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工程管理知识体系

2025-04-01 11:12:18   0  举报

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MEM工程管理知识体系

工程管理

知识框架

作者其他创作

大纲/内容

一、工程

（一）定义

工程是人类为了生存和发展，实现特定目的，有效地利用资源，有组织地集成和创新技术，创造新的 “人工自然”，并运行这一 “人工自然” 直至退役的全过程活动。它具有技术集成性和产业相关性，是连接科学发现、技术发明与产业发展的桥梁。例如建筑工程（大楼、桥梁、隧道）、金沙江白鹤滩水电站建设等。

（二）内涵

1. 工程技术系统

人类应用科学技术创造的，具有一定使用功能或实用价值要求的技术系统，如产品加工线、装配线、高速公路、发电站、医院、住宅小区等。

2. 工程项目

人类为达到一定目的，应用相关科学技术知识，利用自然资源，通过项目化手段最佳地获得技术系统的活动（过程），像曼哈顿项目、阿波罗登月计划、三峡工程项目等。

3. 工程学科

人类为解决生产、生活和社会问题，将科学知识、技术或经验用于设计产品、建造工程设施、生产机器或材料的科学技术，涵盖科学研究、人才培养和服务社会，包括土木、化工、电子等五大工科及后续发展的众多学科。

（三）特性与作用

1. 特性

○ 可行性：受工程本身和客观条件制约，需采用成熟可靠的技术。

○ 实用性：工程成果具有使用价值，能满足人们的物质和文化需求。

○ 集成性：集成多种技术，如青藏铁路建设集成了冻土处理、高原缺氧应对等多种技术。

○ 经济性：考虑工程成本和效益，追求经济效益最大化。

2. 作用

○ 认识自然：如探索宇宙空间、水利发电、南水北调等工程有助于人类认识自然规律。

○ 改造自然：通过工程活动改变自然环境，如修建桥梁、建造房屋等。

○ 利用自然：利用自然资源满足人类物质和文化需要，如风力发电、太阳能利用等。

（四）分类

包括城镇、交通运输、能源、通信、医药与公共卫生、公共安全、农业、林业、环境、建筑与基础设施、石油、天然气、金属矿、煤等探查与采掘、软件、基因、航空航天研发与制造、国防（兵器、舰船、航空航天）等多种类型。

（五）典型工程项目

我国典型工程项目有两弹一星工程、载人航天和月球探测工程、长江三峡工程、高速铁路工程、青藏铁路工程、桥梁工程、高性能计算机工程、辽宁舰工程、预警机工程、蛟龙号载人潜水器工程、油气勘探开发工程、深海钻井平台工程、特高压技术、杂交水稻工程、医疗工程、火神山 / 雷神山建设工程、黄河三门峡工程等。

（六）工程系统分析

1. 总体模型

由功能面（如功能面 1、功能面 2 等）和专业工程（如专业工程 1、专业工程 2 等）构成，具有一定的空间范围，以工程红线为界限。

2. 工程技术系统

强调其使用功能或价值要求，是实现工程目的的技术支撑。

3. 全生命期过程

包括建设阶段（前期策划、设计与计划、施工）、运行阶段（运行准备、运行、运行评价、运行维护、工程移交）和退役阶段（报废、拆除、生态复原），各阶段具有不同的任务和特点。图）。

4. 工程环境

○ 自然环境：包括气候环境理论（如考虑地球承受力、温室效应、气候变化等）、土地环境理论（改造观、保护观、发展观）、生物环境理论（生态平衡论、环境友好论、人与自然协调发展论、可持续发展论）。

○ 社会环境：涵盖政治学说（行政决策论、科学决策论）、经济学说（低碳经济理论、全生命期理论、生态足迹理论）、习俗学说（移风易俗论、乡规民约论）、文化遗产学说（保护观、融合观）、法律学说（规范观、保障观）。

5. 工程相关者

○ 相关者类别：包括投资者、政府、业主、运行维护单位、项目管理公司、设计单位、承包商、供应商等。

○ 管理步骤：识别工程相关者，分类其位置（如通过工程相关者分析矩阵），决定管理方法（如权力 / 利益矩阵），制定约定交付物（为每个相关者群组确定观点、矩阵和架构模型视图

