運(yùn)用系統(tǒng)工程思想指導(dǎo)土木工程的設(shè)計(jì)與施工

陶軼元

（江西建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院， 江西 南昌 330200）

1 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程

系統(tǒng)是由相互作用和相互依賴的若干要素（部分、環(huán)節(jié)）組成的具有特定功能的有機(jī)整體。系統(tǒng)工程是在系統(tǒng)思想指導(dǎo)下，把多個(gè)學(xué)科中的某些思想、理論、方法、策略和手段等根據(jù)總體需要進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，從而科學(xué)有效地組織和管理各項(xiàng)活動(dòng)，最充分地發(fā)揮各項(xiàng)資源，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)綜合最優(yōu)化的一門工程技術(shù)。

2 系統(tǒng)工程與土木工程的設(shè)計(jì)和施工

系統(tǒng)工程的核心思想就是把研究的對(duì)象看成了一個(gè)系統(tǒng)，通過采取合適的方法與途徑以優(yōu)化這個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的過程，并取得最優(yōu)化的結(jié)果。土木工程項(xiàng)目的規(guī)模龐大、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、過程復(fù)雜，需要耗費(fèi)大量的資源，為了實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的圓滿落成并交付使用，就需要科學(xué)有效地組織和管理項(xiàng)目實(shí)施過程中的各項(xiàng)活動(dòng)，而項(xiàng)目的實(shí)施與完成主要體現(xiàn)在設(shè)計(jì)和施工方面，因此土木工程的設(shè)計(jì)和施工就是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程。

“丁渭造宮” 是一個(gè)典型的運(yùn)用系統(tǒng)工程思想來綜合解決問題的案例。丁渭將皇宮的修復(fù)全過程看成了一個(gè)“系統(tǒng)工程”，將取土燒磚、運(yùn)輸建筑材料、垃圾回填看成了一串連貫的環(huán)節(jié)，并與皇宮的修筑工程聯(lián)系了起來，有效地協(xié)調(diào)好了看上去是無法解決的矛盾，不但提前完成了工程，而且節(jié)省了大量金錢，又快又好地完成了皇宮的修復(fù)工作，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)系統(tǒng)的最優(yōu)。

今天的土木工程建設(shè)相比于以前已經(jīng)發(fā)生了翻天覆地的變化，尤其是近年來新材料、新結(jié)構(gòu)不斷出現(xiàn),工程項(xiàng)目日趨龐大和復(fù)雜，設(shè)計(jì)工具、施工技術(shù)和組織方法也隨之不斷發(fā)展，因此我們更加需要樹立從系統(tǒng)總體出發(fā)去處理問題的觀念，需要借助系統(tǒng)工程思想去提高設(shè)計(jì)和施工水平，滿足當(dāng)今時(shí)代的要求。

3 運(yùn)用系統(tǒng)工程思想指導(dǎo)土木工程的設(shè)計(jì)和施工

3.1 系統(tǒng)工程中目的性思想的運(yùn)用

任何實(shí)踐活動(dòng)必定有它的目的。只有目的正確、清晰且符合實(shí)際情況，才能建立和運(yùn)轉(zhuǎn)具有預(yù)期效果的系統(tǒng)。因此系統(tǒng)工程特別強(qiáng)調(diào)目的性，系統(tǒng)的日常運(yùn)轉(zhuǎn)必須自始至終都圍繞這個(gè)目的來進(jìn)行。

土木工程設(shè)計(jì)和施工的基本目標(biāo)就是根據(jù)合同的要求，通過合理的配置資源，實(shí)行有組織、有計(jì)劃、有秩序的活動(dòng)，以便及時(shí)有效地向業(yè)主提供所需的工程產(chǎn)品，在安全、適用、耐久、經(jīng)濟(jì)、美觀這些方面實(shí)現(xiàn)最佳結(jié)合。因此在設(shè)計(jì)和施工中應(yīng)該注意任何活動(dòng)必須時(shí)刻圍繞這個(gè)目標(biāo)來進(jìn)行，與此目標(biāo)無關(guān)或者偏離目標(biāo)的活動(dòng)都應(yīng)該被禁止。

