复杂性管理：港珠澳大桥主体工程管理思想与实践创新

张劲文，朱永灵

（港珠澳大桥管理局，广东 珠海 519015）

1 港珠澳大桥概况

港珠澳大桥是目前世界总体跨度最长、钢结构桥体最长、海底沉管隧道最长的跨海大桥，是“一国两制”框架下，粤港澳三地首次合作建设的大型跨海交通工程，因建设条件复杂、环保要求高、管理协调难度大，面临诸多世界级技术和管理难题，被誉为“超级工程”，是中国交通行业工程技术和管理的全新挑战，如图1所示。

图1 港珠澳大桥总体平面图

2 基于复杂性的工程管理

对比一般工程管理的“管人理事”，复杂性工程管理就是“管复杂人、理复杂事”。人的复杂体现在参建各方和利益相关者思想共识达成和行为统一的难度上，事的复杂体现在工程规模由量变到质变引起的既有技术和（或）环境的不适应性[1-2]。而“人事纠缠”则是工程管理复杂性之最[3-7]。

工程哲学是工程最基本的认识论和思维原则[8]，如果说一般工程是一类系统，主要满足工程类功能，方法上采用简单整体论进行还原论分解，那么，复杂性工程则是复杂系统，除了满足工程类功能外，还需满足社会发展、国防安全、环境和谐、文化彰显等多维目标，需要用复杂整体性思维对本体进行复杂性降解，再进行综合集成[9-10]。

从工程管理过程角度，工程的可行性研究，甚至延续到设计阶段都是目标确定和需求稳定的过程，它是一个管理思想被数学化表述，将管理思想升级为数学模型的过程（登高望远）；建造阶段是一个思想在具体区域环境下被实践的过程，是将数学模型演进为一个超大的足尺实体模型（脚踏实地）。

管理思想建模是一个从低维到高维逐渐稳定的过程，工程管理实践中的复杂性降解是从高维到低维解决问题的过程。复杂性工程管理首先体现在以复杂目标为导向的管理思想建模能力，然后体现在管理实践上对复杂性的降解能力，前者由低维迈向高维，后者由高维降解为低维[11-12]。

3 前期工程管理总体策划

港珠澳大桥主体工程的总体策划，从2004～2009年底，花费了5 年多时间；从2010～2013 年底，依次完成了岛隧工程、桥梁工程、桥面铺装工程、交通工程和房建工程等各专业工程的具体实施策划并逐步付诸实施，主体工程已于2017年7月7日贯通，预计在2017年底具备完工条件。

在近10年的总体策划和各专业工程实施策划过程中，工程管理者经历了一个认识不断深化、思维不断提升的过程。在该过程中，系统思维、哲学思辨、资源融合、人文关怀等均对工程管理策划产生了非常重要、深远的影响。

港珠澳大桥主体工程管理策划建立在“目标驱动”的思想基点上，形成了以“目标-策略-标准”金字塔模型（见图2）作为工程管理策划框架的构建方法，首先是建设目标和愿景的确定，然后通过与目标匹配的管理策略设计和生产流程改进、技术装备升级等多维保障手段，最终以专用标准对实体产品进行定义和验收。

超级工程在前期规划论证中，复杂不仅仅体现在技术方案上，利益相关方对大桥有着多维度甚至局部对立的需求，需经历多次发散和收敛的震荡方能渐趋稳定，需求稳定方能形成明确的目标[13]。2008年底，前期规划论证渐近尾声，各方需求渐趋稳定，港珠澳大桥建设目标得以最终确定：“建设世界级跨海通道、为用户提供优质服务、成为地标性建筑”。其内涵是：

图2 港珠澳大桥工程管理策划金字塔模型

（1）建设世界级跨海通道，是指在设计和建造阶段，采用国际先进的理念、整合中外顶级设计及咨询团队进行工程管理及设计，确保港珠澳大桥设计使用寿命达到120年。建设管理过程及工程产品本身均应具有国际影响，从管理思想、设计技术、施工技术、产品品质、现场管理等方面均达到国际水准。

