問題導向范式下的工程管理理論研究進展

豐 靜,王孟鈞

(中南大學 土木工程學院,湖南 長沙 410075)

工程中的管理工作在工程實踐中逐步獨立出來并發展為新的存在形式——工程管理。工程管理學科的實踐屬性決定了工程管理理論研究的起點與落腳點均應指向實踐:實踐是工程管理理論研究的現實基礎,通過對實踐問題的抽象分析、辯證綜合,提煉出概念與普適性規律,實現理論的飛躍并指導實踐。近三十年來,大規模的工程建設為工程管理理論研究提供了豐富的素材；同時,管理水平的不均衡發展激發實踐者對工程管理知識的需求,形成推動學科發展的強大力量。在實踐基礎上,伴隨相關學科的快速發展,人類認識工程造物活動本質和規律的限制不斷被打破,工程管理理論得以持續發展和推進,形成豐富的研究成果,卻呈現零散化和碎片化,相關人員有迷失于理論叢林之感。梳理工程管理理論,有助于促進工程管理理論與實踐的交互作用及協同發展,實現兩者在當前中國情境下的高水準統一。

然而,要完成這樣一項工作,面臨相當大挑戰。這一挑戰主要來自:(1)作為交叉學科,工程管理大量吸收相關學科研究成果,卻未形成完整理論體系,學科邊界模糊,難以清晰界定研究范疇；(2)工程管理包含的知識內容繁雜,對廣義范圍的工程管理理論研究進行梳理,是一項浩大工程；(3)工程管理理論梳理應依托工程管理實踐來展開,需在理論和問題之間尋求結合點,以促進兩者互動。

文獻計量學和信息技術的發展,為文獻數據的深度挖掘和計量分析并探尋理論研究前沿、路徑等提供了有力支撐。然而,工程管理理論研究界限不明確和范圍廣泛,給文獻數據來源的界定和遴選帶來困難；理論研究與實踐不同步,基于文獻計量提煉的理論研究主題可能與現實問題不一致,難以反映現實需求。基于上述考慮,本文以土木工程建設階段管理為主要研究對象,以問題導向的研究范式對工程管理理論研究進行系統梳理。

工程管理實踐中面臨的突出問題主要包括工程與人及環境的矛盾、多目標群決策、組織結構與跨組織協調、實施過程中目標集成控制、工程難題的解決等,基于上述問題提煉出工程管理理論研究的五大主題,包括工程管理的哲學思考、工程中的多目標群決策、臨時性中間組織、工程目標的集成控制、面向解決工程難題的技術創新。圍繞五大研究主題,采用文獻研究和比較研究方法,對不同主題下的理論研究進展進行捕捉和勾勒,形成工程管理研究領域的全貌描繪。

1 工程管理理念:工程管理的哲學思考

工程管理理念是哲學領域的“理念”向工程管理活動移植、擴展的產物,是在工程造物實踐中逐步形成的工程價值導向的認識。現代管理學誕生于“如何提高生產效率”的現實需求,縱觀管理學的發展歷程,提高效率已成為管理學理論中隱含的前提條件。從工程造物實踐中分離出來的工程管理,亦遵循這一理念。隨著科學技術的發展、工程規模的擴大,工程對環境的影響日益深刻,工程與自然、人、社會之間的矛盾日益突出,引發哲學界和工程界的共同關注。在工程與哲學的互動中,工程的“本體”地位逐步得到認可,以工程活動為管理對象的工程管理亦應從人類生存、社會發展、生態和諧等更廣闊的視角認識工程及工程活動,推動工程管理理念的更新。

