工程觀與工程方法論

工程觀與工程方法論第一頁，共一百零一頁，2022年，8月28日本章要點(diǎn)突破傳統(tǒng)科學(xué)、技術(shù)二元論，建立科學(xué)、技術(shù)、工程、產(chǎn)業(yè)四元論。在“四元一體”的關(guān)系下，把工程作為相對獨(dú)立的一元突顯出來，對其進(jìn)行哲學(xué)反思，形成嶄新的工程觀。本章以工程發(fā)展的歷史為基礎(chǔ)，通過對工程與科學(xué)、技術(shù)、生產(chǎn)之間劃界的分析，來界定工程概念的內(nèi)涵。2工程系統(tǒng)方法論主要以系統(tǒng)觀統(tǒng)領(lǐng)工程預(yù)測方法、工程

設(shè)計(jì)方法、工程實(shí)施方法和工程評估方法。工程的綜合集成方法論，是從事物的宏觀現(xiàn)象出發(fā)，以形象思維與邏輯思維、定性與定量結(jié)合，人機(jī)互動的新方法來應(yīng)對工程問題，主要介紹從定性到定量的綜合集成方法和從定性到定量綜合集成研討廳體系的方法。第二頁，共一百零一頁，2022年，8月28日31２３—第一節(jié)工程的本質(zhì)和特征—第二節(jié)工程活動的結(jié)構(gòu)和類型—第三節(jié)工程活動的過程和發(fā)展目錄4—第四節(jié)工程方法論（系統(tǒng)方法、集成方法）第三頁，共一百零一頁，2022年，8月28日4第一節(jié)工程的本質(zhì)和特征一部人類社會的發(fā)展史，在很大程度上就是一部工程創(chuàng)新與發(fā)展的歷史。了解工程發(fā)展的歷史梗概，是我們形成工程觀的基礎(chǔ)。

一、工程與工程觀的歷史演變第四頁，共一百零一頁，2022年，8月28日第一節(jié)工程的本質(zhì)和特征1、工程的歷史發(fā)展（1）古代時期（文明開始——18世紀(jì)工業(yè)革命之前）軍事工程土木工程水利工程交通工程第五頁，共一百零一頁，2022年，8月28日第六頁，共一百零一頁，2022年，8月28日帕特農(nóng)神廟設(shè)計(jì)這座神廟的建筑師為伊克梯諾（lctinus）和卡里克利特（Callicrates）第七頁，共一百零一頁，2022年，8月28日都江堰水利工程第八頁，共一百零一頁，2022年，8月28日古羅馬供水塔第九頁，共一百零一頁，2022年，8月28日第一節(jié)工程的本質(zhì)和特征（2）近代時期（18世紀(jì)下半葉至20世紀(jì)初）18世紀(jì)中葉到19世紀(jì)上半葉，蒸汽機(jī)開始廣泛使用，其它生產(chǎn)機(jī)械不斷發(fā)明和應(yīng)用，隨著大企業(yè)開始出現(xiàn)，機(jī)械工程得到發(fā)展。

1765年J.瓦特制作了一臺試驗(yàn)性的有分離凝汽器的小型蒸汽機(jī)；

1776年瓦特與M.博爾頓合作制造的兩臺蒸汽機(jī)開始運(yùn)轉(zhuǎn)；

1783年威爾金森工廠最早使用瓦特蒸汽機(jī)驅(qū)動蒸汽錘；

1785年紡織廠開始采用蒸汽機(jī)做動力，隨后織布廠、磨粉廠、鐵工廠等大量應(yīng)用了蒸汽機(jī)；

1800年英國已擁有了321臺蒸汽機(jī)；同期，生產(chǎn)機(jī)械也在蓬勃發(fā)展，主要表現(xiàn)為一系列紡紗機(jī)、織布機(jī)、機(jī)床等的發(fā)明和應(yīng)用上；機(jī)械工程理論也取得了突破，主要表現(xiàn)為熱力學(xué)和機(jī)構(gòu)學(xué)的創(chuàng)立等方面；

1847年，在英國伯明翰成立了機(jī)械工程師學(xué)會，標(biāo)志著機(jī)械工程作為工程的一個獨(dú)立領(lǐng)域得到正式承認(rèn)。第十頁，共一百零一頁，2022年，8月28日第一節(jié)工程的本質(zhì)和特征19世紀(jì)中葉到20世紀(jì)初，在第二次技術(shù)革命中，電氣工程逐漸形成與發(fā)展，人類社會由此進(jìn)入發(fā)電、配電與用電的電氣化時代。1882年，愛迪生電器照明公司在倫敦建造了第一座發(fā)電站，安裝了愛迪生于1880年研制的110伏自激直流發(fā)電機(jī)“巨漢”號；1882年9月4日，愛迪生在紐約珍珠街建立的“中央發(fā)電站”也投入運(yùn)行，該電站裝有6臺“巨漢”號發(fā)電機(jī)，對8000只白熾燈供電。1887年，倫敦電力供應(yīng)有限公司成立，開始實(shí)施在德特福建立一個大型發(fā)電廠的計(jì)劃，目的是為了給倫敦的大部分地區(qū)供電。雖然直到1891年，這個電站還沒有正常運(yùn)行起來，但它無疑是后來大型的現(xiàn)代中央電站的先驅(qū)。

第十一頁，共一百零一頁，2022年，8月28日第一節(jié)工程的本質(zhì)和特征與電氣工程發(fā)展的同時，隨著化學(xué)產(chǎn)品大規(guī)模生產(chǎn)的發(fā)展需要，化學(xué)工程也逐漸形成。無機(jī)化工已初具規(guī)模，有機(jī)化學(xué)工業(yè)也迅速發(fā)展：1857年英國人W.珀金建立起生產(chǎn)苯胺紫染料的工廠；1888年美國麻省理工學(xué)院設(shè)立以“化學(xué)工程”命名的四年制大學(xué)課程，開始了培養(yǎng)化學(xué)工程師的嘗試。第十二頁，共一百零一頁，2022年，8月28日第一節(jié)工程的本質(zhì)和特征

在這個時期，傳統(tǒng)的工程領(lǐng)域也取得大的進(jìn)展。在土木工程方面，鋼材的引入：

1851年英國倫敦建成水晶宮，采用鑄鐵梁柱，玻璃覆蓋；

1867年法國人J.莫尼埃主持建造成第一座長16米的鋼筋混凝土橋。第十三頁，共一百零一頁，2022年，8月28日第一節(jié)工程的本質(zhì)和特征施工方法也開始了機(jī)械化和電氣化的進(jìn)程：

蒸汽機(jī)逐步應(yīng)用于抽水、打樁、挖土、軋石、壓路、起重等作業(yè)。

內(nèi)燃機(jī)和電機(jī)出現(xiàn)后，很快就創(chuàng)制出各種各樣的起重運(yùn)輸、材料加工、現(xiàn)場施工用的專用機(jī)械。第十四頁，共一百零一頁，2022年，8月28日第一節(jié)工程的本質(zhì)和特征主要成果是完成了一系列大的工程：

1869年蘇伊士運(yùn)河通航；

1914年巴拿馬運(yùn)河鑿成；

1863年英國倫敦建成了世界第一條地下鐵路；

1869年美國建成橫貫北美大陸的鐵路；

1890年英國福斯灣建成兩孔主跨達(dá)521米的懸臂式桁架梁橋。第十五頁，共一百零一頁，2022年，8月28日第一節(jié)工程的本質(zhì)和特征（3）現(xiàn)代時期（20世紀(jì)上半葉至今）無線電工程原子能工程計(jì)算機(jī)工程高分子材料工程生物工程航空航天工程海洋工程環(huán)境工程。。。。。。。。。

20世紀(jì)50年代以來，人類社會的工程實(shí)踐又發(fā)生了新的飛躍。隨著科學(xué)技術(shù)日新月異的發(fā)展，人類社會的工程活動愈加頻繁，規(guī)模愈加宏大，如三峽工程、青藏鐵路工程等。第十六頁，共一百零一頁，2022年，8月28日第一節(jié)工程的本質(zhì)和特征

