第7章 工程项目管理技术的发展与应用

1第7章7.1工程项目管理技术的发展7.2现代工程项目管理技术的应用领域7.3现代工程项目管理的发展趋势工程项目管理技术的发展与应用2上世纪70年代，美国的ChuckEastman博士最先提出了建筑信息模型（BuildingInformationModel，BIM）这一理念，从而被称为“BIM之父”。BIM是一种对建筑物的物理属性和功能属性的数字化表达，是对工程对象的全面描述，可以为建设项目各参与方提供一种通用的方法，将建设工程项目生命周期不同阶段的数据、过程和资源联系起来，以提高项目团队的决策效率和准确性。随着建筑产业数字化理念和数字孪生技术的快速发展，BIM逐渐引起了学术界的广泛关注，成为建筑工程领域的关键技术之一。7.1工程项目管理技术的发展7.1.1建筑工程项目全生命周期BIM集成管理3BIM既可应用于工程规划、设计、施工、运营等单一环节，也可为建筑工程项目全生命周期的一体化管理提供支撑，能够有效组织和追踪项目全生命周期的信息，确保各个环节之间的信息传递过程不出现“信息断层”现象，降低信息的模糊性与不一致性，有助于更好地对建筑工程项目进行管理与控制。然而，目前BIM技术在建筑工程项目管理中的应用还停留在静态化层面，忽视了管理是一个需要有计划—执行—检查—纠偏的动态过程，以实现从施工技术管理向施工全过程管理的拓展。因此，有必要构建一套完备的建筑信息模型，并面向建设工程项目全生命周期的集成管理平台，编制一套与之匹配的数据编码交换标准等，以对项目各阶段相关的工程信息进行有机的集成、共享和管理，为各参与方、各阶段、各专业之间的信息交换提供支持，从而实现项目全生命周期动态的集成管理。7.1.1建筑工程项目全生命周期BIM集成管理7.1工程项目管理技术的发展4装配式建造是指一种在工厂预制建筑、道路、桥梁等工程的部分或全部构配件后，运输至现场装配的施工方法。装配式建造将现场高消耗人力、资源、时间等要素的施工活动转移至工厂，相较于传统现浇施工方式，具有提高工程质量、缩短工期、节能环保等优势。装配式建造的迅速发展，给现代工程项目管理发展带来了诸多益处。由于地质、地形等施工场地限制，传统现浇施工方法在主体承力结构施工工艺方面存在不足，致使项目施工质量较难控制，且面临运输困难、施工工作面小、施工难度大等问题。引入装配式建造能够解决传统工程项目的质量问题，充分发挥工业化优势，实现从设计到施工全过程的标准化、技术化集成；通过工厂集中生产，提升能源效率、节约建设资源，最终实现绿色生产施工。7.1工程项目管理技术的发展7.1.2装配式建造下的工程项目管理53D打印也称增材制造，是以3D设计这种数字模型文件为基础，通过对金属、碳纤维、尼龙等材料进行逐层打印，从而构造出物体的一种快速成型技术[38]。1983年，查克·赫尔（ChuckHull）发明了SLA（Stereolithography，光固化）3D打印技术，拉开了3D打印的帷幕。此后，国内外学者不断探索这一新型建造方式，同时也受到部分国家和地区政府的大力支持。目前，3D打印已应用于模型制造，涉及建筑、航空航天、医疗等领域，并且产品制造和零部件生成也可直接应用该技术。总之，3D打印因其数字化、智能化、机械自动化及新型材料应用等特征，近年来在众多领域不断发展应用。7.1.33D打印建造下的工程项目管理7.1工程项目管理技术的发展6我国住房和城乡建设部在《2016-2020年建筑业信息化发展纲要》中指出“积极开展建筑业3D打印设备及材料的研究。结合BIM技术应用，探索3D打印技术运用于建筑部品、构件生产，开展示范应用。”表示3D打印技术在我国建筑业的发展应用受到了国家的鼓励与认可。3D打印技术应用在建筑工程施工中同样具有重要意义。我国逐渐步入老龄化社会，劳动力短缺形势下，3D打印建造可缩短施工工期、减少劳动力投入。同时，3D打印建造的另一优势是建筑垃圾再利用，可节约建筑材料，减少资源浪费和能耗消耗，有利于推进我国新型城镇化建设。然而，目前我国3D打印技术还处于探索阶段，较少应用3D打印技术建造大型基础设施和建筑工程项目，开展3D打印建造业务的企业数量及规模仍待扩大。此外，3D打印在打印材料、打印设备、应用范围、施工工艺等方面仍存在待解决的挑战与困难。7.1.33D打印建造下的工程项目管理7.1工程项目管理技术的发展77.2现代工程项目管理技术的应用领域7.2.1智慧城市智慧城市最早起源于21世纪初的“智慧地球”这一理念。2010年，国际商业机器公司（即IBM）正式提出“智慧的城市”这一愿景，并对智慧城市进行了定义：利用通信技术手段对城市运行核心系统的各项关键运营信息进行感测、分析和整合，从而达到智能响应包括民生、环保、公共安全、城市服务和工商业活动在内的各种需求的目的。随着数字化技术发展和经济增长的需求，智慧城市的概念在我国得到了全面响应，在相关政策的出台与驱动下，我国智慧城市的发展历程可归纳为2012年以前的萌芽期、2012年-2016年的探索期和2016年至今推进期。我国智慧城市试点的发展虽已初见成效，但智慧城市的整体发展仍处于初期阶段，有待进一步完善。