问题导向范式下的工程管理理论研究进展

丰 静,王孟钧

(中南大学 土木工程学院,湖南 长沙 410075)

工程中的管理工作在工程实践中逐步独立出来并发展为新的存在形式——工程管理。工程管理学科的实践属性决定了工程管理理论研究的起点与落脚点均应指向实践:实践是工程管理理论研究的现实基础,通过对实践问题的抽象分析、辩证综合,提炼出概念与普适性规律,实现理论的飞跃并指导实践。近三十年来,大规模的工程建设为工程管理理论研究提供了丰富的素材；同时,管理水平的不均衡发展激发实践者对工程管理知识的需求,形成推动学科发展的强大力量。在实践基础上,伴随相关学科的快速发展,人类认识工程造物活动本质和规律的限制不断被打破,工程管理理论得以持续发展和推进,形成丰富的研究成果,却呈现零散化和碎片化,相关人员有迷失于理论丛林之感。梳理工程管理理论,有助于促进工程管理理论与实践的交互作用及协同发展,实现两者在当前中国情境下的高水准统一。

然而,要完成这样一项工作,面临相当大挑战。这一挑战主要来自:(1)作为交叉学科,工程管理大量吸收相关学科研究成果,却未形成完整理论体系,学科边界模糊,难以清晰界定研究范畴；(2)工程管理包含的知识内容繁杂,对广义范围的工程管理理论研究进行梳理,是一项浩大工程；(3)工程管理理论梳理应依托工程管理实践来展开,需在理论和问题之间寻求结合点,以促进两者互动。

文献计量学和信息技术的发展,为文献数据的深度挖掘和计量分析并探寻理论研究前沿、路径等提供了有力支撑。然而,工程管理理论研究界限不明确和范围广泛,给文献数据来源的界定和遴选带来困难；理论研究与实践不同步,基于文献计量提炼的理论研究主题可能与现实问题不一致,难以反映现实需求。基于上述考虑,本文以土木工程建设阶段管理为主要研究对象,以问题导向的研究范式对工程管理理论研究进行系统梳理。

工程管理实践中面临的突出问题主要包括工程与人及环境的矛盾、多目标群决策、组织结构与跨组织协调、实施过程中目标集成控制、工程难题的解决等,基于上述问题提炼出工程管理理论研究的五大主题,包括工程管理的哲学思考、工程中的多目标群决策、临时性中间组织、工程目标的集成控制、面向解决工程难题的技术创新。围绕五大研究主题,采用文献研究和比较研究方法,对不同主题下的理论研究进展进行捕捉和勾勒,形成工程管理研究领域的全貌描绘。

1 工程管理理念:工程管理的哲学思考

工程管理理念是哲学领域的“理念”向工程管理活动移植、扩展的产物,是在工程造物实践中逐步形成的工程价值导向的认识。现代管理学诞生于“如何提高生产效率”的现实需求,纵观管理学的发展历程,提高效率已成为管理学理论中隐含的前提条件。从工程造物实践中分离出来的工程管理,亦遵循这一理念。随着科学技术的发展、工程规模的扩大,工程对环境的影响日益深刻,工程与自然、人、社会之间的矛盾日益突出,引发哲学界和工程界的共同关注。在工程与哲学的互动中,工程的“本体”地位逐步得到认可,以工程活动为管理对象的工程管理亦应从人类生存、社会发展、生态和谐等更广阔的视角认识工程及工程活动,推动工程管理理念的更新。

