寒地復(fù)雜工程系統(tǒng)管理的現(xiàn)狀及發(fā)展策略研究

【摘要】“雙碳”和新一代信息技術(shù)背景下，工程建設(shè)領(lǐng)域涌現(xiàn)出的復(fù)雜性問(wèn)題和管理問(wèn)題也越來(lái)越多，傳統(tǒng)的組織層面問(wèn)題，已經(jīng)演化成了復(fù)雜系統(tǒng)內(nèi)部個(gè)體間的交互和系統(tǒng)層面的管理問(wèn)題。因而，工程項(xiàng)目管理的結(jié)構(gòu)具有多層次、多功能，并且是動(dòng)態(tài)演化的，具備復(fù)雜系統(tǒng)管理的內(nèi)涵特征。文中分析了復(fù)雜工程系統(tǒng)管理國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，在此基礎(chǔ)上，從知識(shí)與信息融合、建模方法和智能科學(xué)的融合、復(fù)雜系統(tǒng)理論和演化博弈論融合等方面提出了寒地復(fù)雜工程系統(tǒng)管理的建議。

【關(guān)鍵詞】項(xiàng)目管理；雙碳目標(biāo)；智能化；復(fù)雜系統(tǒng)

【中圖分類號(hào)】TU201.5" " " "【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A" " " "【文章編號(hào)】1673-6028（2024）01-0015-03

0 引言

“雙碳”目標(biāo)和新一代信息技術(shù)背景下，可以預(yù)見(jiàn)，寒地建筑綠色低碳重大工程管理需要進(jìn)行深層次的理論思考與關(guān)鍵技術(shù)突破。中國(guó)學(xué)科及前沿領(lǐng)域2035發(fā)展戰(zhàn)略，管理科學(xué)方面將復(fù)雜系統(tǒng)管理理論發(fā)展與研究放在了重要位置。管理理論與中國(guó)發(fā)展實(shí)際相結(jié)合，推動(dòng)復(fù)雜系統(tǒng)管理理論在工程領(lǐng)域的創(chuàng)新與發(fā)展，是建筑行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)亟需解決的問(wèn)題之一。將復(fù)雜系統(tǒng)理論與管理理論有機(jī)融合，通過(guò)對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)的管理問(wèn)題進(jìn)行降解、分析，并輔之以新的數(shù)據(jù)技術(shù)、建模工具和解釋框架[1]，不僅能夠全面了解工程項(xiàng)目建設(shè)的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程，而且能夠發(fā)展復(fù)雜系統(tǒng)管理創(chuàng)新的方法，為復(fù)雜系統(tǒng)管理開(kāi)闊思路的同時(shí)，進(jìn)一步促進(jìn)寒地重大工程建設(shè)的高效發(fā)展。

1 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)

系統(tǒng)是由相互作用和相互依賴的若干組成部分結(jié)合成的具有特定功能的有機(jī)整體[2]，建設(shè)工程項(xiàng)目作為一類特殊的系統(tǒng)，同樣具有系統(tǒng)的基本屬性，即系統(tǒng)的完整性和功能性。對(duì)于工程項(xiàng)目管理的一般認(rèn)知是，在一個(gè)具體的管理周期內(nèi)，圍繞特定的安全目標(biāo)、質(zhì)量目標(biāo)、費(fèi)用目標(biāo)和進(jìn)度目標(biāo)，運(yùn)用系統(tǒng)的理論、方法和模型，對(duì)人力資源、自然資源和社會(huì)資源進(jìn)行有效的規(guī)劃和控制，并使其按照預(yù)期的效果得以實(shí)現(xiàn)的過(guò)程。這個(gè)過(guò)程應(yīng)該包括：計(jì)劃，組織，指揮，協(xié)調(diào)，控制等若干個(gè)階段。建筑業(yè)的高速發(fā)展，使得建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大的同時(shí)，管理活動(dòng)涉及到的管理要素也越來(lái)越多，管理過(guò)程也越發(fā)復(fù)雜?；趶?fù)雜系統(tǒng)管理理論的研究，復(fù)雜工程系統(tǒng)管理即包括管理工程建設(shè)過(guò)程中各類物質(zhì)性資源要素及其相關(guān)關(guān)系與結(jié)構(gòu)，還應(yīng)該在思維上將管理現(xiàn)實(shí)物質(zhì)性進(jìn)行系統(tǒng)意義上的抽象，并運(yùn)用系統(tǒng)范式提煉出管理活動(dòng)的系統(tǒng)屬性。系統(tǒng)性思維不僅把原本對(duì)管理混雜、破碎的認(rèn)知梳理出一條有條理的邏輯路徑來(lái)，而且成為人們?cè)O(shè)計(jì)、構(gòu)造、實(shí)施和執(zhí)行管理活動(dòng)的一種范式[3]。

