（管理科学与工程专业论文）大型建设工程设计界面管理研究.pdf

摘要 大型建设工程设计界面管理研究 研究生：姚巍导师：成虎东南大学 摘要 随着国民经济持续、快速发展，我国明显加快了基础设施建设步伐，大型建设工程如雨 后春笋般相继涌现。大型建设工程系统具有规模巨大、技术结构复杂、功能质量要求高、生 产社会化等特点。这决定在工程实旌过程中必须对其进行全寿命周期集成化管理。 在大型建设项目全寿命集成化管理中，设计管理是龙头，它对工程实施进度、投资和质 量目标地实现影响重大。而工程设计过程中。大量的矛盾、冲突往往发生在界面上工程设 计界面是指工程系统在设计阶段，为实现工程功能各专业系统之间必须遵守的共同的技术要 求、条件、规则以及与之有关的合同、组织问题的一种反映。设计界面管理的任务就是明确 分项系统之间的界面关系并对其进行识别和有效控制。 工程设计界面问题在一定程度上是工程系统在设计层面的反映，设计界面的有效管理对 工程设计预定目标的实现起着重要作用。本文主要是从以下几个方面对大型建设工程设计界 面进行了系统研究： 1 对大型建设工程系统结构和工程设计过程作了全面分析，这是设计界面研究的基础： 2 研究了大型建设工程设计界面要素构成，包括设计界面的定义、界面的性质和范围、 界面分类、界面风险等； 3 以设计界面分析为基础，对大型建设工程设计界面管理系统进行科学构建，包括设 计管理模式策划、界面管理组织搭建、界面管理流程的制定等，并对界面管理信息化进行了 探讨。 4 结合南京地铁一号线设计实践，探讨了大型建设工程设计界面管理在实践中的实施 步骤和应用情况 关键词：大型建设工程设计界面界面管理系统工程系统 a b s t r a c t t h e s t u d yo fd e s i g ni n t e r f a c em a n a g e m e n t o f l a r g e - s c a l ec o n s t r u c t i o ne n g i n e e r i n g g r a d u a t ：y a ow e i s u p e r 们s o r ：c h e n gh u s o u r e s tu n i v e r s i t y a b s t r a c t w i t ht h en a t i o n a le c o n o m y ss u s t a i n e da n dr a p i dd e v e l o p m e n t , c h i n ah a sn o t i c e a b l y a c c e l e r a t e dt h ep a c eo ft h ec o n s w a c t i o no fi n f r a s 咖c t u r e ，s u c ha sl a r g e - s c a l ec o n s t r u c t i o n e n g i n e e r i n gh a v em u s h r o o m e de m e r g e d t h el a r g e - s c a l ec o n s t n l c t i o ne n g i n e n d n gs y s t e mh a s c h a r a c t e r i s t i c so fc o m p l e xt e c h n i c a ls t m c t u r e ，h i g hf u n c t i o nq u a l i t yr c q u i r e m e n t ，s o c i a l i z a t i o no f p r o d u c t i o ne n ds oo n ，w h i c hm a k ei tn e c e s s a r yt oc a r r yo nt h et o t a l l i f ec y c l ei n t e g r a t i o n m a n a g e m e n ti nt h ep r o c e s so f p r o j e n ti m p l e m e n t a t i o n w i t h i nt h et o t a ll i f ec y c l ei n t e g r a t i o nm a n a g e m e n to fl a r g e - s c a l ec o n s t r u c t i o ne n g i n e e r i n g , d e s i g nm a n a g e m e n tt a k e st h er o l eo fd r a g o nh e a da n dd e s i g ni n t e r f a c em a n a g e m e n ti so n c i m p o r t a n tp a r tt h a tc o m p o s e st h ew h o l ec o n t e n li nt h ee n g i n e e r i n gd e s i g np i d ，al o to f c o n t r a d i c t i o n s ，d i s p u t e s ，t h el o s s