基于熵理论的工程项目管理耗散结构分析

石福彬 柴海华

[摘 要]文章从质量、进度、控制三个方面讨论工程项目管理的远离平衡态、非线性、开放性、涨落、突变等熵原理，使用熵变原理和熵变模型对项目管理的进度、质量、成本的耗散结构进行分析，通过建立熵变模型进行耗散结构分析。最后结合国家结构和产业布局积极引进网络技术于项目工程管理，同时引进先进技术，加强科技人才管理，从而实现工程项目管理的量化管理。

[关键词]熵变理论；工程项目管理；耗散结构；量化管理

[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2018.33.112

随着我国经济体制改革进程的日益深化和工程管理市场对外全面开放，我国现代工程管理面临着资源整合、快速发展的大好时机和市场竞争日趋激烈的严峻挑战。在国内外环境发生深刻变革的情况下，面对我国工业化、城镇化、市场化、国际化的加速发展和工程项目管理的新形势，新时期的工程项目管理有了新的发展。

1 耗散结构理论

耗散结构理论是普里戈金在1969年提出来的。[1]他在研究偏离平衡态热力学系统时发现，当系统离開平衡态的参数达到一定阈值时，系统将会出现“行为临界点”，在越过这种临界点后系统将离开原来的热力学无序分支，发生突变而进入一个全新的稳定有序状态，从而提出了关于远离平衡状态的非平衡热力学系统的耗散结构理论。 [2]

在平衡态和近平衡态，涨落是一种破坏稳定有序的干扰，但在远离平衡态条件下，非线性作用使涨落放大而达到有序。偏离平衡态的开放系统通过涨落，在越过临界点后“自组织”成耗散结构，耗散结构由突变而涌现，其状态是稳定的。有如下五个特征：①系统开放性。[3]②保持远离平衡态。③非线性相互作用。④耗散结构的涨落导致有序特征。⑤耗散结构的突变特点。[4]

2 工程项目管理的耗散结构分析

项目管理是一门应用科学。基于总体项目或子项目的建设顺序，启动和完成时间，以及它们之间关系的计划。如招标时，根据招标文件要求，编制初步施工方案和施工进度。但是，中标后，项目实施过程中要执行的更详细的施工进度计划，应根据现场施工的具体情况和合同期限以及其他要求编制。计划内容应包括工作开始前的所有准备工作和施工方法。 [4]

建设项目管理主要内容包括“三控两管一协调”，这里我们只讨论项目施工管理中的“三控”，即进度控制、质量控制、成本控制。由于项目工程管理逐渐实现国际化，要不断地融入国际市场，当然就不可避免地出现各地域之间交叉与共性。因此，从全球范围来看存在着明显的竞争现象，按照这样的解释，那就必须得借助外界物质、能量、信息等的交换，这样可以有效平衡内部环境和外部环境。通过内部系统和外部系统的波动和变化，实现所有功能的合理分配，并优化配置各种资源，进而更好地为现代化建设服务，这样也就实现了工程项目管理的目的，这本身就是一种耗散结构。 [5]

2.1 开放性

系统熵变开放性公式表示如下：

dS=deS+diS（1）

其中diS为熵产生，是系统内部过程所产生的熵变；deS为熵流。对于工程项目管理的质量、进度、成本而言，这些并不是独立存在的，一个工程的前前后后都需要其他的相关部门产生关系，对于实现工程的管理而言就更是一个与外部紧密联系的开放系统，工程项目管理不仅要在国内有较大的市场，也有较大的国外市场，实现内外环境的物质、能源、信息交流。

关于工程项目管理的质量，随着改革开放的不断深入和发展，中国的工程质量和服务质量总体水平不断提高。在建筑工程领域，大家已经清醒地认识到，该项目的质量不仅关系到人民群众的生命财产安全。同时也直接影响项目投资和项目建设成本。最终，这将直接影响到我们社会的经济发展。影响项目质量的因素也很多，如人为因素、方法因素、材料因素、施工机械设备因素、环境因素等。这些因素并不是孤立的，它需要不断地和外界进行信息交换，任何一个因素出现问题都会引起其他的因素发生变化，所有这些都可能导致建设项目建设中的系统质量变化，并导致项目质量事故。

工程项目成本指工程过程中劳动者生产资料转移价值的货币形式和劳动者必要劳动所产生的价值，工程过程中建筑工程为成本对象，也就是所发生的全部生产费用的总和。项目的成本控制设计的范围较多，有直接成本、间接成本、固定成本、变动成本，它们的计算是要相互渗透、相互影响的。