3.2 系統(tǒng)工程中整體性思想的運(yùn)用

整體性思想就是把系統(tǒng)中所研究的對(duì)象和過程都看成一個(gè)整體。這就要求我們從整體上全面地思考和分析問題，一切從全局出發(fā)，不能將系統(tǒng)中的各部分割裂開來進(jìn)行研究。

從設(shè)計(jì)方面來說，首先要把設(shè)計(jì)的各個(gè)階段當(dāng)做一個(gè)整體，例如施工圖設(shè)計(jì)不能脫離初步設(shè)計(jì)而單獨(dú)進(jìn)行。其次，每一個(gè)工程設(shè)計(jì)都是由許多專業(yè)共同參與的，這就需要各專業(yè)的設(shè)計(jì)人員經(jīng)常進(jìn)行相互協(xié)調(diào)和配合。若每個(gè)專業(yè)的設(shè)計(jì)師都只是考慮本專業(yè)的問題，而相互之間缺乏溝通與交流的話，那么最后的設(shè)計(jì)作品則無從談起。

從施工方面來說，施工前應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況編制完成施工組織設(shè)計(jì)，它是從整體上指導(dǎo)工程施工的全面性技術(shù)經(jīng)濟(jì)文件，即利用整體的思想對(duì)擬建工程的各階段、各環(huán)節(jié)及所需的各種資源進(jìn)行科學(xué)合理的統(tǒng)籌安排，使得整個(gè)施工活動(dòng)能夠連續(xù)、均衡、協(xié)調(diào)地進(jìn)行，最終滿足建設(shè)項(xiàng)目對(duì)工期、質(zhì)量及投資等方面的各項(xiàng)要求。

另外，一個(gè)工程的設(shè)計(jì)階段和施工階段也需要從整體上密切配合。設(shè)計(jì)人員與施工人員應(yīng)加強(qiáng)交流，設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)方案應(yīng)考慮施工的可行性和可操作性，可提前做好技術(shù)交底，使施工人員明白圖紙的設(shè)計(jì)意圖和思路；施工人員也應(yīng)及時(shí)將實(shí)踐中遇到的問題和疑惑告知設(shè)計(jì)人員，讓設(shè)計(jì)圖紙更方便地指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工。

3.3 系統(tǒng)工程中層次性思想的運(yùn)用

層次性是指由于系統(tǒng)中各對(duì)象的差異性，從而它們?cè)谙到y(tǒng)中的地位、作用、結(jié)構(gòu)和功能方面處在不同的級(jí)別上。這就要求我們?cè)谠O(shè)計(jì)和施工前應(yīng)對(duì)一個(gè)工程項(xiàng)目進(jìn)行科學(xué)的分析和分解。以新建一所學(xué)校為例，從大到小可分成：整個(gè)項(xiàng)目（這所學(xué)校）、學(xué)校的每一棟建筑物（教學(xué)樓、宿舍樓、食堂等等）、某棟建筑物的各專業(yè)工程（建筑、結(jié)構(gòu)、給排水、電氣、暖通等）、某專業(yè)工程的各個(gè)部分（例如結(jié)構(gòu)專業(yè)的地基基礎(chǔ)、上部主體結(jié)構(gòu)、附屬結(jié)構(gòu)等）、各部分的組成環(huán)節(jié)（例如上部主體結(jié)構(gòu)的柱、梁、板、樓梯等）。進(jìn)行詳細(xì)的分析和分解之后，設(shè)計(jì)和施工時(shí)則根據(jù)不同的對(duì)象，結(jié)合各自工作的特點(diǎn)和內(nèi)容，采取不同的方法組織完成相應(yīng)的工作。

3.4 系統(tǒng)工程中關(guān)聯(lián)性、有序性思想的運(yùn)用

用系統(tǒng)工程去分析和處理問題時(shí)，一方面要考慮內(nèi)部各對(duì)象之間的相互聯(lián)系和相互作用，另一方面要考慮合理的步驟和程序。

