工程全寿命期管理

东南大学成虎教授 二O一二年九月 工程全寿命期管理理论和方法体系构建 一 基本概念1 工程的概念工程有三层含义 1 本文 工程 主要指工程技术系统 它是实体系统 主要指土木建筑工程 水利工程和军事工程等 2 工程系统 工程是具有一定使用功能或价值的人造技术系统 工程系统的构成通常有 建筑物 构筑物 设备系统 软件系统 2 工程寿命的概念 1 设计寿命 从竣工投入使用起算 民用建筑设计通则 GB50352 2005 中对工程的设计寿命的规定 2 实际服务 使用 寿命实际服务寿命是指工程实际被使用的时间 是由工程能否满足实际使用功能或价值要求定义的 1 物理服务寿命 指工程由于物理损耗已不能再满足服务需求 或被正常使用 或不能再继续使用的期限 涉及工程主体结构的衰退 材料老化 磨损或损害 服从物理 化学规律 总体上服从物理学规律 2 经济服务寿命 是指从投入使用到年平均总费用为最低的使用年限 服从工程经济规律 3 技术寿命 是指由于技术的更新和进步 使工程产品没有市场导致工程没有价值 服从技术进步规律 建筑工程寿命测算方法研究 3 工程全寿命期的概念及阶段划分工程全寿命期是指从工程构思到拆除 宽于设计寿命 4 工程全寿命期管理 ELCM 1 工程全寿命期管理的概念工程全寿命期管理是以工程的前期策划 规划 设计 施工和运营维护 拆除为对象的管理过程 有两个含义 1 从内容构成上指 工程寿命期内各个阶段管理工作集合 按照工程寿命期阶段划分 可分为前期策划管理 工程建设管理 工程运行管理 即 开发管理 DM 项目管理 PM 和物业管理 FM ELCM DM PM FM 从管理内容上分析 包括工程的投融资决策 工程项目管理 工程估价 工程合同管理 工程经济分析 工程技术管理 工程质量管理 工程运行维护和健康管理 工程创新管理等 2 现代工程全寿命期管理 工程全寿命期理念 在工程的任何一个阶段的工作 包括技术工作 管理工作等 中都要立足于工程的全寿命期 不仅注重建设期 更注重工程的运行阶段 以工程全寿命期的整体最优作为管理目标 反映工程全寿命期的整体效率和效益 注重工程全寿命期的可靠 安全和高效率运行 资源节约 费用优化 与环境协调 健康和可持续发展 在全寿命期中都经得住社会和历史的推敲 对工程全寿命期进行集成化管理 把工程可行性研究 规划 设计和计划 施工 运行和拆除的全过程作为整体统一管理 形成具有连续性的 系统的 集成化的管理系统 2 工程全寿命期管理的特征与传统的工程管理 如工程投资管理 工程项目管理 物业管理 工程合同管理等 相比 工程全寿命期管理最典型的特征是 1 以工程全寿命期为对象 考虑从工程前期策划到建设 到运行 拆除的全过程 超越工程的阶段性 2 从工程相关者各方和整个社会角度出发 超越工程中的利益主体 如投资 业主 设计单位 承包商 运行单位 产品用户等 角色 3 从工程系统的总体出发 超越具体的工程专业 如建筑学 结构工程 给排水工程 设备工程等 4 构建集成化的工程管理系统 超越具体的工程管理职能 如进度管理 合同管理 质量管理 成本管理 HSE管理 资源管理 运行维护管理等 二 工程全寿命期管理的需求 一 传统工程管理存在的问题1 工程寿命期过程自身的矛盾性 工程全寿命期有总体目标与要求 但由于工程的寿命期太长 只能按照阶段分解目标 每个阶段有不同种类和性质的工作任务 有不同的负责人 工程寿命期中的工作由不同的企业承担 这导致各个阶段的组织任务和责任人不同 工程组织分割 组织目标不一致和组织责任离散 2 传统的工程管理以建设过程为对象 