復(fù)雜系統(tǒng)管理涉及經(jīng)濟(jì)社會(huì)的方方面面。21世紀(jì)以來(lái)，歐美國(guó)家從業(yè)界和學(xué)術(shù)界等角度出發(fā)，對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)展開(kāi)了深入研究。美國(guó)學(xué)術(shù)界將復(fù)雜系統(tǒng)的理論知識(shí)和經(jīng)濟(jì)社會(huì)的實(shí)際情況相結(jié)合，催生了一系列具有代表性的工程咨詢公司，如Compiexity Solutions Ltd。歐盟委員會(huì)對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)的研究也在不斷深入，在第七框架計(jì)劃中探索復(fù)雜金融經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)規(guī)律，在第八框架計(jì)劃中研發(fā)新的分析和預(yù)測(cè)疾病在復(fù)雜社會(huì)系統(tǒng)中的傳播以及可能產(chǎn)生的影響等。此外，歐美學(xué)術(shù)界還成立了多所以復(fù)雜系統(tǒng)為研究中心的研究所，其目的在于對(duì)不同領(lǐng)域的“復(fù)雜性問(wèn)題”進(jìn)行深入探索。此后，復(fù)雜系統(tǒng)理論在社會(huì)學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域得到進(jìn)一步發(fā)展。據(jù)相關(guān)資料顯示，最近幾年，以復(fù)雜系統(tǒng)為關(guān)鍵詞的學(xué)術(shù)論文數(shù)量增長(zhǎng)趨勢(shì)顯著。這些論文涉及工業(yè)設(shè)計(jì)、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、城市軌道交通和生態(tài)環(huán)境保護(hù)等諸多領(lǐng)域。

進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，國(guó)內(nèi)在互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)、大中型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等領(lǐng)域取得快速發(fā)展，特別是2015年國(guó)務(wù)院印發(fā)《關(guān)于積極推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)的指導(dǎo)意見(jiàn)》以來(lái)，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)帶動(dòng)了大量相關(guān)產(chǎn)業(yè)，大數(shù)據(jù)、智能建造和智能管理在建筑行業(yè)的應(yīng)用也讓建設(shè)工程項(xiàng)目更加系統(tǒng)化和復(fù)雜化。復(fù)雜工程系統(tǒng)管理理論的應(yīng)用已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)建筑行業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的必然要求。中國(guó)學(xué)術(shù)界對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)展開(kāi)了深入研究，不僅在多所高校建立了與復(fù)雜系統(tǒng)研究相關(guān)的實(shí)驗(yàn)室（如清華大學(xué)復(fù)雜系統(tǒng)工程研究中心、北京航空航天大學(xué)復(fù)雜系統(tǒng)分析與管理決策實(shí)驗(yàn)室等），也對(duì)高校在相關(guān)方面的人才培養(yǎng)提出了要求，這些都將為復(fù)雜系統(tǒng)管理在國(guó)內(nèi)的進(jìn)一步發(fā)展奠定基礎(chǔ)。為了促進(jìn)復(fù)雜系統(tǒng)管理理論在眾多領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用和發(fā)展，2021年5月，國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)在北京舉辦了第287期雙清論壇“復(fù)雜系統(tǒng)與管理”。此外，復(fù)雜系統(tǒng)管理思想也被引入了工程建設(shè)管理領(lǐng)域，如北斗衛(wèi)星系統(tǒng)和港珠澳大橋的建設(shè)等，這些都將為我國(guó)復(fù)雜系統(tǒng)管理研究提供可靠的數(shù)據(jù)資料。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)對(duì)于復(fù)雜工程系統(tǒng)管理的研究主要集中在兩個(gè)方面，一方面是個(gè)體間的交互和系統(tǒng)層面的涌現(xiàn)與演化規(guī)律探索；一方面是基于系統(tǒng)方法論的復(fù)雜系統(tǒng)管理。在雙碳目標(biāo)的時(shí)代背景下，對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)和管理理論的融合研究，既是一種宏觀的戰(zhàn)略決策，也是一種客觀的實(shí)踐運(yùn)用。

