基于复杂性科学的建筑工程管理研究

刘璜

【摘要】建筑工程管理是一项复杂的管理工作。但是对于建筑工程管理的复杂性却缺乏一个普遍被接受的定义。如果工程管理者能预先对工程复杂性有清晰的认识，那么会降低甚至规避许多风险。通过文献阅读以及专家访谈，本文构建出建筑工程复杂性的框架模型，清晰的界定出工程复杂性的组成要素。

【关键词】建筑工程;系统思维;复杂性科学

1、介绍

复杂性是一个可以应用于诸多主题的研究课题。近几年，复杂性科学广泛的应用于制造业等领域，取得了丰硕成果。但是，建筑工程管理领域相关研究就比较匮乏。该事实也间接的反映出建筑业比制造业更复杂。在项目的早期阶段测量出工程的复杂性有利于项目管理团队更好的了解项目，从而提高工程管理成功的概率并减少与复杂性相关的风险。

2、复杂性科学

复杂性科学的本质是研究系统中不同组成要素之间的关系是如何导致该系统共性的反应，以及该系统如何与其周边的环境相互作用并形成新的关系的。复杂性科学的研究对象是复杂适应系统，该系统是指一个开放的不断演化的系统，其组成要素具有相互联系、自我组织和动态变化等特性，其与外部环境之间的关系也在不断变化。

复杂系统的定义是那些通过自组织把自身变得更加复杂的系统，其行为不可以从系统内单个组成要素来预测，但可以通过研究这些组成要素如何相互作用以及系统如何随着时间适应和改变来预测。复杂性科学可以让研究者把关注点从系统的构成要素以及要素的运行规律转移到构成要素之间的相互关系以及这些关系如何决定整个系统的发展趋势。

3、建筑工程复杂性

复杂性被定义为“混沌性的局部与整体之间的非线性形式，由于局部与整体之间的这个非线性关系，使得我们不能通过局部来认识整体”。绝大多数的建筑工程都由多个相互联系的部分构成，因此满足复杂性的定义。长期以来，建筑业之所以被视为风险高、变动大以及挑战性强，是因为其日益增长的复杂性。因此，理解建筑工程复杂性以及如何管理复杂性变得更为重要。

工程复杂性是由许多不同的相互作用的部分所构成而且可以通过基于构成要素的差异和相互依赖关系来操作的一种状态。该定义也可以应用于建筑工程管理。建筑工程管理的复杂性包含两个维度：组织维度以及操作和技术维度。组织维度涉及大量不同工作的分解、重组和计划以形成工作流;而操作和技术维度涉及操作环节的技术复杂性和困难性。工程复杂性会影响项目管理体系的选择，工程的发包方式以及项目目标识别的精准度等关键工作。

4、建筑工程复杂性的框架模型构建

为构建出科学准确的框架模型，笔者开展了19次深度的专家访谈以整理出影响建筑工程复杂性的因素。综合专家意见，本文将建筑工程复杂性定义为6个维度，按重要度从高到低依次为：

（1）组织的复杂性;

（2）不确定性;

（3）固有复杂性;

（4）施工活动的重叠;

（5）施工顺序的剛性;

（6）工种的数量。

组织的复杂性被认为是最重要的，工种的数量被认为是最不重要的，此结果表明相比于工程构成要素的相互关系比单纯的数量更能影响复杂性。这6个维度虽然保证了全面性，但是过于概括，不利于指导工程实践。因此，进一步分解出27个子维度。基于专家访谈的结果，按重要度从高到低依次为：

（1）闭塞的沟通渠道;

（2）低效的信息生成和使用;

（3）缺少施工图纸;

（4）设计和施工的高度搭接;

（5）存在于不同搭接工作之间的高度相互关系;

（6）同一个工程任务中不同工种的高度相互依赖关系;

（7）技术的核心施工环境，比如水下浇筑混凝土等;

（8）施工工序的高度搭接;

（9）没有规定固定工序的施工活动;

（10）需要特殊技能、知识和设备的复杂技术作业;

（11）文化、法律和政府等环境类影响;

（12）材料或其他资源的连续变更;

（13）不可预见风险;

（14）缺少有经验的劳工;

（15）缺乏经验的管理人员;

（16）分部分项工程之间的施工顺序刚性;

（17）分部分项工程内部的施工顺序刚性;

（18）新增子工程工作量的不可预见性;

（19）不同任务之间的执行顺序的刚性;

（20）需要使用复杂设备;

（21）工作面局促和施工通道缺失;

（22）特殊技能工人的缺少;

（23）具有低可施工性的设计方案;

（24）先进设备和施工方法带来的技术困难;

（25）不良天气的影响;

（26）机械设备故障等不利因素;

（27）无法用机械设备代替人工的施工作业。

因为组织复杂性是6个维度中最重要的，子维度的排序结果也证明与组织相关的闭塞的沟通渠道以及低效的信息生成和使用是导致建筑工程复杂性的最重要的原因。要素之间相互作用及其衍生出的子维度也排名靠前。技术复杂性相关子维度排名最低。

需要注意的是子维度共同作用所产生的影响要超过它们单个作用影响之和。比如工程项目仅存在设计和施工的高度搭接的问题，虽然复杂但仍然可控。如果该项目同时存在闭塞的沟通渠道以及材料或其他资源的连续变更，那么将会变得更加复杂并难以控制。绝大多数的工程项目实际上都会同时遇到多个子维度的影响，因此，了解工程复杂性的原因以及子维度的共同作用效应变得非常重要。

此外，子维度排名显示出组织方面因素对复杂度的影响要比技术方面更显著。这是因为技术方面的因素处理起来要更容易。专家一致认为组织的因素是提高工程复杂程度的重要原因，尤其是闭塞的沟通渠道以及低效的信息生成和使用。因为组织因素反映了项目参与单位的不同立场。比如建设单位对于工程的用途有不同的需求，会导致设计图纸的反复修改，进而会增加复杂度。所以项目管理者要明确了解建设单位的需求，否则项目将会变的极其复杂。

结论：

本文构建了一个建筑工程复杂性的模型，以便于全面和深刻的理解建筑工程复杂性。该框架模型分为两个层次，包括6个维度和27个子维度，并按重要度对这些维度排序。研究发现组织类的因素对工程复杂度的影响要比技术类的更为显著，尤其是闭塞的沟通渠道以及低效的信息生成和使用。

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