（2）为用户提供优质服务，是指通过高品质设计和建设、高水平维护和保养，确保港珠澳大桥拥有完善、舒适的硬件系统；通过建立经ISO 认证的标准化管理制度及工作流程，为用户提供及时、舒适的软服务；营运过程中通过持续改进，完善硬件及软件。通过设施保证、服务保证、通行环境保证和维护保证，使得港珠澳大桥实际使用寿命远超过120年。

（3）成为地标性建筑，是指从功能概念、地理概念、行业概念和心理概念上均成为地标，使得港珠澳大桥具有独特的历史、文化和美学价值。

在确定建设目标的同时，建设愿景也一并提出：“为‘一国两制三地'的伶仃洋海域架设一座融合经济、文化和心理之桥梁，使得香港、广东、澳门成为世界级的区域中心”。2017年3月，国家正式提出粤港澳大湾区的概念，港珠澳大桥愿景与10年后的国家规划遥相呼应，一语中的。

其次，建设目标和愿景确定之后，为实现目标和愿景所使用的管理策略、生产流程改进和技术装备升级以及标准体系也得以一一确定。

在管理策略方面，港珠澳大桥主体工程充分体现了三地政府共建共管特点，项目法人和三地政府的责权利，通过《三地政府协议》和《港珠澳大桥管理局章程》得以清晰界定，主体工程属于内地水域，在交通、航道、海事、渔业、水利、环保等方面，均适用于内地司法行政管辖。具体工程管理中，质量、安全和信息管理等方面则有针对性地借鉴了其他行业的经验，如在交通行业首次引进国际通行的石化行业职业健康、安全和环保体系（HSE）；首次借鉴核电行业信息资源规划经验，开发并完善综合信息管理系统；借鉴汽车制造业的质量管理体系，推行标准化、工厂化、6S管理等，试图将传统土木工程生产方式转变为工业制造方式，将传统土木工程开放性作业环境尽可能转变为封闭或准封闭性作业环境。立足自主、并在全球范围整合优质资源，合同管理则推行严格履约基础上的合作伙伴关系。

在生产流程改进和技术装备升级方面，沉管管节、桥梁墩台等大型混凝土预制构件实现大型化、工厂化、标准化预制生产，钢梁实现车间化、机械化、自动化和智能化生产，所有桥梁混凝土墩台和钢梁、钢塔等大型构件（3 000 t级）采用大型浮吊安装，33节巨型钢筋混凝土沉管（80 000 t级）采用沉放驳系统进行安装。针对不同的工序，开发了诸多世界一流甚至领先的工装系统、机械设备、工厂流水线和大型专用船舶等。

在标准体系方面，港珠澳大桥的专用标准分为两大类：①管理制度，涵盖项目前期、设计、建造、营运维护的全寿命周期，在招标阶段，建设期管理制度就随着招标文件发至投标单位。②专用标准，分为专项设计标准、施工准则、质量验收准则和营运维护准则等4项，专项设计标准和营运维护准则指导设计和营运维护，专项施工及质量验收准则用于工程施工和验收[14]。

4 工程实施策划案例

以工可批复和项目法人成立为标志，港珠澳大桥主体工程正式进入建设期。在各专业工程实施前，项目法人都会根据各专业工程的特点和目标要求，做出有针对性的实施策划，如岛隧工程推行“设计施工总承包”模式，桥面铺装以“露天工厂化”为管理理念：提出“以认证保材料，以考核保人员，以设备保工艺，以工艺保质量”的管控手段；交通工程推行“系统集成、综合平衡”管理理念，采用系统集成总承包模式；管养中心房建工程根据建筑用地处在群山之中，确立了“筑隐于山”的建筑理念，推行“粗才精做、样板先行”施工管控模式。通过制订有针对性的管理模式、以生产流程和工装设备的全面升级为抓手带动产品升级，取得了丰硕的管理和技术成果。下面以桥梁工程钢结构为案例述之。