第一次工业革命带来生产效率的快速提升,引发资源过度消耗和环境污染问题。随着对该问题的持续关注,1972年联合国人类环境研讨会正式讨论“可持续发展”概念。建筑业作为资源、能源高消耗行业,在可持续发展过程中受到广泛关注。1994年,可持续建设首届国际会议召开,会上明确提出“可持续建设”概念,反映了人类对工程与人、自然和社会关系的新认识。这一认识,引导工程管理开始关注工程活动与外部环境之间和谐共处。文献[1]将与环境协调、可持续发展纳入工程项目全寿命期目标体系中,认为工程的可持续发展应该是工程管理的价值导向。文献[2]认为工程项目中可持续性理念表现为:从社会角度考虑项目,基于综合价值方法管理项目。文献[3]则提出工程可持续性不仅仅表现为环境的可持续,更是经济性、生态性和社会性的综合体现。在探讨可持续性工程管理概念范畴的同时,学者对如何推动可持续发展理念的落实展开研究,如文献[4]提出在工程项目评估阶段展开可持续性评价,并构建了多准则评价概念模型；文献[5]从环境、社会与经济3个方面出发识别影响建设项目实施过程中可持续发展的关键因素。随着对工程现实塑造自然面貌和人与自然关系这一特质的认识深入,可持续发展理念与工程管理实践必然会实现深度融合,深刻影响工程管理的价值体系、决策目标选择和管理内容。

针对工程与人、自然、社会之间的矛盾,部分学者从本体论视角进行解析,提出工程活动是人类为生存、繁衍、发展而产生、发展和不断演化的[6-7]。工程管理依附于工程而存在,其管理理念必然体现工程“为人”的根本性目标,同时反映工程必须依靠人这一基本原则。以人为本的价值取向强调人是工程活动的最终目的,然而这个“人”并不局限于顾客和用户,而应从利益相关者范围来考察工程对人的影响。文献[8]将以人为本视为工程伦理的首要准则,认为提升人的福利应该是工程建设的根本目标。文献[9]提出工程师在工程管理过程中应遵守对公共利益的承诺。文献[10]则对工程建设中将利润置于公众保护之上的行为进行了谴责。文献[11]关注地铁建设过程中引发的环境和社会问题,并提出降低地铁建设对沿线居民生活影响的相关建议。充分发挥人的主观能动性是以人为本的另一面。在工程造物约束条件越来越苛刻的当前,唯有突出人的主体地位,才能建构起多目标均衡的人工物。文献[12]认为土木工程师和结构工程师的知识储备、经验和态度对保障施工现场安全起到重要影响。文献[13]提出工程项目团队成员的胜任力对项目成功产生重要影响。

在对工程实践进行系统调查与研究的基础上,文献[14]提炼出工程管理的核心价值观为“以人为本,天人合一,协同创新,构建和谐”。这一核心价值观,是可持续发展、以人为本理念融会下的产物,对当前工程管理活动的开展具有现实指导意义。

工程管理理念的变化具有鲜明的时代特色,反映了人类在工程实践中对工程本体存在意义的探索。随着工程对人类生产、发展和自然环境的影响越来越深刻,妥善处理好工程与人、社会、自然的关系是工程取得成功的关键。因此,工程管理须秉承可持续发展、以人为本的理念,实现工程与自然、人和社会的和谐共处。

2 工程决策:多目标群决策

工程决策是在工程管理理念引领与工程现实环境约束下做出的价值选择,对工程活动有着全局性、决定性的影响。随着工程管理理念、社会环境和社会形态的变化,工程决策目标已经由单纯的经济效益向经济效益、社会效益与公平、生态保护、健康安全等多维度拓展,如何协调多个目标之间的矛盾冲突以实现整体效益优化是工程决策面临的一大挑战。同时,现代工程的专业化、社会化、复杂性和综合性等特点使现代工程决策超越个体的有限认知,必须依靠群体智慧。因此,如何合理设计决策结构以保证群体决策的有效性,是工程决策研究的重要内容。