2 復(fù)雜工程系統(tǒng)管理的實(shí)踐基礎(chǔ)

2.1 重大工程的復(fù)雜性降解原理

寒地重大工程是一類典型的復(fù)雜工程系統(tǒng)，科學(xué)認(rèn)識(shí)該系統(tǒng)的復(fù)雜性并采取有效的管理措施是寒地工程建設(shè)與管理的重要研究課題。復(fù)雜系統(tǒng)管理主要包括：決策階段的管理和實(shí)施階段的管理，針對(duì)管理決策階段的復(fù)雜性問(wèn)題，提出了復(fù)雜工程系統(tǒng)管理決策“復(fù)雜性降解”原理。該原理認(rèn)為，重大工程管理實(shí)踐是一個(gè)復(fù)雜自組織過(guò)程，通過(guò)復(fù)雜性探索、復(fù)雜性吸收、復(fù)雜性分解和復(fù)雜性承擔(dān)等4個(gè)基本邏輯策略，促使復(fù)雜性內(nèi)生動(dòng)態(tài)演化，并且遵循信息不完備性從“熵增”到“降低”、決策關(guān)聯(lián)性從“疊加”到“分解”的基本規(guī)律[4]。在實(shí)際的管理過(guò)程中，這類系統(tǒng)的復(fù)雜性主要包含兩類，一類是關(guān)聯(lián)復(fù)雜性，其主要是由管理過(guò)程中的各種客觀不確定性因素造成的 ；另一類是信息不完備性。與一般的工程系統(tǒng)相比，復(fù)雜工程系統(tǒng)的建設(shè)周期往往更長(zhǎng)，管理過(guò)程中受到環(huán)境中自然因素的影響也更多，管理決策階段對(duì)復(fù)雜性問(wèn)題的認(rèn)知更具有局限性。

部分學(xué)者認(rèn)為，重大工程的復(fù)雜性是一種有規(guī)律、多樣化的復(fù)雜性，應(yīng)該遵循人類認(rèn)識(shí)問(wèn)題的客觀規(guī)律，有針對(duì)性地采取管理措施。在這樣一個(gè)認(rèn)知框架下，“復(fù)雜性降解”原理提供了解決復(fù)雜性問(wèn)題的一般思路，并為不同類型的復(fù)雜性選取了適合的管理方案，是整體論與還原論思想的有機(jī)結(jié)合。這也是當(dāng)前國(guó)內(nèi)復(fù)雜工程系統(tǒng)管理普遍選取的理論支撐，對(duì)寒地重大工程建設(shè)具有重要的實(shí)踐指導(dǎo)價(jià)值。