第一次工業革命帶來生產效率的快速提升,引發資源過度消耗和環境污染問題。隨著對該問題的持續關注,1972年聯合國人類環境研討會正式討論“可持續發展”概念。建筑業作為資源、能源高消耗行業,在可持續發展過程中受到廣泛關注。1994年,可持續建設首屆國際會議召開,會上明確提出“可持續建設”概念,反映了人類對工程與人、自然和社會關系的新認識。這一認識,引導工程管理開始關注工程活動與外部環境之間和諧共處。文獻[1]將與環境協調、可持續發展納入工程項目全壽命期目標體系中,認為工程的可持續發展應該是工程管理的價值導向。文獻[2]認為工程項目中可持續性理念表現為:從社會角度考慮項目,基于綜合價值方法管理項目。文獻[3]則提出工程可持續性不僅僅表現為環境的可持續,更是經濟性、生態性和社會性的綜合體現。在探討可持續性工程管理概念范疇的同時,學者對如何推動可持續發展理念的落實展開研究,如文獻[4]提出在工程項目評估階段展開可持續性評價,并構建了多準則評價概念模型；文獻[5]從環境、社會與經濟3個方面出發識別影響建設項目實施過程中可持續發展的關鍵因素。隨著對工程現實塑造自然面貌和人與自然關系這一特質的認識深入,可持續發展理念與工程管理實踐必然會實現深度融合,深刻影響工程管理的價值體系、決策目標選擇和管理內容。

針對工程與人、自然、社會之間的矛盾,部分學者從本體論視角進行解析,提出工程活動是人類為生存、繁衍、發展而產生、發展和不斷演化的[6-7]。工程管理依附于工程而存在,其管理理念必然體現工程“為人”的根本性目標,同時反映工程必須依靠人這一基本原則。以人為本的價值取向強調人是工程活動的最終目的,然而這個“人”并不局限于顧客和用戶,而應從利益相關者范圍來考察工程對人的影響。文獻[8]將以人為本視為工程倫理的首要準則,認為提升人的福利應該是工程建設的根本目標。文獻[9]提出工程師在工程管理過程中應遵守對公共利益的承諾。文獻[10]則對工程建設中將利潤置于公眾保護之上的行為進行了譴責。文獻[11]關注地鐵建設過程中引發的環境和社會問題,并提出降低地鐵建設對沿線居民生活影響的相關建議。充分發揮人的主觀能動性是以人為本的另一面。在工程造物約束條件越來越苛刻的當前,唯有突出人的主體地位,才能建構起多目標均衡的人工物。文獻[12]認為土木工程師和結構工程師的知識儲備、經驗和態度對保障施工現場安全起到重要影響。文獻[13]提出工程項目團隊成員的勝任力對項目成功產生重要影響。

在對工程實踐進行系統調查與研究的基礎上,文獻[14]提煉出工程管理的核心價值觀為“以人為本,天人合一,協同創新,構建和諧”。這一核心價值觀,是可持續發展、以人為本理念融會下的產物,對當前工程管理活動的開展具有現實指導意義。

工程管理理念的變化具有鮮明的時代特色,反映了人類在工程實踐中對工程本體存在意義的探索。隨著工程對人類生產、發展和自然環境的影響越來越深刻,妥善處理好工程與人、社會、自然的關系是工程取得成功的關鍵。因此,工程管理須秉承可持續發展、以人為本的理念,實現工程與自然、人和社會的和諧共處。

2 工程決策:多目標群決策

工程決策是在工程管理理念引領與工程現實環境約束下做出的價值選擇,對工程活動有著全局性、決定性的影響。隨著工程管理理念、社會環境和社會形態的變化,工程決策目標已經由單純的經濟效益向經濟效益、社會效益與公平、生態保護、健康安全等多維度拓展,如何協調多個目標之間的矛盾沖突以實現整體效益優化是工程決策面臨的一大挑戰。同時,現代工程的專業化、社會化、復雜性和綜合性等特點使現代工程決策超越個體的有限認知,必須依靠群體智慧。因此,如何合理設計決策結構以保證群體決策的有效性,是工程決策研究的重要內容。