针对工程决策中多目标协调优化问题,学者们不断尝试引用先进决策方法以有效支持决策。文献[15]运用ANP来构建多目标决策模型,以选择最合适的施工方案。文献[16]通过构建模糊多目标模型对离散动态临时设施的选择问题进行决策。文献[17]针对工程项目中的时间-成本-质量权衡问题,分别运用多目标粒子群优化算法和非支配排序遗传算法构建模型，进行方案优化选择。目标间的不可公度性是多目标决策的显著特点,通常采取将属性值转化为无量纲数据并确定各属性值权重的方式进行方案间的综合比较。然而,工程决策中的社会效益与公平、生态环保等目标通常难以进行严格量化,各目标之间的权重确定往往取决于工程的战略地位及决策主体对工程的认识。因此,重大方案决策,通常难以完全通过构建数学模型进行综合评价,更倾向于采取定性与定量相结合的方式,在工程价值观指导下通过认识决策问题,形成主客体统一下的价值选择。

工程决策,尤其是对工程及工程活动产生重大影响的决策,其主体包括政府主管部门、投资方、相关专家、周边居民等利益相关方,不同主体认知视角、利益诉求不尽相同。针对多主体联合决策问题,学者们基于群决策理论对工程决策过程、框架、群体结构等展开研究。文献[18]从工程伦理的视角审视工程决策,并构建起包括决策机构、决策目标和属性、各阶段决策内容等的决策模型。文献[19]基于综合集成理论思想,构建了重大工程复杂问题决策流程。文献[20]针对工程建设的动态性,基于多学科理论构建工程决策框架,管理工程变更。文献[21]通过对比澳大利亚和中国的重大基础设施工程决策过程,找出中国在决策程序上的不足,提出相关建议。文献[22]基于CO2排放的计算模型,构建大型公共工程在评标过程中的语言群体决策框架。文献[23]针对工程决策问题的不精确性和主观性,基于模糊ANP和模糊VIKOR方法提出模糊环境及多准则条件下的两阶段群决策方法。不同学科针对群决策问题的研究视角和侧重点不同,形成了多样化的研究模型、决策框架体系等。工程决策作为典型的群决策,其研究成果也呈现出上述特点。

随着系统科学、仿真技术、大数据分析技术的发展,工程决策研究正向系统仿真、智能决策等方向拓展,以应对多目标群决策情境下的复杂问题决策。文献[24]构建了两阶段SD模型,对设计和施工过程中建筑垃圾减量的环境效应进行仿真。文献[25]引入bimevr实时同步系统解决BIM与VR之间的数据传输问题以实现协同决策。文献[26]揭示了重大工程决策的复杂性特征,并构建了基于计算实验方法的决策模型,对决策系统的演化进行解释。工程尤其是重大工程正朝着复杂化方向发展,工程决策由结构化向非结构化发展,主体的价值追求与决策问题之间的对应关系呈现复杂化、动态化,主体依据传统经验、知识难以进行有效决策。如何保证决策主体正确认识决策客体？如何协调决策主体之间的价值冲突？如何有效综合运用多学科知识与技术？这些都是当前工程决策亟待解决的问题。

3 工程组织:临时性中间组织

从狭义上看,组织通常是指不同的人为了共同目标互相协作,结合而成的集体。工程组织是业主、设计、监理、施工等单位依托一次性工程项目，通过契约构建的临时性中间组织,具有典型的异质性、不稳定性和复杂性。如何实现工程组织中多元主体的资源整合、行为协同,提升组织整体效率,是工程组织研究的核心问题。

