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工程树 精选

已有 3132 次阅读 2017-9-12 08:13 |个人分类:科技|系统分类:科研笔记|关键词:工程树 港珠澳大桥 责任树 责任链

吕乃基

近日有机会参加交通部科学研究院在珠海举行的一次小型研讨会。会前看了几份资料,会上听了发言和讨论,也有所参与。以下是对部分感悟的初步梳理。

工程犹如一棵树。

从决策到构思到完成设计,相应于从地下的根须到主根形成及地面上的主干破土而出。从设计图纸到施工到竣工,相应于从主干挺拔到枝叶枝繁叶茂。而后的维护运行,相应于树的生命延续。

一、由根系到主干的三个三角形:协商能

1. 价值整合:正三角形

目前的工程哲学较少涉及价值领域。实际上,从科学哲学、技术哲学到工程哲学,价值越来越地介入,以及全程全方位介入。在某种意义上可以说,价值介入成为工程哲学的一个核心特征。

所有工程的第一步,首先面对的就是各利益相关方的价值诉求,譬如桥梁的两岸会有差异,苏通大桥,苏州与南通的不同经济社会发展程度和地理自然条件,港珠澳大桥涉及三地,还叠加了政治制度的差别。涉及各类主体,如政府、工商界和社会,以及在工程建设前后和过程中可能的利益受损方,如航运,拆迁,以及包括来自自然界的主体(白海豚),还需要考虑各方的权重。这些主体及其价值诉求都植根于特定的初始条件与边界条件之中。

这就是“工程树”的根系。在考虑上述各方和各种因素的前提下,对各种价值诉求逐一整合,由最细的根须到较粗的根,这一整合过程犹如一个正三角形,由纷繁的根须整合为主根。三角形要有“底边”,也就是各种价值诉求不可逾越的底线。港珠澳大桥在交通、航道、海事、渔业、水利、环保等方面,均适用于内地司法行政管辖。三角形的“两腰”是投资、工期、社会和自然环境等的约束,两腰之间是有待整合的尽可能多的相关利益方和各种有待考虑的因素。经过多套方案的权衡比选,形成为各方所共同可以接受的最终方案,可以称之为各方之间的“最小公倍数”,收拢到“三角形的顶角”。

价值整合三角形中固然有理性因素,但在相当程度上需要各方之间的反复磋商;固然有权力因素,更多是彼此的协商。粤港方的协商模式、粤澳方的协商模式、港澳方的协商模式都不一样,有些问题甚至会存在较大差异,在与各方的沟通中“尊重差异、加强沟通、善于妥协、形成共识”,这就是价值整合阶段的“协商能”。

目前看来,价值毫无疑问属于哲学,但上述整合过程似乎还不能说是“方法”。在看得见的时间段,难以对不同区域之制度、文化、心理、标准等均能科学定量,权重科学量化也难有可行的基础,实际可行的是定量和定性综合集成和协商的方式。

今后的发展趋势,是否可以考虑把各方的价值诉求及其权重逐步细化量化,把价值整合的过程通过编程智能化,以降低这一过程中的人为因素、不确定因素和时间成本,更重要的是,逐步形成价值整合过程的方法,使之在一定程度上有规可循。

2. 知识积累:倒三角形

上一阶段正三角形的顶点,就是这一阶段倒三角形的顶点,作为目的,在价值上起到对知识扩展与积累的引导作用。倒三角形的两腰,就是资金、周期、社会因素和各种自然地理等条件,在两腰的约束下,扩展、收集、积累本行业和其他行业的经验,判断是否可能为本工程所用。

港珠澳大桥在交通行业首次引进国际通行的石化行业职业健康、安全、环保体系(HSE);首次借鉴核电行业信息资源规划经验,开发并完善综合信息管理系统;借鉴汽车制造业的质量管理体系,推行标准化、工厂化、6S管理等,试图将传统土木工程生产方式转变为工业制造方式,将传统土木工程开放性作业环境尽可能转变为封闭或准封闭性作业环境。在这一积累和借鉴的过程中,“嵌入编码知识”由一种语境转移到另一种语境,这一转移过程就是创新。

上一阶段的正三角形有清晰的底边,就是工程不可逾越的法律和道德底线;这一阶段的倒三角形在理论上没有清晰的底边,知识的积累多多益善,没有边界,但在实际上有“底边”,一方面至少要达到某种阈值,可以形成“蓝图”,以进入实际的设计阶段,另一方面受到财力、人力和时间的限制,

3. 设计:正三角形

上一阶段倒三角形的底边也是这一阶段正三角形的底边,两腰与倒三角形的相同。两腰的收缩,是知识的筛选、比较、组合、集成,关键是嵌入于本工程特定的语境之中,最终形成正三角形的顶点——设计书(图),工程树的主根上生长出主干。

三个三角形之间并非截然分明,价值整合阶段实际上需要不断从知识库中寻觅可行与否的依据,设计阶段的倒三角还会发现问题而不时退回到上一个倒三角,继续搜索积累知识,甚至回溯质疑一开始的正三角,也就是第一阶段价值整合的合理性。

二、由主干到树冠枝叶:执行力

1.责任树与责任链

由主干到树冠枝叶,总体目标逐一分解为大项目,随后是小项目,更小的事项,这些由大到小,由整体到局部的项目关系就构成了由主干到枝干到枝叶的“责任树”。责任树实际上只是工程树的“树冠”部分,这是从空间(广义)来看。