e so f t e l lo c c i l ra tt h ei n t e r f a c e ，t h ed e s i g ni n t e r f a c om a n a g e m e n t d u t i e si st 0d e f i u i t u d et h er e l a t i o n sb e t w e e nt h es u b - i t e ms y s t e m , e n dh a v ee f f e c t i v ec o n t r o io f t h e i n t e r f a c e t h i sa r t i c l eh a sm a i n l yc o n d u c t e dt h es y s t e mx e s e n r c hf r o mf o l l o w i n gs e v e r a la s p e c t st ot h e d e s i g ni n t e r f a c eo f l a r g e - s c a l ec o n s t r u c t i o ne n g i n e n r i n g ： f i r s t l y , h a sm a d et h es y s t e ma n a l y s i st ot h ep r o j e c tt e c h n o l o g ys t r u c t u r ea n dt h ee n g i n e e r i n g d e s i g np r o c e s s t h i si st h ef o 岫t i o no f t h ed e s i g ni n t e r f a c er e s e n r c h ； s e c o n d l y , h a sa n a l y z e dt h ee n g i n e e r i n gd e s i g ni n t e r f a c os y s t e mc o n s t i t u t i o n ，i n c l u d i n gd e s i g n i n t e r f a c ed e f i n i t i o n , i n t e r f a c en a t u r ea n ds c o p e ，i n t e r f a c ec l a s s i f i c 甜o n , i n t e r f a c ee s s e n t i a lf a c t o r a n ds o o n ； t h i r d l y , t a k i n gt h ed e s i g ni n t e r f a c es y s t e ma s t h ef o u n d a t i o n , s e tu pt h el 啦e - s c a l e c o n s t r u c t i o np r o j e n t sd e s i g nh i t e r f 缸em a n a g e m e n ts y s t e ms c i e n t i f i c a l l y , i n c l u d i n gt h ed e s i g n m a n a g e m e n tp a t t e r np l a n n i n g , i n t e r f a c em a n a g e m e n to r g a n i z a t i o nb u i l d i n g ，t h ei n t e r f a c o m a n a g e m e n tf l z wd e s i g n , a n dh a sc 锄f f i e do nt h ed i 穹c l 嘶t ot h ei n t e r f a c em a n a g e m e n t i n f o r m a 6 0 m f i n a l l y , b a s e do nn a n j i n gs u b w a yl i n e1d e s i g np r a c t i c e ，h a sa n a l y z e dt h ej m p l e m e n m t i o n s t e p a n d t h e a p p l i c a t i o n s i t m l t i o n o f d e s i g n i n t e r f a c e m a n a g e m e n t i n t h e p t a c t i c z k e y w o r d s ：l a r g e - $ c a l ec o n s t r u c t i o ne n g i n e e r i n g ；d e s i g ni n t e r f a c e ；e n g i n e e r i n gs y s t e m ；i n t e r f a c e m a n a g e m e n ts y s t e m ；e n g i n e e r i n g8 y s = t e = m 东南大学学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得 