2.2 重大工程的適應(yīng)性組織管理模式

復(fù)雜工程系統(tǒng)一般由若干個(gè)相互關(guān)聯(lián)、相互影響且技術(shù)難度和風(fēng)險(xiǎn)因素各不相同的異質(zhì)性子系統(tǒng)構(gòu)成，不同類型的子系統(tǒng)具有不同的管理目標(biāo)和任務(wù)，可以采用不同的組織結(jié)構(gòu)模式。組織論中的一條重要結(jié)論是系統(tǒng)的目標(biāo)決定了系統(tǒng)的組織，組織是系統(tǒng)目標(biāo)能否實(shí)現(xiàn)的決定性因素。基于重大工程復(fù)雜性的具體表現(xiàn)即工程項(xiàng)目本身的復(fù)雜性與外部環(huán)境中風(fēng)險(xiǎn)因素的不確定性，寒地復(fù)雜工程系統(tǒng)可以采取適用性組織結(jié)構(gòu)的管理模式。在還原論和組織論的理論基礎(chǔ)下，針對(duì)不同性質(zhì)的子系統(tǒng)，可以通過(guò)構(gòu)建適合的組織結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)不同的管理目標(biāo)，最終依賴不同組織部門(mén)間的信息溝通與合作，實(shí)現(xiàn)整個(gè)復(fù)雜工程系統(tǒng)的管理目標(biāo)。

復(fù)雜工程系統(tǒng)適應(yīng)性組織構(gòu)建的路徑包括組織需求設(shè)計(jì)和匹配、工程主體創(chuàng)新和構(gòu)建、組織系統(tǒng)形成和集成、組織職能實(shí)現(xiàn)和協(xié)同4個(gè)步驟[5]。在寒地復(fù)雜工程管理過(guò)程中，先根據(jù)子系統(tǒng)復(fù)雜程度的不同，將子系統(tǒng)劃分為不同的類型，如：復(fù)雜性子系統(tǒng)、關(guān)聯(lián)性子系統(tǒng)、簡(jiǎn)單子系統(tǒng)。再結(jié)合組織論，以系統(tǒng)管理目標(biāo)為導(dǎo)向，給不同的子系統(tǒng)匹配不同的組織結(jié)構(gòu)模式，以確保整個(gè)管理過(guò)程能夠順利實(shí)施。由于寒地重大工程涉及的管理主體更多，受到環(huán)境中不確定性因素的影響更大，所以適應(yīng)性組織模式將是有效解決該地區(qū)復(fù)雜性問(wèn)題的重要舉措。

復(fù)雜性降解原理和適應(yīng)性組織管理模式都是在還原論的基礎(chǔ)上形成的，對(duì)于當(dāng)前大部分復(fù)雜工程系統(tǒng)都有顯著的管理效果。實(shí)踐結(jié)果也證明其對(duì)于管理者認(rèn)識(shí)工程的復(fù)雜性及進(jìn)行復(fù)雜系統(tǒng)管理方法的創(chuàng)新均有新的啟示。然而，由于還原論本身的局限性，以及寒地重大工程復(fù)雜性的升級(jí)，以至于系統(tǒng)層面涌現(xiàn)的某些復(fù)雜性問(wèn)題并不能得到有效解決。當(dāng)前，人工智能技術(shù)的應(yīng)用，使得個(gè)體間的關(guān)聯(lián)更加發(fā)達(dá)和多元化，“雙碳”目標(biāo)的落實(shí)也對(duì)管理主體提出了更高的要求，寒地復(fù)雜工程系統(tǒng)管理范式需進(jìn)一步演化。

3 復(fù)雜工程系統(tǒng)管理發(fā)展目標(biāo)與思考

3.1 知識(shí)與信息融合，建立高效的管理平臺(tái)

