大型基礎設施建設項目往往預算有限、交期緊張，因此業(yè)內(nèi)企業(yè)向來注重的是改善運營，而不是追求創(chuàng)新。然而人們逐漸認識到，創(chuàng)新是保持競爭力的必然要求。
如今，城市的基礎設施建設正面臨著前所未有的壓力。聯(lián)合國預計，到 2050 年，全球城市人口比例將達到三分之二。即使這一預測可能受到新冠疫情影響，但供水、公共衛(wèi)生以及交通服務方面的需求仍會不斷增長，人們對于住房和工作場所的需求更是如此。與此同時，隨著利潤空間越來越小，氣候變化導致需求也變得不穩(wěn)定。一切照舊已經(jīng)沒有出路。
對水務、交通和商業(yè)房地產(chǎn)這些向來注重風險規(guī)避的行業(yè)來說，改頭換面并非易事。從規(guī)避風險轉變?yōu)橛掠诿半U，這是一項難度不小的挑戰(zhàn)。對于某些行業(yè)來說，即便是極小的失誤也可能付出巨大的代價，因此自然會對有悖于傳統(tǒng)做法的行為慎之又慎，尤其是那些必須為失誤負起責任的人。
在下文中，我們將從三個方面深入探討 AECOM 為協(xié)助客戶更好地開展業(yè)務而進行的創(chuàng)新，并重點介紹在創(chuàng)新過程中吸取到的經(jīng)驗教訓。
水務
到目前為止，水務行業(yè)在創(chuàng)新方面的紀錄好壞參半。盡管投入了大量的研發(fā)資金，卻遲遲未見技術知識轉化為實際價值。但水務行業(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，我們將以一個由環(huán)境需求驅動創(chuàng)新的項目為例。
除藻技術
每到夏天，不少江河湖海的表面都會被綠色的藻類覆蓋。這些藻類以水中的氮和磷為養(yǎng)分，借助陽光的能量迅速生長繁殖。但問題是，它們死亡后會釋放毒素，從而對公眾健康造成威脅。這種有害藻華 (HABS) 不僅會提高飲用水的處理成本，還可能對人類、動物、水生態(tài)系統(tǒng)和地方經(jīng)濟造成嚴重影響。僅在美國，有害藻華每年造成的損失就高達 10 億美元。在人口增長和氣候變化的共同作用下，有害藻華爆發(fā)越來越頻繁，規(guī)模越來越嚴重，持續(xù)時間也越來越長。例如，氣候變化所導致的洪水和颶風將肥料中的養(yǎng)分帶入湖泊和河流，助長了藻類的繁殖和生長。
2016 年 7 月，奧基喬比湖 (Lake Okeechobee) 內(nèi)富營養(yǎng)化水體流入沿海水域，導致有害藻華形成，海灘被關閉。為此，佛羅里達州州長里克·斯科特 (Rick Scott) 宣布進入緊急狀態(tài)。長期居住在佛羅里達州的AECOM 地質學家丹·利維 (Dan Levy)認為這場危機體現(xiàn)了一種新的發(fā)展趨勢。
盡管相關研究已經(jīng)持續(xù)了幾十年，但佛羅里達州的有害藻華問題仍然缺乏有效的長期解決方案。同大多數(shù)有害藻華問題一樣，癥結就在于沒有任何機構愿為此負責，這使得清理工作的資金來源難以確定。
利維介入后的第一步就是對當前的除藻技術進行評估，但發(fā)現(xiàn)其作用有限，而且會對環(huán)境造成不利影響。應用最廣泛的除藻技術是硫酸銅殺藻劑，這種藥物可以殺死藻類，但卻會釋放磷，而磷正是藻類生長所必需的營養(yǎng)物質之一。
因而，除藻后的第二天，藻類又死灰復燃，甚至變得更加頑強。為此，利維嘗試通過物理方式清除藻類生長所需的關鍵營養(yǎng)物質，同時又不破壞環(huán)境。他組建了一個環(huán)境專家小組，開始探索溶氣氣浮除藻技術。在佛羅里達州進行的試點結果表明，這一方法確實有效，且可以實現(xiàn)規(guī)?；瘧?。
兩年后，佛羅里達州的海灘再次在旅游旺季關閉了兩個半月的時間。州長斯科特意識到，這將對佛羅里達州經(jīng)濟造成毀滅性影響，于是宣布進入緊急狀態(tài)，允許李縣 (Lee County) 和馬丁縣 (Martin County) 兩個重災區(qū)采用 AECOM 的除藻技術。同時，根據(jù)美國的《水務基礎設施法案》(Water Infrastructure Act)，美國國會決定撥款支持有害藻華的研究和緩解策略。