從工程活動的對象看，現(xiàn)代工程活動呈現(xiàn)如下特點(diǎn)：其一、從地面擴(kuò)大到天空，產(chǎn)生了開發(fā)利用宇宙空間的航天工程、航空工程。1957年前蘇聯(lián)發(fā)射成功第一顆人造地球衛(wèi)星“斯普尼克1號”；1961年前蘇聯(lián)試飛成功第一艘載人飛船（“東方號”）；1969年美國的阿波羅計(jì)劃實(shí)現(xiàn)了人類登月；1981年美國的“哥倫比亞”號航天飛機(jī)試飛成功；1997年美國“火星探路者”航天器在火星著陸；1998年阿爾法國際航天站計(jì)劃啟動；2003、2005年、2008年中國分別成功發(fā)射載人太空船神州5號、神州6號、神州7號，首次實(shí)現(xiàn)了中國人的太空漫步。第十七頁，共一百零一頁，2022年，8月28日第一節(jié)工程的本質(zhì)和特征其二，從陸地?cái)U(kuò)大到海洋，出現(xiàn)了開發(fā)利用海洋生物、礦物、能源和動力的海洋工程。

如20世紀(jì)70年代海洋經(jīng)濟(jì)掀起的所謂藍(lán)色革命，利用淺海水域和灘涂發(fā)展海水養(yǎng)殖和栽培業(yè)等。其三，從無機(jī)自然界擴(kuò)展到生命自然界，出現(xiàn)了開發(fā)利用生命物質(zhì)的生物工程。1973年P(guān).博耶和S.科恩建立重組DNA技術(shù)；1990年正式啟動人類基因組計(jì)劃；1997年利用已分化細(xì)胞核克隆哺乳動物——綿羊；2002年人類基因微陣列（基因芯片）上市。第十八頁，共一百零一頁，2022年，8月28日第一節(jié)工程的本質(zhì)和特征其四，科技研究本身成為了工程的對象，出現(xiàn)了大科技工程。

1961年、1963年溫伯格、普賴斯先后提出“大科學(xué)”概念，一方面，工程活動為科學(xué)、技術(shù)的研究建造了人工物的基礎(chǔ)，另一方面，科學(xué)、技術(shù)的研究活動采用工程化的方式來組織進(jìn)行。當(dāng)代大科技工程在生物、信息、氣候、航天、高能物理等許多領(lǐng)域蓬勃發(fā)展。其五，科學(xué)、技術(shù)、工程已嵌入到“科學(xué)——技術(shù)——工程——產(chǎn)業(yè)——經(jīng)濟(jì)——社會——環(huán)境”的“鏈條”和“網(wǎng)絡(luò)”之中，形成了牽一發(fā)動全身的整體過程，必須要從這樣的整體過程來理解現(xiàn)代工程的特點(diǎn)。第十九頁，共一百零一頁，2022年，8月28日第一節(jié)工程的本質(zhì)和特征

隨著工程規(guī)模的日益擴(kuò)大和復(fù)雜，負(fù)責(zé)統(tǒng)籌、協(xié)調(diào)和管理的系統(tǒng)工程也應(yīng)運(yùn)而生。第二十頁，共一百零一頁，2022年，8月28日第一節(jié)工程的本質(zhì)和特征2.工程觀的變遷科學(xué)、技術(shù)二元論

科學(xué)、技術(shù)、工程、產(chǎn)業(yè)四元論在傳統(tǒng)的科學(xué)、技術(shù)二元論的理論框架下，工程常常被理解技術(shù)活動在實(shí)踐領(lǐng)域的延伸，被理解為科學(xué)、技術(shù)在實(shí)踐中的應(yīng)用?？茖W(xué)、技術(shù)、工程、產(chǎn)業(yè)四元論其基本觀點(diǎn)就是承認(rèn)和主張科學(xué)、技術(shù)、工程、產(chǎn)業(yè)是四種不同的對象、四種不同的社會活動，它們有本質(zhì)的區(qū)別，同時也有密切的聯(lián)系。”第二十一頁，共一百零一頁，2022年，8月28日第一節(jié)工程的本質(zhì)和特征科學(xué)活動發(fā)現(xiàn)為核心的人類活動技術(shù)活動發(fā)明為核心的人類活動工程活動建造為核心的人類活動

產(chǎn)業(yè)活動建造社會化為核心的人類活動第二十二頁，共一百零一頁，2022年，8月28日第一節(jié)工程的本質(zhì)和特征

在科學(xué)、技術(shù)、工程乃至于產(chǎn)業(yè)越來越一體化發(fā)展的當(dāng)代，我們在強(qiáng)調(diào)科學(xué)、技術(shù)、工程、產(chǎn)業(yè)四元論的同時，必須要重視它們之間的緊密聯(lián)系。

尤其是技術(shù)與工程之間聯(lián)系，“離開技術(shù)談工程，工程就沒有了基礎(chǔ)；同樣，離開工程談技術(shù)，則就把技術(shù)架空了?！こ袒顒影萘思夹g(shù)活動，技術(shù)活動則是使技術(shù)不斷嵌入工程的活動，兩者的互動促進(jìn)了工程與技術(shù)的共同發(fā)展。”

因此，在堅(jiān)持科學(xué)、技術(shù)、工程、產(chǎn)四元論，強(qiáng)調(diào)它們之間本質(zhì)區(qū)別的同時，更應(yīng)該注重它們之間“四元一體”的互動關(guān)系，需要從學(xué)理上對它們展開科學(xué)哲學(xué)、技術(shù)哲學(xué)、工程哲學(xué)、產(chǎn)業(yè)哲學(xué)彼此有別又相互交叉的研究。當(dāng)然，科學(xué)、技術(shù)、工程、產(chǎn)業(yè)四者之間的聯(lián)系是以它們之間的區(qū)別為前提的，沒有區(qū)別，也就談不上“四元一體”。

[第二十三頁，共一百零一頁，2022年，8月28日第一節(jié)工程的本質(zhì)和特征二、工程的本質(zhì)1、工程的劃界（1）工程與科學(xué)的劃界

科學(xué)活動是以發(fā)現(xiàn)自然規(guī)律為核心的理論認(rèn)識活動，其活動的最終目標(biāo)是建構(gòu)關(guān)于自然的具有普遍性與必然性的理論知識體系。

工程活動則是以建造人工物為核心的、改造自然的物質(zhì)性實(shí)踐活動，其活動的最終目標(biāo)則是建造滿足人類生存與發(fā)展需要的人工物。第二十四頁，共一百零一頁，2022年，8月28日第一節(jié)工程的本質(zhì)和特征

任何現(xiàn)代工程活動都要應(yīng)用一定的科學(xué)知識，但只有當(dāng)普適性的科學(xué)知識轉(zhuǎn)化為適應(yīng)工程特點(diǎn)的工程科學(xué)知識之時，它才能真正成為工程知識的重要組成部分。

當(dāng)工程活動遇到科學(xué)認(rèn)識的困境，而現(xiàn)有的科學(xué)知識又無法滿足需要時，工程活動往往又會導(dǎo)致基礎(chǔ)科學(xué)的研究。這樣一來，一方面會創(chuàng)造出新的科學(xué)知識，另一方面則相應(yīng)建構(gòu)出解決工程困境的新的工程科學(xué)知識。

對于工程活動來說，新的工程科學(xué)知識的建構(gòu)，其根本的目的并不在于這些知識本身的創(chuàng)造，而是利用這些知識達(dá)到建造出人工物的最終目標(biāo)。第二十五頁，共一百零一頁，2022年，8月28日第一節(jié)工程的本質(zhì)和特征（2）工程與技術(shù)的劃界