近年來(lái)隨著信息技術(shù)快速發(fā)展，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和計(jì)算能力大幅度提升，同時(shí)知識(shí)體系不斷更新，已有的“知識(shí)”已經(jīng)不能對(duì)現(xiàn)在的復(fù)雜工程系統(tǒng)進(jìn)行解釋。BIM和“四庫(kù)一平臺(tái)”等信息化平臺(tái)的推廣，雖然可以在一定程度上做到信息的透明和共享，但管理主體仍然面臨著信息不完整、不對(duì)等的問(wèn)題。充分利用現(xiàn)有的知識(shí)體系和信息技術(shù)，將影響復(fù)雜系統(tǒng)管理的相關(guān)信息在一個(gè)公共平臺(tái)上實(shí)時(shí)呈現(xiàn)，并以此為依據(jù)指導(dǎo)下一步模型的構(gòu)建與優(yōu)化，還可以解決復(fù)雜管理系統(tǒng)中異構(gòu)數(shù)據(jù)的融合問(wèn)題。在信息共享的基礎(chǔ)上，讓管理主體間的溝通協(xié)調(diào)更加便捷，同時(shí)也滿足了政府和社會(huì)各方對(duì)整個(gè)管理過(guò)程的監(jiān)督指導(dǎo)要求。

3.2建模方法和智能科學(xué)融合

復(fù)雜工程系統(tǒng)是一個(gè)開(kāi)放的巨系統(tǒng)，工程建設(shè)的過(guò)程中需要吸收來(lái)自各個(gè)方面的不同信息，這也給系統(tǒng)的建模和管理帶來(lái)了困難。對(duì)寒地重大工程而言，其內(nèi)部個(gè)體間的交互將會(huì)更加復(fù)雜化、多樣化，其外部系統(tǒng)層面的演化也更加難以預(yù)測(cè)，對(duì)信息技術(shù)和建模技術(shù)提出了更高的要求。新一代人工智能技術(shù)的應(yīng)用，在對(duì)管理理論發(fā)起挑戰(zhàn)的同時(shí)，也為復(fù)雜系統(tǒng)理論開(kāi)闊了思路。復(fù)雜系統(tǒng)管理應(yīng)充分發(fā)揮交叉學(xué)科的優(yōu)勢(shì)，以建筑學(xué)和管理學(xué)為基礎(chǔ)，以智能科學(xué)的理論和方法為工具，建立更高效的復(fù)雜工程系統(tǒng)管理機(jī)制。在“雙碳”目標(biāo)的政策指引下，遵循工程建設(shè)的客觀規(guī)律，構(gòu)建具有中國(guó)特色的管理體系框架，并圍繞復(fù)雜工程管理的五個(gè)階段，利用人工智能算法、大數(shù)據(jù)和知識(shí)圖譜等新理論、新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)人機(jī)融合和協(xié)同的智能化管理。其主要思路是，以智能科學(xué)的理論和方法解決復(fù)雜工程系統(tǒng)的建模、設(shè)計(jì)、仿真、分析、控制、決策和優(yōu)化等問(wèn)題[6]。

3.3復(fù)雜系統(tǒng)理論和演化博弈論融合

當(dāng)前，人工智能技術(shù)的普及和“雙碳”目標(biāo)的落實(shí)，對(duì)復(fù)雜工程系統(tǒng)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。新形態(tài)下復(fù)雜系統(tǒng)理論要發(fā)展，就必須對(duì)復(fù)雜工程系統(tǒng)開(kāi)展深入研究，探索其系統(tǒng)層面的涌現(xiàn)與演化規(guī)律。在政府低碳制度下，分析寒地復(fù)雜工程管理主體的演化博弈穩(wěn)定策略，加強(qiáng)對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)中結(jié)構(gòu)異質(zhì)性、自組織涌現(xiàn)行為的刻畫(huà)，探索各主體之間動(dòng)態(tài)博弈行為及其內(nèi)在影響因素，構(gòu)建社會(huì)動(dòng)力學(xué)模型和介尺度分析體系，揭示新形態(tài)下的復(fù)雜系統(tǒng)的涌現(xiàn)與演化規(guī)律[7]。用演化博弈方法對(duì)管理主體的策略選擇過(guò)程進(jìn)行分析，搜集相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬仿真，真實(shí)反映寒地特殊環(huán)境下三方或多方的動(dòng)態(tài)博弈隨機(jī)演化過(guò)程。