的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含 其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构 的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均 已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 东南大学学位论文使用授权声明 东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位 论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人 电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论 文被查阅和借阅，可以公布( 包括刊登) 论文的全部或部分内容。论文的公布( 包 括刊登) 授权东南大学研究生院办理。 研究生签名：耋嘤魄导师签日期：刎；， 声 名 一 第1 章绪论 1 1 立题背景与研究意义 第1 章绪论 1 1 1 立题背景 随着国民经济持续、快速发展，我国明显加快了基础设施建设步伐，大型建设工程如雨 后春笋般相继涌现。近几年来我国固定资产投资增长均保持在2 0 左右( 见表1 1 ) ，这极 大地拉动了我国国民经济地飞速发展。特别是国家与地方政府对关系国计民生的大型建设工 程地投入达到前所未有的高度，其中有以三峡工程和南水北调工程为代表的战略型大型基础 设施建设项目。也有以城市交通、能源工程等为代表的区域性大型基础设施建设项目。一大 批大型、特大型建设工程地投入运营使得工程所在地区的社会和投资环境得到了明显改善。 然而从国内大型建设工程项目建设实践来看，。豆腐渣工程”、“三超工程”屡见不鲜，根据 1 9 9 9 年3 月9 日新华社的报道，近年来我国由于建筑工程质量不合格导致的损失已达1 0 0 0 亿元，更进一步说，有2 0 的已完工工程没有达到规定的质量标准，这部分导致的损失没有 提及数字，但是毫无疑问将是巨大的。因此，如何对大型建设工程进行全面科学的管理以实 现项目的预期目标是当前我国建设领域值得深思和关注的。 表1 12 0 0 0 - - - 2 0 0 5 我国固定资产投资数额汇总 年份2 0 0 02 0 0 l2 0 0 22 0 0 32 0 0 42 0 0 5 i 国定资产投资总额( 亿) 3 2 9 1 7 7 33 7 2 1 3 4 94 3 4 9 9 9 15 5 5 6 6 67 0 4 7 7 48 8 7 7 3 6 与上年同比增长( ) 1 3 01 6 92 7 72 6 62 6 o 现代大型建设工程具有规模巨大、技术结构复杂、功能质量要求高、生产社会化和项目 组织构成庞大等方面的特点，特别是以新技术、新工艺、新材科和新的管理方法为核心的高 新技术成果向建筑生产经营领域的渗透，在极大地推动了建筑业生产力发展的同时，这对工 程实施者和管理者等提出了更高的要求。建设工程项目管理已不再是简单地施工阶段地管 理，而是涉及可行性研究、设计、招标、施工、甚至融资、运营等多方位、全过程地集成化 管理，这些变化对新时代的建设工程项目管理提实践提出了严峻地挑战。 在工程实施过程中，设计是一个非常重要的环节，设计阶段对工程技术水平和工程造价 影响很大，特别是在大型建设工程领域，工程技术系统的复杂性、技术和材料的创新性以及 运用手段的多样性已不可同日而语。我国工程设计领域并不缺乏优秀的设计者和作品，各专 业工程设计水平很高，然而工程设计整体效果却达不到预期目标，工程各专业系统之问往往 缺乏协调，不但使工程设计效果达不到最优，还影响甚至破坏工程功能的实现。 在大型工程项目实施过程中，工程系统单元之问的界面是十分重要的，大量的矛盾、争 执、损失都发生在界面上。工程项目界面管理是工程建设中的一项重要工作。工程项目界面 的处理和控制直接关系到工程功能目标的实现。在现代工程项目管理中有着十分重要的地 位，是研究的热点。 1 1 2 研究意义 在大型建设项目全寿命集成化管理中，设计管理是龙头，它对项目的实施进度、投资和 质量的影响重大，特别是在我国，加强大型建设项目前期的设计管理，实质上就是加强对国 有资产的优化管理，这更是决定了设计管理的重要性广义的设计管理是指从业主角度出发， 从项目策划开始到施工招标完成为止，围绕项目设计展开的一系列综合性的管理活动，对于 东南大学硕士学位论文 具有复杂大系统特点的大型建设项目而言，设计管理的首要任务是进行系统分析，在确定项 目分析系统的前提下，进一步明确分析系统之间的界面。概括地说，设计界面管理在大型建 设项目管理中占有重要位置。 项目系统分解是将一个项目分解成各自独立的项目单元，通过结构对项目进行静态描 述，但大型工程项目作为一个复杂的系统工程是一个有机的整体，是一个动态的过程，系统 的功能常常是通过系统单位之间的相互作用、相互联系、相互影响实现的。工程项目中界面 的存在将使工程系统结构构造的合理性和功能实现的可能性发生极大不确定。不确定性既是 影响项目目标的主要因素，也是项目管理者面l | 缶的主要挑战，刚椭定性是项目管理者的 基本任务。