工程設(shè)計(jì)一般包括初步可行性研究、可行性研究、初步設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)和竣工圖設(shè)計(jì)這幾個(gè)主要階段，它們都是相互聯(lián)系的，而且存在一定的先后次序。例如做好初步設(shè)計(jì)之后才能更好的開展施工圖設(shè)計(jì)，并且初步設(shè)計(jì)應(yīng)該考慮到施工圖設(shè)計(jì)階段的可行性，而施工圖設(shè)計(jì)應(yīng)該考慮到初步設(shè)計(jì)階段確定的設(shè)計(jì)原則。

施工中的地基基礎(chǔ)分部工程可劃分為挖土、做墊層、砌基礎(chǔ)、回填土等分項(xiàng)工程，它們也都是相互關(guān)聯(lián)的，但實(shí)際操作時(shí)存在著先后順序，這就要求我們?cè)谑┕ぶ斜仨殗?yán)格遵守施工程序，不能隨心所欲，否則會(huì)造成工期、財(cái)產(chǎn)損失甚至發(fā)生安全質(zhì)量事故。另外，在制定施工進(jìn)度計(jì)劃時(shí)應(yīng)優(yōu)先采用能夠體現(xiàn)關(guān)聯(lián)性、有序性思想的流水施工和網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃技術(shù)。

3.5 系統(tǒng)工程中綜合交叉性思想的運(yùn)用

系統(tǒng)工程強(qiáng)調(diào)綜合運(yùn)用各個(gè)學(xué)科和各個(gè)技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)所獲得的先進(jìn)方法，通過各種方法的相互配合，實(shí)現(xiàn)整體最優(yōu)的目標(biāo)。這就要求我們要豐富知識(shí)、開拓視野、學(xué)會(huì)創(chuàng)新，不局限于本領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí)。當(dāng)前的工程結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師必須借助于電子計(jì)算機(jī)和各種輔助軟件進(jìn)行工作，很多復(fù)雜問題僅靠以前的課本知識(shí)已不再能夠直接解決，例如需要自學(xué)編程進(jìn)行軟件二次開發(fā)，利用幾何學(xué)、拓?fù)鋵W(xué)的知識(shí)去思考復(fù)雜結(jié)構(gòu)的解決方法等。在大型項(xiàng)目的建設(shè)過程中， GPS實(shí)時(shí)定位、三維動(dòng)畫多媒體仿真技術(shù)、無人機(jī)探測(cè)等許多先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)手段都被引入于現(xiàn)場(chǎng)的施工操作。

3.6 系統(tǒng)工程中環(huán)境適應(yīng)性思想的運(yùn)用

系統(tǒng)是在一定的外界環(huán)境中存在和發(fā)展的，而外界環(huán)境是在不斷變化的，系統(tǒng)要有效的運(yùn)轉(zhuǎn)必須適應(yīng)它所處的環(huán)境。工程項(xiàng)目與外界環(huán)境聯(lián)系緊密，例如設(shè)計(jì)階段中各專業(yè)的設(shè)計(jì)需要與其他專業(yè)進(jìn)行配合，同時(shí)也經(jīng)常遇到業(yè)主需求變化、設(shè)備招標(biāo)滯后、現(xiàn)場(chǎng)施工情況不確定這些因素的影響。施工階段更是容易受到自然條件、人居環(huán)境、圖紙變更、材料和設(shè)備供應(yīng)等因素的影響。因此我們必須要有適應(yīng)條件變化的思想準(zhǔn)備，并提前做好各種突發(fā)情況的應(yīng)急預(yù)案，這樣才能從容不迫，保證項(xiàng)目如期保質(zhì)保量的完成。

4 結(jié)語(yǔ)

通過探討系統(tǒng)工程思想在土木工程中的具體運(yùn)用，希望有助于廣大工程人員了解系統(tǒng)工程思想的內(nèi)涵，能夠借助系統(tǒng)工程思想更好地指導(dǎo)工程實(shí)踐。