智能交互的決策場大數(shù)據(jù)情景下重大工程項目管理新趨勢

文／施騫

施騫，同濟大學(xué)經(jīng)濟與管理學(xué)院教授。

隨著移動互聯(lián)、智能物聯(lián)、海量存儲和云計算等一系列新興技術(shù)的興起，基于大數(shù)據(jù)的生產(chǎn)和創(chuàng)新模式開始涌現(xiàn)，并逐漸引發(fā)繼移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算之后IT產(chǎn)業(yè)又一次顛覆性的技術(shù)變革。這一變革下，企業(yè)決策和生產(chǎn)管理流程都將被重新定義。借助于大數(shù)據(jù)所具有規(guī)模性、多樣性、高速性及價值性，將極大促進傳統(tǒng)管理范式的轉(zhuǎn)變和管理效率的提高。

重大工程項目對我國政治、經(jīng)濟、社會、科技發(fā)展、環(huán)境保護、公眾健康與國家安全等具有重要影響。面對重大工程建設(shè)中大規(guī)模、開放性、多元化以及新技術(shù)運用等因素造成的復(fù)雜性，有效利用大數(shù)據(jù)技術(shù)對重大工程項目進行科學(xué)的管理顯得十分必要。重大工程中蘊藏著大量的數(shù)據(jù)資源，分析這些多源異構(gòu)數(shù)據(jù)對重大工程的潛在影響，將表征重大工程技術(shù)、組織、資源、環(huán)境等異質(zhì)要素的數(shù)據(jù)進行有效集成并加以利用，是未來重大工程項目管理的發(fā)展趨勢。

多源異構(gòu)的海量數(shù)據(jù)

隨著射頻識別（RFID）、建筑信息建模（BIM）、虛擬現(xiàn)實（VR）、增強現(xiàn)實（AR）、無人機等技術(shù)被應(yīng)用于工程項目中，支持工程項目管理所需大數(shù)據(jù)的采集逐漸成為可能，工程項目管理開始步入大數(shù)據(jù)時代。與此同時，工程項目管理的數(shù)據(jù)量飛速增長，數(shù)據(jù)類型越來越復(fù)雜，項目對數(shù)據(jù)的實時性要求越來越高。工程項目管理的數(shù)據(jù)也由單一類型逐漸演變?yōu)榻Y(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化及非結(jié)構(gòu)化共存的類型。對于工程項目管理所具有的多源異構(gòu)的海量數(shù)據(jù)，需要進行降噪、辨析并將來自不同數(shù)據(jù)集的數(shù)據(jù)進行處理才能有效利用。目前，關(guān)于采集工程物理數(shù)據(jù)的相關(guān)研究和實踐已取得一定進展，但如何有效辨識與工程項目管理有關(guān)的虛擬社區(qū)海量、多源、動態(tài)的數(shù)據(jù)并加以采集、分析和利用尚有待加強。

以數(shù)據(jù)挖掘為代表的大數(shù)據(jù)分析方法可以在海量的數(shù)據(jù)集中汲取潛在的有價值信息，從而幫助人們更好地理解分析數(shù)據(jù)對象，發(fā)現(xiàn)、洞察其內(nèi)在規(guī)律，并更好地應(yīng)用于工程項目管理。例如，在工程項目職業(yè)健康和安全管理領(lǐng)域，可利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)來識別施工安全隱患并預(yù)測導(dǎo)致職業(yè)傷害發(fā)生的關(guān)鍵因素；在成本管理領(lǐng)域，可進行成本分析和預(yù)算管理，并在實施過程中預(yù)測成本超支的水平；在質(zhì)量管理領(lǐng)域，可通過缺陷預(yù)測和相關(guān)分析提高質(zhì)量管理水平。

目前，關(guān)于大數(shù)據(jù)與工程項目管理的研究與實踐主要集中在三個層面。第一是關(guān)于工程項目管理相關(guān)大數(shù)據(jù)的采集、集成和存儲技術(shù)的研究，這一層面的研究和實踐多集中于如何獲取工程項目物理數(shù)據(jù)的采集、分析和應(yīng)用，而關(guān)于虛擬社區(qū)數(shù)據(jù)的采集與應(yīng)用相對較少。第二是采用大數(shù)據(jù)技術(shù)提高工程項目成本、進度、質(zhì)量和安全等目標(biāo)管理水平，這一領(lǐng)域的研究和實踐雖然取得了一定進展，但尚缺乏詮釋如何采用大數(shù)據(jù)技術(shù)從目標(biāo)規(guī)劃到目標(biāo)控制對項目實施系統(tǒng)性管理的范式。第三是大數(shù)據(jù)背景下傳統(tǒng)工程項目管理模式變革與創(chuàng)新，這一層面的研究雖已引起關(guān)注，但尚缺少引領(lǐng)行業(yè)變革的標(biāo)志性研究成果和實踐案例。

