系統(tǒng)思維在工程經(jīng)濟(jì)的工程造價(jià)問題上的應(yīng)用

【摘要】針對當(dāng)前工程經(jīng)濟(jì)的工程造價(jià)常見重大問題，通過將復(fù)雜系統(tǒng)思維應(yīng)用于工程經(jīng)濟(jì)的工程造價(jià)問題，剖析了導(dǎo)致造價(jià)超支及工程經(jīng)濟(jì)失敗的系統(tǒng)行為，根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)及專家分析，列出工程造價(jià)問題的各誘發(fā)因素，建立了工程造價(jià)流程模型及因果反饋環(huán)，對各種因素及其作用影響進(jìn)行研判分析，并提出了解決辦法。

【關(guān)鍵詞】系統(tǒng)思維; 復(fù)雜性; 因果反饋環(huán); 工程造價(jià)

【中圖分類號】TU723.3【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A

［定稿日期］2023-12-15

［作者簡介］張玲（1991—），女，本科，工程師，從事工程造價(jià)、工程經(jīng)濟(jì)工作。

0 引言

高質(zhì)量的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與發(fā)展不但可以促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，還為人民美好生活提供物質(zhì)基礎(chǔ)。功能目標(biāo)、質(zhì)量、時(shí)間和造價(jià)是基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目的關(guān)鍵因素，其中造價(jià)是最為關(guān)注的方面之一。調(diào)查表明國內(nèi)外70%以上的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目都存在超支問題。從決策論的角度來看，前期設(shè)計(jì)階段對項(xiàng)目造價(jià)計(jì)算可視為掌握有限信息狀態(tài)下的對未來的預(yù)測，導(dǎo)致項(xiàng)目超支的原因就是由于這些信息及處理過程中的不確定性、模糊性和多維度限制條件，其中項(xiàng)目的復(fù)雜性是產(chǎn)生不確定性的根源，動(dòng)態(tài)性又是誘發(fā)項(xiàng)目狀態(tài)變化的重要因素，因此，工程經(jīng)濟(jì)中的工程造價(jià)問題本質(zhì)上是由項(xiàng)目動(dòng)態(tài)性和復(fù)雜性決定的。應(yīng)對動(dòng)態(tài)復(fù)雜性問題可采用系統(tǒng)思維，利用考慮時(shí)間滯后的因果反饋環(huán)對將獨(dú)立事件放置于動(dòng)態(tài)系統(tǒng)中進(jìn)行識(shí)別、解析和應(yīng)用，進(jìn)而拓展以人為中心的時(shí)間-空間視角維度。其中，系統(tǒng)是為了實(shí)現(xiàn)某個(gè)目標(biāo)，由多組具有特定屬性的單元通過關(guān)聯(lián)、互動(dòng)而形成的行為模式，單元之間的關(guān)聯(lián)是隨時(shí)間改變和高度非線性的。本文通過將復(fù)雜系統(tǒng)思維應(yīng)用于工程經(jīng)濟(jì)的工程造價(jià)問題，剖析了導(dǎo)致造價(jià)超支及工程經(jīng)濟(jì)失敗的系統(tǒng)行為，并建立了工程超概的因果反饋環(huán)，考慮時(shí)滯效應(yīng)，提出了解決辦法，為工程項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)管理提供了參考。

1 導(dǎo)致工程經(jīng)濟(jì)問題的系統(tǒng)行為剖析

復(fù)雜系統(tǒng)是以高度動(dòng)態(tài)、相互依賴的存在狀態(tài)演化，系統(tǒng)內(nèi)部關(guān)系驅(qū)動(dòng)的行為結(jié)果是不符合邏輯、突發(fā)、非線性、不可重復(fù)、無法采用已建模型預(yù)測的。當(dāng)系統(tǒng)從相對簡單的線性狀態(tài)發(fā)展到復(fù)雜的狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)新行為和規(guī)則也隨之涌現(xiàn)，目前建造項(xiàng)目的規(guī)劃模型、設(shè)計(jì)控制和風(fēng)險(xiǎn)管理的方法無法識(shí)別、理解和處理復(fù)雜系統(tǒng)行為、規(guī)則和現(xiàn)象，從而導(dǎo)致了項(xiàng)目后期變更多、超支多和延期長。傳統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)管理是基于風(fēng)險(xiǎn)學(xué)理論，即假定重大風(fēng)險(xiǎn)（經(jīng)濟(jì)及技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)等）是可預(yù)測和穩(wěn)定的，符合隱患-危險(xiǎn)-事故的發(fā)展進(jìn)程，能按照標(biāo)準(zhǔn)化和貫序依次進(jìn)行控制。而系統(tǒng)思維看待項(xiàng)目組織特性是非線性、動(dòng)態(tài)和具有潛在混亂性。隨著大型基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目的推進(jìn)，由多參與方實(shí)體（業(yè)主、設(shè)計(jì)、承建商、監(jiān)理等）會(huì)形成自進(jìn)化、自組織的復(fù)雜系統(tǒng)，本質(zhì)上應(yīng)以系統(tǒng)思維方式進(jìn)行管理，才能將項(xiàng)目系統(tǒng)中的資源、時(shí)間以及目標(biāo)控制于限定范圍內(nèi)。顯而易見，項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段使用模型越全面、數(shù)據(jù)精度越高、可用信息量越大，其成果應(yīng)對不確定性的魯棒性就越強(qiáng)，后期施工超支概率就越低。采用系統(tǒng)思維來剖析大型基建項(xiàng)目的超支問題，首先必須將大型基建項(xiàng)目視為復(fù)雜性系統(tǒng)，分析可能導(dǎo)致工程造價(jià)超概的系統(tǒng)內(nèi)部行為。