港珠澳大桥的各个枝干各有特色。岛隧工程推行“设计施工总承包”模式,桥面铺装以“露天工厂化”为管理理念:提出“以认证保材料,以考核保人员,以设备保工艺,以工艺保质量”的管控手段;交通工程推行“系统集成、综合平衡”管理理念,采用系统集成总承包模式;管养中心房建工程根据建筑用地处在群山之中,确立了“筑隐于山”的建筑理念,推行“粗才精做、样板先行”施工管控模式。然后各个枝干再分别导向各自的枝叶。

项目通常还有前后工序,工序之间的前后承接,就构成了“责任链”,这是从时间上看。

每一个项目,无论责任大小,都有自身的边界,不能承担“无限责任”,在过程上具有起始点与结束点,于是就存在空间和时间上与其他项目在责任上的界面,在界面上发生与其他项目单向、双向或多向的关系。

厘清责任树和责任链,也就清楚了责任的分配、传递与追究,以及便于各级管理者的协调与激励、问责。厘清责任树和责任链,还有助于考虑一旦某个环节的主体失责,在该环节本身及时空上的关系环节可能会发生的后果,从而设置各种应急预案。

2. 工程共同体执行力

如果说由根系到主干的阶段主要依靠协调能,由主干到树冠枝叶主要需要执行力。黄埔大桥针对工程建设过程中执行力不足、责权利不清和管理模式可复制性低等难题,基于执行力理论和管理控制原理,深度剖析“执行”与“控制”既相对独立又相互作用的内在机理,提出了“执行控制”的理念,提炼出执行控制的关键基因,构建了由文化子系统、目标子系统、组织子系统、CPF(合同+程序+格式)子系统、信息化子系统和评价子系统构成的执行控制管理体系(图 2-11),体系中各子系统既相互独立又相互支撑,是一个动态、开放的有机整体,将“执行与控制”和“凡事重在落实”作为所有行为的最高准则和终极目标,贯穿于项目建设的全过程(桥梁工程的方法论与方法研究报告)。

显然,责任树和责任链,是执行力的落脚点,使得执行可操作。

各项责任及其在时间和空间上与其他责任关系的依据是各种级别和类型的契约、合同。就此而言,区块链技术,或许可能在由主干到枝叶,在工程的这一阶段,发挥作用,从而在整体上提升工程的管理水平。

三、运行维护阶段

作为工程哲学和工程树的一部分,工程的运行维护阶段与其他阶段的一大差别是,就认识论与方法论的对象而言,工程由设计到施工,对象从无到有“建构”起来;而在运行维护阶段,对象已经存在,例如对既有悬索桥主缆钢丝锈蚀情况的认识。

再以寻找合适的桥面铺装层材料结构为例。自1999年建成通车以来,江阴大桥历经了3种铺装结构类型(单层同质、双层同质、双层异质)、7种主要铺装结构形式(单层浇注、双层浇注、双层环氧、双层高强SMA、下层浇注+上层环氧、下层浇注+上层反应性树脂混凝土、下层FRP+上层反应性树脂混凝土)的桥面铺装方案,在特定的时间环境条件下,通过综合、协调、权衡和妥协而得到了相对优化的结果,寻找到了特定阶段适合江阴大桥的钢桥面铺装层材料结构。

在上述两个案例中,不同程度上体现了科学方法与工程方法的结合。

一般而言,运行维护阶段的特点在于,其一,常规化科学化的管理,包括管理创新。江阴大桥节假日在收费站两端的措施,很好的体现了逆向思维。

其二,尽可能延续工程的生命周期。江阴大桥(悬索桥)1385米长钢箱梁体在纵向上不仅随温度变化而伸缩,而且由于车辆、风的激励作用产生每天累积达到近百米的往复震荡位移和较大的冲击加速度。大约两年的累积位移就能消耗完伸缩缝滑块的磨耗层,使滑块失灵,造成伸缩缝损坏。作为首座超千米大桥,上述情况是当初设计时未能预见的,亦是国外伸缩缝厂家未遇到过的。2006年,江阴大桥实施伸缩缝更换时改进了滑块材料,同时安装梁端纵向阻尼器等技术措施,使得大桥至今运行状态良好。这一“延续性再造”的经验有效指导了随后建造的特大型索桥的体系设计和伸缩缝技术标准要求。

其三,运行维护阶段对之前阶段的反馈、追责。

实际上,工程树的一大特点是,所有后面的阶段对之前阶段的反馈。在竣工之时,回望责任树与责任链的合理性,在运行维护阶段回望施工阶段是否存在问题,进而回望设计与价值整合阶段。通常的追责主要是施工过程,设计,乃至价值整合过程同样需纳入追责的对象之列。在某种程度上可以说,后面之所以出现这样或那样的问题,其根源在设计,在价值整合过程中。譬如,降低初期建设成本不能以增加后期维修成本为代价,要克服追求建造成本较低而招致服务维护期高额养管费用的弊病。

港珠澳大桥管理局张劲文工程总监详细审读并修改拙文,笔者衷心感谢!

参考资料:

交通运输部科学研究院,桥梁工程的方法论与方法研究报告(简本)

张劲文(港珠澳大桥管理局),桥梁工程工业化建设的哲学思维:中国港珠澳大桥主体工程建设管理策划[J].桥梁,2017(06)

饶建辉(江苏扬子大桥股份有限公司),基于工程哲学思维的大跨悬索桥营运与养护实践

何光(安徽省交通工程质量监督局),工程方法论在工程建设项目管理中的实践与探索



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