传统组织理论将组织视为“一种为了完成特定目标而设计的工具”,多从静态、结构和规范的观点来研究组织的权责分配问题。工程组织形态与层级制组织形态不同,其组织结构关注的是各参与方之间的组织权力安排,表现为工程项目组织模式。技术的快速发展和外部环境变化对传统DBB(平行发包)模式提出挑战,工程管理实践者和理论研究人员对工程组织模式展开探寻。文献[27-28]对比了传统管理模式和总承包管理模式,证明了总承包管理模式的优越性。文献[29]的研究结果则给出了不同看法。文献[30]认为D-B模式实现了设计与施工的集成,并对D-B模式下项目成功的影响因素及因素之间的相互关系进行探寻。文献[31]在对代建制模式进行横向、纵向比较的基础上,提出完善代建制模式的建议。文献[32]针对KOG2022项目的特点,提出设计—建造—运营—维护(DBOM)模式是该项目的最合适选择。工程规模化、复杂化的发展趋势,使新型组织管理模式如动态联盟、建设供应链、Partnering等陆续被提出并应用于实践,从产业集成、虚拟建设等视角,提出解决工程管理复杂性以及环境不确定性等问题的组织方案。文献[33]提出动态联盟模式应用于大型水利水电工程项目的核心在于实现工程组织的纵向层次和横向结构的有机集成。文献[34]对工程项目实施伙伴关系时,供应链集成的维度及各维度之间的相关关联进行了探讨。新型组织模式强调工程各参与方之间的协同,通过优势资源的集成化来实现工程利益的最大化,其中,剩余利益的合理化分配、扁平化组织架构的设计、组织间的协调、组织集成的维度等,是新型组织模式的关注重点。

传统组织理论遵循的是机械论范式,行为科学、社会学等理论的发展及与组织理论的融合,弥补了传统组织理论的不足,组织中的个体行为、群体行为、社会网络等成为现代组织理论研究的重点。基于现代组织理论的发展和应对工程造物活动复杂性的现实需求,工程组织的研究越来越关注人这一活力要素。文献[35]通过三个案例说明工程项目中的正式及非正式协调机制的作用机理。文献[36]构建了安全领导力模型,运用多层次管理视角分析领导力对工程项目安全干系人的影响。文献[37]通过在线调查,证实了组织间公平对工程项目中组织公民行为的影响。上述研究均是从项目参与方之间的直接作用着手,研究个体、群体行为,而对组织的社会属性关注不够。文献[38]认为工程的社会性首先表现为实施工程主体的社会性,而这亦是工程组织具备社会属性的根源。文献[39]应用社会网络分析技术研究项目团队从高效到有效的社会因素。文献[40]分析了项目社会资本的独特配置结构及其对项目绩效的影响。文献[41]基于SNA分析了项目组织权力和关系的联系。文献[42]将重大工程项目环境视为由利益相关者构成的网络系统,从社会网络视角对其进行分析。工程组织是由人构成的异质性社会网络,个人及参与方均嵌入网络之中并受其影响,同时,个人及参与方的行为选择不断重构网络关系,改变网络中信息、知识、物资等资源的传播与转移。从社会学视角研究工程组织,是对工程组织理论研究的扩展和补充,亦是工程组织社会属性的必然要求。

随着工程组织认识的逐步深入,工程组织研究范围从传统组织模式扩展到组织系统协同、个体行为及群体行为、组织的社会性等,但还需对工程组织这一类临时性中间组织中个体行为与群体行为的相互作用机理、跨组织领导力的构成与作用、团队建设等展开进一步研究,以揭示工程组织这一“黑箱”内在的运行机理。

4 工程目标:目标集成控制

工程目标是在工程管理理念引领下,在外部经济、社会及行政等多方力量作用下,工程各参与方在博弈、互动中达成平衡的结果。工程项目作为在一定约束条件下的一次性任务,目标既是起点,也是终点。

早期,工程管理以质量、成本和进度为核心目标,并围绕着上述三大目标展开工程实施过程的控制。对工程造物活动本质的探索让不少学者展开对工程管理目标范围的讨论。文献[43]对建设项目社会成本的相关研究进行了批判性回顾,提出评价社会成本的理论依据和方法。文献[44]认为,在可持续发展背景下,环保已成为重大工程的关注重点之一。现代工程在质量、进度和成本三大成果性目标基础上,将安全、环保、利益相关者需求等约束性目标纳入进来,形成一个包括多元目标的目标体系。工程各目标之间并非完全独立,而是相互联系、相互制约,因此,应统筹规划多元目标,基于特定工程的现实情景来实现多元目标之间的均衡,以实现工程整体效益的优化。文献[45]分析质量、进度、造价、安全和环保五个要素目标间的关系,提出基于工程项目的集成化管理。文献[46]采集569个建设项目的质量、安全数据,对工程项目质量与安全性之间的关系进行统计分析,为合理确定质量、安全目标提供借鉴。基于系统论,工程目标可视为由质量、成本、进度、安全、环保等目标要素构成的人造系统,目标要素的设置要从工程整体和目标要素的均衡匹配出发,才能更好发挥目标的导向功能。