針對工程決策中多目標協調優化問題,學者們不斷嘗試引用先進決策方法以有效支持決策。文獻[15]運用ANP來構建多目標決策模型,以選擇最合適的施工方案。文獻[16]通過構建模糊多目標模型對離散動態臨時設施的選擇問題進行決策。文獻[17]針對工程項目中的時間-成本-質量權衡問題,分別運用多目標粒子群優化算法和非支配排序遺傳算法構建模型，進行方案優化選擇。目標間的不可公度性是多目標決策的顯著特點,通常采取將屬性值轉化為無量綱數據并確定各屬性值權重的方式進行方案間的綜合比較。然而,工程決策中的社會效益與公平、生態環保等目標通常難以進行嚴格量化,各目標之間的權重確定往往取決于工程的戰略地位及決策主體對工程的認識。因此,重大方案決策,通常難以完全通過構建數學模型進行綜合評價,更傾向于采取定性與定量相結合的方式,在工程價值觀指導下通過認識決策問題,形成主客體統一下的價值選擇。

工程決策,尤其是對工程及工程活動產生重大影響的決策,其主體包括政府主管部門、投資方、相關專家、周邊居民等利益相關方,不同主體認知視角、利益訴求不盡相同。針對多主體聯合決策問題,學者們基于群決策理論對工程決策過程、框架、群體結構等展開研究。文獻[18]從工程倫理的視角審視工程決策,并構建起包括決策機構、決策目標和屬性、各階段決策內容等的決策模型。文獻[19]基于綜合集成理論思想,構建了重大工程復雜問題決策流程。文獻[20]針對工程建設的動態性,基于多學科理論構建工程決策框架,管理工程變更。文獻[21]通過對比澳大利亞和中國的重大基礎設施工程決策過程,找出中國在決策程序上的不足,提出相關建議。文獻[22]基于CO2排放的計算模型,構建大型公共工程在評標過程中的語言群體決策框架。文獻[23]針對工程決策問題的不精確性和主觀性,基于模糊ANP和模糊VIKOR方法提出模糊環境及多準則條件下的兩階段群決策方法。不同學科針對群決策問題的研究視角和側重點不同,形成了多樣化的研究模型、決策框架體系等。工程決策作為典型的群決策,其研究成果也呈現出上述特點。

隨著系統科學、仿真技術、大數據分析技術的發展,工程決策研究正向系統仿真、智能決策等方向拓展,以應對多目標群決策情境下的復雜問題決策。文獻[24]構建了兩階段SD模型,對設計和施工過程中建筑垃圾減量的環境效應進行仿真。文獻[25]引入bimevr實時同步系統解決BIM與VR之間的數據傳輸問題以實現協同決策。文獻[26]揭示了重大工程決策的復雜性特征,并構建了基于計算實驗方法的決策模型,對決策系統的演化進行解釋。工程尤其是重大工程正朝著復雜化方向發展,工程決策由結構化向非結構化發展,主體的價值追求與決策問題之間的對應關系呈現復雜化、動態化,主體依據傳統經驗、知識難以進行有效決策。如何保證決策主體正確認識決策客體？如何協調決策主體之間的價值沖突？如何有效綜合運用多學科知識與技術？這些都是當前工程決策亟待解決的問題。

3 工程組織:臨時性中間組織

從狹義上看,組織通常是指不同的人為了共同目標互相協作,結合而成的集體。工程組織是業主、設計、監理、施工等單位依托一次性工程項目，通過契約構建的臨時性中間組織,具有典型的異質性、不穩定性和復雜性。如何實現工程組織中多元主體的資源整合、行為協同,提升組織整體效率,是工程組織研究的核心問題。