项目的不确定定性受政治、经济、技术和自然等多种因素的影响，但是它的发生与扩 大往往与项目的界面有着固有的内在联系。 国外学者( w a n i n ga n d ( 曲b ) 对建筑墙体出现的问题进行了深入研究，其中一个重要 的发现是：对界面的处理不当。他们认为，在所有的问题中，6 0 是由于界面造成的困难引 起的。在项目早期策划、设计阶段就应对界面进行关注，因为界面是整个设计不可缺少的一 部分。而界面在设计规划中没有得到应有的重视，没有对项目的特殊部位进行细化，特别是 没有关注界面管理。o b r i e na n dw d m o t 也认为，如果设计被分成几个工作包，很可能导致 界面设计出现问题，各方都不把界面附近范围的工作当成自己的任务。 随着建设项目日益复杂，建设过程中专业承包商的参与变得越来越重要，这就带来了更 深层次的问题，特别是建筑机械、电气的设计部门和承包商之间的界面更是经常出现问题。 k l e i n 给除了如下原因：不当的合同模式或各个设计要求不统一，常常是导致设计者之间缺 乏交流的原因；界面缺乏管理，职责分界不清；专业承包商没有进入到设计团队中。 由于设计人员没有或具有很少的施工安装经验，不同分部工程之间的界面没有引起重 视。在。设计信息和工程现场交流的形象化应用”的研究中，g a n a h 尝试确定哪些是设计中 潜在的问题，通过对行业的观察发现：机械和电气安装部位的界面最经常发生问题。电气安 装6 7 存在界面问题，管件安装6 4 ，机械安装8 2 。总之，问题通常是分部工程之间的 界面。这充分说明了设计界面管理的重要性。 1 2 国内外研究现状与文献综述 1 2 1 国内研究现状 1 2 1 1 界面及界面管理领域 ( 1 ) 界面的本质 根据国内学者的研究，“界面”首先是工程技术领域的一个名词，主要是用来描述各种 仪器、设备、部件及其他组件之间的接口，也就是当各种组件结合在一起时，他们之间的结 合部分就叫做界面。界面从某一侧面反映了系统和客观世界的特征，是人们进行系统研究的 突破点，因为界面可以反映两种物质的结合状态，能说明要素与要素之间的连接关系。自然 界中的各种界面是由客观规律所决定的，人们可以去理解、认识和利用这些界面。与自然界 面不同，对于管理学所涉及的界面，人们可以主动对这些界面施加影响，从科学管理的角度， 对界面进行有效的控制和管理，提高对象系统的价值。 从系统论的观点分析，系统与外部环境之间存在的界面，在复杂的大系统内部包含众多 的子系统，子系统之间的界面既是系统内部不同部分的分隔，也是这些不同部分的联结，系 统功能常常是通过系统单元之间的互相作用、互相联系、互相影响实现的。 从哲学意义上，其定义就是相互作用的子系统之间的结合面，其表现形态可以是动态的， 也可以是静态的；可以是有形的，也可以是无形的。 ( 2 ) 界面管理 2 第1 章绪论 界面管理，还没有统一的定义。界面管理可以简单的指对一些结合面的识别、规划和控 制。以达到项目综合管理的目的。当然，运用到不同的领域会有一定差异，如在企业领域 界面管理是指为完成同一任务，企业需要处理企业之间，企业的各组织部门、各有关成员之 间在信息、物质、财务等要素交流方面的相互作用，解决界面双方在专业分工与协作需要之 间的矛盾，实现控制、协作与沟通，提高管理的整体功能，实现企业绩效的展优化。尽管不 同学者对其定义的方式不同，但都说明了界面管理的实质，就是对界面双方进行联结，使重 要的界面关系纳入管理状态以实现控制、协调和沟通，提高管理绩效。 1 2 1 2 工程项目界面管理领域 早期理论研究的范围主要侧重于企业职能部门之间的界面。近几年，随着我国工程项目 管理理论研究的深入和工程实践的发展，对工程界面的认识和研究已开始被业界所关注。工 程界面作为项目管理的对象之一，对界面问题的控制和有效处理事关工程整体价值的最终实 现。界面管理作为项目管理理论的组成部分开始被众多学者接受。界面管理成为该领域研究 的热点。 界面管理并不是一个全新的概念，但尚无针对工程领域界面问题的系统性研究。目前对 工程界面的研究主要集中在以下几个方面： ( 1 ) 工程界面要素的研究 1 ) 工程项目界面及界面管理概念的探讨 在工程领域，界面的定义根据研究对象的不同定义有所区别。 从工程项目总体角度。界面是指项目系统与系统之间，以及系统内部之间或者项目实施 各流程之间存在的连接部位物资、信息、能量的交流的相互作用状况。它包含工程项目实施 过程中所有界面类型。从工程项目要素角度，针对不同研究对象如工程合同、项目组织、工 程技术系统，甚至项目实施阶段之间等，界面含义都有所不同，但主要表达的都是界面所涉 及的要素于要素之间的联系相互作用状况。 在工程界。接口”与。界面”经常互用。根据国内文献对两者的论述，工程界面主要 讨论系统与系统之间、专业与专业之间、各部门之间甚至过程之间“面”的交互。而接口则 不但涉及到面，还涉及到整个空间的交互，甚至在一定程度上考虑时间因素，接口指的是一 种四维结构。然而现代界面作为一个管理术语，结合的形式包括点、面、体三种状态， 不失一般性，可以统一用界面来表述。这从英文翻译可知，接口与界面同译为“i n t e r f a c e ”， 而对其的管理译为。