港珠澳大桥桥梁工程上部结构钢梁用钢量达到42.5万t，体量大约相当于60座艾菲尔铁塔或10座鸟巢，是全球跨海通道首次如此大规模地使用钢箱梁。早在钢结构策划方案最终决策落地前，钢箱梁的疲劳问题一直未能得到很好解决；钢结构制造合同工期为36个月，与3.6万t规模的香港昂船州大桥钢结构制造工期相当。因具有体量超大（42.5万t）、质量标准高（达到或超过香港昂船洲大桥水平），工期紧张（3年）等特点，是名副其实的“超级钢桥”。而“四十年前的厂房、二十年前的设备”是港珠澳大桥钢结构制造招标之前，国内主要桥梁钢结构制造企业的真实写照，其时国内行业现状是总体平均工装及技术水平较低、产品质量及稳定性受人为因素影响较大，在国内市场上，具备与港珠澳大桥钢结构制造类似业绩，在生产产能、质量保证、工期保障、基地部署等方面能够相匹配的市场资源几乎没有。如果采用常规的组织模式，质量和工期必定故此失彼、甚至两者全失，两者所构成的巨大矛盾，突兀地摆在建设者面前，无论在技术还是管理层面，都是整个桥梁钢结构制造行业面临的严峻挑战。

解决矛盾、攻克挑战的方法，是在经历痛苦的思维历练后，基于汽车制造业流水线生产模式带来的灵感，创造性提出并实践钢箱梁的工业化制造管理模式，包括板单元自动化生产和采用机器人全自动焊接等。项目法人组织的国际调研发现，日本虽是钢结构制造的强国，但其钢箱梁在板单元制造上主要采用“机器人+人工”生产方式，即部分工序采用机器人焊接，部分工序采用人工焊接，总体上并没有实现钢箱梁的流水线制造。因而，中国钢箱梁的制造水准是有可能通过生产方式的变革，以后发优势超越日本。

反复甄别港珠澳大桥42.5万t钢结构，可以分为两大部分：①钢箱梁，包括130个钢箱梁大节段，148个组合梁大节段，总用钢量为40.6万t，占整个钢结构的95.5%。②5个钢塔，以及钢结构形撑和钢锚箱，总用钢量约为1.9万t，只占整个钢结构的4.5%。钢箱梁的形状规则，有利于标准化生产，钢塔的形状不规则，属于个性化订制的产品。甄别管理对象后的再认识，使钢箱梁的工业化制造思路更为清晰，形成了“板单元人最少，采用工厂全自动流水线制造”和“总拼厂人最好，变工地化施工为工厂化制造”的管理思路和组织架构，系统构建了“基于全局的工程管理策划——桥梁钢结构制造创新综合体系”，如图3所示。

经过自动化设备开发和产品调试，全球最早的两条板单元生产线先后建成，如图4所示。港珠澳大桥钢结构制造过程中，创造了多项世界领先的工艺和技术。同时，首次在钢箱梁桥面板焊缝检测中引入了相控阵检测技术，为提高钢桥抗疲劳性能性能提供了保障。自港珠澳大桥开始，中国桥梁钢结构制造迈入了世界领先行列[15]。

图3 基于全局的工程管理策划——桥梁钢结构制造创新综合体系

图4 传统钢结构生产车间与港珠澳大桥钢结构自动化示范生产线对比

5 超越六步法

港珠澳大桥主体工程管理思想形成和实践过程中，遵循和践行“从认识论、到方法论、到实践论”螺旋式上升路径，研究管理对象本质属于认识论，研究管理主体行为属于方法论，落实到具体问题属于实践论。以认识论的率先超越，进而完成方法论和实践论的超越。方法论是连接认识论和实践论的桥梁，而实践是检验认识论和方法论的唯一标准。如果仅基于已有边界条件去思考，所形成的认识和方法将是一种囿于已有边界条件的认识和方法，必然难以完成认识论和方法论的超越。一个想完成根本性超越的管理者，其认识论和方法论的思维特质必然是基于已有边界条件但又超越已有边界条件，用总体、宏观、全面的顶层设计来实现方向性的引领，同时选择最科学、恰当、合适的方法，方有可能完成质的超越。同时，依托港珠澳大桥工程管理实践，所形成的“定位、识别、策划、推介、实施、激励”六步超越法，如图5所示[16]。

图5 六步超越法

（1）定位。定位是一个认识的问题，包括总体目标定位和工程管理思想，前者是“建设世界级跨海通道、为用户提供优质服务、成为地标性建筑”，后者包括港珠澳大桥总体管理思想和各专业工程的工程管理思想。港珠澳大桥的建设目标和工程管理思想就是超级工程的突破方向，是管理创新的北斗星。此外，包括政府、业主和参建团队的定位也是非常重要的。