4 結(jié)語(yǔ)

大數(shù)據(jù)、人工智能等新一代信息技術(shù)背景下的重大工程管理已經(jīng)成為復(fù)雜系統(tǒng)管理領(lǐng)域的一個(gè)重要課題，復(fù)雜系統(tǒng)理論與管理理論的結(jié)合，在提高復(fù)雜工程系統(tǒng)質(zhì)量建設(shè)目標(biāo)的同時(shí)，也為復(fù)雜系統(tǒng)管理理論的研究打開(kāi)了思路。此外，寒冷地區(qū)復(fù)雜工程系統(tǒng)管理有其鮮明的環(huán)境條件?；诤靥厥馇榫?，構(gòu)建中國(guó)管理實(shí)踐理論體系，將極大推動(dòng)復(fù)雜工程系統(tǒng)管理研究范式變革，為服務(wù)經(jīng)濟(jì)社會(huì)高質(zhì)量發(fā)展提供理論、方法和決策支撐。

參考文獻(xiàn)

[1] 汪壽陽(yáng)，胡毅，熊熊，等.復(fù)雜系統(tǒng)管理理論與方法

研究[J].管理科學(xué)學(xué)報(bào)，2021，24（08）：1-9.

[2] 于景元.錢學(xué)森系統(tǒng)科學(xué)思想和系統(tǒng)科學(xué)體系[J].科

學(xué)決策，2014（12）：2-22.

[3] 盛昭瀚，于景元.復(fù)雜系統(tǒng)管理：一個(gè)具有中國(guó)特

色的管理學(xué)新領(lǐng)域[J].管理世界，2021，37（06）：

36-50.

[4] 麥強(qiáng)，盛昭瀚，安實(shí)，等.重大工程管理決策復(fù)雜性

及復(fù)雜性降解原理[J].管理科學(xué)學(xué)報(bào)，2019，22（08）：

17-32.

[5] 麥強(qiáng)，安實(shí)，林翰，等.重大工程復(fù)雜性與適應(yīng)性組

織 ——港珠澳大橋的案例[J].管理科學(xué)，2018，31

（03）：86-99.

[6] 王飛躍.復(fù)雜系統(tǒng)與智能科學(xué)的研究方向和發(fā)展策略

[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探究，2004（05）：74-76.

[7] 高自友，郭雷，劉中民，等.大數(shù)據(jù)與人工智能時(shí)

代下復(fù)雜系統(tǒng)管理研究的若干關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題[J].中國(guó)

科學(xué)基金，2023，37（03）：429-438.

[作者簡(jiǎn)介]宿金成（1983—），男，山東安丘人，副教授，博士，研究方向：復(fù)雜工程系統(tǒng)主體結(jié)構(gòu)與演化機(jī)制以及新能源基礎(chǔ)冰害。

[基金項(xiàng)目] 2023年度哈爾濱商業(yè)大學(xué)青年科研創(chuàng)新人才培育計(jì)劃“雙碳背景下智能建造多主體協(xié)同創(chuàng)新演化博弈研究”（XL0138）；2023年黑龍江省博士后面上資助項(xiàng)目“高緯度地區(qū)樁基礎(chǔ)冰害機(jī)理及防控技術(shù)研究”（LBH-Z23260）；2023年黑龍江省教育科學(xué)規(guī)劃重點(diǎn)課題“產(chǎn)教協(xié)同與思政深度融合的工程類專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系構(gòu)建與創(chuàng)新”（GJB1423517）。2023年度省哲學(xué)社會(huì)科學(xué)研究規(guī)劃項(xiàng)目“‘雙碳’目標(biāo)下智能建造多主體協(xié)同創(chuàng)新演化博弈研究”（23GLD043）。