注重建设管理 忽视运行阶段的管理 目前 我国工程界的主题是建设 工程三大目标 质量 建设工期和费用 投资 工程管理重点 工程项目管理 以质量管理 工期管理 费用管理等 3 传统的工程管理的理论和方法体系存在的问题 三大目标是给定条件 这个体系存在两个基本问题 1 三大目标前面是什么 2 工程除了三大目标外 还有什么目标 传统工程管理实践上的问题1 割裂了工程前期策划 建设过程和运行三个阶段的内在联系 造成管理的不连续性 无法实现工程总体目标 2 导致工程中过程 主体和管理职能之间知识的障碍 信息流通的断裂和信息孤岛现象 工程全寿命期缺少统一的计划和控制系统 3 参与者只注重局部利益 而放弃或背弃了工程全寿命期的目标和准则 人们的短期行为严重 4 工程组织体系明显地存在 责任断裂 和 责任盲区 5 有 为建设而建设 思想 设立目标常常是非理性的 对工程问题的认识是近视的 建设行为常常是浮躁的 二 工程全寿命期管理的起因1 工程自身的价值需求1 工程建设是为工程运行服务的 为运行提供设施 是手段 运行是工程价值的发挥 才是建设的目的所在 2 工程运行能力 安全性 稳定性等由建设过程决定的 3 运行期的时间跨度和影响更大 例如一个住宅工程 建设期可能仅仅3年 而运行期70年 南京地铁1号线建设期5年 设计寿命100年 而实际使用寿命更长 4 工程建设所消耗的费用 社会资源和自然资源 所产生的污染 碳排放仅是一小部分 而运行期资源消耗更大 所产生的污染更多 造成的影响也更久远 5 工程建设的缺陷和问题只有通过运行才能发现 才能反馈到新工程的规划 设计和施工中 2 现代工程的特点 1 现代工程问题大都是全寿命期问题 涉及各领域交叉融合的综合性技术问题 以及环境保护 低能耗 低碳 低排放 生态方面的问题 2 工程的投资大 消耗大量的自然资源和社会资源 工程中各方面利益的冲突加剧 会涉及到公共利益 政府 国家 地区 城市 投资者 承包商 用户 周边居民 包括被拆迁者 等各方面的利益平衡问题 3 工程对自然 对社会的影响大 许多影响是历史性的 人类社会认识自然和改造自然的能力越强 可能造成对自然和对社会造成的破坏就越大 它的历史影响就越大 大量的社会资源和自然资源 能源都消耗在工程的建设和运行过程中 大量的环境污染和碳排放是由于工程的建设和运行造成的 大量的土地是由于工程建设被占用的 大量的投资是在工程建设中花费掉的 大量的社会群体性事件由工程的建设和运行引起 这使得在现代工程中 建设过程 施工过程 的重要性 难度相对降低 工程运行管理 健康管理 资产管理等方面的任务加重 要求从工程的构思 目标设计 可行性研究 设计 设备制造 施工 直到运行全过程的一体化管理 3 现代社会和历史对工程界的要求 1 国家提出科学发展观 建设资源节约型社会和环境友好型社会的号召 要求发展绿色经济和循环经济 促进社会的和谐和可持续发展 2 在2009年底哥本哈根世界会议上 我国政府提出了节能减排的的行动目标承诺的实现 3 我国环境形势十分严峻 环境问题的解决 4 我国的建筑能耗问题十分严峻 5 近30年来 我国大量的社会问题由工程建设和运行引起 大规模工程拆迁引起的社会问题 耕地的减少问题 工程引起的安全和环境污染问题 农民工问题 资源消耗问题 自然灾害的预防问题等 这些都必须通过工程全寿命期的设计 管理理论和方法解决 4 现代工程新的投资体制 融资模式 承发包模式和管理模式需要全寿命期管理 1 业主对工程全寿命期管理的责任 例如南京地铁总公司 一些房地产公司搞大型城市综合体开发和持有物业模式 2 PPP和PFI融资模式 