（1）蝴蝶效應(yīng)——系統(tǒng)內(nèi)部關(guān)系的變化，無論多微妙，都可改變系統(tǒng)中的所有關(guān)聯(lián)關(guān)系，并可能在下游產(chǎn)生放大效果，比如業(yè)主對建筑物功能目標(biāo)的改變。

（2）混沌邊緣性——無論系統(tǒng)穩(wěn)定度多高，下降到純粹混沌的轉(zhuǎn)變始終不超過兩次，比如業(yè)主及承建商負(fù)責(zé)人的更換，以及其他法律財(cái)務(wù)不確定性因素等。

（3）奇特的吸引因子——系統(tǒng)內(nèi)部關(guān)系不一定是由順序邏輯或因果關(guān)系決定的，而是由動(dòng)態(tài)引力決定的，并通過共同行為產(chǎn)生的吸引力，比如業(yè)主-設(shè)計(jì)-施工方-監(jiān)理各方在項(xiàng)目推進(jìn)過程中的溝通方式導(dǎo)致的組織力。

（4）涌現(xiàn)——系統(tǒng)中新模式和新行為的出現(xiàn)，比如工程推進(jìn)過程中提出、使用的四新技術(shù)產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效應(yīng)。

（5）部分之和——系統(tǒng)的整體行為結(jié)果比其各個(gè)部分的累積結(jié)果更加重要和有影響力，比如項(xiàng)目組織內(nèi)部氛圍變化導(dǎo)致的風(fēng)險(xiǎn)，以及各團(tuán)隊(duì)信息溝通渠道改進(jìn)產(chǎn)生的項(xiàng)目效率提升。

（6）非線性——任何存在的系統(tǒng)過程都不會(huì)產(chǎn)生一致或可預(yù)測的結(jié)果，比如行業(yè)政策變化導(dǎo)致工程影響。

（7）分形——持續(xù)相同的誘發(fā)因素和生產(chǎn)模式會(huì)產(chǎn)生不一致或不合邏輯的結(jié)果，比如氣候及自然條件發(fā)生變化對各項(xiàng)目產(chǎn)生的各類影響。

（8）信息體系——系統(tǒng)是由內(nèi)部各實(shí)體根據(jù)信息產(chǎn)生、傳遞及反饋來產(chǎn)生高度響應(yīng)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，反饋機(jī)制是由系統(tǒng)內(nèi)部組成部分及其周圍環(huán)境不斷交互和適應(yīng)而生成的，前期設(shè)計(jì)階段對海量精確信息的收集是有利于對建造過程的預(yù)測和控制，尤其體現(xiàn)在造價(jià)方面，項(xiàng)目工程經(jīng)濟(jì)的成功決策取決于信息體系的搭建。

（9）自組織——各類組織實(shí)體是自然的行為，允許系統(tǒng)各部分根據(jù)信息反饋進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，由系統(tǒng)內(nèi)部信號和內(nèi)部組成關(guān)系的波動(dòng)產(chǎn)生觸發(fā)響應(yīng)，尋求對其內(nèi)部關(guān)系的調(diào)節(jié)機(jī)制來找到系統(tǒng)最相對平衡、有序或有效的狀態(tài)，也復(fù)雜自適應(yīng)系統(tǒng)以連續(xù)變化狀態(tài)存在的主要原因之一，比如設(shè)計(jì)變更的審批及執(zhí)行就是自組織行為的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。

