面向智能建造的工程管理專業轉型及人才培養方案思考

崔鵬

摘 要：隨著“一帶一路”、城市群建設、新型基礎設施建設等國家戰略的提出和落實，智能建造將成為未來工程領域的關鍵詞，而傳統的工程管理方式漸漸無法滿足新興工程建設的需求。面對日益復雜的工程項目和風起云涌的國際環境，面向智能建造的工程管理專業轉型和人才培養方案優化勢在必行。本文基于智能建造在全球建筑業中發揮的重要作用，討論未來工程管理專業的定位，設計專業發展思路，提出面臨的挑戰，勾勒未來專業發展愿景。

關鍵詞：工程管理; 智能建造; 專業轉型; 人才培養

中圖分類號：G642.0? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ?文章編號：1006-3315（2020）-11-098-002

1.全球建筑業發展現狀概述

2020年，面對國內外復雜的經濟環境和各種嚴峻挑戰，在以習近平同志為核心的黨中央堅強領導下，我國建筑業以習近平新時代中國特色社會主義思想為指導，全面貫徹黨的十九大和十九屆二中、三中和四中全會精神，持續深化供給側結構性改革，發展質量和效益不斷提高。

建筑和城市基礎設施是民眾福祉、經濟發展和城市安全運行的載體和基礎。2019年總產值達21萬億元，GDP占比25%，其變革對中國社會的綠色、低碳、可持續發展有重要影響。當前，盡管中國已建成舉世矚目的超高層建筑、超大跨度橋梁、超深超長隧道，但中國建筑業仍未擺脫勞動密集型的產業窠臼。德國政府提出“工業4.0”以來，中國制造業和建造業缺乏核心技術，難以應對未來發展和國際競爭力。根據美國勞動生產率指數，制造業的勞動生產率從1964年到2012年之間提升了153%;而這48年間內，建筑業勞動生產率非增反降19%。

縱觀我國建筑業高質量增長的問題阻礙包括：現役基礎設施日益老化、人口老齡化、行業利潤率低、研發投入力度弱、技術人才與勞動力短缺、核心技術和標準體系匱乏等。而與之相對的主要驅動力包括：“一帶一路”倡議、國家新型城鎮化規劃、綠色、可持續、人工智能、智慧城市、基礎設施翻新、工業化、模塊化設計、建造機器人、工業4.0、區塊鏈經營與管理、3D打印技術、建筑信息模型、金融投資等新趨勢和新概念。

新時代下，建設倒逼技術、工藝與環境的跨越式轉變，可概括為：科技創新應對既有挑戰、突破技術瓶頸、引領產業變革。例如，早期建筑業僅承受常規荷載（如：自重荷載下沉降變形、積雪荷載壓垮大棚），如今可能面對多重復雜荷載（如：恐怖襲擊的爆炸荷載、海嘯沖擊荷載）;早期建筑業的施工環境適宜（如：橋梁施工環境、隧道施工環境），如今面臨各種復雜、惡劣環境（如：極寒建設環境、深海建設環境）;早期建筑業是由勞動密集型產業（如：人工綁扎鋼筋、施工人員協調會），如今逐漸轉為裝備與技術密集型（如：美國無人挖掘機、法國自動拆除機器人）等。

以建筑行業機器人為例，各國政府與企業對智能建造傾注全力，推動技術革新與工程應用，相關施工技術、代表性研發企業及產品如表1所示。

2.智能建造引領建筑業發展方向

基于上述事實，在《創新2050：建筑業不可思議的未來》報告中，英國最大設計、施工和資產管理集團巴爾弗·貝蒂（BalfourBeatty）公司大膽預測：2050年，建筑工地將不會再有人類工作。

面對日新月異的建筑業現狀，全球主要經濟體均大力發展智能建造，以助推智慧城市建設、升級智能社會。例如：美國的“3D-4D-BIM”計劃、智能設計建造（ICD）戰略、全球信息基礎設施計劃等;日本提出《第五個科學技術基本計劃（2016-2020）》以及“i-Construction”（建筑業生產力革命）;英國提出“數字建造”戰略規劃、建筑業智能建造戰略規劃;此外，還包括新加坡政府的“智能城市方案”、德國的“高科技2025”戰略、澳大利亞的“智慧城市及郊區項目”等。

中國近年來發力于“智慧城市”和“智能建造”，自2017年《國務院辦公廳關于促進建筑業持續健康發展的意見》要求推廣智能建筑并提升其設計、建造方式起，95%的副省級以上城市、83%的地級城市均在《政府工作報告》或“十三五”規劃中明確提出建設智慧城市。《中國建造2035》中提出，實現“數字化、網絡化、智能化”，是制造與建筑等行業發展的新趨勢。中國工程院《全球工程前沿2018》發布會中，智能建造議題成為全球工程研究與開發的“雙前沿”項目。中國將以大國姿態，引領全球“智能建造”“智慧城市與社會”的發展浪潮。

3.智能建造含義和技術體系架構

所謂智能建造，是新一代信息技術與工程建造融合形成的工程建造創新模式，即利用以“三化”（數字化、網絡化和智能化）和“三算”（算據、算力、算法）為特征的新一代信息技術，在實現工程建造要素資源數字化的基礎上，通過規范化建模、網絡化交互、可視化認知、高性能計算以及智能化決策支持，實現數字鏈驅動下的工程立項策劃、規劃設計、施（加）工生產、運維服務一體化集成與高效率協同，不斷拓展工程建造價值鏈、改造產業結構形態，向用戶交付以人為本、綠色可持續的智能化工程產品與服務。智能建造應具備通信、計算、控制等三大功能要素，并不斷追求并實現狀態感知、實時分析和科學決策三大“類人”目標。智能建造的技術體系架構可以繪制成金字塔結構，如圖1所示。

