【名家论坛】基于全工程生命周期的工程方法论

王璎珞. 基于全工程生命周期的工程方法论[J]. 工程研究——跨学科视角的工程, 2016, 8(05): 472-479

摘要：任何项目都有一个从规划到设计、实施、运营、维护、退役的过程。 基于这个基本事实，从整个项目生命周期的角度来讨论工程方法论。 首先，提出了基于工程全生命周期的工程方法论总体观，即工程活动存在一个完整的生命过程，工程方法论是过程方法论； 其次，讨论了基于工程全生命周期的工程方法论的组成部分，包括工程规划。 方法论、工程设计方法论、工程实施方法论、工程运维方法论、工程退役方法论； 第三，提炼出基于整个项目的整体性、系统性、实用性、协同性、真善美统一性以及有效性、效率性和效率性。 生命周期工程方法论的内在特征； 最后，从价值、生命周期、知行关系、思维运行过程四个不同维度，总结出基于整个工程生命周期的工程方法论的逻辑模型和步骤。

关键词：工程方法论； 全生命周期； 过程理论； 工程方法

介绍

工程方法论是关于工程方法的理论，是研究工程建设活动过程的一般规律和基本方法的方法科学。 工程方法论以工程方法为分析、检验、研究、思考的对象。 通过哲学思考和反思批判，形成了关于工程方法的规律性理论和系统知识。 由于工程复杂系统要经历一个动态的、连续的选择、集成、构建和运行的过程，工程活​​动必须有自己的科学程序。 他们的一般工作程序包括：

所有的工程项目都会经历这个程序化的流程和方法。 因此，它普遍适用于一切工程活动，是贯穿各类工程活动的通用方法。 从这个意义上来说，可以说程序方法是一种具有普遍意义的工程方法。

从编程这一通用的工程方法的研究维度来看，工程方法论是研究工程实践活动中普遍观察到的基本程序或顺序的理论，具体包括

基于以上事实，本文研究基于整个工程生命周期的工程方法论。

1 基于全工程生命周期的工程方法论基本观点

1.1 工程活动有一个完整的生命过程

工程活动是以有意识地构建人工现实和人工系统为目的的特定历史实践过程。 人工现实并不是一个完整的、预先存在的、自然的存在。 它不像自然物体那样，无需人类活动就能自然生长。 相反，它是在人类某些观念和意识的指导下人为构建的。 它是思想引导存在、观念支配行动的自觉实践的结果。 它深深地烙印着人们的实践创造。 工程活动是以思想为先、观念为先，在一定思想的指导下主动改变世界、构造人工现实的动态现实过程。 人工系统和人工现实是人类意向性注入和嵌入的客观现实。 它们是承载着人类理想、信仰和审美追求的生命体。 它们是不同的实体，例如人、工具、物体、信息、管理和技术。 定性要素综合作用的系统。 因此，真正的工程活动可以看作是通过一定的意向性而产生的某种理念的客观化、实现和物化的现实过程。 任何工程活动都需要经历从潜在到现实、从概念构想到现实、从建设到运营维护、到工程改造和更新的完整生命过程，直至项目退役或自然结束。 一个项目就像一个具有自然生长机制、血液和灵魂的有机生命体，有其客观的生长规律。 虽然不同类型项目的规模和生命周期长短不尽相同甚至相差很大，但这种生命周期的存在无疑是客观的、普遍的、普遍的规律，值得我们高度重视。

工程方法论研究必须符合工程实际，深植于工程的生命周期，自觉运用哲学思维和方法，对工程的生命运动过程进行深入分析、全面检验和系统研究。 。 从工程活动生命周期的过程维度来看，它遵循一定的程序和步骤。 这并不是乱七八糟的堆积，而是有规律可循的。 它是一个自组织和其他组织的统一过程，有其内在的规律。 这个规则就是任何项目都有一个程序化的逻辑顺序，不能随意混淆、互相替换、颠倒。 这个编程逻辑具体包括：需求识别→方案策划→项目构思与决策→项目设计→项目实施→项目维护→项目运营→项目评估→项目退役。 工程方法论研究是从整个工程生命周期的分析维度，系统地分析和全面考察工程生命周期合理有效的工作程序和逻辑步骤，并通过深入研究各个不同阶段的本质和特点，生命周期阶段和环节及其生命周期探索、提炼和总结工程生命周期全过程的一般方法和普遍规律，建立系统完整的工程生命周期相关方法的历史逻辑体系，并提炼和升华普遍适用于所有工程项目的通用工程方法。 原则与规律——项目构建合理有效的行动路线、工作程序和实施步骤框架模型，形成项目建设的总体指导方法原则和科学理论。