如某高速公路工程通过BOT融资方式建设 BOT特许经营期为25年 则对所有BOT参与方和项目公司做全寿命期管理 3 总承包 项目管理 代建制 伙伴关系合同的推广 这些企业和项目工程管理的核心是 工程全寿命期管理 集成化管理 5 现代工程技术和工程管理科学发展的要求 1 我国现代社会和工程界提出的许多问题 新的口号 新的命题都是工程的全寿命期问题或与工程的全寿命期相关 如绿色建筑 生态小区 节能建筑 低碳建筑等 2 工程全寿命期理论对各个工程专业创新有引导作用 为各个专业工程设计和施工 建造 技术的研究和创新提供了评价标准和良性反馈 3 随着我国大规模建设时期的过去 我国工程界的主要任务的变化 已建成工程的运行维护 健康监测和诊断 工程的改造等 4 工程管理学科近几十年来的发展 三 工程全寿命期管理对我国现代工程建设的重大意义1 在近几十年来 我们有做好工程的一切条件 1 有先进的工程技术 方法和设备 有能力做出世界上最高的建筑 最大跨的或最长的桥梁 最大的水利工程 2 我们有最先进的社会建设和发展理念指导 近几十年 我国政府提出许多先进的科学的治国理念 发展方针 如科学发展观 绿色经济 循环经济 提出和谐理念 建设资源节约型社会和环境友好型社会 以人为本 集成创新等 3 我国的工程技术人员 工人是当今世界上最富有聪明才智和最有吃苦耐劳精神的 也是最辛劳的人群 4 我国工程建设 不缺钱 这些年为了拉动经济 我国进行了大规模的工程建设投资 特别是政府工程 2 我国工程建设的现状1 在我国 人们一直追求新的建筑 对工程建设的立项和拆除都十分轻率 到处在炸建筑 拆建筑 2 大量的新建工程疾病缠身 未老先衰 是 豆腐渣 工程 是中外历史上少有的建筑工程安全和质量事故高发时期 3 我国目前的工程缺少精神 价值 大量的工程失控 大量的工程是不可持续的 不成功的 表现在 楼裂裂 楼歪歪 楼碰碰 等现象 大量的标志性大型工程 远远地看很壮观 但不能细看 工程的设计 工艺 材料都很粗糙 由于工程质量问题导致我国许多建筑是高能耗的 高水耗的 我国工程 城市 的抗灾能力很弱 大量的标志性建筑在艺术风格上追求怪异 奢华 而在人文艺术方面却是苍白的 各个城市建筑式样千篇一律 大量的标志性建筑都采用外国建筑师的方案 4 我国经历了世界上少有的工程建设高峰时代 但在工程经济和工程管理方面理论和实践是非常落后的和低水平的 5 工程领域从高层决策 到规划设计 施工 采购存在非理性思维 3 我国目前工程情况的社会和历史影响1 我国建筑平均寿命太短 2 导致我国大量自然资源的浪费 我国本身就是资源不很丰富的国家 3 对我国环境的影响 例如使城市面貌长期不整洁 灰霾天气增加 4 由于建筑的寿命期短 我国工程的年使用费是很高 工程经济效益很差 5 使我国许多固定资产投资不能形成有效的社会财富积累 6 大量的甚至是成片老城区的拆除 导致许多老建筑灭失和我国很多地方建筑文化的断层 中国传统的街坊文化和社区文化基本灭失了 7 这种不断的大规模的拆迁带来社会的不安定 8 对整个社会风气产生恶劣的影响 人们追求奢华 许多地方互相攀比工程的宏大 不珍惜自然资源和社会财富 三 工程全寿命期管理理论和方法体系工程管理作为一个大的学科 必须有它的理论和方法体系 而且这个体系应该是比较厚重的 有独特性的 自成体系的 工程全寿命期管理是以工程实体寿命过程为对象的管理 为工程管理的主要组成部分 为工程管理领域的其他研究 如产业发展 工程科学技术和学科发展 工程领域创新的管理等 的基础 工程全寿命期管理理论和方法体系可以分为如下层次 