基于上述觀察和分析，如果系統(tǒng)存在任何控制上的薄弱點(diǎn)或短板，就會(huì)產(chǎn)生無法預(yù)測的交叉作用，交叉作用又會(huì)在復(fù)雜系統(tǒng)中產(chǎn)生連鎖反應(yīng)，并獲得演化動(dòng)力，進(jìn)一步與系統(tǒng)內(nèi)的其他組件相互作用并做出響應(yīng)，這些的互動(dòng)影響產(chǎn)生的集體反饋產(chǎn)生極度負(fù)面的系統(tǒng)效用，從而導(dǎo)致重大影響，解決工程造價(jià)問題應(yīng)從全系統(tǒng)分析的角度入手，探索內(nèi)部影響因子。

2 誘發(fā)工程造價(jià)問題的因果分析

當(dāng)前，學(xué)術(shù)界和工程界積累了大量工程案例數(shù)據(jù)、提出了大數(shù)據(jù)分析方法和應(yīng)用了人工智能技術(shù)，如基于案例的推理、深度學(xué)習(xí)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、支持向量機(jī)、模糊專家決策系統(tǒng)和層次歸因分析法等，都被用來改進(jìn)工程造價(jià)估算準(zhǔn)確性及工程經(jīng)濟(jì)管理的超概問題，但這些方法還難以實(shí)現(xiàn)在通用工程上的大規(guī)模應(yīng)用，且成效也不足。項(xiàng)目前期造價(jià)估計(jì)需考慮各參與方的多種因素，如項(xiàng)目類型、場地特征及環(huán)境、項(xiàng)目地點(diǎn)、設(shè)計(jì)深度及復(fù)雜性、場地限制以及各參與團(tuán)隊(duì)合作模式等，了解這些因素及之間的關(guān)聯(lián)性對于改善造價(jià)估計(jì)的準(zhǔn)確度較為重要。所以，根據(jù)在設(shè)計(jì)階段采用不確定分析與因果分析來識(shí)別未來施工過程的動(dòng)態(tài)的復(fù)雜性有助于厘清導(dǎo)致工程造價(jià)變化的相關(guān)性和因果關(guān)系，可提高估算的準(zhǔn)確性和可信度。從項(xiàng)目建設(shè)全過程來分析設(shè)計(jì)階段的造價(jià)問題可知，該階段的造價(jià)估算偏差是由于不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆椒ǎɑ诮?jīng)驗(yàn)的估算）、低質(zhì)量的勘察設(shè)計(jì)成果數(shù)據(jù)以及不切實(shí)際的假設(shè)所致，合理的工程造價(jià)估算是基于全面的數(shù)據(jù)、準(zhǔn)確的信息、專業(yè)的知識(shí)模型和動(dòng)態(tài)的變化管理。根據(jù)筆者對從業(yè)以來參與的50余項(xiàng)工程項(xiàng)目（34項(xiàng)市政工程和22項(xiàng)公路工程）以及大量文獻(xiàn)資料總結(jié)分析，造成工程造價(jià)超概的主要因素有：項(xiàng)目類型及規(guī)模變化、項(xiàng)目地質(zhì)地形及場地條件特殊、采購過程及合同的風(fēng)險(xiǎn)、市場波動(dòng)及政策影響、工期變化導(dǎo)致的成本波動(dòng)、勘察設(shè)計(jì)錯(cuò)誤或深度不足、施工技術(shù)問題等因素（表1），產(chǎn)生了使用信息的偏差、數(shù)據(jù)錯(cuò)誤及估算方法的失效。

