熵增视角下的水利工程运行管理标准化建设

2021-04-14王彤

水利建设与管理 2021年3期

王彤

(北京市北运河管理处，北京 101100)

近年来，随着大量水利工程建成并投入使用，水工建筑物维修、养护及管理的工作任务增加、责任加重。水利工程标准化本质上体现的是一种标准作业程序SOP(standard operation procedure)[1]。各地水务部门及水管单位在水利工程维护方面作了许多探索和实践，但“重建轻管”“管养模糊”的现状始终没有得到彻底扭转[1]。学者们调查发现，现阶段江苏省只有13.33%的单位设有专职的标准化管理部门[3]。在当前标准化建设的关键时期，水利工程运行管理亟须更新管理理念，梳理管理思路，打破原有固化的管理模式，整体提升标准化建设管理水平。建立有效机制，促进水利工程有效实施[4]。

针对现行水务工程建设管理中存在的问题，有学者提出从树立标准化管理理念、构建系统的水务工程建设管理标准体系、提升标准化管理信息化水平、加强标准执行监督4个方面推动水务工程建设管理标准化发展的具体意见[5]。郑振浩等[6]以宁波市水利工程运行管理系统建设为例,提出水利工程标准化管理应用的可行性及其实现思路和方法。档案管理是水利工程运行管理标准化的重要环节。标准化工作必须同法制管理、技术管理、信息管理同步进行。

熵增过程是一个自发的由有序向无序发展的过程，根据热力学定义，熵增加，系统的总能量不变，但其中可用部分减少；根据统计学定义，熵衡量系统的无序性，熵越高的系统越难精确描述其微观状态[7]。熵增原理就是孤立热力学系统的熵不减少，总是增大或者不变。一个孤立系统不可能朝低熵的状态发展即不会变得有序。熵增原理表明，在绝热条件下，只可能发生熵不减(dS≥0)的过程，其中熵不变(dS=0)表示可逆过程；熵增(dS>0)表示不可逆过程,熵减(dS<0)过程是不可能发生的。但可逆过程毕竟是一个理想过程。因此，在绝热条件下，一切可能发生的实际过程都使系统的熵增大，直到达到平衡态。

1 熵增理论与水利工程运行管理的关系

“水利工程运行管理”可以被看作是工程管理领域内的一个“反应”，所谓“标准化”管理即为把管理范畴内的诸多管理要素、管理环节统一化、规范化，最终实现管理工作的精简化、高效化。管理要素的细化分配亦是标准化管理实施的创新之处[8]。若以此视角推断，“标准化”最终要实现的目标是“节约劳动时间，提高工作效率”，让工作变得轻松、流程变得简洁。所以，在“反应”的视角下，即为熵减过程。但众所周知，熵减过程是不可能发生的，一切可能发生的实际过程都使系统的熵增大，直到达到平衡状态。如此说来，标准化建设工作作为水利工程运行管理视角下的熵增过程，其复杂、无序程度只会越来越高，永远不会实现最终的“单一化、精简化”。

标准化与熵增理论表面上显现的矛盾看似不可调和，实则却是对立统一的。首先，熵增理论中提及熵值只增不减只针对自发过程，当有外力做功时应另行讨论。因此在水利工程运行管理标准化建设中，可能会发生局部的熵减过程，但如果扩大到整个系统，就一定是熵增过程；其次，根据熵增原理，如果想要达到熵减目的，自发过程是不可能实现的，必须通过外力做功，即人的主观活动；同时，由于整个系统的熵一定是增加的，所以局部系统的标准化程度越高，整个系统熵增的效果越明显。

1.1 水利工程运行管理标准化过程是局部熵减过程和整个系统的熵增过程

水利工程运行管理标准化就是把水利工程运行管理涉及的所有作业流程通过反复论证，结合实际工作情况，形成统一的标准形式，通过标准的制定并实施，实现水利工程运行管理有标准，有根据，有参考。所形成的标准给所有作业人员提供参考依据，也让水利工程运行管理过程中形成的文件、信息、表格统一化、格式化、简单化。由此看来，所谓“标准化”的成果只是水利工程运行管理过程的一部分，因此，“标准化”所代表的熵减过程并不影响整个系统的熵增过程，且整个系统的熵增过程是不可避免的。例如，在水利工程标准化运行管理表格的制定中，表格制定者最初的目的是通过一系列规范化的表格，规范现场管理人员的工作流程，精简工作内容，提高工作效率。但在实际制定过程中，为了实现运行表格的标准化，制定者必须尽可能考虑表格填写过程中有可能出现的问题或潜在的错误，尽可能把这些风险规避在表格内部，通过细化表格设置、详述填表说明、反复试运行并随时修订，为后续正式版本的表格填写铺平道路。在标准化表格修订过程中，甚至修订使用后，表格相关复杂的调整优化工作会一直存在，造成了整个系统的熵增过程，且增加量远远大于原有表格修订成为标准化表格的熵减量。

