復雜性管理：港珠澳大橋主體工程管理思想與實踐創新

張勁文，朱永靈

（港珠澳大橋管理局，廣東 珠海 519015）

1 港珠澳大橋概況

港珠澳大橋是目前世界總體跨度最長、鋼結構橋體最長、海底沉管隧道最長的跨海大橋，是“一國兩制”框架下，粵港澳三地首次合作建設的大型跨海交通工程，因建設條件復雜、環保要求高、管理協調難度大，面臨諸多世界級技術和管理難題，被譽為“超級工程”，是中國交通行業工程技術和管理的全新挑戰，如圖1所示。

圖1 港珠澳大橋總體平面圖

2 基于復雜性的工程管理

對比一般工程管理的“管人理事”，復雜性工程管理就是“管復雜人、理復雜事”。人的復雜體現在參建各方和利益相關者思想共識達成和行為統一的難度上，事的復雜體現在工程規模由量變到質變引起的既有技術和（或）環境的不適應性[1-2]。而“人事糾纏”則是工程管理復雜性之最[3-7]。

工程哲學是工程最基本的認識論和思維原則[8]，如果說一般工程是一類系統，主要滿足工程類功能，方法上采用簡單整體論進行還原論分解，那么，復雜性工程則是復雜系統，除了滿足工程類功能外，還需滿足社會發展、國防安全、環境和諧、文化彰顯等多維目標，需要用復雜整體性思維對本體進行復雜性降解，再進行綜合集成[9-10]。

從工程管理過程角度，工程的可行性研究，甚至延續到設計階段都是目標確定和需求穩定的過程，它是一個管理思想被數學化表述，將管理思想升級為數學模型的過程（登高望遠）；建造階段是一個思想在具體區域環境下被實踐的過程，是將數學模型演進為一個超大的足尺實體模型（腳踏實地）。

管理思想建模是一個從低維到高維逐漸穩定的過程，工程管理實踐中的復雜性降解是從高維到低維解決問題的過程。復雜性工程管理首先體現在以復雜目標為導向的管理思想建模能力，然后體現在管理實踐上對復雜性的降解能力，前者由低維邁向高維，后者由高維降解為低維[11-12]。

3 前期工程管理總體策劃

港珠澳大橋主體工程的總體策劃，從2004～2009年底，花費了5 年多時間；從2010～2013 年底，依次完成了島隧工程、橋梁工程、橋面鋪裝工程、交通工程和房建工程等各專業工程的具體實施策劃并逐步付諸實施，主體工程已于2017年7月7日貫通，預計在2017年底具備完工條件。

在近10年的總體策劃和各專業工程實施策劃過程中，工程管理者經歷了一個認識不斷深化、思維不斷提升的過程。在該過程中，系統思維、哲學思辨、資源融合、人文關懷等均對工程管理策劃產生了非常重要、深遠的影響。

港珠澳大橋主體工程管理策劃建立在“目標驅動”的思想基點上，形成了以“目標-策略-標準”金字塔模型（見圖2）作為工程管理策劃框架的構建方法，首先是建設目標和愿景的確定，然后通過與目標匹配的管理策略設計和生產流程改進、技術裝備升級等多維保障手段，最終以專用標準對實體產品進行定義和驗收。

超級工程在前期規劃論證中，復雜不僅僅體現在技術方案上，利益相關方對大橋有著多維度甚至局部對立的需求，需經歷多次發散和收斂的震蕩方能漸趨穩定，需求穩定方能形成明確的目標[13]。2008年底，前期規劃論證漸近尾聲，各方需求漸趨穩定，港珠澳大橋建設目標得以最終確定：“建設世界級跨海通道、為用戶提供優質服務、成為地標性建筑”。其內涵是：

圖2 港珠澳大橋工程管理策劃金字塔模型

（1）建設世界級跨海通道，是指在設計和建造階段，采用國際先進的理念、整合中外頂級設計及咨詢團隊進行工程管理及設計，確保港珠澳大橋設計使用壽命達到120年。建設管理過程及工程產品本身均應具有國際影響，從管理思想、設計技術、施工技術、產品品質、現場管理等方面均達到國際水準。

（2）為用戶提供優質服務，是指通過高品質設計和建設、高水平維護和保養，確保港珠澳大橋擁有完善、舒適的硬件系統；通過建立經ISO 認證的標準化管理制度及工作流程，為用戶提供及時、舒適的軟服務；營運過程中通過持續改進，完善硬件及軟件。通過設施保證、服務保證、通行環境保證和維護保證，使得港珠澳大橋實際使用壽命遠超過120年。

