可移动建筑产品研发与过程管理方法

可移动建筑产品的研发通过借鉴、学习先进制造业的产品研发理念与方法，并对其进行转化、应用，在结合建筑产品固有特点基础上，形成可移动建筑产品研发的体系与方法。相对于传统建筑设计，可移动建筑产品研发实现了建筑师角色与组织模式的转变、流程的转变以及技术工具与设计方法的转变。

1.建筑师角色与组织模式的转变

在千百年前，建筑师们曾以全知全能的建筑领导者角色出现，建筑领域各方面的知识都可以被他们所掌握，正如欧洲文艺复兴时期的伟大建筑师米开朗基罗、伯鲁乃列斯基、达·芬奇等，他们既是建筑师，也是建造师，同时也是结构专家与材料专家。在佛罗伦萨圣母百花大教堂穹顶的设计中，伯鲁乃列斯基身兼建筑师、结构工程师与建造师的角色，运用其丰富的综合性知识，完成了史无前例的巨大穹顶的建造。然而进入工业经济时代之后，随着现代建筑科学的不断进步，建筑自身系统变得越来越复杂，一座现代建筑包含有控制系统、暖通系统、水系统、电系统等众多系统，建筑仿佛成为巨大的机器，只凭建筑师一人之力想要掌握所有的建筑科学知识已无可能。只有通过专业划分，使各专业知识由不同专门人才掌握，以分工合作的方式才能完成建筑的设计与建造。现今，建筑领域的专业划分经过长期发展早已被制度化，不同的专业领域有着各自独立的人才培养体系、职业资格认证以及专业机构，例如目前我国建筑领域根据职能划分有建筑师、结构工程师、设备工程师、建造师、监理工程师、造价工程师等。

在专业化分工背景下，建筑师在建筑业中的角色定位已发生了根本性改变。历史上全才型的建筑师已不复存在，在工业经济“效率优先”的原则之下，原本属于建筑师的众多职责被纷纷剥离，建筑师的主要工作只剩下负责建筑生产流水线上的图纸化设计一环。在由设计到建造的建筑工程建设模式下，建筑的资本运作、建筑材料与设备的研发生产以及建造施工与管理大多都与建筑师无关。专业化的分工给建筑领域带来的影响是双重的，它既推动了建筑产业的进步，促进了专业内部技术的发展，同时也致使各专业领域相对狭窄，带来了各专业间的割裂。建筑各专业从业者大多只专注于本专业内部知识的研究，关注本专业自身的发展，而对其他专业缺乏深入了解，忽视与其他专业间的内在联系。在专业分工之下，建筑师们的专业视野越发受到局限，往往倾心于建筑艺术作品的创作，建筑的形式与功能成为建筑师主要的工作对象。而作为建筑学的重要本质内容，建筑的建造过程、建造方法、建造技术等却已被很多建筑师慢慢忽视。当今世界建筑学的发展证明，这种细化的分工并不能拓宽建筑师的创作空间，相反建筑师们正逐渐失去广阔的舞台，处于进退维谷的尴尬处境。反观制造业领域，产品设计师的工作早已拓展到了产品全生命周期范畴，贯穿于产品生产的全过程。其工作范围除了包括基本的产品设计阶段，还参与到前期基于市场的产品规划阶段以及中后期的制造阶段等。先进制造业的产品研发强调不同专业人员协同工作，不局限于局部过程，而是强调整体全局最优。产品总工程师担负产品研发领导者的角色，整合研发团队，对产品研发过程规划、产品设计、人员组织管理以及工具技术选择做出决策。