①技術(shù)活動是為了實(shí)現(xiàn)人類的某種目的，導(dǎo)向?qū)嵺`的、“應(yīng)當(dāng)怎樣造物”方法與手段的發(fā)明創(chuàng)造活動，但并不是直接的造物實(shí)踐活動本身，也即工程活動本身。②工程不能僅僅歸結(jié)于某種單一技術(shù)的純粹應(yīng)用，工程往往需要綜合集成多種多樣的技術(shù)，同時還必須集成科學(xué)、經(jīng)濟(jì)、管理、政治、文化、社會、環(huán)境等非技術(shù)的復(fù)雜因素，工程活動才能現(xiàn)實(shí)地開展。第二十六頁，共一百零一頁，2022年，8月28日第一節(jié)工程的本質(zhì)和特征③技術(shù)知識是工程知識最重要的組成部分，但它并不能涵蓋全部的工程知識，必須與科學(xué)知識、人文社會科學(xué)知識、情境性知識等一起服務(wù)于建造人工物的工程實(shí)踐。④一般來說，工程活動所建造的人工物，總是嵌入在某個特殊的自然和社會的環(huán)境之中來改造環(huán)境服務(wù)于人類社會的，因而，工程建造活動的過程及其結(jié)果一般具有因此而帶來的特殊性、唯一性、不可復(fù)制性、無法轉(zhuǎn)移性。而技術(shù)作為改造自然實(shí)踐活動的方式方法和各種手段的發(fā)明活動及其成果，卻具有一定的通用性、普適性、可復(fù)制性、可轉(zhuǎn)移與傳播性。第二十七頁，共一百零一頁，2022年，8月28日第一節(jié)工程的本質(zhì)和特征（3）工程與生產(chǎn)的劃界關(guān)于生產(chǎn)的定義：我們可以把生產(chǎn)更具體地界定為：為了滿足人類的各種需要，在一定的現(xiàn)實(shí)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)核算的基礎(chǔ)上，有計(jì)劃地按照嚴(yán)格的規(guī)范和固定操作規(guī)程，批量、重復(fù)、確定地創(chuàng)造定型的物質(zhì)產(chǎn)品的實(shí)踐活動。第二十八頁，共一百零一頁，2022年，8月28日第一節(jié)工程的本質(zhì)和特征與生產(chǎn)活動相比較，現(xiàn)實(shí)工程活動的特點(diǎn)可概括為：①現(xiàn)實(shí)的工程活動總是意向著某個特定的欲求建造的人工物對象的。②這種特定的人工物總是嵌入在特殊的自然環(huán)境與社會環(huán)境之中的，這些特殊的自然、社會因素不是工程的外部環(huán)境約束條件，而是工程活動的內(nèi)在要素，因此，工程活動必然具有明顯的空間場域性。工程的名稱一般都冠予某某地名就是明證，而生產(chǎn)活動的產(chǎn)品往往冠予品牌名。第二十九頁，共一百零一頁，2022年，8月28日第一節(jié)工程的本質(zhì)和特征③工程活動也具有很強(qiáng)的計(jì)劃性，從目標(biāo)的選擇、項(xiàng)目的確定，從設(shè)計(jì)、實(shí)施到人工物的建成與使用，整個工程活動的推進(jìn)過程都要受到計(jì)劃的約束，但是，這種計(jì)劃并不是一成不變的，往往是計(jì)劃趕不上變化；整個工程活動充滿著不確定性。只有根據(jù)具體情境的不斷變化做出反應(yīng)、調(diào)整與創(chuàng)新，才能確保把工程推向成功。④工程活動的場域性、情境性、創(chuàng)新性、不確定性，使其過程、結(jié)果及影響難以預(yù)期，從而加大了工程的風(fēng)險(xiǎn)。從自然、社會、經(jīng)濟(jì)、政治、文化、倫理等多層次、多角度，對其事前事后的工程風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行價(jià)值評估與控制，是工程活動不可缺少的內(nèi)在組成部分。

第三十頁，共一百零一頁，2022年，8月28日第一節(jié)工程的本質(zhì)和特征工程與生產(chǎn)之間的聯(lián)系：①一般來說，生產(chǎn)活動往往以工程活動為前提、為基礎(chǔ)。所謂先搞工程建設(shè)，后投入生產(chǎn)。比如：先搞電視機(jī)廠的工程建設(shè)，建成后才能大批量生產(chǎn)電視機(jī)。②工程的建造活動必然要使用多種多樣的生產(chǎn)活動產(chǎn)出的產(chǎn)品，否則，工程活動根本無法進(jìn)行。第三十一頁，共一百零一頁，2022年，8月28日第一節(jié)工程的本質(zhì)和特征根據(jù)以上對工程與科學(xué)、技術(shù)、生產(chǎn)之間劃界的分析，我們可以將工程更具體地界定為：

為了滿足人類社會的各種需要，在綜合集成科學(xué)、技術(shù)、社會、人文等理論性知識及情境性知識經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，在經(jīng)濟(jì)核算的約束下，調(diào)動各種資源，在特定的自然環(huán)境和社會情境中，通過探索性、創(chuàng)新性、不確定性和風(fēng)險(xiǎn)性的社會建構(gòu)行動，有計(jì)劃、有組織地建造某一特定人工物的社會實(shí)踐過程及其成果。第三十二頁，共一百零一頁，2022年，8月28日第一節(jié)工程的本質(zhì)和特征根據(jù)以上對工程與科學(xué)、技術(shù)、生產(chǎn)之間劃界的分析，我們可以將工程更具體地界定為：

為了滿足人類社會的各種需要，在綜合集成科學(xué)、技術(shù)、社會、人文等理論性知識及情境性知識經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，在經(jīng)濟(jì)核算的約束下，調(diào)動各種資源，在特定的自然環(huán)境和社會情境中，通過探索性、創(chuàng)新性、不確定性和風(fēng)險(xiǎn)性的社會建構(gòu)行動，有計(jì)劃、有組織地建造某一特定人工物的社會實(shí)踐過程及其成果。第三十三頁，共一百零一頁，2022年，8月28日第一節(jié)工程的本質(zhì)和特征科學(xué)技術(shù)工程任務(wù)和目的認(rèn)識自然是什么為什么改造自然做什么怎么做建構(gòu)人工自然過程和方法經(jīng)驗(yàn)到理論理論與經(jīng)驗(yàn)邏輯與試驗(yàn)理論到實(shí)踐設(shè)計(jì)試驗(yàn)實(shí)踐的系統(tǒng)化和組織化綜合方法系統(tǒng)科學(xué)成果性質(zhì)和評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)理論知識真?zhèn)闻袆e實(shí)踐方法和物化載體好壞判別環(huán)境與社會變化預(yù)期與協(xié)調(diào)研究取向和價(jià)值觀念精神實(shí)現(xiàn)價(jià)值中立物質(zhì)價(jià)值工具價(jià)值綜合價(jià)值價(jià)值權(quán)衡研究規(guī)范普遍、公有、無私、創(chuàng)造、懷疑功利目的、保密、專利（知識變?yōu)闄?quán)利）團(tuán)結(jié)、協(xié)作第三十四頁，共一百零一頁，2022年，8月28日第一節(jié)工程的本質(zhì)和特征2、工程的實(shí)踐本質(zhì)上述對工程概念的界定體現(xiàn)了馬克思主義實(shí)踐哲學(xué)的基本精神，可以從六個方面突出工程的實(shí)踐本質(zhì)：①滿足人類社會的各種需要是開展工程活動的根本目的，它體現(xiàn)出實(shí)踐活動的有意識性與目的性；②科學(xué)、技術(shù)、社會、人文、情境等多種知識經(jīng)驗(yàn)在工程活動中的綜合集成與創(chuàng)造，反映了實(shí)踐活動的探索性、創(chuàng)造性，反映了理論與實(shí)踐相統(tǒng)一的原則；第三十五頁，共一百零一頁，2022年，8月28日第一節(jié)工程的本質(zhì)和特征③工程活動過程中的場域性、情境性、創(chuàng)新性、不確定性和風(fēng)險(xiǎn)性，更是生動地體現(xiàn)了實(shí)踐的空間性、時間性、鮮活性、探索性與創(chuàng)造性；④整個工程活動的有計(jì)劃、有階段、有組織性，深刻地反映了實(shí)踐活動的有意識性、組織性與社會性；⑤工程活動的成果——某一特定人工物的建造，則體現(xiàn)了生產(chǎn)實(shí)踐活動改造自然的物質(zhì)性與社會性。第三十六頁，共一百零一頁，2022年，8月28日第一節(jié)工程的本質(zhì)和特征⑥作為特定的物質(zhì)生產(chǎn)，工程的本質(zhì)也在于它是人類社會存在與發(fā)展的基礎(chǔ)，是人類生存的基本方式之一。