集群智能（慧）的決策場景

大數(shù)據(jù)的研究和實踐不僅會提高重大工程管理的效率，更重要的是將會為重大工程的傳統(tǒng)管理模式帶來顛覆性的變革。在大數(shù)據(jù)背景下，與移動互聯(lián)、智能物聯(lián)、海量存儲和云計算等新興技術(shù)相結(jié)合，重大工程的決策與實施情景都會產(chǎn)生重要變化，并逐步形成三個重要的發(fā)展趨勢。

重大工程具有時空跨度大、影響因素多、社會影響大等特點，因此重大工程在面臨各種決策場景時往往存在著深度的不確定性、模糊性和模棱兩可性等復(fù)雜問題。例如，當(dāng)城市興建污水處理基礎(chǔ)設(shè)施時，其決策可能面臨包括社會群體反對、投資回收期長等因素引發(fā)的不確定性。重大工程遇到的復(fù)雜問題使我們很難在短時間內(nèi)做出準(zhǔn)確的預(yù)測和判斷，進而影響決策的科學(xué)性和有效性。重大工程的決策既包括對工程項目是否“上馬”的投資決策等“大決策問題”，也包括工程項目實施中的設(shè)計方案、合同條件和施工方法選擇以及工程項目運營中的維護、更新改造方案的選擇等“小決策”問題。一直以來，重大工程中各種影響因素交互作用所呈現(xiàn)的復(fù)雜性特征與我們有限預(yù)測能力之間的矛盾是阻礙我們做出科學(xué)決策的障礙。大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展為我們解決這一問題提供了新思路。

大數(shù)據(jù)時代的到來為人們的實時深度交互和相互學(xué)習(xí)提供了契機，互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建了人與人充分溝通的環(huán)境，并進一步通過人與人間的智能交互，實現(xiàn)從個人智慧到群體智慧的集成。與個體智慧不同，集群智能，或稱集群智慧，是指通過個體智能（慧）的有效集成，使群體達到能夠解決超出個體智能的、更廣范圍問題的能力。集群智能的概念源自大眾智慧（Wisdom of Crowds），可分成集群（Collective）和智能（Intelligence）兩個概念。集群是指將持有不同態(tài)度和觀點的人類智能加以集成，得到對某個問題多重維度的解決路徑和方案；智能則是指學(xué)習(xí)、認知、分析、理解和適應(yīng)環(huán)境的能力。可以看出，重大工程在應(yīng)對復(fù)雜問題進行決策時，通過不拘泥工程所涉及的相對有限時空范圍內(nèi)充分的人－人互動和信息交流，可能會得到更優(yōu)的解決方案。大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展為充分的人－人互動提供了條件。可以想象，在不久的將來，成千上萬的人在世界的不同角落為某一重大工程項目提供現(xiàn)場咨詢，或者，看似風(fēng)馬牛不相及的某一古詩詞中的一句話為在建工程項目提供解決方案，都將成為可能。

大數(shù)據(jù)時代重大工程集群智能決策應(yīng)解決的問題包括：①如何定義重大工程集群智能決策的參與范圍。②如何通過集群智能發(fā)現(xiàn)重大工程存在的問題。③如何利用集群智能生成各種處理和解決方案。④如何從集群智能形成的多種方案中選擇最優(yōu)的方案。

工業(yè)化建筑將成為我國未來建筑業(yè)重要的發(fā)展方向之一。大數(shù)據(jù)的應(yīng)用為工業(yè)化建筑的實現(xiàn)以及現(xiàn)代化的工地現(xiàn)場管理提供強大的技術(shù)支撐，從而能夠在更加廣闊的時空范圍內(nèi)實現(xiàn)數(shù)字化的智慧工程管理。從時間范圍看，智慧工程管理不僅局限于工地現(xiàn)場的管理，更重要的是通過“規(guī)劃設(shè)計－施工－運營”的有效數(shù)字化集成，提高工程建設(shè)的效率，實現(xiàn)數(shù)字化的重大工程項目管理。從空間范圍看，重大工程的工地現(xiàn)場可以看作由多個供應(yīng)鏈所聯(lián)接的、多種制造產(chǎn)業(yè)所組合的集成化裝配現(xiàn)場。工地現(xiàn)場的項目施工計劃必須與工程供應(yīng)鏈整合的制造業(yè)企業(yè)生產(chǎn)計劃實現(xiàn)有效協(xié)同。這些都需要大數(shù)據(jù)技術(shù)手段支持。此外，在大數(shù)據(jù)背景下，工地現(xiàn)場的傳統(tǒng)質(zhì)量和安全控制方法也會發(fā)生重大變化。以質(zhì)量管理為例，傳統(tǒng)的工地現(xiàn)場質(zhì)量數(shù)據(jù)采集和分析方法將被以無人機為代表的大規(guī)模數(shù)據(jù)采集和分析方法所取代，同時結(jié)合RFID技術(shù)、圖像識別技術(shù)等，會實時、高頻地為工地現(xiàn)場的質(zhì)量安全管理提供數(shù)據(jù)資料，及時發(fā)現(xiàn)潛在隱患并加以處置。