（七）基本属性和规律性分析

1. 全生命期规律性

○ 建设阶段：从工程构想产生到立项批准，再到现场开工和竣工，需进行前期策划、设计与计划、施工等工作，具有敏锐性、艺术性、前瞻性、洞察力等特点，如可行性研究报告、施工图会审和技术交流、施工过程管理等。

○ 运行阶段：对照可行性研究报告进行效益、作用与影响评估，包括运行准备（资料、培训、物料准备）、运行、运行评价、运行维护、工程移交等环节。

○ 退役阶段：涉及报废申请至批准、拆除方案制定、拆除过程管理、三废处理、生态复原方案实施、长期维护、评估对环境影响等工作，注重报废后处理方案和危害性分析。

2. 功能属性和变化规律性

○ 功能属性：具有可用性、便利性、有效性、灵活性等，如产品或工程设施能满足使用需求，方便使用且效果良好，功能可灵活搭配组合。

○ 变化规律性：顺其自然，顺应技术进步，满足人类不断变化的需求，植根于本土文化发展。

3. 文化、经济、社会属性及影响规律性

○ 工程文化

○ 定义与核心：工程共同体在工程活动中形成的风俗、习惯、传统、制度、规范等，以及工程实体反映的物质文化总和，核心是工程价值观。

○ 形成与体现：在工程建设过程中形成，体现在业主方、设计方、施工方、监理方、使用方等各方面，如业主意志影响工程价值导向，设计者文化素养影响工程文化，施工方对工人态度和环境影响，监理方的控制协调作用，使用者对工程成果的体验等，同时受社会公众和环境影响。

○ 传承与保护：保护第一，开发服从保护，注重传承，整体保护，如北京城市化改造工程中四合院的保护。

○ 工程经济：涉及工程的经济作用和目标、经济评价、工程造价、运行维护费用、投资收益等。

○ 工程社会属性及影响

○ 社会嵌入性：工程活动在特定社会环境中进行，受社会结构和关系影响，同时影响社会结构变化，工程共同体由业主、承包商、监理单位、工程师、金融机构、政府部门、社会公众和其他利益相关者组成。

○ 社会责任：工程社会责任是指工程共同体在工程活动中基于对社会、环境、未来负责，降低或消除负面影响，包括业主（消除负面影响、建立交流机制、减少风险、关注资源分配）、政府（立项决策科学民主、审批合法合规、监督有效、提升形象、避免不良工程）、工程师（承担多重责任、面临伦理困境）、承包商（兼顾经济、环境和社会利益）、间接利益相关者（媒体传播信息、公众监督举报、NGO/NPO 客观监督）等各方责任，具有多阶段性、动态性、多维性特点，责任类型涵盖决策立项、规划设计、建设实施、运行维护、工程废弃等各阶段的不同责任。

（八）工程对环境的影响

1. 环境重要性：工程产生于环境需求，实施需环境提供资源和条件，环境决定技术方案，是工程全寿命期的重要约束条件，工程活动不能单纯改造自然。

2. 环境分类：包括自然环境（地理、生态、气候）、社会环境（社会发展、结构、人文、周边居民、社团）、经济环境（经济发展水平、结构布局、财政、资金来源、市场）、政治环境（政局稳定性、办事效率、政策）、法律环境（法律完备性、执法严肃性）、工程周边（配套设施）、工程相关者及其他（文化、技术、劳力）。

二、工程管理

（一）定义

工程管理是指对工程的决策、计划、组织、指挥、协调与控制，以工程项目的目标为对象，运用工程技术、管理技术来分析项目建设运行的全过程，以达到工程项目的良好运行，其本质是管理，关注重点是构成项目的关联关系。它是工程和管理学科间的桥梁，根据工程实际选取管理知识，与工程融合一体，针对工程实践进行科学有效的管理活动，强调工程思维和使用技术方法，具有系统性、综合性和复杂性等特点。

（二）内涵

1. 职能管理：涵盖工程的决策、计划、组织、指挥、协调和控制等职能，确保工程活动有序进行。：对工程活动中的人员、技术、资金、原料、建筑、土地等要素进行管理，优化资源配置。