它不僅在改造自然的意義上改變著人與自然的關(guān)系，改變著人類生存的自然環(huán)境，而且也深刻地影響甚至改變著人與人之間復(fù)雜的社會關(guān)系，影響社會的經(jīng)濟(jì)、政治、文化活動，進(jìn)而可能導(dǎo)致社會組織、制度安排、仍至于社會結(jié)構(gòu)的變遷，從而改變著人類生存的社會環(huán)境及人類的生活方式?？梢哉f，工程作為直接的生產(chǎn)力，打開了人的本質(zhì)力量，實(shí)現(xiàn)著人作為人的自由存在。第三十七頁，共一百零一頁，2022年，8月28日第一節(jié)工程的本質(zhì)和特征三、工程活動的特征

我們可以從六個方面來說明工程活動的特征：1、工程決策的綜合性與創(chuàng)新性工程決策的過程就是不同的利益相關(guān)者之間所進(jìn)行的合作、搏弈、協(xié)商、競爭的過程。決策者必須對各種因素及其沖突與矛盾進(jìn)行分別體認(rèn)、綜合考量，才能做到整體協(xié)調(diào)、整體籌劃、綜合決策。正如A·西蒙所說：“工程與‘綜合’有關(guān)，科學(xué)與分析有關(guān)。……綜合即是創(chuàng)造?！?/p>

第三十八頁，共一百零一頁，2022年，8月28日第一節(jié)工程的本質(zhì)和特征2、工程活動的系統(tǒng)性與協(xié)調(diào)性

所謂系統(tǒng)，就是將多種相互作用的人、機(jī)因素結(jié)合在一起，通過對人力、材料、信息和能源的調(diào)配與控制，以實(shí)現(xiàn)某一理想的目標(biāo)?！边@幾乎就是工程本身的定義。除了工程活動內(nèi)部的系統(tǒng)協(xié)調(diào)，還必須與其環(huán)境中的其它系統(tǒng)相協(xié)調(diào)，工程的結(jié)構(gòu)和功能要與生態(tài)的、社會的、經(jīng)濟(jì)的、政治的、文化的等系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能相協(xié)調(diào)。以系統(tǒng)協(xié)調(diào)的項(xiàng)目管理方式進(jìn)行工程管理，才能保證工程的成功。由此，我們必須樹立工程的系統(tǒng)協(xié)調(diào)觀。

第三十九頁，共一百零一頁，2022年，8月28日第一節(jié)工程的本質(zhì)和特征3、工程知識的集成性與優(yōu)化性工程知識僅集成“自然科學(xué)”、“技術(shù)科學(xué)”和“人文社會科學(xué)”這三大類知識還不夠，還必須集成相關(guān)的已有經(jīng)驗(yàn)，尤為重要的是，必須集成在當(dāng)下具體工程現(xiàn)實(shí)發(fā)生中，依賴特殊場域、情境而產(chǎn)生的境域性知識與經(jīng)驗(yàn)。集成并不是上述四類知識的簡單堆砌，而是把它們有機(jī)地結(jié)合并轉(zhuǎn)化為與當(dāng)下工程現(xiàn)實(shí)境域相符合的，可行、可操作的知識、方法、程序、規(guī)則、規(guī)范、指南。第四十頁，共一百零一頁，2022年，8月28日第一節(jié)工程的本質(zhì)和特征4、工程活動的場域性與情境性工程行動欲建造的人工物系統(tǒng)總是嵌入在特定的自然環(huán)境與社會環(huán)境之中的，工程活動必然具有明顯的空間場域性。

同一類型的工程，會因?yàn)閷?shí)施地域的不同，具有不同的場域性，導(dǎo)致同類工程之間存在較大差別，工程的唯一性、不可重復(fù)性正是與此相關(guān)。

由于情境事件的不可避免的隨機(jī)發(fā)生，最終建造完成的人工物可能會與預(yù)期的工程目標(biāo)存在較大的偏差，甚至可能導(dǎo)致工程目標(biāo)不能實(shí)現(xiàn)。當(dāng)然，情境事件也可能有利于工程目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，如果善于抓住時機(jī)，審時度勢，可以利用它們來服務(wù)于工程行動。第四十一頁，共一百零一頁，2022年，8月28日第一節(jié)工程的本質(zhì)和特征5、工程活動的不確定性與風(fēng)險(xiǎn)性可從五個方面說明工程活動的不確定性和風(fēng)險(xiǎn)性：(1)工程中的各種要素本身存在不確定性；(2)不確定的要素相互作用構(gòu)成的工程整體往往具有更大的不確定性；(3)由于工程主體認(rèn)識、實(shí)踐能力的有限性；(4)由于工程行動過程的場域性與情境性，不確定的情境事件不可避免地隨機(jī)發(fā)生，造成工程行動的不確定性，也可能帶來風(fēng)險(xiǎn)；(5)已完成的工程在其運(yùn)行中，也存在不可預(yù)見的不確定，可能使整個工程人工物給其嵌入的特定自然環(huán)境、社會環(huán)境帶來災(zāi)難性的風(fēng)險(xiǎn)，危及周圍人群的生存。第四十二頁，共一百零一頁，2022年，8月28日第一節(jié)工程的本質(zhì)和特征6、工程結(jié)果的雙刃性與評價(jià)的多維性必須強(qiáng)調(diào)工程主體的倫理責(zé)任，必須對整個工程進(jìn)行價(jià)值估價(jià)，從工程項(xiàng)目的決策、設(shè)計(jì)、實(shí)施的過程到工程的結(jié)果及其長期的運(yùn)行，都要進(jìn)行全面的價(jià)值評價(jià)。由于現(xiàn)代工程活動徹底地改變了現(xiàn)代社會的面貌，深刻地影響著人類社會生活的方方面面，因此，對工程活動的價(jià)值評估必然是多維的、多層次的，它包括經(jīng)濟(jì)的、政治的、軍事的、生態(tài)的、環(huán)境的、文化的、科學(xué)技術(shù)的、人文的、審美的等眾多維度的價(jià)值評價(jià)。

不僅要從工程活動的外部進(jìn)行價(jià)值評價(jià)，而且要把價(jià)值評價(jià)轉(zhuǎn)化為工程活動內(nèi)部的行為機(jī)制，這已逐步成為現(xiàn)代工程活動重要的內(nèi)在特征。由此，我們必須樹立工程的生態(tài)觀與倫理觀。

第四十三頁，共一百零一頁，2022年，8月28日441２３—第一節(jié)工程的本質(zhì)和特征—第二節(jié)工程活動的結(jié)構(gòu)和類型—第三節(jié)工程活動的過程和發(fā)展目錄4—第四節(jié)工程方法論（系統(tǒng)方法、集成方法）第四十四頁，共一百零一頁，2022年，8月28日第二節(jié)工程活動的結(jié)構(gòu)和類型一、工程活動的結(jié)構(gòu)行動結(jié)構(gòu)場域與情境條件結(jié)構(gòu)

環(huán)境結(jié)構(gòu)

第四十五頁，共一百零一頁，2022年，8月28日

第二節(jié)工程活動的結(jié)構(gòu)和類型決策者、投資者和直接參與工程的工程共同體

工程主體對自然的改造、變換、重組產(chǎn)生出來的客體

工程決策行動的首要任務(wù)是制定工程目標(biāo)

實(shí)現(xiàn)工程目標(biāo)而搜索、研制、集成、創(chuàng)造可行的、可操作的工程知識與方案的活動過程。

人員組織、施工工藝、施工工序、原材料供應(yīng)多方面對對上述行動進(jìn)行評價(jià)，注意評價(jià)主體、評價(jià)對象、評價(jià)尺度1、工程的行動結(jié)構(gòu)

工程的行動結(jié)構(gòu)工程主體工程人工物決策行動設(shè)計(jì)行動實(shí)施操作行動評價(jià)行動第四十六頁，共一百零一頁，2022年，8月28日第二節(jié)工程活動的結(jié)構(gòu)和類型工程主體當(dāng)下產(chǎn)生的新的空間-時間結(jié)構(gòu)的經(jīng)驗(yàn)。主體之間的交往行為帶來了視界融合，形成了對工程行動共通共識的主體間性的境域。場域與情境條件一旦產(chǎn)生，又與工程行動者已有的知識經(jīng)驗(yàn)儲備相結(jié)合，共同構(gòu)成約束工程行動者視界及行為的境域

隨著工程行動的展開而不可完全預(yù)期地發(fā)生著變化，反過來又影響工程的行動結(jié)構(gòu)及其子結(jié)構(gòu)的變化將來才能完成的工程人工物作為工程行動建構(gòu)的客體，也處于該境域之中。