项目管理具有一定的开放性，即项目管理需要随着项目的进展而变化。临时开放组织在特定条件（成本、进度、质量）的限制下实施复杂项目的既定目标。

2.2 非平衡性

假如工程项目管理处于平衡状态，那么在各个项目管理中的各个要素就应该是均匀的、单一的、无组织的。如果工程项目管理中的质量、进度、成本熵值极大，功能十分混乱，它们之间没有交叉点，不能实现相互之间的互补，整个工程在这样的管理下也会崩溃。工程有大有小，管理的水平有高有低，设备的层次也不尽相同，也就是工程项目管理之间还是有差异的，这种差异要求项目管理中的各个要素相互补充，以便项目管理能够在质量、进度和成本方面维护次序状态。

2.3 涨落

大量的项目投资往往与国民经济的运行密切相关，相互影响。各种风险将会陆续发生，风险会在质量和数量上发生变化。一些风险发生并得到处理。从而引起项目管理的熵变。

2.4 非线性

（1）工程项目管理的发展受经济发展水平和国家宏观调控政策的影响与制约。

（2）工程项目管理在时间、资金、经济方面的非对称性受非线性作用。

（3）工程项目管理涉及的部门和外部环境较多，这些复杂信息的加入给工程项目管理带来了新信息，而这些信息本来就具有非线性的特征。

（4）项目控制是一个交互过程。

3 工程项目管理的熵变模型分析

项目工程管理内部划分为文化熵、能力熵和结构熵，项目工程管理外部划分为直接环境熵和间接环境熵。进而我们可以得到如下熵变模型：

ΔS=S（t+1）-S（t）（2）

式中，S（t+1）是t时段的末态熵， S（t）是t时段的初态熵，ΔS是t时段系统与外界物质交换引起的熵变。根据熵变ΔS的大小，可以判断系统的稳定程度：

ΔS<0表示系统的熵降低，稳定性增强，系统运行良好。此时的工程项目管理是一个功能比较完善的系统，其内部的文化熵、能力熵和结构熵形成的负熵流很大，完全可以抵消内部产生的增加熵，使得工程项目管理的总熵是负的，表明工程项目管理是一个比较有组织的结构。

ΔS>0表示系统的熵增加，稳定性降低，需要采取相应的措施加以调控。此时的项目管理的直接环境熵和间接环境熵缺少与其内部的文化熵、能力熵和结构熵的物质流、能量流、信息流的交换。大量的消耗项目管理的直接环境熵和间接环境熵，导致内部没用的东西增加，内部的熵流增加，项目管理的直接环境和间接环境承受的压力加大，其结果就是此工程项目管理是一个无序无组织的结构。

ΔS=0表示在本时间段内熵值无变化，系统状态维持原状。这是一个理想的状态，在这个状态下，项目管理的直接环境熵和间接环境熵与其内部的文化熵、能力熵和结构熵之间的物质流、能量流和信息流循环交换，平衡发展。

4 结 论

4.1 积极引入现代技术，结合国家经济结构和产业布局，增加项目管理的负熵流

我国应当加快工程项目管理内部的文化熵、能力熵和结构熵等负熵流的增加，促进我国建设行业的发展，其有效实现大中型工程項目管理资源合理安排，进度优化，控制和其他应用程序都有显著的结果。

4.2 运用先进的管理方法，减少正熵流，实现工程项目的量化管理

作为一门学科，项目管理一直在持续发展30多年。自此以后我国项目工程管理开始了自己的发展，积极引进国外的先进技术和管理方法，从而实现项目的直接环境熵和间接环境熵等正熵流的减少，提高我国建设行业的整体水平。

参考文献：

[1]袁飚，陈雪梅.基于耗散结构理论的生态产业链形成机理研究[J].内蒙古社会科学（汉文版），2010（11）：101-105.

[2]丰伟，李雪芹.基于熵理论的综合运输通道耗散结构分析[J].铁道运输与经济，2009（32）.

[3]谷国锋，张秀英.区域经济系统耗散结构的形成与演化机制研究[J].东北师大学报（自然科学版），2005（9）.

[4]官振祥.工程项目质量管理与安全[M].北京：中国建材出版社，2001.

[5]黄梯云.管理信息系统[M].北京：高等教育出版社，2000.

[作者简介]石福彬（1984—），男，本科，助教，甘肃林业职业技术学院，研究方向：岩土工程。