i n t e r f a c em a n a g e m e n t ” 2 ) 工程界面的分类方法 目前，工程项目界面的分类主要有以下几种： 按系统分：如土建与土建，设备与设备，土建与设备之间的界面； 按阶段分：如设计阶段、招投标阶段、旖工、安装和调试阶段、试运营阶段以及相邻阶 段之间的界面； 按性质分：物理界面或称实体界面、管理界面、合同界面、技术界面等； 按范围分：项目内部各要素之间和项目与外部环境之间界面等； 按时空分等：分为静态界面和动态界面等。 3 ) 界面障碍因素分析 界面障碍因素是指造成界面产生的原因。可从一般角度和行业特性来分析。 从一般角度：如项目创新性、专业分工、环境变化、信息粘滞、组织目标差异、文化冲 突等； 从行业特征：如项目生命期各阶段的分离、工程技术系统的复杂性、承发包模式的不同、 管理组织模式的不同等等。 ( 2 ) 基于工程全寿命期的界面管理研究 东南大学硕士学位论文 苏康、张星对从全寿命周期的角度对建设项目界面管理进行了研究 ( 3 ) 针对不同行业的界面管理研究 1 ) 施工行业 文献较多，主要涉及各各专业施工之间界面的协调和管理。 2 ) 房地产行业 纪凡荣郑磊对房地产开发项目的界面管理进行了研究。 3 ) 轨道交通 孙宁、程振廷、董向阳等对城市轨道交通( 地铁) 接口体系进行了分析，并讨论了各类 接口的任务和接口风险及防范措施，提出了接口管理信息化的具体意见。 4 ) 公路工程等 何寿奎对公路工程项目系统界面分析与管理进行了研究。 5 ) 石油化工行业 宗立达对大型石化项目设计管理中界面关系管理。 ( 4 ) 界面与项目管理知识体系的交叉研究 1 ) 界面与承发包策划、管理模式的关系研究 阎长俊等研究了如何利用项目采购方式，减少、控制和管理项目界面，以提高项目的潜 在价值。 2 ) 界面与信息技术的结合 朱广君探讨了建筑施工企业信息化中的界面管理问题。 3 ) 界面与工程风险防范 朱启超等对复杂项目界面风险管理模型进行了研究。 4 ) 合同、设计、组织、技术界面 程兰燕、丁烈云等对大型建设工程项目合同界面的管理进行了探讨。 刘红梅从业主角度谈大型项目合同管理研究。 李立新从各种角度对大型建设项目的设计界面进行了分析，陈守科对建设项目组织界面 的协调机制进行了研究。 李建新等探讨了项目管理中的组织界面管理。 罗珉等从界面规则与治理机制对组织间关系进行了探讨。 许民对安装配合土建工程施工界面的技术管理进行了探讨 5 ) 界面与工程造价之间的关系研究 姜保平等探讨了界面对建设工程造价的影响分析。 ( 5 ) 其他 1 ) 界面与供应链 曹英对界面战略的供应链界面管理问题进行了研究。 2 ) 界面与文化 倪钢对界面文化进行了解释。 3 ) 集成与界面关系研究 刘尔烈、王乾坤对集成管理原理分析时谈到了系统界面原理。 4 ) 界面管理与技术创新 林镝等探讨了基于技术创新的界面管理。 1 工1 3 工程设计管理领域 目前从项目管理角度研究设计管理的文献主要集中在以下几个层面： ( 1 ) 设粥生程的研究 杨劲等对建筑工程设计过程规划进行了研究。 4 第1 章绪论 姚巍提出了面向利益相关者的工程设计过程。 ( 2 ) 设计管理系统以及信息化设计界面的研究 张庆华等对工程设计管理系统体系结构进行了研究。 缪玉玺等对建筑工程项目管理中自q 信息管理进行了研究。 ( 3 ) 设计与工程目标之间关系研究 此类文献较多，主要设计如何通过设计的有效管理实现对项目的三大目标控制。 1 2 1 4 设计界面的研究 李立新对大型建设项目设计界面管理进行了较为系统的研究。 张焘探讨设计与管理之间的关系以及设计管理的主要特征并提出设计与管理之间实际 是一个互动的关系，设计管理的行为就是通过一定的组织、计划、协调从而达到人、发、 财、产、销的资源最大优化与整合。 吴子燕杨劲，孙树栋等介绍了并行工程的定义和特点，针对并行工程对建筑产品开发 过程的要求，构建了建筑工程并行设计实旖的集成框架，包括并行设计集成的内容、集成的 功能及以三域划分的总体结构；论述了建筑工程并行设计实施的特点；构建了基于共享数据 库的各专业设计层次的关系。 铁道第二勘察设计院主编了地铁工程设计指南全面介绍了地铁工程的设计技术要求、 设计文件组成与内容、设计技术接口( 界面) 、设计管理等作了全面系统的介绍与总结 1 2 2 国外研究现状 d a v i di c h c h u a , a n dm y r i a mg o d i n o t 等提出了用一种w 瞒距阵方法改善工程项目中的 界面管理方法。 f a i s a lm a n z o o r a r a i n ( 硕士论文) 对大型建筑工程项目中设计和施工过程中存在的界面 不协调性进行了研究。 d i c h c h u a , a t y a g i , $ l i 唱a u ds h b o k 等对工程项目设计过程的管理提出了一套框架， 即过程- 参数界面模型p p i ( p r o c e s s - p m a m 耽e r - i n t e f f a c c ) 。试图用此模型解决改善设计过程进 度和有效协作等设计管理问题。 t c p a v i t t a n d a g f c f i b b 从房屋建筑范围讨论了工程施工过程中的界面管理，并将界面 分成实体( 物理) 、合同、和组织等三大界面这得到国内众多学者的引用。 