此外，美國陸軍工程研究發(fā)展中心 (ERDC) 發(fā)起的 HABITATS 項目研究也向AECOM 尋求了支持和幫助。去年夏天，HABITATS 項目中的關鍵元素在奧基喬比湖進行了試點測試，并被證明卓有成效。
而佛羅里達州和紐約州則計劃在今年進行更多的實地測試，設法將回收的藻類轉化為生物燃料。在過去三年里，AECOM 的科學家們已通過數(shù)據(jù)證明，我們的除藻技術平臺可以有效去除 95% 以上的磷、82% 的氮和 97% 的微囊藻毒素。這一過程中產(chǎn)生的藻類生物質原料還可轉化為生物燃料和商用生物發(fā)泡產(chǎn)品，從而為綠色經(jīng)濟提供助力。該系統(tǒng)還可以減少進入水體中的營養(yǎng)物質，有效防止有害藻華問題再次爆發(fā)。
交通
大型交通基礎設施項目往往充滿了復雜性和不確定性，在經(jīng)濟、環(huán)境、技術、管理、政治和法律等方方面面出現(xiàn)問題的可能性很大。這就難免會讓此類項目的推動者和投資方對創(chuàng)新慎之又慎。同時，為了實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，在進行這些交通基礎設施項目時，還必須滿足未來的發(fā)展需求。這就需要高瞻遠矚的領導力、令人信服的論據(jù)、創(chuàng)新的思維以及行動和學習的能力。
重塑隧道
隧道施工是土木工程項目中最復雜的工作之一。隧道不是簡單的挖掘，而是需要考慮周圍巖石或土壤的屬性，以及通行人員和車輛的重量對隧道結構各個部分的影響?？傊?，這是一個復雜到難以想象的過程，但好在數(shù)字技術正在改變這一切。
利用 3D 建模和虛擬現(xiàn)實技術可以讓人們對隧道有一個更加直觀的認識，特別是非專業(yè)人士，比如項目資助者或普通民眾。另一方面，對于處理此類復雜項目的工程師來說，新技術的出現(xiàn)大大縮短了修改設計時更新所有相關設計部分所需的時間。
在新西蘭的奧克蘭，AECOM 被任命為 Link Alliance Consortium 成員之一，負責奧克蘭的環(huán)線鐵路項目 (CRL)。該大規(guī)模項目將在位于市中心下方 42 米處，建設一條長 3.45 公里的雙隧道地下鐵道，預計 2024 年通車，將提高奧克蘭的鐵路運力一倍。（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 等設計公司。）
在解決方案中，AECOM 采用參數(shù)化建模或使用相關算法，自動生成數(shù)字模型。參與該項目的 200 多名設計師和工程師組成了八支項目團隊，分別在不同的地點開展工作。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計來開展工作，就成了管理團隊面臨的巨大挑戰(zhàn)。
AECOM 的數(shù)字工程團隊非常清楚，項目團隊需要實時分享、問詢和審查最新的設計信息。為此，他們著手創(chuàng)建了一個共享數(shù)據(jù)環(huán)境，其中包含 50 種不同的數(shù)據(jù)模型，可以通過單一的網(wǎng)絡位置進行訪問，無需安裝額外的軟件或硬件。
他們將傳統(tǒng)的 BIM 建模過程與參數(shù)化設計相結合，使模型可以通過內(nèi)部邏輯參數(shù)實現(xiàn)自動更新，無需工程師或建模師手動操作。得益于這種結合，CRL 隧道設計的建模時間從幾周大大縮短至數(shù)小時。
這是參數(shù)化設計有史以來第一次用于隧道施工。AECOM 的數(shù)字工程團隊正將這些技術應用到 CRL 項目的其他部分。
建筑施工