傳統組織理論將組織視為“一種為了完成特定目標而設計的工具”,多從靜態、結構和規范的觀點來研究組織的權責分配問題。工程組織形態與層級制組織形態不同,其組織結構關注的是各參與方之間的組織權力安排,表現為工程項目組織模式。技術的快速發展和外部環境變化對傳統DBB(平行發包)模式提出挑戰,工程管理實踐者和理論研究人員對工程組織模式展開探尋。文獻[27-28]對比了傳統管理模式和總承包管理模式,證明了總承包管理模式的優越性。文獻[29]的研究結果則給出了不同看法。文獻[30]認為D-B模式實現了設計與施工的集成,并對D-B模式下項目成功的影響因素及因素之間的相互關系進行探尋。文獻[31]在對代建制模式進行橫向、縱向比較的基礎上,提出完善代建制模式的建議。文獻[32]針對KOG2022項目的特點,提出設計—建造—運營—維護(DBOM)模式是該項目的最合適選擇。工程規模化、復雜化的發展趨勢,使新型組織管理模式如動態聯盟、建設供應鏈、Partnering等陸續被提出并應用于實踐,從產業集成、虛擬建設等視角,提出解決工程管理復雜性以及環境不確定性等問題的組織方案。文獻[33]提出動態聯盟模式應用于大型水利水電工程項目的核心在于實現工程組織的縱向層次和橫向結構的有機集成。文獻[34]對工程項目實施伙伴關系時,供應鏈集成的維度及各維度之間的相關關聯進行了探討。新型組織模式強調工程各參與方之間的協同,通過優勢資源的集成化來實現工程利益的最大化,其中,剩余利益的合理化分配、扁平化組織架構的設計、組織間的協調、組織集成的維度等,是新型組織模式的關注重點。

傳統組織理論遵循的是機械論范式,行為科學、社會學等理論的發展及與組織理論的融合,彌補了傳統組織理論的不足,組織中的個體行為、群體行為、社會網絡等成為現代組織理論研究的重點。基于現代組織理論的發展和應對工程造物活動復雜性的現實需求,工程組織的研究越來越關注人這一活力要素。文獻[35]通過三個案例說明工程項目中的正式及非正式協調機制的作用機理。文獻[36]構建了安全領導力模型,運用多層次管理視角分析領導力對工程項目安全干系人的影響。文獻[37]通過在線調查,證實了組織間公平對工程項目中組織公民行為的影響。上述研究均是從項目參與方之間的直接作用著手,研究個體、群體行為,而對組織的社會屬性關注不夠。文獻[38]認為工程的社會性首先表現為實施工程主體的社會性,而這亦是工程組織具備社會屬性的根源。文獻[39]應用社會網絡分析技術研究項目團隊從高效到有效的社會因素。文獻[40]分析了項目社會資本的獨特配置結構及其對項目績效的影響。文獻[41]基于SNA分析了項目組織權力和關系的聯系。文獻[42]將重大工程項目環境視為由利益相關者構成的網絡系統,從社會網絡視角對其進行分析。工程組織是由人構成的異質性社會網絡,個人及參與方均嵌入網絡之中并受其影響,同時,個人及參與方的行為選擇不斷重構網絡關系,改變網絡中信息、知識、物資等資源的傳播與轉移。從社會學視角研究工程組織,是對工程組織理論研究的擴展和補充,亦是工程組織社會屬性的必然要求。

隨著工程組織認識的逐步深入,工程組織研究范圍從傳統組織模式擴展到組織系統協同、個體行為及群體行為、組織的社會性等,但還需對工程組織這一類臨時性中間組織中個體行為與群體行為的相互作用機理、跨組織領導力的構成與作用、團隊建設等展開進一步研究,以揭示工程組織這一“黑箱”內在的運行機理。

4 工程目標:目標集成控制

工程目標是在工程管理理念引領下,在外部經濟、社會及行政等多方力量作用下,工程各參與方在博弈、互動中達成平衡的結果。工程項目作為在一定約束條件下的一次性任務,目標既是起點,也是終點。