2、工程的場域與情境條件結(jié)構(gòu)場域與情境條件結(jié)構(gòu)的特征當(dāng)下發(fā)生性主體間性境域約束性隨機(jī)的變異性人工物在境域中建構(gòu)性第四十七頁，共一百零一頁，2022年，8月28日第二節(jié)工程活動的結(jié)構(gòu)和類型工程的環(huán)境結(jié)構(gòu)自然環(huán)境社會環(huán)境地理位置、地形地貌、氣候環(huán)境、生態(tài)環(huán)境、自然資源經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)設(shè)施、政治生態(tài)、社會組織結(jié)構(gòu)、文化習(xí)俗、宗教關(guān)系3、工程的環(huán)境結(jié)構(gòu)第四十八頁，共一百零一頁，2022年，8月28日第二節(jié)工程活動的結(jié)構(gòu)和類型按專業(yè)內(nèi)容和性質(zhì)的分類土木工程機(jī)械工程電氣工程化學(xué)工程通信工程海洋工程航空航天工程生物工程——建造各類工程設(shè)施——研究、開發(fā)、設(shè)計(jì)、制造、安裝、運(yùn)用和修理各種機(jī)械——把天然礦物或其他化工原料，利用化學(xué)反應(yīng)來改變物質(zhì)結(jié)構(gòu)、成分、形態(tài)而生產(chǎn)多種化學(xué)產(chǎn)品——處理電與磁的應(yīng)用——通訊設(shè)施的計(jì)劃和實(shí)施，通信手段的電話機(jī)、程控交換機(jī)、大容量光纖、通信衛(wèi)星等的研制——開發(fā)利用海洋的各種建筑物或其他工程設(shè)施?！娇展こ毯秃教旃こ獭糜猩镔|(zhì)作為手段來參與改造自然現(xiàn)象的實(shí)踐過程

二、工程活動的類型第四十九頁，共一百零一頁，2022年，8月28日第二節(jié)工程活動的結(jié)構(gòu)和類型按其它方法分類：①根據(jù)工程活動的對象：依此把工程分為：獲取、變換和加工物料的工程；獲取、變換和加工能量的工程；獲取、變換和加工信息的工程②按照工程方法論：正向工程、反向工程、橫向工程和重新工程③按照工程規(guī)模：大型工程、中型工程和較小型工程④按照復(fù)雜性：極其復(fù)雜工程、中等復(fù)雜工程和簡單工程⑤按創(chuàng)新性：完全創(chuàng)新工程、部分創(chuàng)新工程和較少創(chuàng)新工程⑥按風(fēng)險(xiǎn)性：高風(fēng)險(xiǎn)工程、中風(fēng)險(xiǎn)工程和低風(fēng)險(xiǎn)工程

第五十頁，共一百零一頁，2022年，8月28日511２３—第一節(jié)工程的本質(zhì)和特征—第二節(jié)工程活動的結(jié)構(gòu)和類型—第三節(jié)工程活動的過程和發(fā)展目錄4—第四節(jié)工程方法論（系統(tǒng)方法、集成方法）第五十一頁，共一百零一頁，2022年，8月28日第三節(jié)工程活動的過程和發(fā)展一、工程活動的過程

工程的行動結(jié)構(gòu)在其場域與情境條件及自然與社會環(huán)境中動態(tài)運(yùn)行的過程，它展開為計(jì)劃、設(shè)計(jì)、實(shí)施和運(yùn)行。第五十二頁，共一百零一頁，2022年，8月28日第三節(jié)工程活動的過程和發(fā)展1、工程的計(jì)劃Why---為什么做？原因與目的What---做什么?活動與內(nèi)容Who---誰去做？人員Where---在什么地方做？地點(diǎn)When---在什么時候做？時間How---怎樣做？手段和安排工程決策行動確定工程目標(biāo)根據(jù)工程行動展開的實(shí)際過程中所發(fā)生的重要變化來對計(jì)劃進(jìn)行修訂、調(diào)整第五十三頁，共一百零一頁，2022年，8月28日第三節(jié)工程活動的過程和發(fā)展2、工程的設(shè)計(jì)工程設(shè)計(jì)隨著時間的展開分為三個階段：初步(方案)設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)和施工設(shè)計(jì)。

第五十四頁，共一百零一頁，2022年，8月28日第三節(jié)工程活動的過程和發(fā)展工程設(shè)計(jì)具有這樣的時間結(jié)構(gòu)，即以想象的方式把未來才能建造完成的人工物置于當(dāng)下的想象之中，并將其具體化，以此為出發(fā)點(diǎn)，在現(xiàn)有知識經(jīng)驗(yàn)和當(dāng)下場域與情境條件下，去展開設(shè)計(jì)的過程。

工程設(shè)計(jì)具有時間上的結(jié)構(gòu)第五十五頁，共一百零一頁，2022年，8月28日第三節(jié)工程活動的過程和發(fā)展工程決策者的思路與意圖、設(shè)計(jì)主體的知識經(jīng)驗(yàn)、場域與情境條件及環(huán)境等等的隨機(jī)變化，同樣會造成工程設(shè)計(jì)過程的不確定性。實(shí)際工程活動中設(shè)計(jì)變更、反復(fù)設(shè)計(jì)、甚至重新設(shè)計(jì)都是經(jīng)常發(fā)生的事情。設(shè)計(jì)的不確定性第五十六頁，共一百零一頁，2022年，8月28日第三節(jié)工程活動的過程和發(fā)展3、工程的實(shí)施不可預(yù)期的現(xiàn)場情境事件會在實(shí)施過程的境域中隨機(jī)發(fā)生，從而影響實(shí)施行動按計(jì)劃的順利進(jìn)行，必須相應(yīng)地調(diào)整、修訂施工組織設(shè)計(jì)的計(jì)劃、方案與進(jìn)度，或者采取一定的措施來保障工程的順利實(shí)施。工程的實(shí)施過程不僅是按計(jì)劃、按設(shè)計(jì)實(shí)施造物的過程，而且是在當(dāng)下情境不斷的變化中，通過上手的反復(fù)操作展現(xiàn)出實(shí)踐智慧的過程，這種實(shí)踐智慧也與集成了各種理論知識、經(jīng)驗(yàn)的工程知識一起，隨著工程實(shí)施過程的完成，凝結(jié)于完成了的工程人工物之中。第五十七頁，共一百零一頁，2022年，8月28日第三節(jié)工程活動的過程和發(fā)展4、工程人工物的運(yùn)行將完成了的工程人工物投入運(yùn)行使用，考察與評價(jià)它在近期、中期、長期運(yùn)行過程中產(chǎn)生的正面和負(fù)面的效用，是工程行動過程的更為重要的階段。由于人工物運(yùn)行效用，尤其是其負(fù)面效用的不可完全預(yù)期性，人工物與其嵌入的自然與社會環(huán)境相互作用的不確定性，可能會給自然、社會、周遭的人群帶來危害，許多問題只有在人工物的長期運(yùn)行中才能顯現(xiàn)出來。第五十八頁，共一百零一頁，2022年，8月28日第三節(jié)工程活動的過程和發(fā)展二、工程活動的發(fā)展動力

工程主體建造某種特定人工物以滿足社會各種需要的“目的動機(jī)”，與工程主體現(xiàn)有的知識經(jīng)驗(yàn)儲備、資源儲備、環(huán)境條件等“原因動機(jī)”相結(jié)合，構(gòu)成了工程行動展開的根本動力。第五十九頁，共一百零一頁，2022年，8月28日第三節(jié)工程活動的過程和發(fā)展1．社會需要的牽引力從根本上說，社會需要是工程活動的源泉和動力，也是工程活動得以進(jìn)行并得到認(rèn)可的條件和保證。①首先，從發(fā)生學(xué)角度看，人類第一個歷史活動就是生產(chǎn)滿足人類需要的資料，它的發(fā)生必源于社會需要尤其是社會生存需要。②其次，社會需要的不斷高級化推動了工程活動的整體歷史變遷。應(yīng)該注意到人的需要具有無限性和廣泛性。第六十頁，共一百零一頁，2022年，8月28日第三節(jié)工程活動的過程和發(fā)展③社會需要的時代趨勢決定了每個時代工程活動的主導(dǎo)方向和風(fēng)格。以當(dāng)代為例，人類社會在發(fā)展的更高和更深的層面再次遭遇古老的人類社會的根本問題，即安全與生存問題，因此，追求持續(xù)發(fā)展、保護(hù)環(huán)境安全和開拓生存空間作為時代的社會需要，必然要成為當(dāng)代工程發(fā)展主要方向和任務(wù)。

