)決定撥款支持有害藻華的研究和緩解策略。
此外，美國(guó)陸軍工程研究發(fā)展中心 (ERDC) 發(fā)起的 HABITATS 項(xiàng)目研究也向AECOM 尋求了支持和幫助。去年夏天，HABITATS 項(xiàng)目中的關(guān)鍵元素在奧基喬比湖進(jìn)行了試點(diǎn)測(cè)試，并被證明卓有成效。
而佛羅里達(dá)州和紐約州則計(jì)劃在今年進(jìn)行更多的實(shí)地測(cè)試，設(shè)法將回收的藻類(lèi)轉(zhuǎn)化為生物燃料。在過(guò)去三年里，AECOM 的科學(xué)家們已通過(guò)數(shù)據(jù)證明，我們的除藻技術(shù)平臺(tái)可以有效去除 95% 以上的磷、82% 的氮和 97% 的微囊藻毒素。這一過(guò)程中產(chǎn)生的藻類(lèi)生物質(zhì)原料還可轉(zhuǎn)化為生物燃料和商用生物發(fā)泡產(chǎn)品，從而為綠色經(jīng)濟(jì)提供助力。該系統(tǒng)還可以減少進(jìn)入水體中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，有效防止有害藻華問(wèn)題再次爆發(fā)。
交通
大型交通基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目往往充滿(mǎn)了復(fù)雜性和不確定性，在經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、技術(shù)、管理、政治和法律等方方面面出現(xiàn)問(wèn)題的可能性很大。這就難免會(huì)讓此類(lèi)項(xiàng)目的推動(dòng)者和投資方對(duì)創(chuàng)新慎之又慎。同時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，在進(jìn)行這些交通基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目時(shí)，還必須滿(mǎn)足未來(lái)的發(fā)展需求。這就需要高瞻遠(yuǎn)矚的領(lǐng)導(dǎo)力、令人信服的論據(jù)、創(chuàng)新的思維以及行動(dòng)和學(xué)習(xí)的能力。
重塑隧道
隧道施工是土木工程項(xiàng)目中最復(fù)雜的工作之一。隧道不是簡(jiǎn)單的挖掘，而是需要考慮周?chē)鷰r石或土壤的屬性，以及通行人員和車(chē)輛的重量對(duì)隧道結(jié)構(gòu)各個(gè)部分的影響?？傊?，這是一個(gè)復(fù)雜到難以想象的過(guò)程，但好在數(shù)字技術(shù)正在改變這一切。
利用 3D 建模和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以讓人們對(duì)隧道有一個(gè)更加直觀的認(rèn)識(shí)，特別是非專(zhuān)業(yè)人士，比如項(xiàng)目資助者或普通民眾。另一方面，對(duì)于處理此類(lèi)復(fù)雜項(xiàng)目的工程師來(lái)說(shuō)，新技術(shù)的出現(xiàn)大大縮短了修改設(shè)計(jì)時(shí)更新所有相關(guān)設(shè)計(jì)部分所需的時(shí)間。
在新西蘭的奧克蘭，AECOM 被任命為 Link Alliance Consortium 成員之一，負(fù)責(zé)奧克蘭的環(huán)線(xiàn)鐵路項(xiàng)目 (CRL)。該大規(guī)模項(xiàng)目將在位于市中心下方 42 米處，建設(shè)一條長(zhǎng) 3.45 公里的雙隧道地下鐵道，預(yù)計(jì) 2024 年通車(chē)，將提高奧克蘭的鐵路運(yùn)力一倍。（Link Alliance Consortium 成員包括 主要承包商Vinci Construction Grands Projects、Soletanche Bachy International 和 Downer，以及 AECOM、WSP-Opus 和 Tonkin & Taylor 等設(shè)計(jì)公司。）
在解決方案中，AECOM 采用參數(shù)化建模或使用相關(guān)算法，自動(dòng)生成數(shù)字模型。參與該項(xiàng)目的 200 多名設(shè)計(jì)師和工程師組成了八支項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)，分別在不同的地點(diǎn)開(kāi)展工作。因此，如何協(xié)調(diào)他們的工作，確保所有人都按照最新的設(shè)計(jì)來(lái)開(kāi)展工作，就成了管理團(tuán)隊(duì)面臨的巨大挑戰(zhàn)。
AECOM 的數(shù)字工程團(tuán)隊(duì)非常清楚，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)需要實(shí)時(shí)分享、問(wèn)詢(xún)和審查最新的設(shè)計(jì)信息。為此，他們著手創(chuàng)建了一個(gè)共享數(shù)據(jù)環(huán)境，其中包含 50 種不同的數(shù)據(jù)模型，可以通過(guò)單一的網(wǎng)絡(luò)位置進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)，無(wú)需安裝額外的軟件或硬件。
他們將傳統(tǒng)的 BIM 建模過(guò)程與參數(shù)化設(shè)計(jì)相結(jié)合，使模型可以通過(guò)內(nèi)部邏輯參數(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)更新，無(wú)需工程師或建模師手動(dòng)操作。得益于這種結(jié)合，CRL 隧道設(shè)計(jì)的建模時(shí)間從幾周大大縮短至數(shù)小時(shí)。