（3）成為地標性建筑，是指從功能概念、地理概念、行業概念和心理概念上均成為地標，使得港珠澳大橋具有獨特的歷史、文化和美學價值。

在確定建設目標的同時，建設愿景也一并提出：“為‘一國兩制三地'的伶仃洋海域架設一座融合經濟、文化和心理之橋梁，使得香港、廣東、澳門成為世界級的區域中心”。2017年3月，國家正式提出粵港澳大灣區的概念，港珠澳大橋愿景與10年后的國家規劃遙相呼應，一語中的。

其次，建設目標和愿景確定之后，為實現目標和愿景所使用的管理策略、生產流程改進和技術裝備升級以及標準體系也得以一一確定。

在管理策略方面，港珠澳大橋主體工程充分體現了三地政府共建共管特點，項目法人和三地政府的責權利，通過《三地政府協議》和《港珠澳大橋管理局章程》得以清晰界定，主體工程屬于內地水域，在交通、航道、海事、漁業、水利、環保等方面，均適用于內地司法行政管轄。具體工程管理中，質量、安全和信息管理等方面則有針對性地借鑒了其他行業的經驗，如在交通行業首次引進國際通行的石化行業職業健康、安全和環保體系（HSE）；首次借鑒核電行業信息資源規劃經驗，開發并完善綜合信息管理系統；借鑒汽車制造業的質量管理體系，推行標準化、工廠化、6S管理等，試圖將傳統土木工程生產方式轉變為工業制造方式，將傳統土木工程開放性作業環境盡可能轉變為封閉或準封閉性作業環境。立足自主、并在全球范圍整合優質資源，合同管理則推行嚴格履約基礎上的合作伙伴關系。

在生產流程改進和技術裝備升級方面，沉管管節、橋梁墩臺等大型混凝土預制構件實現大型化、工廠化、標準化預制生產，鋼梁實現車間化、機械化、自動化和智能化生產，所有橋梁混凝土墩臺和鋼梁、鋼塔等大型構件（3 000 t級）采用大型浮吊安裝，33節巨型鋼筋混凝土沉管（80 000 t級）采用沉放駁系統進行安裝。針對不同的工序，開發了諸多世界一流甚至領先的工裝系統、機械設備、工廠流水線和大型專用船舶等。

在標準體系方面，港珠澳大橋的專用標準分為兩大類：①管理制度，涵蓋項目前期、設計、建造、營運維護的全壽命周期，在招標階段，建設期管理制度就隨著招標文件發至投標單位。②專用標準，分為專項設計標準、施工準則、質量驗收準則和營運維護準則等4項，專項設計標準和營運維護準則指導設計和營運維護，專項施工及質量驗收準則用于工程施工和驗收[14]。

4 工程實施策劃案例

以工可批復和項目法人成立為標志，港珠澳大橋主體工程正式進入建設期。在各專業工程實施前，項目法人都會根據各專業工程的特點和目標要求，做出有針對性的實施策劃，如島隧工程推行“設計施工總承包”模式，橋面鋪裝以“露天工廠化”為管理理念：提出“以認證保材料，以考核保人員，以設備保工藝，以工藝保質量”的管控手段；交通工程推行“系統集成、綜合平衡”管理理念，采用系統集成總承包模式；管養中心房建工程根據建筑用地處在群山之中，確立了“筑隱于山”的建筑理念，推行“粗才精做、樣板先行”施工管控模式。通過制訂有針對性的管理模式、以生產流程和工裝設備的全面升級為抓手帶動產品升級，取得了豐碩的管理和技術成果。下面以橋梁工程鋼結構為案例述之。