借鉴、学习制造业的产品研发模式，建立集成产品研发团队，使建筑师重新回归“全能建筑师”的角色是可移动建筑产品研发组织建设的首要内容。组织建设摒弃了按专业部门划分的传统模式，取消部门间、专业间的人为阻隔，转而建立各专业人员集成、协同的组织模式。集成产品研发团队成员涵盖了建筑设计方、制造企业方和供应商等多方面的相关人员。具体成员既包括面向上游产品设计的建筑设计师、结构工程师、设备工程师等，也包括面向下游制造、建造、测试等过程的制造工程师、装配工程师、材料工程师等（图2－38）。团队领导产品总工程师由建筑师担任，其在研发过程重要关节点做出决策。团队全体成员在产品总工程师的统一领导协调下，在产品研发各阶段协同并行展开工作。建筑师不仅对产品的制造、装配、建造过程展开设计，同时还参与到制造与建造过程之中，同制造工程师、装配工程师、材料工程师等共同工作，及时发现制造与建造中出现的问题，以对产品设计进行优化，使产品性能得以持续改进。

图2－39　可移动建筑产品集成研发团队成员组成

图片来源：作者绘制(www.xing528.com)

2.流程的转变

可移动建筑产品研发流程包括的活动范围比传统建筑设计流程有很大拓展。传统建筑设计流程基本仅限于建筑设计阶段，与前期的产品规划活动较少发生联系，也较少涉及后期的建造活动。而可移动建筑产品研发流程同时面向设计与建造上下游过程，内容同时涵盖了上游的产品规划、设计活动及下游的产品制造、装配、建造活动。

可移动建筑产品研发流程模型主要由产品定义与规划阶段、概念方案设计阶段、系统层面设计阶段、建造设计阶段、原型产品建造阶段、产品测试阶段共六部分构成，六阶段及其内部活动间以并行关系为主。可移动建筑产品研发强调在研发早期阶段便对后期的制造、装配、建造等过程加以关注并展开一体化设计，尽量在早期阶段发现设计中的错误，将传统产品研发的“设计—评价—再设计”大循环模式转变为多次小循环，以阶段内部多次局部迭代修改来避免跨阶段的大范围迭代修改。在不同研发阶段，不同专业背景研发人员协同展开工作，及时发现并处理研发活动中遇到的问题，最终使可移动建筑产品的研发周期得以缩短。

可移动建筑产品研发区别于传统建筑设计的重要方面在于对建造过程的关注，重点解决“怎样建造、如何建造”的核心问题，其不仅体现在产品设计过程中，也反映于原型产品的工厂制造装配与现场建造过程中。在产品研发流程的建造设计阶段，建筑师与制造、装配工程师协同工作，从建造过程的实施管理层面，对产品的可制造性、可装配性以及现场建造的人员组织、时间进度控制、建造资源准备、工序工法等进行设计研究。在原型产品建造阶段，以建造设计成果为指导，通过对其具体落实，确保在工厂制造装配及现场建造过程中，恰当的人员能够在正确的时间以适当的资源手段正确地完成工作，做到人、时间、资源、任务的统一。在工厂，建筑材料与零部件被精确制造加工，并被进一步装配成产品模块，各模块最终在工厂组装为产品装配单元。在建造现场，施工主要采用整体吊装及现场拼装方式，完成各产品装配单元间的机械连接。现场建造以干作业、机械化施工为主，施工工序简化，在运用较少人工和简单工具设备基础上，完成快速高效、高质量的建造。

3.技术工具与设计方法的转变

可移动建筑产品研发需要运用区别于传统建筑设计的技术工具与设计方法，为集成、并行的研发活动提供有效的支撑环境。首先，运用BIM等相关技术对可移动建筑产品进行数字化定义，建立可移动建筑产品数字信息模型，实现产品全生命周期信息的集成。在数字信息模型平台之上，产品研发人员可协同、并行的展开工作，形成顺畅的信息共享、交流、反馈渠道，实现及时的技术交流与协商。其次，可移动建筑产品研发对产品数据信息实施全过程管理，实现产品全生命周期的产品信息、过程信息、组织管理信息和资源信息的有效管理，做到随时将正确的信息以正确的方式传递到正确的地方。最后，可移动建筑产品研发在早期阶段就针对产品全生命周期采用面向X的设计（DFX）方法，面向制造、装配、运输、建造、拆卸、测试、维护、回收利用以及成本、可靠性、安全性等方面进行设计。通过面向X的设计（DFX）方法，在产品设计阶段就针对后期各项产品性能影响因素展开设计研究，实现相关设计过程的协同一体化。