基于復雜性科學的建筑工程管理研究

劉璜

【摘要】建筑工程管理是一項復雜的管理工作。但是對于建筑工程管理的復雜性卻缺乏一個普遍被接受的定義。如果工程管理者能預先對工程復雜性有清晰的認識，那么會降低甚至規避許多風險。通過文獻閱讀以及專家訪談，本文構建出建筑工程復雜性的框架模型，清晰的界定出工程復雜性的組成要素。

【關鍵詞】建筑工程;系統思維;復雜性科學

1、介紹

復雜性是一個可以應用于諸多主題的研究課題。近幾年，復雜性科學廣泛的應用于制造業等領域，取得了豐碩成果。但是，建筑工程管理領域相關研究就比較匱乏。該事實也間接的反映出建筑業比制造業更復雜。在項目的早期階段測量出工程的復雜性有利于項目管理團隊更好的了解項目，從而提高工程管理成功的概率并減少與復雜性相關的風險。

2、復雜性科學

復雜性科學的本質是研究系統中不同組成要素之間的關系是如何導致該系統共性的反應，以及該系統如何與其周邊的環境相互作用并形成新的關系的。復雜性科學的研究對象是復雜適應系統，該系統是指一個開放的不斷演化的系統，其組成要素具有相互聯系、自我組織和動態變化等特性，其與外部環境之間的關系也在不斷變化。

復雜系統的定義是那些通過自組織把自身變得更加復雜的系統，其行為不可以從系統內單個組成要素來預測，但可以通過研究這些組成要素如何相互作用以及系統如何隨著時間適應和改變來預測。復雜性科學可以讓研究者把關注點從系統的構成要素以及要素的運行規律轉移到構成要素之間的相互關系以及這些關系如何決定整個系統的發展趨勢。

3、建筑工程復雜性

復雜性被定義為“混沌性的局部與整體之間的非線性形式，由于局部與整體之間的這個非線性關系，使得我們不能通過局部來認識整體”。絕大多數的建筑工程都由多個相互聯系的部分構成，因此滿足復雜性的定義。長期以來，建筑業之所以被視為風險高、變動大以及挑戰性強，是因為其日益增長的復雜性。因此，理解建筑工程復雜性以及如何管理復雜性變得更為重要。

工程復雜性是由許多不同的相互作用的部分所構成而且可以通過基于構成要素的差異和相互依賴關系來操作的一種狀態。該定義也可以應用于建筑工程管理。建筑工程管理的復雜性包含兩個維度：組織維度以及操作和技術維度。組織維度涉及大量不同工作的分解、重組和計劃以形成工作流;而操作和技術維度涉及操作環節的技術復雜性和困難性。工程復雜性會影響項目管理體系的選擇，工程的發包方式以及項目目標識別的精準度等關鍵工作。

4、建筑工程復雜性的框架模型構建

為構建出科學準確的框架模型，筆者開展了19次深度的專家訪談以整理出影響建筑工程復雜性的因素。綜合專家意見，本文將建筑工程復雜性定義為6個維度，按重要度從高到低依次為：

（1）組織的復雜性;

（2）不確定性;

（3）固有復雜性;

（4）施工活動的重疊;

（5）施工順序的剛性;

（6）工種的數量。

組織的復雜性被認為是最重要的，工種的數量被認為是最不重要的，此結果表明相比于工程構成要素的相互關系比單純的數量更能影響復雜性。這6個維度雖然保證了全面性，但是過于概括，不利于指導工程實踐。因此，進一步分解出27個子維度。基于專家訪談的結果，按重要度從高到低依次為：

（1）閉塞的溝通渠道;

（2）低效的信息生成和使用;

（3）缺少施工圖紙;

（4）設計和施工的高度搭接;

（5）存在于不同搭接工作之間的高度相互關系;

（6）同一個工程任務中不同工種的高度相互依賴關系;

（7）技術的核心施工環境，比如水下澆筑混凝土等;

（8）施工工序的高度搭接;

（9）沒有規定固定工序的施工活動;

（10）需要特殊技能、知識和設備的復雜技術作業;

（11）文化、法律和政府等環境類影響;

（12）材料或其他資源的連續變更;

（13）不可預見風險;

（14）缺少有經驗的勞工;

（15）缺乏經驗的管理人員;

（16）分部分項工程之間的施工順序剛性;

（17）分部分項工程內部的施工順序剛性;

（18）新增子工程工作量的不可預見性;

（19）不同任務之間的執行順序的剛性;

（20）需要使用復雜設備;

（21）工作面局促和施工通道缺失;

（22）特殊技能工人的缺少;

（23）具有低可施工性的設計方案;

（24）先進設備和施工方法帶來的技術困難;

（25）不良天氣的影響;

（26）機械設備故障等不利因素;

（27）無法用機械設備代替人工的施工作業。

因為組織復雜性是6個維度中最重要的，子維度的排序結果也證明與組織相關的閉塞的溝通渠道以及低效的信息生成和使用是導致建筑工程復雜性的最重要的原因。要素之間相互作用及其衍生出的子維度也排名靠前。技術復雜性相關子維度排名最低。

需要注意的是子維度共同作用所產生的影響要超過它們單個作用影響之和。比如工程項目僅存在設計和施工的高度搭接的問題，雖然復雜但仍然可控。如果該項目同時存在閉塞的溝通渠道以及材料或其他資源的連續變更，那么將會變得更加復雜并難以控制。絕大多數的工程項目實際上都會同時遇到多個子維度的影響，因此，了解工程復雜性的原因以及子維度的共同作用效應變得非常重要。

此外，子維度排名顯示出組織方面因素對復雜度的影響要比技術方面更顯著。這是因為技術方面的因素處理起來要更容易。專家一致認為組織的因素是提高工程復雜程度的重要原因，尤其是閉塞的溝通渠道以及低效的信息生成和使用。因為組織因素反映了項目參與單位的不同立場。比如建設單位對于工程的用途有不同的需求，會導致設計圖紙的反復修改，進而會增加復雜度。所以項目管理者要明確了解建設單位的需求，否則項目將會變的極其復雜。

結論：

本文構建了一個建筑工程復雜性的模型，以便于全面和深刻的理解建筑工程復雜性。該框架模型分為兩個層次，包括6個維度和27個子維度，并按重要度對這些維度排序。研究發現組織類的因素對工程復雜度的影響要比技術類的更為顯著，尤其是閉塞的溝通渠道以及低效的信息生成和使用。

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