w e n g t a t c h a n , c h u a a c h e n 。j o h n l m e s s n e r a n d d a v i d k i m h u a t c h u a 等讨论了中国b o t 项目中的界面管理问题。 1 2 3 研究不足 通过对国内外关于工程项目界面的研究文献的收集、整理、归类可知，界面管理已得到 众多学者的关注，成为理论研究的前沿问题。目前研究成果主要集中在界面概念、界面的分 类方法和标准、不同工程管理要素的界面管理方法以及界面与工程风险防范的研究上，但在 以下几个方面仍有不足： ( 1 ) 研究对象上 i ) 界面的性质：即到底什么是界面? 不同对象界面之问的联系和区别等问题； 2 ) 界面的障碍因素分析，即导致工程项目各类界面存在的原因： 3 ) 各类工程界面之间的关系研究。工程界面、合同界面、组织界面、信息界面之间的 逻辑关系。 4 ) 各类界面具体的管理方法和步骤。 5 ) 界面管理与集成管理之间的辩证关系等。 ( 2 ) 研究方法上： 主要是定性方法，有没有定量的方法；界面作为工程管理对象之一，界面与其他工程管 5 东南大学硕士学位论文 理对象之间的联系分析需要扩展。 ( 3 ) 设计界面方面 主要在专业技术含量高的部分工程领域得到研究和应用，如轨道、石化、航空航天等超 大规模的工程并且较为散乱，不具系统性。 1 3 主要研究内容及拟解决的问题 1 3 1 研究内容 工程设计界面问题在一定程度上届于工程技术层面研究的范围，对设计界面的管理是设 计管理的一部分，对工程设计预定目标的实现起着重要作用。本文主要是对大型建设工程设 计界面进行系统研究。 首先对工程技术系统结构和工程设计过程作了具体分析，这是设计界面研究的基础； 其次工程设计界面相关要素进行了分析，包括设计界面的定义、界面的性质和范围、界 面分类、界面风险等； 然后，以设计界面分析为基础，构建科学合理的设计界面管理系统。主要从设计管理模 式策划、界面管理组织构建、界面管理流程、界面管理信息化等方面着手研究； 最后，以设计界面管理系统为理论基础，结合南京地铁一号线设计实践，分析了设计界 面管理在实践中的实施步骤和应用情况。 1 3 2 拟解决的问题 ( 1 ) 对工程系统构成有一个科学全面的认识，这是工程界面管理的基础； ( 2 ) 设计阶段是联系项目前期策划和工程施工的纽带，有必要加强设计阶段的管理以实 现工程设计目标。设计界面管理作为设计管理的重要组成部分能为顺利实现设计目标提供帮 助。 ( 3 ) 设计界面管理对完善工程设计的科学管理提供了途径，是项目全寿命周期集成化管 理的补充。本文力求搭建较为完善的设计界面管理系统理论体系。 1 4 论文结构 田1 1 论文结构 第2 章大堑建设工程系统结构分析 第2 章大型建设工程系统结构分析 2 1 大型建设项目中的工程系统 2 1 1 大型建设项目的概念 大型建设项目是具有相互联系、相互作用的各子、分系统和诸要素构成的具有满足工程 项目建设目标这一特定功能的复杂的有机整体，具有规模大、系统性强、技术结构复杂、专 业多且专业化程度高、参与方众多等特点这也决定与一般项目相比，大型建设项目建设的 投资额度大、功能质量要求高、工期长大型建设项目的建设和管理过程是一个复杂的系统 工程。 大型建设项目作为一个复杂系统，是技术、物质、组织、行为、管理系统的综合体。如 图2 1 。项目的几个系统之间存在着错综复杂的内在联系。其中项目对象系统即项目的工程 系统决定着项目的类型和性质，决定着项目的基本形象和本质特征，决定项目实施和管理的 各个方面。建设项目的目标就是要完成一定功能、规模和质量要求的工程。 环 境 系 统 2 1 2 工程系统的概念和特征 圈2 1 大型建设工程项目总的系统模型 2 1 2 1 工程系统的概念 建设项目的目标最终是通过一个已建成的工程的运行来实现的。这个工程是项目的可交 付成果，是项目的对象具有预定要求的工程( 技术) 系统。项目的工程系统决定工程的 范围，它在项目的生命期中经历了由构思到实施、由总体到具体的过程。通常，它在项目前 期策划和决策阶段从概念上被确定；在项目的设计阶段被组件分解、细化和具体化，通过项 目任务书、设计图纸、规范、实物模型等定义和描述；通过工程的施工过程一步步形成工程 的实体，形成一个具有完备的实用功能的工程系统；在运行过程中实现其价值。 对整个大型建设项目的建设和管理都是围绕着工程系统展开的，或者说为了实现建设项 目的预定功能和目标，工程系统的实现是关键，他是项目目标的载体。因此对不同性质和规 模的建设项目，通过项目的结构分解对工程系统进行全面、深入地分析和认识是项目管理得 以开展的基础。 7 东南大学硕士学位论文 工程项目管理可以简单地理解成对工程系统以及围绕工程系统的建设展开的一切相关 活动的管理。 2 1 2 2 工程系统的特征 ( 1 ) 集合性 工程系统的集合性特征具有多方面的含义。 1 ) 工程系统要由两个或多个元素构成才能完成某些特定的功能。例如工程的结构系统 要承受垂直和水平的静、动荷载，必须要有地基、基础，墙、柱、梁、楼板、屋盖等构建组 成，才能完成它的功能 2 ) 工程系统的整体功能是各组成元素功能的综合，而不是简单的加和。整体功能与各 组成部分的功能有质的差别整体功能大于部分功能之和。 