工程多元目标之间关系的认知,推动研究人员突破工程目标控制单一化、局部化和机械化的限制,在充分吸收行为科学、信息科学、系统仿真等学科的理论、方法和成果的基础上,从系统视角研究工程目标的集成控制。文献[47]对工程活动重叠机制展开研究,并建立反映重叠时间、成本权衡的目标函数。文献[48]针对施工过程的动态性和不确定性,提出施工进度—质量—成本动态均衡方法。文献[49]在高性能计算平台上开发了一个基于仿真的集成优化框架,采用遗传算法计算选取工程成本和时间的最优参数。文献[50]研发了长江隧道江底联络通道施工实时预警系统,通过实时分析环境与结构安全感知信息,实现长江隧道盾构施工安全风险的一体化管理。文献[51]基于BIM系统开发了废物拆除和更新评估规划系统,实现建筑废物的精细化管理,保证项目进度、成本及环保目标的控制。文献[52]基于4D CAD模型开发一套安全集成控制系统,将安全性融入工程设计、规划和控制过程中。

从上述梳理可见,工程目标的范围随着工程认知逐步扩展；在目标管理过程中,系统思维方式被普遍接受,相关研究已经突破单一目标控制的视角,从多个目标均衡的思路着手展开目标控制；信息技术逐步成为复杂工程目标控制的有力支撑。

5 工程技术创新:解决工程难题

自1912年熊彼特首次提出创新概念后,技术创新受到广泛关注,研究成果十分丰富。与技术创新已经成为耳熟能详的概念相比,工程技术创新的相关研究则较为滞后。文献[53-54]将工程项目技术创新与建筑企业技术创新进行了区分并分别描述创新过程。文献[55-56]都认为建设工程创新是基于项目的多主体合作创新。上述研究均指明工程技术创新不同于企业技术创新,这种区别首先表现为立足点不同:企业开展技术创新通常是为了获取竞争优势,而工程技术创新则以解决工程造物活动中的难题为目的。针对两者的区别,学者对工程技术创新的特点进行归纳总结。文献[57]指出建设工程技术创新由多主体构成的临时性项目组织围绕工程难题展开。文献[58]认为工程技术创新受工程进度制约而具有明显的时间约束性。文献[59]提出工程创新具有集成性、实践约束性、组织协同性。技术集成性、生产不可分割性、生产交易同步性及工程项目的一次性决定了工程技术创新需在特定时间内、由技术相关方共同协作完成。复杂产品系统创新理论的提出,为解析工程技术创新提供了新视角。文献[60]基于复杂产品系统创新理论,指出建设工程作为复杂产品系统,其创新依赖于多个组织的协同合作。文献[61]提出建设工程技术创新不同于一般复杂产品系统创新,重要区别在于系统集成商角色被制造集成商与建造集成商共同分担。复杂产品系统创新理论将工程这一类规模大、技术含量高、定制式的产品与大规模制造产品进行区分,有助于突破传统产品创新/工艺创新两分法的局限,从技术集成创新的视角认知工程技术创新；有助于跨越企业界限,理解工程技术创新组织是多家企业并行活动的柔性组织结构。