1.2 实现水利工程标准化必须通过人为做功

同样，根据熵增理论，熵减过程并不会自发形成。这也就意味着，水利工程运行管理标准化的工作必须有人为活动的影响。相对自发的水利工程运行管理活动会向着复杂化、个性化的趋势发展。以河道水环境巡视为例，基层管理单位对于河面漂浮垃圾打捞、河道周边环境保洁等工作，由每日定时、定岗、定量、定频的工作模式，逐渐演变成为根据季节、气候、现有垃圾量、保洁船只数量、在场保洁人员人数等因素共同确定的河道水环境巡视流程。表面看来，这种方式从实际需求和工作能力出发，可以在最大限度内完成河道水环境保洁工作，但是由于缺乏具体参考依据，实际执行过程中，类似的软性条件难以规范现场工作人员，导致各单位水利工程运行管理工作水平参差不齐，标准不一，规范缺失，效率下降。因此，实现标准化的途径必然需要经过人为做功，排出自身系统的熵值到外部环境，最终实现自身熵值下降、标准化程度提升。

1.3 水利工程运行管理标准化程度越高，整个系统熵增程度越高

水利工程运行管理标准化是相对的熵减过程，但对于整个系统却是绝对的熵增过程。熵减过程代表所有标准化流程以及形成的成果都是按照精简化、统一化的流程发展，熵增过程则意味着无论系统内部熵减程度有多高，就整个系统来看，系统的熵一定是增加的。理论上来说，即使没有通过人为活动降低系统局部的熵，整个系统熵增的趋势也不会改变。这也就意味着，无论是否进行水利工程运行管理标准化工作，系统熵值都在增加。如果人为活动降低系统局部熵值，则后续整体系统的熵值必然增加，且增加量大于局部熵值减小量。以水利工程标志标识为例，在尚未进行标准化运行管理工作时，标志标识设施可能已经普遍存在于水利工程运行管理过程中，但并未形成规范或标准性工作，得到普遍，统一的应用。标准化工作推进后，原有标志标识牌必然需要经过重新梳理、分类、分级、推敲论证，最终以标准化的形式应用于水利工程运行维护。从结果上看，相比原有杂乱无章的内容，最终版成果更加精细有序，但在形成成果之前，必然经历大量对原有材料的认定、修正、删除、新增等过程。有学者指出，从水利工程勘察设计成果中直接读取水利信息存储的库表和标准字段,可提高水利数据收集与整编的速度，确保水利信息化的质量,为水利信息存储技术标准的编制提供参考[9]。而只有向外界排出大量的“无用熵”，才可换来局部系统的“熵减”，所造成的结果必然是整个系统的熵增加。

2 熵增理论给水利工程标准化带来的启发与建议

由此看来，为了实现水利工程运行管理标准化的目标，人为活动的“熵减”是必然存在的，整个系统的“熵增”也是必然发生的。同时，为了避免系统“熵增”而不去进行“熵减”行为，只会使系统熵(包括相对熵和绝对熵)同时增加，造成系统无序程度越来越高，偏离水利工程运行管理标准化的程度也会越来越高。

2.1 明确目标，转变思路，整体看待标准化问题

开展水利安全生产标准化建设势在必行[10]。水利工程运行管理标准化既是一种管理理念，一套管理体系，更是落在实处的管理方法。“标准化”的概念不仅仅停留在宣传口号和管理思路，更应落在水利工程运行管理的各个环节。徐炳伟等[11]认为，创新水利工程管护模式有利于进一步做好标准化管理的对策建议。“标准化”的目标是通过制定一系列的管理制度，形成一整套更有效率的管理方法，提高工作效率，提升工作水平。在这个目标指导下，相应的管理思路必然需要进行转变，且在前期转变思路，更新理念的过程中，必然经历非常复杂的修正、调整过程。从整体看，无论经历怎样的“熵减”(人为活动)过程，“标准化”都是最终目标，为了达到标准化目标而采取的熵变过程都是可取的。

2.2 长效推进，持久追踪，人为活动是重中之重

如前所述，自发过程不可能“自发”地形成标准化，所以人为活动在标准化进程中起到决定性作用。在一定范围内，人为活动量与标准化程度存在一定程度的联系，人为活动是引导管理行为趋向标准化的唯一途径。现有实践证明，标准化工作是一个长期的过程，需要分步骤、分阶段进行。在长效推进的过程中，进度追踪与持续反馈必不可少。只有在自发“熵增”的过程中，通过人为做功，不断进行“熵减”活动，向外释放熵，才能逐步提升局部系统的有序性，维持“熵减”过程。

2.3 思路转变与长效推进依赖标准化工作内部因素有机结合

水利工程运行管理从前期建设，到运行调试，再到后期移交，是一个长期推进的过程，涉及诸多单位与人员，部分管理工作虽在内容上有所重叠，但实施主体、工作目的与性质不同，完成管理工作的侧重点也不尽相同，且伴随着工作的不断深入，许多内容会随之深化提升，因此长期的管理工作并不是大量重复性工作的叠加组合。前述目标思路与持续推进必须是一个长期的动态过程，并随着标准化工作的进展、出现的问题作出相应调整。二者有机结合，密不可分。甚至在系统长期“熵增”的过程中，不排除局部系统会出现“熵减”的过程。但通过人为活动和一系列的针对性调整，局部系统的“熵减”过程必将作为其熵变行为的总过程，贯穿水利工程标准化运行管理过程始终。水利工程运行管理标准化工作中的管理短板、解决方案和“熵增”思路见表1。