1 理论基础 2 工程全寿命期规律性研究结论 3 价值体系 准则 评价体系 4 具体应用理论和方法 一 工程全寿命期管理理论和方法系统构架 二 工程全寿命期管理理论和方法基础1 可持续发展理论可持续发展体现向历史负责的精神 顾及民族的生存和社会的长治久安 可持续发展在工程中的应用 1 工程应能够促进国家和地区社会和经济的健康的和可持续的发展 促进地区经济的繁荣与稳定 2 工程要在建设和运行全过程经得住历史的推敲 持续地符合将来社会对它的要求 有历史价值 3 工程自身有可持续能力 能够长期 稳定 高效率地运行 能够 健康长寿 2 绿色经济 循环经济和建设资源集约型社会理论1 追求工程与自然生态环境的和谐 减少工程对环境的影响 保护生态环境 减少污染 减低排放 关心人和环境的健康 建设环境友好的 低碳消耗的 绿色的 生态的工程 2 在达到工程的功能目标和保证工程质量的前提下 尽可能节约使用自然资源 特别是不可再生资源 如节约使用能源 水 木材 钢材等 特别要节约使用土地 3 尽可能采用生态工法 保持工程的生态功能 减少对当地生态环境的损害 应用环保 清洁的施工技术和产品生产工艺 4 充分和循环利用工程中产生的废弃物 这不仅涉及工程施工中的废弃物 还涉及工程运行 生产 中 工程产品消费和报废过程中 工程被拆除后产生的废弃物 3 以人为本理论在工程过程中以人为出发点和中心 激发和调动人的主动性 积极性 创造性 建设和谐的 最符合人性化要求 各方面满意的工程 在工程中必须体现 1 通过对工程完备的功能设计和人性化设计 保证工程建成后为用户提供更加安全 稳定 快捷 高效 更为人性化的服务 2 不仅考虑到业主 政府 投资者 用户的需求 目标和利益 而且充分考虑到城市 原址上的居民和周边居民的利益和要求 达到使各方面满意的结果 3 保证施工期间施工人员和周边人员的安全 健康 保护基层施工人员和生产人员的切身利益 4 在工程的运行中 保护操作人员的健康和安全 使操作人员能够方便地运行工程 使维护人员能够方便地进行维修工程 同时减少对周边居民的干扰 4 集成创新 集成化管理理论和方法工程全寿命期管理方法主要是集成化管理 1 设置工程全寿命期的目标 进行综合的计划和综合的控制 良好的界面管理 良好的组织协调和信息沟通 2 工程的全寿命期各阶段的一体化 3 工程管理的全部职能的集成 4 工程组织和责任体系的集成 5 工程全寿命期信息集成化 5 工程经济学理论和方法工程经济学理论和方法主要应用在工程全寿命期费用 LCC 的计算 分析 评价中 其目标是追求工程全寿命期经济性 它的应用涉及许多方面 如 1 现代工程的绿色建筑技术 节能技术 环保技术等都要从工程全寿命期费用的角度进行评价 2 在工程的规划 设计 制造 购置 安装 运行 维修 改造 更新 直至拆除回收中 涉及到的各种方案 措施都要进行全寿命期费用计算 分析和评价 最终才能使工程的全寿命期总费用最小 3 在工程全寿命期中进行价值工程的分析和应用 6 生态学的理论和方法 1 工程中的生态问题 工程与周边自然环境和社会环境构成新的生态系统 则要研究 1 工程与生态系统的关系 生态活力 工程在物质 能量 信息的转化过程中与生态环境达到动态的平衡 2 追求人与自然的和谐 建设生态建筑 绿色建筑 关注建筑的能耗和环保方面 关心人和环境的健康 保持或不损害生物多样性 3 工程的生态建设 要运用生态学方法建立新的生态系统以解决工程环境问题 建立具有社会和生态价值的新型持久生态系统 4 在拆除后 工程的生态还原和重建 2 应用生态学的研究成果研究工程全寿命期的规律性 