第六十一頁，共一百零一頁，2022年，8月28日第三節(jié)工程活動的過程和發(fā)展④多維的社會需要推動了各種工程活動的具體發(fā)展。在現(xiàn)代社會，消費(fèi)資料需要和生產(chǎn)資料需要主要以市場需要的形式出現(xiàn)，社會公共需要、軍事需要和政治需要則主要表現(xiàn)為政府需要。社會物質(zhì)需要總是具體的，總要表現(xiàn)為市場和政府對某種特定的物質(zhì)產(chǎn)品的需求，當(dāng)這種需求達(dá)到了一定強(qiáng)度而形成一個緊迫的社會問題時，一項(xiàng)具體的社會工程活動就會被啟動。也是由于社會需要的多面性，一項(xiàng)具體的工程在滿足其基本社會需要的同時，總還滿足其他的社會需要，如文化需要、審美需要、宗教需要、交往需要等。第六十二頁，共一百零一頁，2022年，8月28日第三節(jié)工程活動的過程和發(fā)展2．政府激勵與控制力由社會需求到工程活動的具體發(fā)動往往不是社會自發(fā)的，而要經(jīng)過政府這個中介的激勵和控制。滿足政府需要的工程無疑需要政府的直接領(lǐng)導(dǎo)和發(fā)起，即使是滿足市場需求的工程，政府也往往發(fā)揮著間接的不可或缺的作用。第六十三頁，共一百零一頁，2022年，8月28日第三節(jié)工程活動的過程和發(fā)展第一，為滿足社會公共需要，建設(shè)和維護(hù)相關(guān)工程設(shè)施歷來是各時期政府的一項(xiàng)基礎(chǔ)性的社會職能。古埃及的歷代王朝都重視興修水利，李冰父子主持興建都江堰與李冰任蜀郡守相關(guān)，羅馬帝國大規(guī)模興建道路和城市引水排水工程。第二，為滿足軍事需要和政治需要，直接組織和實(shí)施相關(guān)工程活動是政府的直接任務(wù)。第三，對那些依賴市場機(jī)制組織實(shí)施的滿足市場需求的工程，政府也發(fā)揮著重要的社會管理者的作用。第六十四頁，共一百零一頁，2022年，8月28日第三節(jié)工程活動的過程和發(fā)展3．科學(xué)技術(shù)的支持力①基礎(chǔ)科學(xué)理論突破為拓展工程領(lǐng)域提供了可能條件。無線電工程、原子能工程、生物工程的開拓都與基礎(chǔ)科學(xué)理論的突破相關(guān)。②工程科學(xué)的發(fā)展為具體的工程活動提供了直接的理論根據(jù)。如采煤學(xué)、橋梁工程學(xué)、煉鋼學(xué)、采油工程學(xué)德發(fā)展③技術(shù)的進(jìn)步為具體工程活動的進(jìn)步提供了現(xiàn)實(shí)的可能性。技術(shù)為工程提供直接的手段和方法，所以技術(shù)的進(jìn)步在很大程度上構(gòu)成工程創(chuàng)新的前提條件。離開了科學(xué)、技術(shù)的支持與推動，現(xiàn)代工程根本無法進(jìn)行，更談不上發(fā)展。現(xiàn)代工程的科學(xué)化、技術(shù)化，反過來，科學(xué)技術(shù)的工程化，已構(gòu)成三者“三元一體”的發(fā)展模式。第六十五頁，共一百零一頁，2022年，8月28日661２３—第一節(jié)工程的本質(zhì)和特征—第二節(jié)工程活動的結(jié)構(gòu)和類型—第三節(jié)工程活動的過程和發(fā)展目錄4—第四節(jié)工程方法論（系統(tǒng)方法、集成方法）第六十六頁，共一百零一頁，2022年，8月28日第四節(jié)工程方法論（系統(tǒng)方法、集成方法）一、工程方法概述1、工程方法的內(nèi)涵和外延內(nèi)涵：工程方法是指人們在工程認(rèn)識和實(shí)踐活動中所采取的方式、規(guī)則、路線與程序等。顯然，工程方法是在人們長期工程認(rèn)識和實(shí)踐活動中形成的，并隨著工程認(rèn)識和實(shí)踐活動的深入而不斷發(fā)展。外延：按其普遍性程度，工程方法可分成特殊方法和一般方法。特殊方法只適用于某個或某幾個工程領(lǐng)域。如：金屬冶煉中的氧化還原法，機(jī)械加工中的鑄造、鍛壓、焊接、熱處理等方法；一般方法適用于各個工程領(lǐng)域，如選題方法、收集科技情報(bào)方法、試驗(yàn)方法、設(shè)計(jì)方法等。研究這些一般方法，特別是研究處理工程問題的基本思想和原則，則是工程方法論的主要任務(wù)。第六十七頁，共一百零一頁，2022年，8月28日第四節(jié)工程方法論（系統(tǒng)方法、集成方法）2、工程問題的特點(diǎn)1）工程問題的系統(tǒng)性一項(xiàng)工程系統(tǒng)包括9個基本要素和6個子系統(tǒng)。第六十八頁，共一百零一頁，2022年，8月28日第四節(jié)工程方法論（系統(tǒng)方法、集成方法）9個基本要素是：①用戶：期望使用工程產(chǎn)品的人或組織；②目標(biāo)：用戶期望什么產(chǎn)品，應(yīng)有哪些功能，如何工作，期望在什么條件下工作，帶來什么價(jià)值，不希望它產(chǎn)生哪些消極后果；③資源：實(shí)現(xiàn)用戶期望目標(biāo)的可利用的基本物資條件；④行動者：包括工程主承包商、子承包商、供應(yīng)商、管理監(jiān)督單位、后勤保障單位等；⑤方法與技術(shù)：行動者使用的有效完成工程任務(wù)的手段和方法；⑥過程：包括工程開始、中間經(jīng)歷的一系列階段、工程結(jié)束；⑦時間：整個工程的持續(xù)時間，每項(xiàng)工程活動起始和完成的時間，不同活動之間的時序關(guān)系；⑧活動：在工程過程的每個階段，每個行動者做什么、做的依據(jù)、具體做法；⑨環(huán)境：包括廣泛的社會的、自然的背景。

第六十九頁，共一百零一頁，2022年，8月28日第四節(jié)工程方法論（系統(tǒng)方法、集成方法）6個子系統(tǒng)是：①工程對象系統(tǒng)它是用戶所期望的一種產(chǎn)品。②工程過程系統(tǒng)它是工程所經(jīng)歷的所有階段或步驟及其所有活動的有序集合，因而又叫做工程系統(tǒng)開發(fā)生命周期，還叫做工程項(xiàng)目生命周期。③工程技術(shù)系統(tǒng)工程技術(shù)活動及其所使用的全部原理和方法的有機(jī)集合。④工程管理系統(tǒng)工程管理活動及其所使用的全部原理和方法的有機(jī)集合。⑤工程組織系統(tǒng)它是為獲取工程對象系統(tǒng)產(chǎn)品所涉及的所有組織、個人及其技能、知識結(jié)構(gòu)、組織準(zhǔn)則、道德水準(zhǔn)和行為規(guī)范的有機(jī)集合。⑥工程支持系統(tǒng)它是為正常而有效地進(jìn)行工程技術(shù)活動和工程管理活動提供保障的全部實(shí)體的有機(jī)集合。第七十頁，共一百零一頁，2022年，8月28日第四節(jié)工程方法論（系統(tǒng)方法、集成方法）2）工程問題的集成性工程活動的復(fù)雜性不僅需要系統(tǒng)思考，還需要綜合集成。集成：“集”是指會集、聚集的意思，“成”是指融合一體，重鑄，重生。所以，集成是將眾多的知識、方法、工具和信息，綜合、重整、融匯在一起，實(shí)現(xiàn)協(xié)同的運(yùn)作，從而創(chuàng)造工程的巨大價(jià)值。①工程問題集成的第一個層次是技術(shù)要素層次的集成。