（2）识别。识别首先要辨别哪些管理“点”是对管理绩效具有重大影响的，可称之为管理“关键点”。在无数与管理绩效有关的管理“点”中，有两条路径可供追溯分析：①遵循《孙子兵法》的“道天地将法”；②遵循全面质量管理的“人机料法环”。其次就是要找出与管理绩效相关的管理“关键点”的短板。即现有条件将对管理目标实现造成的严重制约，以作为管理改进的抓手。识别这个步骤毫无捷径可走，资料一定要齐全，分析一定要充分，逻辑一定要闭合，内心一定要安静，判断一定要理性。识别的过程，每个环节都必须流畅，一定不能出现思维阻滞，如果在某个环节出现了阻滞，则必须通过不断思考、直至思维圆融。

（3）策划。策划分为3个层级，第1层级是比较借鉴，看看国内同类工程怎么做，国际工程怎么做，如果国内工程或国际工程已经有成熟的解决方案，直接借鉴即可。第2层级是行业借鉴，土木行业可以向制造业、石化行业、核电行业等不同行业学习，借鉴他们的管理思想和方法。第3层级是变革创新。对于本行业解决不了，其他行业也没办法的问题，就只能下定决心变革创新了。

（4）推介。从方法论的意义而言，推介的目的并不仅仅在于介绍项目，而在于吸引市场、行业和投标人理解项目，从而引导行业导向、培育可以与项目目标和规模相匹配的市场力量。

（5）实施。合同签订承包人进场后，就进入正式实施的阶段。实施过程有赖于承包人依托自己的技术力量在项目法人构建的管理框架内完成，业主的主要任务是帮助承包人把工程策划阶段提出的理念落地，同时按照制订的制度体系抓好全过程流程控制，最关键的管理措施是首件制的管理。

（6）激励。相比市场行为的激励而言，政府的激励性政策措施在当下中国情境中更具力量，如专利保护、技术改进补贴、行业名声以及鼓励先进均与政府制订的政策息息相关。而对于一个成功模式的推广，也有赖于政府战略思考之后的坚定行动。在激励和推广的过程中，政府和市场对既有成功经验分别做出响应：政府不断完善制度作为政策引导、企业不断改良技术提升产品质量，通过持续改进，从而对未来的工程乃至行业定位产生强大影响，最终形成一个不断超越别人，也不断超越自身的完整循环。

6 结语

（1）港珠澳大桥主体工程管理思想形成和实践过程中，遵循和践行“从认识论、到方法论、到实践论”螺旋式上升路径，形成了以“目标-策略-标准”金字塔模型作为工程管理策划框架的构建方法；同时，依托港珠澳大桥工程管理实践，形成了“定位、识别、策划、推介、实施、激励”六步超越法。

（2）港珠澳大桥的工程管理创新，是在“目标驱动”下，“管复杂人、理复杂事”及处理“人事纠缠”的艰辛过程。针对开放复杂巨系统，解决之道在于以目标为导向，通过洞悉关键线路和关键点，采取合适的管理行为，使得系统基本可控。在管理实践中，要特别强调并关注“人”在系统中的重大且核心的影响，实践过程形成了“尊重差异、加强沟通、善于妥协、形成共识”的管理方法，以有效降解工程社会化趋势下“人事纠缠”的复杂性。超级工程的管理者需要跳出桥梁看桥梁、跳出交通看交通、跳出系统看系统，不仅要用手建设、用脑建设、更要用心建设[17]。

（3）迄今为止，中国工程管理理论基本上是被西方垄断的，但在中国情境下，西方管理理论在中国有些水土不服，中国工程呼唤原创性管理理论[18-19]。在管理学领域，比“知识就是力量”更强大的是“思想就是力量”。中国的工程管理实践，不是知易行难，也不是知难行易，而是知难行亦难。优秀的管理思想难以出现、难以沉淀、难以传播、更难以实践，这是无法回避的事实。期盼在合适的管理思想指导和资源禀赋支持下，中国管理者可以不断超越自我，在完成大规模工程建设的同时，系统总结、提炼出原创性的管理理论，为人类文明做出与这个国家悠久历史和灿烂文化相匹配的贡献，留下令世人称道的工程和管理成果，这是中国工程管理理论界和实践界应有的历史担当。