如工程的生老病死问题 工程的健康问题 工程的价值变动规律 工程之间 工程与社会之间的相关性等 三 工程系统的规律性这些是对工程本身的基础性理论研究工作 对工程的规律性研究不足是我国工程管理缺少理论和科学性的根源 1 对工程的基本认识对 工程 的 人化 思考 工程总体 每个专业系统构成 系统功能等各方面都有一般生物的特征和规律性 1 工程个体 individuals 即单个工程 2 工程种群 populations 即一个地区同类工程的集合 3 工程群落 community 是一个地区不同种类的工程组成的工程系统 4 工程生态系统 ecosystem 是一个地区内所有工程群落与环境的总和 工程在寿命期过程中经历了孕育 出生 成长 扩展 结构变异 衰退和消亡的过程 具有与人相似的规律性 工程也有组织的遗传问题 如传承决策者的理念 设计人员的文化艺术特征 价值观 技术 美学 伦理 工程也有健康和保健问题 有 抵抗力 和 脆弱性 等问题 有可持续发展能力问题 工程系统之间的竞争与共生关系 工程系统与环境相互依赖的生态关系 2 工程全寿命期价值规律将 价值 概念应用于工程 1 工程的价值就是工程对社会需要的满足关系和满足程度 指工程对社会所具有的作用 功能价值 它的自然禀赋 2 凝结在工程中的社会必要劳动时间的总和 市场价值工程具有一切商品的属性 符合价值规律 3 延伸价值工程 V F C 的概念 工程的功能 产出 作用 和成本 代价 之比 1 全寿命期的 功能 2 全寿命期的 成本 即代价 3 工程价值的总体特性和规律性 1 工程价值的总体特性1 有形价值与无形价值的统一 2 工程本身价值与自然环境 文化教育 经济 社会诸方面价值的统一 3 现实价值 未来预期价值与历史价值的统一 2 工程价值的过程工程全寿命期过程又是价值的产生到灭失的过程 前期策划和工程设计 价值的规划阶段 施工 价值的生产阶段 运行 价值的实现和衰退阶段 拆除 价值的灭失 阶段 工程价值的发展的规律性 4 工程的功能 1 内涵 工程为社会提供产品或服务的能力 生产或服务功能 工程的经济作用 经济功能 工程的社会作用 社会功能 工程的文化作用 文化功能 展现和传承建筑文化 工程的科技作用 科技功能 2 它们在工程全寿命期中的规律性 5 工程代价的规律性 1 工程代价的含义传统的工程管理注重 费用 工程代价主要包括三个方面 1 工程的投入 工程投入一般指工程寿命期中所消耗的实体物质资料和可以转化为实体物质资料的自然资源的总和 是有形的 可以计量的 如土地 材料 能源 资金 劳动力 技术 信息等 还涉及工程系统所造成的社会 生态 文化等外部系统的全部花费 消耗 投入 损耗 2 在工程寿命期中产生的负面的产品 包括 在建设和运行 如产品生产或提供服务 过程中排放的污染 如废水 废弃物 扬尘 噪声等 工程报废后的遗址或拆除时产生的污染 如核电站 3 工程的建设和运行产生的其他负面影响 永久性占用土地和生态环境影响 破坏植被 水源 生物的多样性 使自然生态状况不复存在 将来也不可能恢复 在建设和运行过程中 需要消耗大量的原材料和能源 从而刺激这些能源和自然资源的开发需求 导致我们这一代人消耗了大量的不可再生资源 大型工程建设给社会带来巨大影响 如人口迁移 社会动荡 对历史文化和文物的破坏 大规模拆迁 使我国许多传统文化 如邻里文化 风俗习惯 物质的和非物质的文化遗产灭失 甚至可能改变着人们的社会关系和习性 2 工程代价的规律性1 代价是必然的 客观存在的 有自身的规律性 不会因为人们评价标准或认识能力的变化而变化 