2. 全生命期管理：对工程从构思、立项、设计、施工、运行到退役的全生命期进行管理，实现工程各阶段的目标。

3. 综合集成管理：从哲学层面涉及人、工程、社会、自然的关系和互动，进行综合集成管理，平衡各方利益和影响。

4. 要素管理：对工程活动中的人员、技术、资金、原料、建筑、土地等要素进行管理，优化资源配置。

（三）特性

1. 系统性：将工程视为一个系统，运用系统思想进行管理，注重系统内各要素的相互关系和整体功能的发挥。

2. 综合性：协调不同技术、整合不同产业特性，有效利用多种资源，确保工程与环境相协调。

3. 复杂性：工程由多部分构成，面临多未知因素、多组织参与，需要多学科知识和多约束条件下进行管理。

（四）历史发展

1. 萌芽阶段：人类工程实践催生工程管理萌芽，如长城工程（自西周开始延续 2000 多年）、都江堰水利工程（公元前 256 年）等古代工程实践积累了初步的管理经验。

2. 成长阶段：社会生产力发展促进工程管理成长，经历工匠式、作坊式、工厂化、流水线、自动化等生产方式变革，管理方法不断演进，出现甘特图、科学管理、系统管理、运筹学、价值工程、优化、控制论等理论和方法。

3. 发展阶段：新型工业化进程加速工程管理发展，航空航天工程、高铁工程、航母工程等现代大型工程推动工程管理不断创新和完善。影响，如工程选址应考虑市民认同，工程建设应促进当地经济发展和社会稳定。

（五）核心价值观

1. 以人为本：尊重人的隐私、特性、习惯、传统，理解人的需求、愿望、诉求、梦想，关心人的痛苦、疾病、困难，满足人的全面需求，促进人的全面发展，发挥人的长处，把合适的人放到合适的岗位上。

2. 天人合一：在工程管理中注重工程与自然的和谐统一，工程建设和运行考虑对环境的治理、保护与修复，减少对自然环境的破坏。

3. 协同创新：强调技术创新（生产力）与管理创新（生产关系）的有机结合，推动工程发展和管理水平提升，如青藏铁路建设中创造了多项世界第一，体现了技术与管理创新的协同作用。

4. 构建和谐：追求工程与社会的和谐，包括政治、经济、文化等方面，使工程成为社会发展的积极推动力量，避免产生负面影响，如工程选址应考虑市民认同，工程建设应促进当地经济发展和社会稳定。。

三、工程管理基础理论和方法

（一）系统论

工程系统：输入包括土地、资金、原材料、设备、劳动力、工程技术和服务、能源、信息、文化等；输出包括产品或服务、资金、废弃物和噪声；过程涵盖前期策划、设计、施工、运行、拆除等工程全生命期。

系统工程方法：霍尔三维结构模型（知识维、逻辑维、时间维），如知识维包括数字化信息技术、控制论、数学知识、工程知识、社会科学等；逻辑维包括问题确定、目标确定、系统综合、系统分析、最优化、系统决策、实施等；时间维包括安装阶段、研制阶段、方案确定阶段、运行阶段、更新阶段等。

系统特性与方法：具有全局性、最优化等特性，采用系统方法如建模与仿真，相关系统科学专著有《General system theory》《Cybernetics》《Information theory》等。

（二）控制论

控制原理：负反馈原理，如冰箱工作原理。

控制方法与过程：手动控制（设定目标、测量数据、比较、采取措施）、自动控制、智能控制；控制过程包括事前控制（前馈控制）、事中控制（实施控制）、事后控制（反馈控制），主动控制（对未来的控制）、被动控制（反馈控制），PDCA 循环控制。

（三）信息论

定义与研究内容：运用概率论与数理统计方法研究信息、信息熵、通信系统、数据传输、密码学、数据压缩等问题，信息系统是广义通信系统，研究通讯和控制系统中信息传递规律及信息获取、度量、变换、储存和传递等问题。

工程中的应用：工程信息化水平是衡量工程相关产业现代化程度的重要标志，通过信息管理可快速决策、实现信息资源共享、有效控制工程实施，工程信息中心包括人员、软件、硬件、云系统、BIM、移动 APP 等。

（四）组织行为理论

概念：包括组织行为概念、个体、群体、组织系统、组织动力等。

沟通模型：发送者编码信息，通过通道传递，接收者解码信息，过程中存在噪声影响，有效沟通需信息有清晰对象、能传送到对象并被准确理解。

（五）最优化理论

包括运筹学（线性规划、目标规划、动态规划、网络规划、决策论、对策论、存储论、排队论）、基于约束的优化（TOC）、优化算法（随机搜索、梯度下降法、遗传算法、模拟退火法、粒子群算法、人工神经网络法等）。