4.智能建造方向的工程管理專業定位與挑戰

“智能建造”是教育部于2018年正式批準新設全國首個“新工科”專業，以土木工程為基礎，以信息技術為紐帶，以機械工程和控制工程等技術為工具，融合建筑學、材料工程、工程管理等學科知識。涵蓋建筑與基礎設施的設計、制造、運輸、裝配、運營、維護等生命周期完整鏈條。將工程管理專業向智能建造方向推進符合社會發展趨勢和未來需求。

智能建造是傳統建筑業轉型的機遇與途徑，也是工程管理學科的延伸和拓展。培養一批能夠應對未來科技與工程發展的人才，并創立創新相關人才培養模式是實現工程管理專業轉型的必要條件。通過理科、人文社科和傳統工科相融，分別形成文理結合、工管結合、理工結合并最終打造成與時俱進的、面向智能建造方向的現代化工程管理學科。

沈祖炎院士將智能建造相關人才培養的戰略目標制定為：面向未來科技與工程發展的人才培養，通過共性基礎+個性發展，培養20年以后的精英和棟梁。同時強調，在培養過程中，要強化學生時間、空間和縱深三個維度的工程管理專業素養。時間上，從使用安全發展到全壽命周期;空間上，從單體部件發展到工程系統;深度上，從單一土木學科深化到依靠多學科的交叉與綜合。

當前，工程管理專業向智能建造方向發展與轉型面臨以下五個挑戰：

挑戰一：囊括各交叉學科，同時保證廣度、深度的課程體系尚未構建;挑戰二：具有實際工程意義、培養學生創造力的實踐課程尚未普遍開設;挑戰三：掌握綜合系統知識的師資力量尚未成型;挑戰四：可供學生實踐的建筑實操基地等硬件設施尚未普及;挑戰五：有利于交叉學科發展的學校人事激勵制度、成果管理制度尚未落實。

總而言之，工程管理專業亟須明確專業培養目標，打破傳統課程體系和知識結構的桎梏，創新教學模式;同時，亟須加強師資隊伍建設、平臺建設、制度建設，為“新工管”專業的發展夯實基礎。

5.智能建造方向的工程管理專業設計與愿景

本科教育是立校之本、研究生教育是強校之路。如果將育人比作植樹，本科教育就是筑根汲養，旨在培養有專業意識的人，向下穩固根基，重在“人”的培養。而研究生教育則是開枝散葉，旨在指導研究生專業地思考，向外蓬勃生長，重在“專業+”的發展。未來的工程管理專業將從專業細分演變到工程系統劃分，從數字依托轉型為智能支撐。

因此，智能建造方向的工程管理專業教學模式需要優化改進。設計是所有專業訓練的核心，是將專業與科學區分開的主要標志。未來，除工程項目管理、工程造價、項目投融資、合同管理等傳統工程管理專業課程外，更要開設智能建造相關課程，建議包含但不限于如下課程：智能設計模塊（設計學、計算機圖形學與虛擬設計、結構優化）、智能制造模塊（制造技術）、智能施工（施工裝備、BIM）、智能家居（智能感知網）、智能控制（傳感器與信息融合、機器人）、智能材料（多功能材料、增材制造）、智能防災、智能運維模塊（工程結構全壽命維護、工程全壽命經濟分析）等。

面向智能建造方向的工程專業學生，應符合國家建設需要、適應未來社會需求，努力成為勝任工程管理行業和科技最新發展的專業人才。因此，期望本專業畢業生在畢業前應達到以下九個要求：①掌握工程知識、能夠應對專業問題;②明晰工程活動對社會和環境的影響;③了解現代工具使用方法;④學會開展調查與研究;⑤能夠進行工程設計;⑥熟悉項目管理全過程;⑦具備良好的職業規范;⑧擁有優異的溝通表達和團隊合作能力;⑨具備終身學習覺悟。

專業建設離不開學校的大力扶持。院校可在人才與研發兩個方面對工程管理專業向智能建造方向發展提供支持。人才支撐方面，應加強引進相關領域院士、長江、杰青等拔尖人才力度、通過協同育人、校企合作、實習基地等模式與設計施工、信息企業的頂級技術專家建立良好的合作往來。研發支撐方面，發揮學科集群優勢，將土木、建筑、材料、機械、測繪、控制等教學和科研資源整合。同時，發揮技術集群優勢，實現政、產、學、研、用、金、介、媒一體化。此外，在建筑工業化、數字化方面積累系統產品與工程實踐經驗。

未來已來，工程管理的發展方向正在發生深刻變革。BIM、3D打印、高性能材料、人機協同機器人、GIS、物聯網、云計算、大數據、虛擬現實、機器視覺等曾經諱莫如深的詞藻，如今已逐漸被各行各業廣泛應用。面向智能建造方向的工程管理專業畢業生將肩負智慧城市建設的使命，以全生命周期思維，從智慧設計、智慧制造、智慧工地、智慧家居、智慧防災、智慧運維等多角度，為智慧城市建設與治理提供科學決策。因此，工程管理專業學科的發展任重而道遠，轉型大勢所趨。

本文獲得江蘇省科技廳自然科學基金青年項目（SBK2020040437）支持

參考文獻：

[1]歐陽利軍，王慶.智能建造專業的提出和高等院校學生創新創業新思路探索[J]教育教學論壇，2019，22：1-4

[2]丁烈云.智能建造創新型工程科技人才培養的思考[J]高等工程教育研究，2019（5）：1-4

[3]劉世平，駱漢賓，孫峻，丁烈云.關于智能建造本科專業實踐教學方案設計的思考[J]高等工程教育研究，2020（1）：20-24