1.2 工程方法论是一种过程方法论

工程方法论是工程中由“无”到“有”转变的“生成”方法论和“构建”方法论。 “生成性”是工程方法论的本质特征。 工程方法论是一门密切关注各种工程方法及其在人造物体生成过程中的演变的研究。 它必须用“生成”思维来学习和思考。 工程哲学不是本质论和预表论，而是生成论。 它认为工程的本质是在构造人造物体的感性实践中产生的。 相应地，在生成和构建工件的过程中必须具体掌握工程方法。 工程实在论不同于传统哲学中的物质实在论。 它是一种过程现实主义、建构现实主义、人工现实主义，而不是自然现实。 工程的现实不是给定的、存在的、实际的客观事实，而是主体自觉建构的产物。 它是在特定的时空领域中生成、演化、变化的、不确定的、不应该存在的客观存在。 与时间有关。 、空间、环境场景和人类操作活动是密切相关和耦合的交互复杂过程及其结果。 相应地，工程方法也不是现成的、预制的、预先存在的方法，而是人们在集成、构建、优化、创造人工系统过程中发明、选择、创造的一系列方法。 它是人们创造和构建的人工系统从潜在存在到实际存在，逐渐显现、外化、生成、演化、成长到完善的终生过程。 因此，工程方法存在于现实生活的创作和建造实践中。 它是一种面向世界、指向未来、处于动态、开放生成过程的方法论。

工程学在不断发展和演变。 从工程方法论的角度来看，工程的演化和发展实际上是工程方法创新、扩展、集成、转型和升级的现实过程。 因此，工程方法并不是作为既定事实预先存在和“发现”的，而是在选择、集成、构建人工系统的创造性活动中产生的。 它们是由“无”和“有”创造出来的。 ，是一个不断变化、演变、转型、升级的动态历史过程。 工程创造活动是按照时间、空间和人的可操作性逐步展开的生命运动过程（发展成长过程）。 按照历史与逻辑相统一的方法，我们可以对一个具体的工程项目，如土木建筑工程、大坝工程等进行分析，了解其中的微妙之处，总结规律，发现和揭示本质。 通过对典型工程项目的分析和考察，不难发现其历史逻辑是：工程规划、工程设计、工程实施、工程维护、工程运营、工程评估、工程退役。 与这一历史逻辑相对应，各工程建设阶段产生的运行单位和工程方法依次表述为：规划方法、设计方法、实施方法、维护方法、运行方法、评价方法、退役方法等。其中，每个运行单元、每个环节、每个阶段都有质的不同。 例如，设计方法和实现方法有质的不同，有明显的阶段性差异，但又有本质的联系。 各单元、环节与前一单元、环节与环节之间紧密相连、循序渐进、深度关联、递进、耦合、互动。 它们相互配合、与系统融为一体，形成一个有机的系统。 体系，共同完成工程建设的系统目标，形成协同下的工程系统整体功能。

2 基于全工程生命周期的工程方法论

基于项目全生命周期的工程方法论对应项目实施过程的不同阶段和运行单元而构成，主要包括以下内容。

2.1 项目规划方法

规划是为了完成某项任务或达到某种预期目标，根据各种现实情况和信息，判断事物的变化趋势，围绕任务或目标，认真分析的方法、途径、程序等。活动。 系统对合理可行的动作进行综合构思、设计和选择，最终形成正确的决策并高效地工作。 可见，规划是根据现实提供的条件进行的、有明确目的、按特定程序运作的系统活动。 根据范围不同，项目策划可分为项目整体策划和项目局部策划。 项目总体规划一般是指项目决策阶段进行的综合规划； 局部规划是指将总体规划分解后，针对单一或专业问题进行规划。 根据项目建设程序，项目策划可分为施工前项目构思策划和项目实施策划。 由于各类规划的对象和性质不同，规划的依据、内容和具体要求也不同。 项目规划应遵循以下基本原则：