3 ) 系统要有一定的结构。系统各组成部分要按一定方式组织起来，无组织不成系统， 不成系统则无法发挥各组成部分的作用。 4 ) 系统整体功能由各组成部分的功能综合而成，各组成部分不一定个个最优，但一旦 构成系统就能发挥出色的作用。 ( 2 ) 关联性 系统的关联性指系统的各个要素之间、要素与整体之间以及整体与外部之间，存在着一 定的作用和联系，从而在系统内部和外部形成一定的结构和次序。表现为各组成部分相互联 系、相互依赖、相互制约、相互补充等。系统任何一部分发生了变化，都会影响其他部分， 甚至系统总体的状态和性能。 系统的关联性还体现在某组成部分的改善可大大改善整个系统的性能。有时候系统的个 组成部分虽然都无问题，但若彼此之间关系不协调也会损害系统的整体功能。 ( 3 ) 目的性 系统的目的性既是建立系统的依据，又是评价系统性能的基准。工程系统具有一定功能， 工程的最终目的就是实现该功能。 ( 4 ) 层次性 层次性指组成系统的各部分本身具有一定的结构。一个建设项目可以由多个单项工程组 成。单项工程又由单位工程组成，单位工程可以划分为多个分部工程，而分部工程进一步划 分成分项工程。了解系统的结构层次性有助于认识和把握系统的整体结构。 ( 5 ) 环境适应性 系统不是孤立的，任何系统都存在于特定环境之中。环境发生变化，必然要影响到系统。 根据工程系统本身的特性，一个工程一旦建成很难再去进行改变，因此在工程策划和设计过 程中必须充分考虑工程所在位置即其环境的特点，使其适应环境，与环境相协调。 结合以上特征，系统是由多个要素构成的，因而要素是系统存在的基础。然而仅仅有要 素还不能构成系统，各要素必须以一定的结构组成具有某些功能的整体才成其为系统。结构 是系统的关键。系统的性质取决于系统的要素和系统的结构。只有了解系统的要素和结构， 才具备了理解系统的条件 2 2 工程系统结构的分解原理 一个工程由许多分部组合起来，是有自身的系统结构形式的综合体。工程系统结构分解 必须遵循一定的方法和过程。 2 2 1 工程系统范围的确定 工程范围，即项目对象系统( 或工程系统) 的范围，是指在项目的可交付成果( 即产品 或服务) 中将要包含的性质和功能。 8 第2 章大型建设工程系统结构分析 工程系统范围的确定的前提是工程系统结构的确定。工程系统结构可通过如下过程确 定：如图2 2 i 项目总目标与限制条件 i l 最终产品和服务结构 i l 功能和子功能结构 0 l工程系统结构 l 工程系统范围定义 图2 2 工程系统范围确定因素和过程 ( 1 ) 按照市场和用户要求确定项目的最终产品 的范围或服务的要求。如地铁项目最终是对乘客提 供运载服务。通过解释和说明项目最终产品或最终 服务的性质、质量、数量，从而规定了工程系统( 如 地铁运营系统、汽车制造厂系统) 的相关属性。 ( 2 ) 由最终产品和服务的结构可以确定工程系 统的功能和子功能结构，界定项目产品用途( 功能) 的描述，列出功能表( 各子系统、各部分的功能定 义) 。工程的功能和子功能就是围绕提供最终产品和 服务的。按照功能定义可以确定工程技术系统的要 求( 范围、规范、质量标准) 。 ( 3 ) 按照项目的总目标、用户的要求、产品或 服务的功能要求和环境的要求确定整个工程系统的 结构，即项目的可交付成果的范围和结构。 工程技术系统应保证功能的完备性，应包括实现这些功能和子功能，并保证工程系统安 全、稳定、高效率运行所必需的硬件( 如结构工程、设备、各种设旖) 和软件( 信息资料、运 行程序或服务) 。对它进一步分解就可以形成工程系统结构图表( 如工程量表、设备表、采 购供应表等) 。通过对工程系统结构的确定从而得出了完整的工程范围 2 2 2 工程系统结构分解的方法 聘s 是对工程系统进行结构分解的有效方法，它的作用是把工程范围和结构按照系统原 理和要求分解成互相独立、互相影响、互相联系的工程单元，并将它作为项目计划、设计、 实施、控制和信息传递等一系列工程管理对象，通过工程管理将所有的项工程单元合并成一 个整体，以达到综合计划和控制的要求。 w b s 是一种系统分解方法，它既定义了工程的工作范围，又描述了工程的系统结构。 2 2 3 工程系统结构分解的思路 工作结构分解是一项十分困难的工作，专业性很强，不同种类的工程的专业特点就显 示在这方面。但目前尚没有大家统认可的通用的分解方法、规则和技术术语。它的科学性 和实用性基本上是依靠工程管理者的经验和技能。 对项目工程系统的分解，是假设工程已经建成，对已建成的工程系统进行分解。 ( 1 ) 按功能区间分解。功能是工程建成后应具有的作用，它与工程的用途有关，常常是 在一定的平面和空间上起作用的，所以有时又被称为。功能面”。 工程项目有一个整体功能，就是通过工程项目的运行生产最终产品或提供服务。这是 工程所属的各个功能面的综合作用的结果。对功能的分析、分解、综合、说明是项目的策划、 技术设计、计划的重要工作通常在项目技术设计前将项目的总功能目标逐步分解成各个部 分的局部功能目标，再做功能面目录，详细地说明该功能的特征，如面积、技术的( 如建筑， 结构，装备) 、物理的( 如采光、通风) 要求等。对一个复杂的工程，功能还可能分为子功能。 常见的工程项目的功能的分解可以分为如下几个层次： 1 ) 以产品结构进行分解。