這是參數(shù)化設(shè)計(jì)有史以來(lái)第一次用于隧道施工。AECOM 的數(shù)字工程團(tuán)隊(duì)正將這些技術(shù)應(yīng)用到 CRL 項(xiàng)目的其他部分。
建筑施工
盡管建筑業(yè)對(duì)數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用起步較晚，但該行業(yè)正在奮起直追，開(kāi)始嘗試使用基于云計(jì)算的工具。這是因?yàn)?5D 建筑信息模型 (BIM)、數(shù)字協(xié)作與數(shù)字移動(dòng)、物聯(lián)網(wǎng)以及高級(jí)數(shù)據(jù)分析可以大幅簡(jiǎn)化流程，省錢(qián)又省時(shí)。
優(yōu)化協(xié)作
從西半球最高建筑“世貿(mào)中心一號(hào)樓”，到位于拉斯維加斯大道核心地帶的美國(guó)史上最大私人房地產(chǎn)投資開(kāi)發(fā)項(xiàng)目“城中城”，AECOM Tishman 締造了許多舉世聞名的地標(biāo)性建筑，在過(guò)去的一百多年里，參與打造的建筑面積超過(guò) 15 億平方英尺。
多年來(lái)，AECOM Tishman 利用自己的豐富經(jīng)驗(yàn)，不斷開(kāi)拓創(chuàng)新。隨著 3D 建模軟件能力的提高，AECOM Tishman 團(tuán)隊(duì)開(kāi)始研究如何利用這項(xiàng)技術(shù)來(lái)減少高層建筑的機(jī)械、電氣和管道 (MEP) 基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃中經(jīng)常遭遇的瓶頸。MEP 基礎(chǔ)設(shè)施如同建筑的中樞神經(jīng)系統(tǒng)。為了保證效率，所有系統(tǒng)必須協(xié)同運(yùn)行，這需要在施工過(guò)程中進(jìn)行大量的協(xié)調(diào)。
鑒于過(guò)去的經(jīng)驗(yàn)，項(xiàng)目最關(guān)鍵的階段之一是在獲得專(zhuān)業(yè)承包合同之后的施工圖開(kāi)發(fā)階段。這一階段通常由施工管理團(tuán)隊(duì)帶頭，參與者包括設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)以及來(lái)自各個(gè)相關(guān)專(zhuān)業(yè)承包人的細(xì)部大樣制圖人員和草圖制圖人員。
整個(gè)團(tuán)隊(duì)通過(guò)協(xié)作，解決沖突，并開(kāi)發(fā)出一套完全協(xié)調(diào)的施工圖，以此作為高效施工的參考。但該過(guò)程耗時(shí)良久，需要不斷協(xié)調(diào)，獲得各個(gè)利益相關(guān)者的認(rèn)可，因此導(dǎo)致這一階段經(jīng)常成為項(xiàng)目實(shí)施的瓶頸。
AECOM Tishman 意識(shí)到，如果在專(zhuān)業(yè)承包合同授予之前進(jìn)行協(xié)調(diào)，就可以顯著改善施工圖開(kāi)發(fā)過(guò)程，并把這種協(xié)調(diào)在成本和進(jìn)度方面帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)納入到投標(biāo)文件，然后在采購(gòu)過(guò)程中加以實(shí)現(xiàn)。
利用可加強(qiáng)協(xié)作和加快驗(yàn)收的 3D 建模軟件和其他軟件平臺(tái)，我們建立了一個(gè)名為 OneDesign 的專(zhuān)有流程。事實(shí)證明，OneDesign 確實(shí)能為我們的客戶(hù)節(jié)約時(shí)間和成本。
在近期我們參與的多個(gè)曼哈頓商業(yè)大樓項(xiàng)目中，OneDesign 將數(shù)百萬(wàn)美元的承包商的投標(biāo)范圍縮小了 50% 以上，這加強(qiáng)了價(jià)格的確定性，并幫助客戶(hù)更快地鎖定更有利的融資條件。OneDesign 還可確保施工文件明確統(tǒng)一、易于執(zhí)行，避免施工過(guò)程中出現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)沖突。
就像許多偉大的發(fā)明一樣，事后看來(lái)，解決方案似乎很簡(jiǎn)單。但復(fù)雜之處在于它的執(zhí)行，這就要?dú)w功于BIM 技術(shù)。首先，許多子流程必須同時(shí)進(jìn)行，以確保設(shè)計(jì)-投標(biāo)-建造的關(guān)鍵角色、職責(zé)和責(zé)任。其次，OneDesign 還要求用戶(hù)能熟練地運(yùn)用技術(shù)，對(duì)精確安排過(guò)、無(wú)法輕易復(fù)制的協(xié)調(diào)過(guò)程進(jìn)行管理。
人才投資
為了防止過(guò)分謹(jǐn)慎的態(tài)度扼殺創(chuàng)新，在創(chuàng)意還不足以落地前，AECOM會(huì)對(duì)創(chuàng)意以及提出創(chuàng)意者給予充分保護(hù)。作為行業(yè)創(chuàng)新者，AECOM一直在思考如何自我改進(jìn)。
為了鼓勵(lì)熱衷于創(chuàng)新的同事們，我們推出了一項(xiàng)工具：Mindblazer，征集所有可改善AECOM 項(xiàng)目的技術(shù)運(yùn)用、創(chuàng)新和協(xié)作的想法。在公司內(nèi)部，我們每三個(gè)月舉辦一次創(chuàng)意征集活動(dòng)，任何員工都可以參與，且有兩周時(shí)間去準(zhǔn)備。我們期待能看到那些可以滿(mǎn)足迫切需求和/或帶來(lái)變革性影響的全新創(chuàng)意。
員工是我們最寶貴的資產(chǎn)，因此為他們提供一個(gè)有利的環(huán)境，允許和鼓勵(lì)富有創(chuàng)意的想法是我們的使命。我們認(rèn)為，即便并非所有的創(chuàng)意都能實(shí)現(xiàn)，創(chuàng)新思維的過(guò)程卻能帶來(lái)更多益處。