在上述原则指导下，项目策划按照“设定问题和规划目标→规划环境分析→机会识别、捕捉和创造→组织实施→效果评价与反馈”的步骤实施。

2.2 工程设计方法

从总体上看，工程设计活动从“概念设计”开始，然后通过“初步设计”和“详细设计”实现概念的具体化，最后获得清晰规范的图纸、程序和操作程序。 如何理解项目本质，分析项目需求和问题，对于工程设计至关重要。 它是整个工程设计活动的认知基础。 工程设计认知系统可以为人们提供工程设计的指导思想、过程步骤和工具，为建立和理解客观事物以及各种设计理论和方法奠定统一的基础和认知框架。 同时，工程设计活动体现了工程方法与技术方法的有机结合。 工程方法论侧重于创造方法，技术方法论侧重于发明创新方法。 一方面，它们的侧重点不同，研究方向和范围不同。 另一方面，他们彼此依赖，很难划清界限。 。 在某些情况下，工程方法论和技术方法论可以整合为工程技术方法论。 在工程设计中：

2.3 项目实施方法

项目实施是工程创作的核心阶段。 通过项目的实施，可以将项目的构思、设计和图纸转化为实物，从而达到改造和利用自然的目的。 项目实施阶段通常是项目生命周期中工作量最多、资源投入最大、消耗成本最高的环节。 其工作目标是完成项目的成果目标并获得相关利益相关者可接受的项目可交付成果。 项目实施阶段的起点是项目计划的批准，终点是导致项目最终成果的各项任务的完成，达到预期和要求的项目成果。 该阶段的主要任务是根据项目计划，借助相关技术方法的应用，通过调配项目内外的各种资源，完成项目的各项任务，实现项目的功能目标。项目组织； 并通过对项目实施过程的动态控制，实现项目在时间、成本、质量等方面的约束性目标。

首先，项目实施的系统性、集成性明显。 必须用正确的方法论来指导项目实施的相关方法。 需要运用工程哲学和系统论的视角来分析和处理项目实施过程中出现的问题。 其次，项目实施实践性强、异构性强。 工程制品的构建是通过真实的实践活动创造出来的。 项目实施主体由异构利益相关者组成，处于异构环境中。 在内外部环境中，必须通过竞争、博弈、沟通、谈判、合作等方式实现整体协调。最后，项目实施也体现出较强的情境可变性和创新性。 项目实施需要项目主体根据实际情况周密安排。 实施过程中难免会遇到一些以前从未遇到过的新问题，这就需要确保有效解决问题，通过创新推动工程技术进步和管理提升。 在掌握项目实施基本特征的基础上，项目实施方法论可按以下步骤进行：明确目标→收集数据→提出计划→建立模型→分析评估→系统综合。 根据现实中的不同场景，根据本步骤提出项目实施的具体方法。

2.4 工程运维方法论

项目运营是指项目竣工验收后，交付单位投入正常运行，逐步产生利润，回收投资，形成社会效益和经济效益的阶段。 项目实施并加工生产出符合预定用途要求的合格物质产品或工件后，即建成新的工程实体后，进入项目运营阶段。 运行方法是工程主体根据工程系统的功能目标、设计要求和运行规则，通过一定的标准化操作，使其正常运行，并观察和分析其运行特征、运行水平、运行环境和运行效果的方法。 。 工程运行的系统观在工程运行实践中发挥着重要作用。

从工程运行的系统观出发，工程运行方法论应坚持注重工程完整性、合理补偿生态成本、注重效率的基本原则。

维护是指为维护或恢复工程设施、设备到规定状态而进行的一切活动。 这是维护或修理产品的过程。 工程维护与工程运行密切相关、并行发生。 在工程生命周期的成长过程中，为了保障其功能的正常发挥，保证其高效、有序、协调、可持续运行，必须进行维修和保养。 在工程维护的整个实施过程中，往往采用各种现代管理手段来协调和协调维护活动，建立工程维护管理模式，使工程维护的整个过程处于受控状态，确保经济高效地进行。 项目维护管理目标如期实现。 需要特别强调的是，工程维护技术直接决定工程维护的效率和质量。 工程维修技术以现代维修理论为基础，融合了信息技术、制造技术、材料科学等理论。 通过维修技术创新，工程设备保持并恢复良好状态。 工程维护技术涉及多个学科和领域。 维修技术可概括为：状态监测技术、故障检测与诊断技术、先进维修技术和再制造技术。

2.5 工程退役方法

项目退役是项目整个生命周期的最后一个环节。 是指项目活动顺利完成预定目标，或者虽然目标尚未完成，但其功能已经失效、寿命已经结束、生态环境受到损害，或者由于以下原因终止项目运营：不可抗力。 妥善拆除、科学处置项目。 工程退役方式包括工程废弃、工程销毁、工程改造、工程处置等，主要分退役评估、退役决策、退役实施和退役总结四个阶段完成。