早期,工程管理以質量、成本和進度為核心目標,并圍繞著上述三大目標展開工程實施過程的控制。對工程造物活動本質的探索讓不少學者展開對工程管理目標范圍的討論。文獻[43]對建設項目社會成本的相關研究進行了批判性回顧,提出評價社會成本的理論依據和方法。文獻[44]認為,在可持續發展背景下,環保已成為重大工程的關注重點之一。現代工程在質量、進度和成本三大成果性目標基礎上,將安全、環保、利益相關者需求等約束性目標納入進來,形成一個包括多元目標的目標體系。工程各目標之間并非完全獨立,而是相互聯系、相互制約,因此,應統籌規劃多元目標,基于特定工程的現實情景來實現多元目標之間的均衡,以實現工程整體效益的優化。文獻[45]分析質量、進度、造價、安全和環保五個要素目標間的關系,提出基于工程項目的集成化管理。文獻[46]采集569個建設項目的質量、安全數據,對工程項目質量與安全性之間的關系進行統計分析,為合理確定質量、安全目標提供借鑒。基于系統論,工程目標可視為由質量、成本、進度、安全、環保等目標要素構成的人造系統,目標要素的設置要從工程整體和目標要素的均衡匹配出發,才能更好發揮目標的導向功能。

工程多元目標之間關系的認知,推動研究人員突破工程目標控制單一化、局部化和機械化的限制,在充分吸收行為科學、信息科學、系統仿真等學科的理論、方法和成果的基礎上,從系統視角研究工程目標的集成控制。文獻[47]對工程活動重疊機制展開研究,并建立反映重疊時間、成本權衡的目標函數。文獻[48]針對施工過程的動態性和不確定性,提出施工進度—質量—成本動態均衡方法。文獻[49]在高性能計算平臺上開發了一個基于仿真的集成優化框架,采用遺傳算法計算選取工程成本和時間的最優參數。文獻[50]研發了長江隧道江底聯絡通道施工實時預警系統,通過實時分析環境與結構安全感知信息,實現長江隧道盾構施工安全風險的一體化管理。文獻[51]基于BIM系統開發了廢物拆除和更新評估規劃系統,實現建筑廢物的精細化管理,保證項目進度、成本及環保目標的控制。文獻[52]基于4D CAD模型開發一套安全集成控制系統,將安全性融入工程設計、規劃和控制過程中。

從上述梳理可見,工程目標的范圍隨著工程認知逐步擴展；在目標管理過程中,系統思維方式被普遍接受,相關研究已經突破單一目標控制的視角,從多個目標均衡的思路著手展開目標控制；信息技術逐步成為復雜工程目標控制的有力支撐。

5 工程技術創新:解決工程難題

自1912年熊彼特首次提出創新概念后,技術創新受到廣泛關注,研究成果十分豐富。與技術創新已經成為耳熟能詳的概念相比,工程技術創新的相關研究則較為滯后。文獻[53-54]將工程項目技術創新與建筑企業技術創新進行了區分并分別描述創新過程。文獻[55-56]都認為建設工程創新是基于項目的多主體合作創新。上述研究均指明工程技術創新不同于企業技術創新,這種區別首先表現為立足點不同:企業開展技術創新通常是為了獲取競爭優勢,而工程技術創新則以解決工程造物活動中的難題為目的。針對兩者的區別,學者對工程技術創新的特點進行歸納總結。文獻[57]指出建設工程技術創新由多主體構成的臨時性項目組織圍繞工程難題展開。文獻[58]認為工程技術創新受工程進度制約而具有明顯的時間約束性。文獻[59]提出工程創新具有集成性、實踐約束性、組織協同性。技術集成性、生產不可分割性、生產交易同步性及工程項目的一次性決定了工程技術創新需在特定時間內、由技術相關方共同協作完成。復雜產品系統創新理論的提出,為解析工程技術創新提供了新視角。文獻[60]基于復雜產品系統創新理論,指出建設工程作為復雜產品系統,其創新依賴于多個組織的協同合作。文獻[61]提出建設工程技術創新不同于一般復雜產品系統創新,重要區別在于系統集成商角色被制造集成商與建造集成商共同分擔。復雜產品系統創新理論將工程這一類規模大、技術含量高、定制式的產品與大規模制造產品進行區分,有助于突破傳統產品創新/工藝創新兩分法的局限,從技術集成創新的視角認知工程技術創新；有助于跨越企業界限,理解工程技術創新組織是多家企業并行活動的柔性組織結構。