工程是多種技術(shù)的有效集成。工程科學(xué)可以看成是以一種核心專業(yè)技術(shù)或幾種專業(yè)核心技術(shù)加上相關(guān)配套的專業(yè)技術(shù)所構(gòu)成的集成性知識體系。

②工程問題集成性的第二層次是技術(shù)要素與其他要素的集成。工程往往是復(fù)雜的，工程活動中包括了物質(zhì)要素、技術(shù)要素、經(jīng)濟(jì)要素、管理要素、社會要素文化要素等多種要素的集成。工程活動是人們改造自然的活動，同時也是社會活動，工程決策、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行必須考慮民眾的要求第七十一頁，共一百零一頁，2022年，8月28日第四節(jié)工程方法論（系統(tǒng)方法、集成方法）二、工程的基本系統(tǒng)方法1、工程的系統(tǒng)方法論概述1）概念工程的系統(tǒng)方法論是指處理工程問題的系統(tǒng)思想和原則，即把處理的對象視為一個系統(tǒng)，基于系統(tǒng)科學(xué)的觀點(diǎn)和理論，運(yùn)用系統(tǒng)思維方式加以認(rèn)識和構(gòu)建的思想與原則。第七十二頁，共一百零一頁，2022年，8月28日第四節(jié)工程方法論（系統(tǒng)方法、集成方法）2）內(nèi)容第一、硬系統(tǒng)方法論貝爾電話實(shí)驗(yàn)室工程師霍爾提出了系統(tǒng)工程三維結(jié)構(gòu)，作為硬系統(tǒng)方法論的經(jīng)典，得到廣泛應(yīng)用：邏輯維：某一系統(tǒng)工程，從邏輯順序上可分為七個步驟：①問題的確定②選擇目標(biāo)③系統(tǒng)綜合④系統(tǒng)分析⑤優(yōu)化⑥決策⑦規(guī)劃行動時間維：一項(xiàng)工程，工作過程可分為七個階段：①規(guī)劃階段（調(diào)研、工作程序設(shè)計(jì)階段）②方案階段（具體計(jì)劃階段）③研制階段（系統(tǒng)開發(fā)）④生產(chǎn)階段⑤安裝階段⑥運(yùn)行階段⑦更新階段知識維：它是完成上述工作階段和步驟所需的各種知識和工程專業(yè)技術(shù)，包括相關(guān)的社會科學(xué)（如商業(yè)、法律等），自然科學(xué)和相關(guān)的工程技術(shù)。第七十三頁，共一百零一頁，2022年，8月28日第四節(jié)工程方法論（系統(tǒng)方法、集成方法）第二、軟系統(tǒng)方法論軟系統(tǒng)方法論是由英國學(xué)者切克蘭德提出的，它主要適用于沒有明確目標(biāo)和問題定義的所謂無良好結(jié)構(gòu)的軟問題。這種方法論強(qiáng)調(diào)通過人的交流討論，對問題的實(shí)質(zhì)有所認(rèn)識，逐步明確系統(tǒng)的目標(biāo)，經(jīng)過不斷的反饋，逐步深化對系統(tǒng)的了解，進(jìn)而得出滿意的可行解。軟系統(tǒng)方法論強(qiáng)調(diào)不斷的反饋和學(xué)習(xí)。它通過組織討論，聽取各方面有關(guān)人員的意見，反復(fù)比較和學(xué)習(xí)，尋求可能的滿意的結(jié)果。它主要依靠定性的方法。第七十四頁，共一百零一頁，2022年，8月28日第四節(jié)工程方法論（系統(tǒng)方法、集成方法）收集盡可能多的問題情境，建立所研究情境的最充分的可能圖像作出系統(tǒng)的根定義抓住問題的本質(zhì)系統(tǒng)的受益者或受害者；系統(tǒng)的執(zhí)行者；系統(tǒng)從輸入到輸出的變換過程；世界觀；系統(tǒng)所有者；系統(tǒng)的環(huán)境約束建立概念模型系統(tǒng)的概念模型描述系統(tǒng)必須做什么才能是根定義所規(guī)定的系統(tǒng)將概念模型與現(xiàn)實(shí)情境相比較，發(fā)現(xiàn)差異進(jìn)行模型的修正，實(shí)施“可行的和合乎需要”的變革。第七十五頁，共一百零一頁，2022年，8月28日第四節(jié)工程方法論（系統(tǒng)方法、集成方法）3）工程的系統(tǒng)方法論原則整體性原則是基于系統(tǒng)整體性原理

層次性原則工程的系統(tǒng)方法論要求采取層次結(jié)構(gòu)的形式來建構(gòu)復(fù)雜的工程系統(tǒng)。動態(tài)性原則工程的系統(tǒng)方法論強(qiáng)調(diào)在運(yùn)動和變化的過程中來把握事物。協(xié)調(diào)優(yōu)化原則在處理工程問題時，統(tǒng)籌兼顧，大力協(xié)同，多中選優(yōu)，在限定的條件下達(dá)到最優(yōu)的效果綜合集成原則工程目標(biāo)系統(tǒng)與環(huán)境的綜合多種技術(shù)的綜合集成

工程的組織管理集成第七十六頁，共一百零一頁，2022年，8月28日第四節(jié)工程方法論（系統(tǒng)方法、集成方法）2、工程系統(tǒng)分析與決策方法1）工程系統(tǒng)分析的含義工程系統(tǒng)分析是在對一項(xiàng)工程的系統(tǒng)性認(rèn)識基礎(chǔ)上，為達(dá)到預(yù)期目標(biāo)提出可供選擇的最優(yōu)方案的分析研究過程。工程系統(tǒng)分析是以工程的整體效益為目標(biāo)，以尋求解決特定問題的最佳策略為重點(diǎn)，運(yùn)用計(jì)量分析方法，憑借價(jià)值判斷來處理問題的。工程系統(tǒng)分析為系統(tǒng)設(shè)計(jì)所提供的成果是：工程建設(shè)的必要性和可行性；工程的目標(biāo)和約束；工程系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)和評價(jià)基礎(chǔ)；可供進(jìn)一步加工的工程系統(tǒng)方案等。工程系統(tǒng)分析提供的成果主要以《系統(tǒng)定義規(guī)格說明書》形式表現(xiàn)出來第七十七頁，共一百零一頁，2022年，8月28日第四節(jié)工程方法論（系統(tǒng)方法、集成方法）2）工程系統(tǒng)分析的要素第一，問題主要是分析問題情境和問題內(nèi)容、明確問題性質(zhì)和問題條件。問題情境是問題得以構(gòu)成的環(huán)境，人們常常因忽視對問題情境的準(zhǔn)確分析而“抓”不住真正的問題。問題內(nèi)容是問題本身的構(gòu)成系統(tǒng)，分析問題內(nèi)容就是辨識主問題和子問題系列、問題的層次結(jié)構(gòu)等。第二，目標(biāo)目標(biāo)是工程所希望達(dá)到的結(jié)果或完成的任務(wù)。目標(biāo)分析就是確定和分析工程系統(tǒng)的目的及其目標(biāo)，分析和確定為達(dá)到工程系統(tǒng)目標(biāo)所必須具備的工程系統(tǒng)功能和技術(shù)條件。目標(biāo)分析的核心問題是明確要做什么、相應(yīng)的技術(shù)和使用性能的要求等。第三，可行方案一般情況下，實(shí)現(xiàn)某一目標(biāo)，可采取多種手段和措施。這些手段和措施在工程分析中稱為可行方案，或稱備選方案。當(dāng)目標(biāo)明確后，就要通過系統(tǒng)分析，提出多種可行方案。對方案的要求一般包括：方案的穩(wěn)健性、可靠性、完整性、適應(yīng)性、可操作性等。第七十八頁，共一百零一頁，2022年，8月28日第四節(jié)工程方法論（系統(tǒng)方法、集成方法）第四，模型模型是真實(shí)系統(tǒng)的替代物，作為真實(shí)系統(tǒng)的簡化和抽象化，可以在一定程度上清晰、形象、深入地反映真實(shí)系統(tǒng)的屬性。所以，模型比真實(shí)系統(tǒng)容易理解，便于操作、試驗(yàn)、模擬和優(yōu)化。在工程系統(tǒng)分析中常常通過建立相應(yīng)的結(jié)構(gòu)模型、數(shù)學(xué)模型或仿真模型等來規(guī)范分析各種備選方案。第五，評價(jià)評價(jià)即評定不同方案對實(shí)現(xiàn)工程系統(tǒng)目標(biāo)的達(dá)到程度。它是在考慮實(shí)現(xiàn)方案的綜合費(fèi)用和方案實(shí)現(xiàn)后的綜合效果后，按照一定的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，確定各種待選方案優(yōu)先順序，為決策提供依據(jù)。比較有代表性的系統(tǒng)評價(jià)方法有：費(fèi)用-效益分析法、評分法、關(guān)聯(lián)矩陣法、數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法、模糊綜合評判法和層次分析法等。第七十九頁，共一百零一頁，2022年，8月28日第四節(jié)工程方法論（系統(tǒng)方法、集成方法）3）工程系統(tǒng)分析的準(zhǔn)則第一，系統(tǒng)與外部環(huán)境相結(jié)合。第二，當(dāng)前利益與長遠(yuǎn)利益相結(jié)合。第三，局部效果與整體效果相結(jié)合。第四，定量分析與定性分析相結(jié)合。第八十頁，共一百零一頁，2022年，8月28日第四節(jié)工程方法論（系統(tǒng)方法、集成方法）4)工程系統(tǒng)分析的邏輯程序謀劃備選方案建模和預(yù)計(jì)后果評比備選方案闡明問題