大數(shù)據(jù)背景下重大工程項目數(shù)字化管理需要解決的問題是：①如何實現(xiàn)工程大數(shù)據(jù)的有效采集、存儲、分析和利用。②如何實現(xiàn)基于大數(shù)據(jù)的可計算設(shè)計和建造。③如何實現(xiàn)從工程項目決策、設(shè)計、施工到運營的有效數(shù)字化集成。④如何從工業(yè)4.0——大規(guī)模定制的視角出發(fā)，以工程項目成本、進度、質(zhì)量和安全管理為目標(biāo)，實現(xiàn)工程項目供應(yīng)鏈企業(yè)生產(chǎn)的有效協(xié)同。

區(qū)塊鏈技術(shù)的機制設(shè)計

互聯(lián)網(wǎng)可以使個體智能通過充分的“人—人”交互實現(xiàn)指數(shù)級的增長，達到集群智能的效果。但是，互聯(lián)網(wǎng)也同樣充斥著可能錯誤的、引起誤導(dǎo)的甚至是虛假的信息，會直接造成重大工程項目的決策失誤和管理紊亂。而區(qū)塊鏈的出現(xiàn)為我們有效規(guī)避這一風(fēng)險創(chuàng)造了條件。

區(qū)塊鏈技術(shù)被認為是繼大型機、個人電腦、互聯(lián)網(wǎng)、移動/社交網(wǎng)絡(luò)之后計算范式的又一次顛覆式創(chuàng)新。通俗理解，區(qū)塊鏈?zhǔn)腔谝欢〞r間順序?qū)?shù)據(jù)區(qū)塊以鏈條的方式組合成特定數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并以密碼學(xué)方式保證的、不可篡改和不可偽造的“共享總賬”，具有去中心化、時序數(shù)據(jù)、集體維護、可編程和安全可信等特點。

除了數(shù)字貨幣（如比特幣）外，其應(yīng)用場景可涉及分布式數(shù)據(jù)存儲與鑒證、金融交易、資產(chǎn)管理、社會治理、能源管理、供應(yīng)鏈管理等領(lǐng)域。區(qū)塊鏈可分為公共鏈、聯(lián)盟鏈和私有鏈。在大數(shù)據(jù)情景下，區(qū)塊鏈技術(shù)用于重大工程，可以有效提高數(shù)字化工程項目管理的成效。例如，利用區(qū)塊鏈的時間戳以及不可篡改、不可偽造的數(shù)據(jù)庫，可實現(xiàn)重大工程的信用管理以及審計管理；利用區(qū)塊鏈中數(shù)據(jù)溯源功能，可實現(xiàn)重大工程的供應(yīng)鏈管理；結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可將重大工程的資產(chǎn)數(shù)字化，實現(xiàn)重大工程的資產(chǎn)管理，并通過區(qū)塊鏈的共識機制，為資產(chǎn)證券化等重大工程融資模式的創(chuàng)新奠定基礎(chǔ)；利用區(qū)塊鏈的激勵機制設(shè)計，可引導(dǎo)社會各方在重大工程決策與管理中積極貢獻知識和資源，促進重大工程項目集群智能決策模式和管理方式的實施。此外，智能合約的應(yīng)用也將為重大工程的發(fā)包模式設(shè)計、合同管理和變更管理提供新的思路。

將區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用于重大工程項目管理需要解決的問題是：①如何構(gòu)建重大工程項目管理的區(qū)塊鏈基礎(chǔ)架構(gòu)模型。②如何將重大工程的錄像、圖片、文件等原始數(shù)據(jù)和交易記錄保存為適宜于區(qū)塊鏈應(yīng)用的合理數(shù)據(jù)（如哈希函數(shù)值等），使其具備不可篡改、不可偽造和可追溯性特征并能實時為重大工程管理提供有效服務(wù)。③如何設(shè)計重大工程區(qū)塊鏈中的共識機制和激勵機制。④如何通過智能合約設(shè)計為重大工程的發(fā)包、合同管理創(chuàng)造條件。

大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展將引發(fā)重大工程項目管理模式的變革。利用數(shù)據(jù)資源，不僅能更好地應(yīng)對重大工程管理中的不確定性問題，而且能為重大工程項目的跨行業(yè)資源集成、多維度數(shù)據(jù)支持、開放式知識共享、社會化組織管理等活動創(chuàng)造良好條件。我們有理由相信，在大數(shù)據(jù)時代，重大工程項目將從相對封閉式管理逐步轉(zhuǎn)向協(xié)同開放式管理，并逐漸催生新型的決策治理機制和管理模式。