港珠澳大橋橋梁工程上部結構鋼梁用鋼量達到42.5萬t，體量大約相當于60座艾菲爾鐵塔或10座鳥巢，是全球跨海通道首次如此大規模地使用鋼箱梁。早在鋼結構策劃方案最終決策落地前，鋼箱梁的疲勞問題一直未能得到很好解決；鋼結構制造合同工期為36個月，與3.6萬t規模的香港昂船州大橋鋼結構制造工期相當。因具有體量超大（42.5萬t）、質量標準高（達到或超過香港昂船洲大橋水平），工期緊張（3年）等特點，是名副其實的“超級鋼橋”。而“四十年前的廠房、二十年前的設備”是港珠澳大橋鋼結構制造招標之前，國內主要橋梁鋼結構制造企業的真實寫照，其時國內行業現狀是總體平均工裝及技術水平較低、產品質量及穩定性受人為因素影響較大，在國內市場上，具備與港珠澳大橋鋼結構制造類似業績，在生產產能、質量保證、工期保障、基地部署等方面能夠相匹配的市場資源幾乎沒有。如果采用常規的組織模式，質量和工期必定故此失彼、甚至兩者全失，兩者所構成的巨大矛盾，突兀地擺在建設者面前，無論在技術還是管理層面，都是整個橋梁鋼結構制造行業面臨的嚴峻挑戰。

解決矛盾、攻克挑戰的方法，是在經歷痛苦的思維歷練后，基于汽車制造業流水線生產模式帶來的靈感，創造性提出并實踐鋼箱梁的工業化制造管理模式，包括板單元自動化生產和采用機器人全自動焊接等。項目法人組織的國際調研發現，日本雖是鋼結構制造的強國，但其鋼箱梁在板單元制造上主要采用“機器人+人工”生產方式，即部分工序采用機器人焊接，部分工序采用人工焊接，總體上并沒有實現鋼箱梁的流水線制造。因而，中國鋼箱梁的制造水準是有可能通過生產方式的變革，以后發優勢超越日本。

反復甄別港珠澳大橋42.5萬t鋼結構，可以分為兩大部分：①鋼箱梁，包括130個鋼箱梁大節段，148個組合梁大節段，總用鋼量為40.6萬t，占整個鋼結構的95.5%。②5個鋼塔，以及鋼結構形撐和鋼錨箱，總用鋼量約為1.9萬t，只占整個鋼結構的4.5%。鋼箱梁的形狀規則，有利于標準化生產，鋼塔的形狀不規則，屬于個性化訂制的產品。甄別管理對象后的再認識，使鋼箱梁的工業化制造思路更為清晰，形成了“板單元人最少，采用工廠全自動流水線制造”和“總拼廠人最好，變工地化施工為工廠化制造”的管理思路和組織架構，系統構建了“基于全局的工程管理策劃——橋梁鋼結構制造創新綜合體系”，如圖3所示。

經過自動化設備開發和產品調試，全球最早的兩條板單元生產線先后建成，如圖4所示。港珠澳大橋鋼結構制造過程中，創造了多項世界領先的工藝和技術。同時，首次在鋼箱梁橋面板焊縫檢測中引入了相控陣檢測技術，為提高鋼橋抗疲勞性能性能提供了保障。自港珠澳大橋開始，中國橋梁鋼結構制造邁入了世界領先行列[15]。

圖3 基于全局的工程管理策劃——橋梁鋼結構制造創新綜合體系

圖4 傳統鋼結構生產車間與港珠澳大橋鋼結構自動化示范生產線對比

5 超越六步法

港珠澳大橋主體工程管理思想形成和實踐過程中，遵循和踐行“從認識論、到方法論、到實踐論”螺旋式上升路徑，研究管理對象本質屬于認識論，研究管理主體行為屬于方法論，落實到具體問題屬于實踐論。以認識論的率先超越，進而完成方法論和實踐論的超越。方法論是連接認識論和實踐論的橋梁，而實踐是檢驗認識論和方法論的唯一標準。如果僅基于已有邊界條件去思考，所形成的認識和方法將是一種囿于已有邊界條件的認識和方法，必然難以完成認識論和方法論的超越。一個想完成根本性超越的管理者，其認識論和方法論的思維特質必然是基于已有邊界條件但又超越已有邊界條件，用總體、宏觀、全面的頂層設計來實現方向性的引領，同時選擇最科學、恰當、合適的方法，方有可能完成質的超越。同時，依托港珠澳大橋工程管理實踐，所形成的“定位、識別、策劃、推介、實施、激勵”六步超越法，如圖5所示[16]。

圖5 六步超越法

（1）定位。定位是一個認識的問題，包括總體目標定位和工程管理思想，前者是“建設世界級跨海通道、為用戶提供優質服務、成為地標性建筑”，后者包括港珠澳大橋總體管理思想和各專業工程的工程管理思想。港珠澳大橋的建設目標和工程管理思想就是超級工程的突破方向，是管理創新的北斗星。此外，包括政府、業主和參建團隊的定位也是非常重要的。