2 有些代价影响甚至超出了工程活动的时间与空间范围 3 工程的社会 环境 生态 文化等外部系统的代价往往是间接的和隐性的 难以预测 且人们常常不关注 但是这类代价的影响是长期的 历史性的 社会性的和不可逆的 常常更为严重 4 工程的价值与代价在工程全寿命期过程中是变化的 生态环境的破坏有一个过程 建筑文化衰落需要一定的时日 工程负面影响的出现 往往会随时间逐渐增强 会有震荡放大的效应 在工程投入运行后早期常常价值大于代价 但随着工程的老化 衰退 其功能价值会减小 而代价会逐渐增大 四 工程全寿命期价值体系 准则1 概述理论价值 为整个工程提供评价体系和准则可以引导出具体的实用性的理论和方法 并对它们进行评判 工程全寿命期管理是基于正确的 科学的 理性的价值体系上 它是工程的灵魂 决定工程最重要和最本质的东西 我国近几十年来 工程和工程管理领域的许多研究和 创新 在价值体系方面是迷失的 2 工程全寿命期价值体系构建 3 工程的目的科学的 健康的和理性的目的是一个成功工程良好的出发点 工程的目的是工程的起源 是初始命题 是所有工程专业和工程管理的起点 工程的目的是通过建成后的工程运行 为社会提供符合要求的产品或服务 以解决人类社会经济和文化生活的问题 满足或实现人们的某种需要 可能是战略的 社会发展的 企业经营的 科研的 军事的要求 如 改善人们的住房条件 提高物质生活水平 为丰富人们的社会文化生活 特别是精神生活的需要 为了进行科学研究 探索外层宇宙空间 探索未知世界 为了科学技术的进步和人类文明的传承 促进社会的和谐和进步 工程不应是为了单纯地拉动经济 或为了提升城市或地区的形象 或为了彰显某部门或领导人员的政绩而建设的 4 工程的使命使命的本义是指重大的责任 工程的使命是由工程的目的引导出的 它主要体现在工程的运行阶段 工程的使命主要体现在 1 满足社会 或工程的上层系统 如国家 地区 城市 企业 的要求 如果工程建成后没有使用功能 就不能达到这个要求 则失去了它最基本的价值 2 承担社会责任 现代工程投资大 消耗的社会资源和自然资源多 对环境影响大 对周边居民和组织的影响大 所以它担负很大的社会责任 必须为社会作出贡献 不造成社会负担 降低社会成本 3 承担历史责任 一个工程的整个建设和运行 使用 过程有几十年 甚至几百年 不仅要满足当代人的需求 而且要能够持续地符合将来对工程的需求 经得住历史的推敲 有它的历史价值 5 工程的文化 1 工程的建筑艺术 风格工程所蕴含的文化价值主要在于工程所具有的建筑式样 艺术风格 所代表的艺术和文化特色 这些常常是由工程的建筑设计决定的 2 工程参加者的价值观1 工程参与者参加者应有的建筑价值观 审美观 因为工程的艺术风格是由人决定的 设计和选择的 影响工程建筑艺术风格最重要的是建筑师和决策者 体现他们的价值观 环境观 以及所属的民族和时代的特征 2 对工程建设者 工程是有生命的 作为自己的作品 应该努力使它传承于世 使它健康成长 同时 不应该随便拆除建筑工程 不管是他人建设的 还是自己过去建设的 应尊重前人的 他人的工作成果 3 应有历史责任感和社会责任感 应该感到 建设一个工程是 历史性的 的工作 应有向社会和历史负责的精神工作 4 有健康的自然观 要敬畏自然 追求工程与自然的和谐 爱惜自然资源 追求节俭 珍惜财富 5 应恪守职业道德 应有良知 理性 有公平心和公正心 诚实信用 不能通过工程为自己获得额外财富 6 实事求是 以认真细致 勤勉 务实 负责任的态度工作 尊重科学 尊重工程自身的规律性 3 健康的工程观工程观 如何