从工程项目退役基本方法和模型的回顾和演变可以看出，工程退役方法无论在内涵还是外延上都已从通用技术方法和工程方法升级为涵盖自然规律特征的普遍性问题。和社会规律。 这种演变体现了人类工程方法的变革和升华——从科学技术的“二元论”上升到科学、技术和工程的“三元论”的高度。 工程退役的社会观是从社会学的角度或社会学的立场来观察退役项目的对象，发现或提出相关问题和解决方案。 联合国教科文组织在《工程：发展的问题、机遇和挑战》报告中表示，“工程是少数能够将人文社会与科学技术联系起来的活动之一。将工程定位为我们在全球问题中面临的核心角色之一”和挑战，包括减贫、转型和可持续发展。” 项目退役决策应考虑社会系统动态，采取增长原则，避免项目退役造成社会秩序混乱和负面变化。

3 基于全工程生命周期的工程方法论的特点

对整个项目生命周期不同阶段的工程方法论进行总结和提炼，可以发现工程方法论具有以下固有的本质特征。

完整性。 工程生命周期各阶段的工程方法不是孤立的，而是相互联系、相互作用、耦合形成的有机整体，缺一不可。 如果没有任何一个环节方法的支持、配合和协同，工程生命运动的正常顺序就会被打乱，导致工程系统的运行变得无序、无序，甚至难以持续运行。 因此，工程方法必须从整体的角度来看待。 每个阶段的工程方法根据整体功能开发每个要素及其相互活动。 这些活动相互作用的总和形成了整个系统的有机行为——构建一个具有特定功能和目的的高效运行的人工系统。 系统化。 整个工程生命周期中的各种方法既彼此不同，又密切相关，形成结构复杂、功能多样的方法体系，并围绕着一个共同的目标，即构建具有特定功能的工件。 其中，各种工程方法相互配合、相互补充、相互耦合、相互作用，具有深厚的关联性。 构成方法体系的各种工程方法通过系统集成形成一个完整的生命集合。 实用性。 工程方法不是认知方法，而是实践方法。 它是为人工创造活动而创造的。 它是在人工创造的真实感性实践活动中孕育、成长和演化的。 它面向的是一种现实的、感性的人工创造活动，深深嵌入到工程生命周期的全过程中，绝不是科学或技术方法的简单应用和移植。 合作。 工程生命周期中的各种工程方法处于生命周期的不同阶段，各自发挥着不同的作用，但它们都共同服务于工程生命的健康持续运动和发展演化。

因此，各个阶段的工程方法并不是孤立的、各自独立发挥作用的，而是相互有机联系的。 通过相互补充、协同作用，实现他们所构建的人工系统的动态有序运行，从而实现项目的整体架构。 优化、功能涌现和效率卓越。 因此，在工程生命周期中，各种工程方法的选择、应用、整合和集成不能仅仅着眼于某一阶段或某一部分的优化，而应有意识地从系统整体卓越的角度出发，采用协同的方法。 方法，构建和创造一个有机的生态系统，每个阶段不同的方法相互促进、补充、补充、协同，实现系统整体优化。 真、善、美的统一。 工程活动是符合规律性和目的的实践活动。 这体现在工程方法论上追求真、善、美的统一上。 工程方法不仅要体现真理的尺度，讲究求真务实，实事求是，遵循事物发展的客观逻辑和内在规律，达到实际可行，而且要体现人类的尺度。价值，体现应有的逻辑，求善，追求美，构建反思。 人类的理想、欲望和追求，以及符合人类审美情趣的善、善、美、宜的人工系统，使世界更加适合人类生存、完善和发展。 这一特点始终渗透到项目的整个生命周期的各种工程方法中。 注重实效、效果、效率。 工程是一种以价值为导向的社会经济活动，体现在工程方法论上，集中体现在工程方法强调有效性、有效性和效率。 工程是以选择-集成-构建为基本特征、讲求实效性的社会实践活动。 优化思维是工程活动经济性的集中体现。 它强调工程活动应当以最小的成本、最低的价格进行。 风险是最物有所值的。 这种优化思想在工程方法论上的体现，要求工程方法关注和强调效益、效率和效果，创造、构建、选择和集成各种工程方法来服务于工程活动。 4 基于全工程生命周期的工程方法论