盡管建筑業(yè)對數(shù)字技術的應用起步較晚，但該行業(yè)正在奮起直追，開始嘗試使用基于云計算的工具。這是因為 5D 建筑信息模型 (BIM)、數(shù)字協(xié)作與數(shù)字移動、物聯(lián)網(wǎng)以及高級數(shù)據(jù)分析可以大幅簡化流程，省錢又省時。
優(yōu)化協(xié)作
從西半球最高建筑“世貿(mào)中心一號樓”，到位于拉斯維加斯大道核心地帶的美國史上最大私人房地產(chǎn)投資開發(fā)項目“城中城”，AECOM Tishman 締造了許多舉世聞名的地標性建筑，在過去的一百多年里，參與打造的建筑面積超過 15 億平方英尺。
多年來，AECOM Tishman 利用自己的豐富經(jīng)驗，不斷開拓創(chuàng)新。隨著 3D 建模軟件能力的提高，AECOM Tishman 團隊開始研究如何利用這項技術來減少高層建筑的機械、電氣和管道 (MEP) 基礎設施規(guī)劃中經(jīng)常遭遇的瓶頸。MEP 基礎設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)同運行，這需要在施工過程中進行大量的協(xié)調(diào)。
鑒于過去的經(jīng)驗，項目最關鍵的階段之一是在獲得專業(yè)承包合同之后的施工圖開發(fā)階段。這一階段通常由施工管理團隊帶頭，參與者包括設計團隊以及來自各個相關專業(yè)承包人的細部大樣制圖人員和草圖制圖人員。
整個團隊通過協(xié)作，解決沖突，并開發(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。但該過程耗時良久，需要不斷協(xié)調(diào)，獲得各個利益相關者的認可，因此導致這一階段經(jīng)常成為項目實施的瓶頸。
AECOM Tishman 意識到，如果在專業(yè)承包合同授予之前進行協(xié)調(diào)，就可以顯著改善施工圖開發(fā)過程，并把這種協(xié)調(diào)在成本和進度方面帶來的優(yōu)勢納入到投標文件，然后在采購過程中加以實現(xiàn)。
利用可加強協(xié)作和加快驗收的 3D 建模軟件和其他軟件平臺，我們建立了一個名為 OneDesign 的專有流程。事實證明，OneDesign 確實能為我們的客戶節(jié)約時間和成本。
在近期我們參與的多個曼哈頓商業(yè)大樓項目中，OneDesign 將數(shù)百萬美元的承包商的投標范圍縮小了 50% 以上，這加強了價格的確定性，并幫助客戶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，避免施工過程中出現(xiàn)現(xiàn)場沖突。
就像許多偉大的發(fā)明一樣，事后看來，解決方案似乎很簡單。但復雜之處在于它的執(zhí)行，這就要歸功于BIM 技術。首先，許多子流程必須同時進行，以確保設計-投標-建造的關鍵角色、職責和責任。其次，OneDesign 還要求用戶能熟練地運用技術，對精確安排過、無法輕易復制的協(xié)調(diào)過程進行管理。
人才投資
為了防止過分謹慎的態(tài)度扼殺創(chuàng)新，在創(chuàng)意還不足以落地前，AECOM會對創(chuàng)意以及提出創(chuàng)意者給予充分保護。作為行業(yè)創(chuàng)新者，AECOM一直在思考如何自我改進。
為了鼓勵熱衷于創(chuàng)新的同事們，我們推出了一項工具：Mindblazer，征集所有可改善AECOM 項目的技術運用、創(chuàng)新和協(xié)作的想法。在公司內(nèi)部，我們每三個月舉辦一次創(chuàng)意征集活動，任何員工都可以參與，且有兩周時間去準備。我們期待能看到那些可以滿足迫切需求和/或帶來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有利的環(huán)境，允許和鼓勵富有創(chuàng)意的想法是我們的使命。我們認為，即便并非所有的創(chuàng)意都能實現(xiàn)，創(chuàng)新思維的過程卻能帶來更多益處。