系統(tǒng)思維是用于識(shí)別和理解系統(tǒng)及其各組成單元的行為以及預(yù)測對各單元及關(guān)聯(lián)關(guān)系進(jìn)行修改后產(chǎn)生效果的協(xié)同分析方法。在復(fù)雜且動(dòng)態(tài)的工程建設(shè)項(xiàng)目中應(yīng)用系統(tǒng)思維將有助于理解傳統(tǒng)的約束，還便于理解項(xiàng)目中的驅(qū)動(dòng)因素、關(guān)聯(lián)關(guān)系和反饋行為。工程造價(jià)估算根據(jù)當(dāng)前階段掌握的設(shè)計(jì)信息及造價(jià)數(shù)據(jù)，利用經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)來進(jìn)行計(jì)算，本文將工程造價(jià)估算被視為系統(tǒng)（項(xiàng)目工程經(jīng)濟(jì)管理）的一部分，而輸入信息和輸出存在因果關(guān)系，許多變量都會(huì)影響工程造價(jià)估算，單元和變量之間的相互關(guān)系將產(chǎn)生重要影響。本文根據(jù)大量數(shù)據(jù)總結(jié)和項(xiàng)目造價(jià)工程師訪談（17名）的方式，建立工程造價(jià)系統(tǒng)流程見圖1，其中，輸入信息流是具體項(xiàng)目特征（場地、技術(shù)及建筑設(shè)計(jì)圖紙）信息，參考數(shù)據(jù)及規(guī)范依據(jù)是計(jì)算工程造價(jià)的基線及參考標(biāo)準(zhǔn)，內(nèi)部控制因素為人為干預(yù)及業(yè)主功能目標(biāo)等信息導(dǎo)入;計(jì)算流程及計(jì)算模型為造價(jià)工程師依據(jù)個(gè)人的知識(shí)體系及應(yīng)用工具的流程，在與項(xiàng)目設(shè)計(jì)參數(shù)與造價(jià)數(shù)據(jù)融合后，輸出造價(jià)結(jié)果。從整個(gè)過程流分析可知，工程造價(jià)最關(guān)鍵因素為：材料市場數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、造價(jià)師知識(shí)體系、設(shè)計(jì)中不確定性因素的魯棒性等三個(gè)重要方面。采用系統(tǒng)因果鏈探索工程造價(jià)超概的影響關(guān)系，圖2中構(gòu)建了系統(tǒng)模型因果鏈，由圖2可知，數(shù)據(jù)-信息-知識(shí)的增加和造價(jià)師認(rèn)知水平、工作態(tài)度好可降低造價(jià)問題，設(shè)計(jì)成果的質(zhì)量和強(qiáng)健性越高、計(jì)算方法和模型越好則造價(jià)越精準(zhǔn)，這些因素都是正向作用；然而，后期工期及功能的需求變化越小、政策及市場變化越小、新技術(shù)應(yīng)用越少及管理模式變化越低，則造價(jià)計(jì)算精度越高，這些因素是負(fù)面作用。根據(jù)獲得工程造價(jià)超概問題的因果環(huán)，不但找出了降低工程造價(jià)超概的根源及作用因素，還能針對性地設(shè)計(jì)提高造價(jià)計(jì)算精度的辦法。

3 工程造價(jià)的問題應(yīng)對

根據(jù)在前期設(shè)計(jì)階段使用系統(tǒng)思維方法識(shí)別的影響造價(jià)估算準(zhǔn)確性的因素及其作用影響分析，不但涉及各參與方，而且從系統(tǒng)來看，早期的影響變量往往會(huì)對項(xiàng)目實(shí)施產(chǎn)生系統(tǒng)性作用，會(huì)導(dǎo)致動(dòng)態(tài)的蝴蝶效應(yīng)。結(jié)合因果鏈分析，通過改善早期階段識(shí)別問題產(chǎn)生的因素，包括技術(shù)方案質(zhì)量、造價(jià)參考數(shù)據(jù)資料、項(xiàng)目特殊性的魯棒性分析等，從而提出改進(jìn)成本估算的辦法。根據(jù)通過系統(tǒng)思維分析工程造價(jià)問題及影響因素，有幾點(diǎn)結(jié)論：

經(jīng)分析，地方造價(jià)信息的缺失及對市場波動(dòng)估計(jì)不足是造價(jià)超概的重要因素，創(chuàng)建動(dòng)態(tài)更新的大型造價(jià)信息數(shù)據(jù)庫，將有助于提高造價(jià)估算的準(zhǔn)確度。

（1）設(shè)計(jì)文件質(zhì)量、深度和錯(cuò)漏也是影響造價(jià)超概的重要因素，在早期階段應(yīng)合理加深設(shè)計(jì)，并減少地形地質(zhì)的不確定性。

（2）業(yè)主對項(xiàng)目建設(shè)目標(biāo)及工期的變化也會(huì)影響造價(jià)計(jì)算的準(zhǔn)確性，應(yīng)盡量減少相應(yīng)的變化。

（3）施工過程的臨時(shí)工程、技術(shù)問題及創(chuàng)新技術(shù)的應(yīng)用也會(huì)對造價(jià)估計(jì)的準(zhǔn)確性有所影響，應(yīng)在項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段將問題具體化和解決方案實(shí)體化，減少技術(shù)上的不確定性，提高設(shè)計(jì)方案的強(qiáng)健性。

自然災(zāi)害、政策變化及環(huán)境影響是不可避免的，應(yīng)對措施不多，應(yīng)提高響應(yīng)不確定性的措施比例，適度考慮。

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