工程技術創新的情景依賴性、工程產業鏈的分割決定了工程技術創新與制造類復雜產品系統創新相比,更強調參與企業之間的協作,以共同應對自然環境對工程造物活動提出的挑戰。在深入認知工程技術創新的基礎上,學者們基于組織理論、行為科學、社會網絡等理論對工程技術創新展開進一步研究。文獻[62]的研究表明,在大型私人投資基礎設施項目中,新技術的采用決策受到預期盈利能力和發展評估吸收能力交互作用。文獻[63]通過對美國50多個大型光伏建設項目的直接參與和結構性觀察,探尋組織障礙對工程技術創新的影響。文獻[64]基于文獻調研和專家訪談提煉工程技術創新的關鍵影響因素。文獻[65]構建了創新管理模型,明確了工程技術創新實施過程中利益相關者的活動流程,以支撐工程持續實施產品創新。文獻[66]以泰國拜納高速公路為案例進行縱向深入研究,以識別重大工程中的創新類別和創新成果之間的關聯。文獻[67]通過結構方程模型分析項目復雜性、創新政策等因素對建設項目創新的推動作用。文獻[68]對近十年的相關文獻進行批判性分析,探尋建設項目中知識、學習與創新的關聯。文獻[69]運用社會網絡方法研究合作方間的關系,以揭示工程技術創新的內在機制。

工程技術創新作為一類特殊的復雜產品系統創新,面臨組織臨時性、主體多元化、過程割裂等挑戰。學者們不斷探尋影響工程技術創新實現的因素,并對不同因素的影響路徑、影響因素之間的交互作用、創新效率評價等展開研究。然而,工程技術創新中關于多元主體之間協同合作、個體創造力及創新行為、多層次的社會關系網絡、資源整合等研究成果相對較少,尚不足以支撐起工程技術創新整體理論的開發與建設。

6 總結

隨著全球工程建設經驗的積累以及相關學科的快速發展,工程管理研究成果日益豐富,但研究成果相對零散,學者們基于不同的理論基礎延伸出相關研究主題,卻未能在同一研究主題下形成研究范式。相關概念的模糊、研究視角的多元且零散、研究范圍的不清晰等問題,正制約著工程管理理論的完善和發展。已有學者對如何構建工程管理理論體系框架做出了有益探索。文獻[14]構建了包括基礎理論、主體理論和應用技術的工程管理理論體系概念模型,對工程管理理論包含的內容及不同構成部分之間的邏輯結構和層次關系進行了系統梳理。2015年,牛津大學重大工程管理專家Bent教授提出“重大工程項目管理有沒有理論”和“是否存在支撐理論體系的經典文獻”之問,并在《國際項目管理雜志》上發起專刊進行探討。眾多學者就如何針對重大工程構建理論體系的問題展開論述,如文獻[70]對比分析重大工程管理高引用文獻與成熟理論經典文獻發展路徑,為重大工程管理理論開發提供借鑒。

管理理論源于管理實踐,我國工程管理理論體系的構建必須置于我國工程管理的現實情境中才能深刻揭示現實和指導工程實踐。明確工程管理理論領域和邊界是構建理論體系的前提,通過對現有知識的系統整理和綜合,對工程管理、工程項目管理、建設管理等相關概念進行辨析,形成相對統一的概念認識,并基于核心概念對工程管理的范疇進行界定。總結我國工程管理實踐,在表象認識的基礎上進行抽象分析,認識和把握我國社科、科技發展背景下工程管理的本質,形成與時俱進的工程管理理念,方能指導工程管理實踐。提高工程整體效益,促進工程建設行業高質量發展,是擺在工程管理學科前的現實課題。在已有研究基礎上,將分散的工程管理研究內容整合提煉成科學知識體系,通過理論的積累和生長,完成中國情景下的工程管理理論體系建設,方能促進理論與實踐的協同發展。工程管理理論體系構建是一個漫長且復雜的過程,一方面需要針對工程管理實踐問題,從跨學科、多層次視角探尋問題產生的根源并尋找解決方法；另一方面則需要不斷整合已有研究成果,從中提煉理論體系框架并逐步豐富和完善理論體系。