阶梯工程方法论是关于各类具体工程方法的共同的、普遍的、有规律的一般理论。 从各类工程项目的建设情况和具体过程来看，工程活动方法具有一些共同的逻辑模式和步骤。 下面可以从几个不同的维度进行分析和讨论。

价值维度。 工程活动是以价值为导向的社会活动，围绕一定的价值目标展开。 工程思维是一种以目的为导向的思维活动，始终围绕着创造和构建满足人类价值理想的人工现实。 因此，从价值维度来看，工程方法的逻辑模型如下：价值创造方法（规划方法、设计方法、实施方法）→价值实现与消耗方法（维护管理方法、运营方法）→价值认可和评估方法（evaluation method）方法），从而形成价值生态链。 生命周期维度。 从工程活动的全过程，即项目的全生命周期来看，工程方法是一个围绕项目的孕育、诞生、成长、反思、消亡展开的历时过程。 因此，工程方法的逻辑模型可以表述为：工程孕育方法（规划方法、设计方法）→项目诞生方法（实施方法）→项目发展成长方法（运维方法）→项目反思与消亡方法（评估方法、退役方法）。 在上述工程生命周期活动中，各阶段、各环节的具体工程方法处于产生、变化、运动、消亡的动态演化过程中。 同时，各种工程方法相互联系、相互制约、相互影响、相互支持，共同创造了工程的生命运动过程，综合构建了工程活动的本质特征。 工程是通过各种复杂要素和各种方法的综合集成和构建而形成的复杂、高效、具体的系统。 它的作用是形成特定的结构整体。 它刚刚出现。

因此，在工程生命周期中，各种工程方法无疑参与了工程要素的集成和构建过程，都有助于系统的功能性、完整性和协同性。 每种工程方法都是工程生活运动的生态链的重要组成部分，并且是密不可分的。 从知识与行动之间的关系的角度来看。 工程活动是社会实践活动，其中想法指导行动，知识和行动是统一的。 工程活动既是物质和精神创造性活动。 这是一项复杂的社交活动，将物质和精神，知识，情感，意志，知识和行动整合在一起。 从知识与行动之间关系的角度来看，项目生命周期中工程方法的逻辑模型如下：认知方法（计划方法，设计方法）→动作方法（实施方法，维护方法，操作方法，退役方法方法）→统一的知识和行动方法（评估方法）。 从思维操作过程的角度来看，工程方法的逻辑模型如下：从内部到外部，第一个虚拟，然后是真实的，第一个抽象，然后是混凝土，首先离开场景，然后“存在”。 工程方法首先起源于工程主题（计划方法，设计方法），然后从主体的思想中移出，并逐渐将外部化为外部手段和方法（实施方法，操作方法，维护方法，评估方法，评估方法，退役方法））。 该工程方法首先是一种虚拟概念，思维和思想（蓝图），然后逐渐显示为一种更实用，更实用的实用操作方法（设计，实现方法等）。 工程方法首先表现为一种抽象的叙事（计划方案，视觉蓝图等），然后将自己表现为一种具体的操作方法（设计方法，实现方法，操作方法，维护方法，评估方法，退休方法） 。 工程方法首先出现是一种不存在主题的方法（计划方法等），然后作为由受试者的“存在”和“外观”引起的一系列方法（实施方法，操作方法，评估）方法，退役方法）。 5 结论

本文首先提出，工程活动具有完整的生活过程，基于以下基本事实，即任何项目都有计划，设计，实施，操作，维护和退役的过程，而工程方法论是一种过程方法； 其次，它进一步讨论了项目的整个生命周期，不同阶段和操作单位的方法论问题分别提供了项目计划方法，项目设计方法，项目实施方法，项目操作和维护方法以及项目退役方法的核心内容； 在此基础上，完善了基于项目生命周期的核心内容。 工程方法论的固有基本特征，即，正直，系统性，实用性，协同性，真理的统一，善良和美丽的统一以及强调有效性，收益和效率等，从而为理解和理解提供了关键点工程方法； 最后，根据价值维度，生命周期维度，知识行动关系维度和思维操作过程维度，总结了基于整个工程生命周期的逻辑模型和工程方法的步骤，并指出了工程实施的方向方法。 本文从整个工程生命周期的角度研究了工程方法论的框架和方向，并为工程方法的发展和改进做出了贡献。