約束條件

目標(biāo)

方案提供分析后果預(yù)測未來環(huán)境

評價(jià)指標(biāo)

后果原始情況初步分析規(guī)范分析綜合分析工程決策第八十一頁，共一百零一頁，2022年，8月28日第四節(jié)工程方法論（系統(tǒng)方法、集成方法）5)工程決策這里的工程決策是指選擇方案的活動，是決策者最后做出決定的過程。

工程決策具有重要的意義，其正確與否直接決定著工程的成敗，并由此可能影響到整個社會的穩(wěn)定和發(fā)展。為此，工程決策者務(wù)須掌握科學(xué)決策的理論和方法，站在工程全局，甚至國家戰(zhàn)略的高度，審時度勢，權(quán)衡利弊，作出科學(xué)決策。第八十二頁，共一百零一頁，2022年，8月28日第四節(jié)工程方法論（系統(tǒng)方法、集成方法）科學(xué)決策包含三方面的內(nèi)容：①嚴(yán)格實(shí)行科學(xué)的決策程序；②依靠專家和運(yùn)用科學(xué)的決策技術(shù)；③運(yùn)用科學(xué)的思維方法進(jìn)行決斷。第八十三頁，共一百零一頁，2022年，8月28日第四節(jié)工程方法論（系統(tǒng)方法、集成方法）科學(xué)決策必須遵循八條準(zhǔn)則：①情報(bào)準(zhǔn)則：決策應(yīng)以可靠的，高質(zhì)量的情報(bào)資料為基礎(chǔ)。②預(yù)測準(zhǔn)則：決策必須要有遠(yuǎn)見卓識。③科學(xué)準(zhǔn)則：用科學(xué)理論作為決策的指導(dǎo)。④系統(tǒng)準(zhǔn)則：要考慮涉及到的整個系統(tǒng)和相關(guān)系統(tǒng)，還應(yīng)使系統(tǒng)與環(huán)境能彼此協(xié)調(diào)。⑤可行準(zhǔn)則：決策是可行的。⑥選優(yōu)原則：必須根據(jù)一定價(jià)值標(biāo)準(zhǔn)選擇滿意或最優(yōu)方案。⑦行動準(zhǔn)則：決策都是要付諸實(shí)施的。⑧反饋準(zhǔn)則：應(yīng)及時根據(jù)實(shí)踐中的新情況、新發(fā)現(xiàn)作出相應(yīng)調(diào)整第八十四頁，共一百零一頁，2022年，8月28日第四節(jié)工程方法論（系統(tǒng)方法、集成方法）3、工程系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法1）工程系統(tǒng)設(shè)計(jì)的含義與特點(diǎn)工程系統(tǒng)設(shè)計(jì)，是運(yùn)用系統(tǒng)思想，綜合應(yīng)用各學(xué)科知識、技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，通過一系列的分析-綜合過程，將以《系統(tǒng)定義規(guī)格說明書》形態(tài)存在的概念的工程對象系統(tǒng)逐步轉(zhuǎn)化為合理的、最優(yōu)的和可實(shí)行的系統(tǒng)配置及實(shí)施“方案”或“圖紙”的過程。

第八十五頁，共一百零一頁，2022年，8月28日第四節(jié)工程方法論（系統(tǒng)方法、集成方法）工程系統(tǒng)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是：①創(chuàng)造性：工程系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要創(chuàng)造出那些先前不存在的甚至不存在于人們觀念中的新東西；②復(fù)雜性：工程系統(tǒng)設(shè)計(jì)總是涉及到具有多變量、多參數(shù)、多目標(biāo)和多重約束條件的復(fù)雜問題；③選擇性：在各個層次上，工程設(shè)計(jì)都必須在許多不同的解決方案中作出選擇；④折中性：工程設(shè)計(jì)常常需要在多個相互沖突的目標(biāo)及約束條件之間進(jìn)行權(quán)衡和折中。

第八十六頁，共一百零一頁，2022年，8月28日第四節(jié)工程方法論（系統(tǒng)方法、集成方法）2）工程系統(tǒng)設(shè)計(jì)的考慮因素工程系統(tǒng)設(shè)計(jì)的考慮因素功能性（性能）可生產(chǎn)性質(zhì)量可靠性可維護(hù)性人的因素（人機(jī)工學(xué)）可支持性（可服務(wù)性）可建造性可用性可廢棄性安全性靈活性（適應(yīng)能力）社會的兼容性環(huán)境的兼容性第八十七頁，共一百零一頁，2022年，8月28日第四節(jié)工程方法論（系統(tǒng)方法、集成方法）3）工程系統(tǒng)設(shè)計(jì)的程序概念設(shè)計(jì)初步設(shè)計(jì)詳細(xì)設(shè)計(jì)任務(wù)要求實(shí)施階段

工程系統(tǒng)設(shè)計(jì)的程序第八十八頁，共一百零一頁，2022年，8月28日第四節(jié)工程方法論（系統(tǒng)方法、集成方法）4、工程系統(tǒng)實(shí)施方法1）工程系統(tǒng)實(shí)施的含義工程系統(tǒng)實(shí)施是把已經(jīng)設(shè)計(jì)好的文件圖紙變成真實(shí)可運(yùn)行的工程物理系統(tǒng)，是一個由虛變實(shí)的建造過程。工程系統(tǒng)實(shí)施的基本任務(wù)是建造物理設(shè)備、協(xié)調(diào)建造中提出的與設(shè)計(jì)有關(guān)的問題、測試并鑒定物理設(shè)備等。第八十九頁，共一百零一頁，2022年，8月28日第四節(jié)工程方法論（系統(tǒng)方法、集成方法）2）工程系統(tǒng)實(shí)施的項(xiàng)目生產(chǎn)體制工程系統(tǒng)實(shí)施一般采用項(xiàng)目生產(chǎn)體制。與連續(xù)生產(chǎn)體制相比，項(xiàng)目生產(chǎn)體制有如下特點(diǎn)：第一，活動過程的一次性。第二，具有預(yù)定的目標(biāo)，具有時間、財(cái)務(wù)、人力和其他限制條件第三，項(xiàng)目組織的特殊性。第四，專業(yè)化程度較低，對工人和技術(shù)人員的技術(shù)水平要求高。第五，采用非流水線生產(chǎn)方式，通用設(shè)備或大型設(shè)備用得較多，要求較高的柔性制造技術(shù)。第六、生產(chǎn)計(jì)劃和控制復(fù)雜，生產(chǎn)率比較低。第九十頁，共一百零一頁，2022年，8月28日第四節(jié)工程方法論（系統(tǒng)方法、集成方法）3）工程系統(tǒng)實(shí)施的組織方式第一，平行承發(fā)包模式。第二，總承包模式。第三，承包聯(lián)營模式。第四，承包監(jiān)理模式。第九十一頁，共一百零一頁，2022年，8月28日第四節(jié)工程方法論（系統(tǒng)方法、集成方法）三、工程的綜合集成方法1、從定