（2）識別。識別首先要辨別哪些管理“點”是對管理績效具有重大影響的，可稱之為管理“關鍵點”。在無數與管理績效有關的管理“點”中，有兩條路徑可供追溯分析：①遵循《孫子兵法》的“道天地將法”；②遵循全面質量管理的“人機料法環”。其次就是要找出與管理績效相關的管理“關鍵點”的短板。即現有條件將對管理目標實現造成的嚴重制約，以作為管理改進的抓手。識別這個步驟毫無捷徑可走，資料一定要齊全，分析一定要充分，邏輯一定要閉合，內心一定要安靜，判斷一定要理性。識別的過程，每個環節都必須流暢，一定不能出現思維阻滯，如果在某個環節出現了阻滯，則必須通過不斷思考、直至思維圓融。

（3）策劃。策劃分為3個層級，第1層級是比較借鑒，看看國內同類工程怎么做，國際工程怎么做，如果國內工程或國際工程已經有成熟的解決方案，直接借鑒即可。第2層級是行業借鑒，土木行業可以向制造業、石化行業、核電行業等不同行業學習，借鑒他們的管理思想和方法。第3層級是變革創新。對于本行業解決不了，其他行業也沒辦法的問題，就只能下定決心變革創新了。

（4）推介。從方法論的意義而言，推介的目的并不僅僅在于介紹項目，而在于吸引市場、行業和投標人理解項目，從而引導行業導向、培育可以與項目目標和規模相匹配的市場力量。

（5）實施。合同簽訂承包人進場后，就進入正式實施的階段。實施過程有賴于承包人依托自己的技術力量在項目法人構建的管理框架內完成，業主的主要任務是幫助承包人把工程策劃階段提出的理念落地，同時按照制訂的制度體系抓好全過程流程控制，最關鍵的管理措施是首件制的管理。

（6）激勵。相比市場行為的激勵而言，政府的激勵性政策措施在當下中國情境中更具力量，如專利保護、技術改進補貼、行業名聲以及鼓勵先進均與政府制訂的政策息息相關。而對于一個成功模式的推廣，也有賴于政府戰略思考之后的堅定行動。在激勵和推廣的過程中，政府和市場對既有成功經驗分別做出響應：政府不斷完善制度作為政策引導、企業不斷改良技術提升產品質量，通過持續改進，從而對未來的工程乃至行業定位產生強大影響，最終形成一個不斷超越別人，也不斷超越自身的完整循環。

6 結語

（1）港珠澳大橋主體工程管理思想形成和實踐過程中，遵循和踐行“從認識論、到方法論、到實踐論”螺旋式上升路徑，形成了以“目標-策略-標準”金字塔模型作為工程管理策劃框架的構建方法；同時，依托港珠澳大橋工程管理實踐，形成了“定位、識別、策劃、推介、實施、激勵”六步超越法。

（2）港珠澳大橋的工程管理創新，是在“目標驅動”下，“管復雜人、理復雜事”及處理“人事糾纏”的艱辛過程。針對開放復雜巨系統，解決之道在于以目標為導向，通過洞悉關鍵線路和關鍵點，采取合適的管理行為，使得系統基本可控。在管理實踐中，要特別強調并關注“人”在系統中的重大且核心的影響，實踐過程形成了“尊重差異、加強溝通、善于妥協、形成共識”的管理方法，以有效降解工程社會化趨勢下“人事糾纏”的復雜性。超級工程的管理者需要跳出橋梁看橋梁、跳出交通看交通、跳出系統看系統，不僅要用手建設、用腦建設、更要用心建設[17]。

（3）迄今為止，中國工程管理理論基本上是被西方壟斷的，但在中國情境下，西方管理理論在中國有些水土不服，中國工程呼喚原創性管理理論[18-19]。在管理學領域，比“知識就是力量”更強大的是“思想就是力量”。中國的工程管理實踐，不是知易行難，也不是知難行易，而是知難行亦難。優秀的管理思想難以出現、難以沉淀、難以傳播、更難以實踐，這是無法回避的事實。期盼在合適的管理思想指導和資源稟賦支持下，中國管理者可以不斷超越自我，在完成大規模工程建設的同時，系統總結、提煉出原創性的管理理論，為人類文明做出與這個國家悠久歷史和燦爛文化相匹配的貢獻，留下令世人稱道的工程和管理成果，這是中國工程管理理論界和實踐界應有的歷史擔當。