（六）人工智能理论

机器学习算法：包括线性回归、逻辑回归、决策树、随机森林、支持向量机等。

深度学习：是机器学习的一个子领域，以神经网络为核心，能够解决大量数据和高维数据问题。列举了卷积神经网络（CNN）、循环神经网络（RNN）和生成对抗网络（GAN）等。

自然语言处理（NLP）：使计算机能够理解和生成人类语言，包括词法分析、机器翻译等任务。

计算机视觉：使计算机能够像人眼一样识别和理解视觉信息，包括目标检测、图像分割等。

四、工程管理专业理论和方法

（一）工程经济学

经济效益评价及比较原理
资金的时间价值与资金等值计算（P、F、A、i、n）
单一工程项目的经济评价（时间、价值、效率）
多项目（方案）的比较和选择（独立、互斥、互补、层混）
项目不确定性分析和风险分析（盈亏平衡、敏感性、风险）
项目资金筹措与可行性研究（筹资方法，可研报告）
价值工程与项目后评价（VE，技术、生态、经济、社会）

（二）工程项目管理

项目概念、项目管理十大知识体系：项目整合、范围、时间、成本、质量、风险、采购、组织与人力资源、信息与沟通、项目相关方。

（三）工程组织理论概述

定义：围绕造物目标，汇聚各方力量，高效配置和利用各种有形资源和无形要素的柔性群体。

形式：直线 - 职能制（分工精细、任务明确，但职能间沟通难、缺乏全局观念）、事业部制（分权彻底、利于高层战略谋划，但易产生本位主义、管理成本高）、矩阵制（项目经理权力大、灵活性高，但双重指挥、协调难度大）。

构成要素：有明确造物目标、拥有资源、按契约办事、要素组成结构多样化。

特性：目的性、整体性、开放性、阶段性、动态性、虚拟性。

任务：过去考虑经济利益最大化，现在需兼顾经济利益和社会价值。

演进工程本身变化带来的演变：工程共同体、活动、信息流变化，复杂度、科技含量增加，受环境影响更敏感。

外部环境变化带来的演变：受经济、技术、政治法律、社会文化环境影响。

形态进化：人海战术（如万里长城建造）、人 - 机结合（如职能式组织）、人 - 机 - 网结合（如 IPhone 生产），未来发展趋势为新型网络化组织、柔性化组织、无边界化组织、自组织理论新范式。

（四）工程合同管理

包括合同法基本原理、建设工程招投标管理、工程采购方式及合同类型选择、建设工程委托监理合同、FIDIC 土木工程建筑施工合同、工程索赔及其管理、PPP/EPC 项目合同等。

（五）工程信息管理

内容：项目管理软件使用、BIM 介绍与使用、数据集成与共享、信息系统设计开发原理、工程信息平台及应用 APP 等。

重要性：满足 “互联网 +”、“中国制造 2025”、“一带一路” 等国家重大战略需求，涉及工程信息过程管理、核心要素、工程全生命周期信息管理、工程哲学与伦理、工程管理实践、系统、工程信息安全管理、工程利益相关者管理、工程信息标准与规范、绿色可持续发展、大数据伦理等，涵盖工程信息管理体系、过程、生命周期、利益相关方、安全、标准规范、系统、企业级工程信息管理、工程管理实践、新趋势等多方面内容。

（六）工程管理中的法律问题

商业合同

合同要件：工作明细说明、截止日期、交付条款、价格与支付条款、须遵守的标准和法规、保证条款、赔偿条款、不可抗力条款。

合同管理过程：谈判、起草、实施，国内与国际合同的差异。

国内合同：相对标准。

国际合同：各国不同。

环境问题：环境保护法律法规（涉及大气、水、废弃物、粉尘、噪声等），ISO 14000 环境管理体系标准。

人力资源：职业素养、职业发展，认证、鉴定和许可证颁发，人事合同，竞业限制。

知识产权

专利：发明、外观设计、植物（申请，公开发明原理）

商标：注册、盗用

商业机密：配方、模式、编辑、程序、设备、方法、技术或工艺（不公开）