例如：新建一个汽车制造厂，则可将整个工程分解成发动机、 轮胎、壳体、底盘、组装、油漆、办公区、库房( 或停车场) 等几个大区或分厂。这类似于我 国的单项工程，有时它们本身就是一个自成体系的独立的工程。 2 ) 按平面或空间位置进行分解，即一个分厂可以按几何形体分解。例如分厂中有几个 9 东南大学硕士学位论文 建筑物( 车间、仓库、办公室) ，建筑物之间有过桥、过道每个建筑物有室外和室内之分。 3 ) 每一个车间，一栋建筑物还可以分解为多个功能面( 或子功能面) ，但这里的功能是 在局部被定义的，例如一个车间厂房可能要划分为生产区和服务区，如油漆、冲压、装配、 运输、办公、供应等。又如一栋办公楼，可分为办公室、展览厅、会议厅、停车场、交通、 公用区间等。办公室还可分为各个科室，如人事处、财务科、工会等。 4 ) 对在整个工程中起作用的，或属于多功能面上的要素常常可以作为独立的功能对待， 例如系统工程( 如控制系统，通讯系统，闭路电视系统等) ；统一的供排设施，如给排水系统、 通风系统等。 ( 2 ) 按要素进行分解。一个功能面又可以分为各个专业要素。要素具有明鲜的专业特征， 一般不能独立存在，它们必须通过有机组合构成功能。例如：一个办公楼可以分解为建筑、 结构、供电系统、供排系统、通讯系统、环卫系统、交通系统( 如电梯) 、办公设各； 有些要素还可以进一步分解为子要素。例如：厂房结构可分解为基础、柱，墙体、屋顶 及饰面等；供排设旆可以分为给择水、供暖、通风等 上述仅是对工程的硬件系统分解。在系统分析中，软件工程也是工程技术系统的一个重 要的组成部分如工程中的自动控制系统、智能化大厦的人工智能系统、信号系统、工程的 运行管理系统。一般可将它作为。系统工程”的一部分。 对工程技术系统的结构分解与我国过去常用的分解方法是相似的，即一个工程可以分解 为许多单项工程单项工程分解为单位工程，单位工程又分解为分部工程，分部工程再分解 为分项工程。 当然有些工程功能比较单一，例如一般的宿舍楼、教学楼、住宅楼，它们的分解结构就 很简单。 由于工程技术系统是十分复杂的，它的结构分解是项目结构分解中最困难，最重要的工 作。它对进一步的技术设计，项目实施总体计划，以及各阶段的项目实施计划的编制都有决 定意义 2 2 4 工程结构分解应注意的事项 工程结构进行系统分解，对不同的工程其分解方法和原则应有所区别，不饿r 死搬硬套”。 必须充分了解工程的客观事实，并对分解的目的有深刻的认识。在对工程结构进行系统分解 时，应考虑以下因素： ( 1 ) 工程的类型：如住宅工程、石化工程、土木工程、轨道交通工程、大型体育场馆、 发电厂等。不同类型和性质的工程鉴于其专业特性分解会有所不同。例如石油化工工程的分 解可按照生产工艺流程展开而轨道交通工程是一个线性工程，与前者有本质区别。 ( 2 ) 工程的规模：如是一栋巨型的单体的建筑工程、还是有为数极多的多个单体建筑 组成的大型工程? 大型的建设工程往往包含多个单体工程，其分解的层次根据实施策略相 应。 ( 3 ) 分解的目的和出发点：分解的目的和出发点不同，对工程系统结构分解的详细程 度会有很大区别，要明确是用于工程设计、计划、招标、施工、还是进行工程估价等目的 不同划分的标准会有很大的区别，最后形成的工程结构图层次上会有较大变化。 2 3 工程系统构成分析 系统的结构指组成系统的元素、元素的组织方式及其相互间联系和影响方式。任何系统 都有一定的结构。系统的结构决定着系统功能和效率 第2 章大型建设工程系统结构分析 2 3 1 工程系统结构 工程是在一定空间上的技术系统。工程作为一个整体系统而言，它具有一定的功能。例 如沪宁高速公路的总体功能是为上海和南京两地间的车辆运输提供通道，它在两地之问延 伸，占据着一定的土地空间。 工程项目是要完成一定功能、规模和质量要求的工程，它是由许多分部、许多功能面组 合起来的综合体，有自身的系统结构形式。例如一个工厂由各个车间、办公楼、仓库、生活 区等构成；每个车间在总系统中提供一定的使用( 生产) 功能；每一个车间或功能区又可分解 为建筑、结构、水电、机械、技术、通讯等专业要素。它们之间互相联系、互相影响、互相 依赖，共同构成项目的工程系统。它通常是实体系统形式可以进行实体的分解，得到工程 结构。见图2 3 。 ( 1 ) 功能面。 工程在一定的空间上布置，一个工程在空间上同样有自身的系统结构形式。它是由许多 空间分部组合起来的综合体。这些分部( 如一栋单体建筑或单体构筑物) 也有一定的作用， 提供一定的功能。通常被称为功能面。一个工程可以分解为许多功能面。 工程功能面的联系方式有多种，根据工程类型和规模的不同而有所区别。最常见的是一 个工程系统由许多单体建筑组成，每个单体建筑在总系统中提供一定的使用( 生产) 功能， 具有特定产品或服务的区域。这些单体建筑本身可以独立的发挥自身的功能，与其他建筑物 并不是“紧密相连”，但就整个工程系统的预定目标而言确缺一不可，若有缺失，说明工程 在功能上是不完善的，如工厂，关键是车间和仓库的建设，但是也少不了办公楼部分。还有 的工程各单体或部分之间是密不可分的，如一条城市地铁线，包括控制中心、地铁站、区间、 轨道以及各种系统工程等凉席十分密切，各功能面之间形成一个完整的地铁工程系统。 ( 2 ) 专业工程要素。 每个功能面是由许多有一定专业特点的要素构