工程技术创新的情景依赖性、工程产业链的分割决定了工程技术创新与制造类复杂产品系统创新相比,更强调参与企业之间的协作,以共同应对自然环境对工程造物活动提出的挑战。在深入认知工程技术创新的基础上,学者们基于组织理论、行为科学、社会网络等理论对工程技术创新展开进一步研究。文献[62]的研究表明,在大型私人投资基础设施项目中,新技术的采用决策受到预期盈利能力和发展评估吸收能力交互作用。文献[63]通过对美国50多个大型光伏建设项目的直接参与和结构性观察,探寻组织障碍对工程技术创新的影响。文献[64]基于文献调研和专家访谈提炼工程技术创新的关键影响因素。文献[65]构建了创新管理模型,明确了工程技术创新实施过程中利益相关者的活动流程,以支撑工程持续实施产品创新。文献[66]以泰国拜纳高速公路为案例进行纵向深入研究,以识别重大工程中的创新类别和创新成果之间的关联。文献[67]通过结构方程模型分析项目复杂性、创新政策等因素对建设项目创新的推动作用。文献[68]对近十年的相关文献进行批判性分析,探寻建设项目中知识、学习与创新的关联。文献[69]运用社会网络方法研究合作方间的关系,以揭示工程技术创新的内在机制。

工程技术创新作为一类特殊的复杂产品系统创新,面临组织临时性、主体多元化、过程割裂等挑战。学者们不断探寻影响工程技术创新实现的因素,并对不同因素的影响路径、影响因素之间的交互作用、创新效率评价等展开研究。然而,工程技术创新中关于多元主体之间协同合作、个体创造力及创新行为、多层次的社会关系网络、资源整合等研究成果相对较少,尚不足以支撑起工程技术创新整体理论的开发与建设。

6 总结

随着全球工程建设经验的积累以及相关学科的快速发展,工程管理研究成果日益丰富,但研究成果相对零散,学者们基于不同的理论基础延伸出相关研究主题,却未能在同一研究主题下形成研究范式。相关概念的模糊、研究视角的多元且零散、研究范围的不清晰等问题,正制约着工程管理理论的完善和发展。已有学者对如何构建工程管理理论体系框架做出了有益探索。文献[14]构建了包括基础理论、主体理论和应用技术的工程管理理论体系概念模型,对工程管理理论包含的内容及不同构成部分之间的逻辑结构和层次关系进行了系统梳理。2015年,牛津大学重大工程管理专家Bent教授提出“重大工程项目管理有没有理论”和“是否存在支撑理论体系的经典文献”之问,并在《国际项目管理杂志》上发起专刊进行探讨。众多学者就如何针对重大工程构建理论体系的问题展开论述,如文献[70]对比分析重大工程管理高引用文献与成熟理论经典文献发展路径,为重大工程管理理论开发提供借鉴。

管理理论源于管理实践,我国工程管理理论体系的构建必须置于我国工程管理的现实情境中才能深刻揭示现实和指导工程实践。明确工程管理理论领域和边界是构建理论体系的前提,通过对现有知识的系统整理和综合,对工程管理、工程项目管理、建设管理等相关概念进行辨析,形成相对统一的概念认识,并基于核心概念对工程管理的范畴进行界定。总结我国工程管理实践,在表象认识的基础上进行抽象分析,认识和把握我国社科、科技发展背景下工程管理的本质,形成与时俱进的工程管理理念,方能指导工程管理实践。提高工程整体效益,促进工程建设行业高质量发展,是摆在工程管理学科前的现实课题。在已有研究基础上,将分散的工程管理研究内容整合提炼成科学知识体系,通过理论的积累和生长,完成中国情景下的工程管理理论体系建设,方能促进理论与实践的协同发展。工程管理理论体系构建是一个漫长且复杂的过程,一方面需要针对工程管理实践问题,从跨学科、多层次视角探寻问题产生的根源并寻找解决方法；另一方面则需要不断整合已有研究成果,从中提炼理论体系框架并逐步丰富和完善理论体系。