习近平总书记在二十大报告中强调“加强城市基础设施建设，打造宜居、韧性、智慧城市”，这要求各城市持续加快推进智慧化转型，在城市未来的建设进程中重视智慧城市顶层设计强化、加大城市基础设施中现代信息技术及科技元素的融入、建设多方协作的立体化产业生态圈，积极打造新型智慧城市发展的新产业、新服务和新模式。87.2.2海绵城市海绵城市是新一代城市雨洪管理概念，是指城市在适应环境变化和应对雨水带来的自然灾害等方面具有良好的“弹性”，能够像海绵一样，在下雨时做到吸水、蓄水、渗水、净水，在需要时将蓄存的水“释放”并加以利用，以此达到降温、防洪、抗旱、捕碳等目的，并获取相关效益，从而从根本上解决城市阻绝水与生态的问题，迈向真正的生态城市和低碳城市。海绵城市建设体现了城市发展理念的转变，我国将以现代公园城市理念为指导，进一步探索更多创建海绵城市的新举措，促进城市水资源的综合保护与利用，从而提升城市建设水平和活力，不断提高人们的幸福感和城市竞争力。此外，对接国家“3060”双碳目标，应充分发挥海绵城市建设的重要作用，以缓解城市热岛效应、促进建筑能耗降低。海绵城市建设与“双碳”目标具有一致性，能够降低碳排放。因此，有望借助“双碳”目标这一机遇，利用碳汇交易市场来支撑海绵城市建设，鼓励探索新的市场机制模式。7.2现代工程项目管理技术的应用领域9韧性城市是指城市能够依靠自身的能力来抵御各种灾害，从而减轻灾害损失，并在遭受灾害冲击之后，通过合理地调配相关资源从灾害中快速恢复过来。在当前社会语境下，相较以往抵抗多元化灾害风险侵袭的需求，韧性城市已从单一的自然灾害维度扩展到社会生态城市系统的生态、形态、功能、感知、社会、经济、治理等维度。建设“韧性城市”首次提出在2020年党的十九届五中全会审议通过的《中共中央关于制度国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》中。《建议》指出，“推进以人为核心的新型城镇化。强化历史文化保护、塑造城市风貌，加强城镇老旧小区改造和社区建设，增强城市防洪排涝能力，建设海绵城市、韧性城市。提高城市治理水平，加强特大城市治理中的风险防控。”7.2现代工程项目管理技术的应用领域7.2.3韧性城市10韧性城市理念主要关注城市—社会系统在面对自然或人为的长期压力和突发冲突时的自我调节和修复能力，强调城市中的个体、社区、机构，以及城市机能、城市系统等在各类风险和危机中呈现出的抵抗力和恢复力。中国城市正面临着外界诸多因素的冲击，韧性城市具有鲁棒性、整体性、自组织性等特性，有助于城市系统更好地应对动荡和变化，通过思考未来如何提升城市韧性的预见性和引导性，推动城市规划思维转型，建立人性化城市。韧性城市是人类作为命运共同体，以综合动态这一视角应对风险和危机的新思路，意味着城市具备从干扰中恢复、适应、转变和创新的能力。结合国内外实践经验，韧性城市的未来建设需要从统筹发展和安全的战略高度进行规划。一是要将韧性城市建设提升到维护国家经济发展安全的战略高度；二是建立健全韧性城市发展规划体系；三是更加重视韧性社区和韧性街区建设；四是打造新型韧性区域生产综合体；五是以韧性城市建设为牵引，统筹城市适应新技术应对新风险的能力。7.2现代工程项目管理技术的应用领域7.2.3韧性城市11重大工程是指由政府主导的投资规模大，复杂性高，对国家政治、经济、社会、科技发展、环境保护、公众健康与国家安全等具有重要影响的大型公共工程，其范围包括交通、水利、城市建设等大型建设项目，并发挥着经济发展“稳定器”的关键作用。在重大工程中，除了导弹、卫星、载人航天及重离子加速器等重大国防工程与重大科学技术工程以外，还有一类主要为社会、民生、环境提供长久性基础构筑物的重大基础设施工程，如三峡水利工程、南水北调工程、全国高速公路网工程等。伴随巨大的市场需求、全球范围的广泛合作、政府支持以及巨额资金投入，重大工程建设愈趋复杂，各种复杂的工程体系影响人们生产、生活方式的同时，也为重大工程带来新的机遇和挑战。7.3现代工程项目管理的发展趋势7.3.1重大工程协同管理12我国作为世界最大的发展中国家，重大工程的数量和重大单体工程的规模均名列前茅。近年来，基础设施建设在国家的支持与推动下得到大力发展，涌现了一大批重大工程，如港珠澳大桥、三峡工程、青藏铁路等世界级的“超级重大工程”。目前，我国重大工程的发展初见成效，但其涉及组织、人员众多，成败与否受到技术、资源等众多因素的影响，更为突出的是如何在重大工程涉及的多主体中进行协同管理的问题。技术方面，比如港珠澳大桥项目中采用设计施工联动机制完成难度最大的岛障工程，其沉管道的预制与装配涉及一系列的创新技术活动。管理方面，在改革开放之后，重大工程的管理模式发生了很大的变化，涉及组织性质变得多元化，市场要素增多，协同的复杂度和难度在增大，而越是如此，重大项目进行组织协同管理研究的重要意义就越发突出。在重大工程这样的庞杂系统中，为降低工程建设成本、加快工程建设进度，有效协同管理重大工程，并保障工程顺利建设将是大势所趋。7.3现代工程项目管理的发展趋势7.3.1重大工程协同管理137.3现代工程项目管理的发展趋势7.3.2项目群管理与项目组合管理项目群是指经过协调统一管理以便获取单独管理时无法取得的效益和控制的一组相互联系的项目。项目群中的项目需要共享组织的资源，进行项目间的资源调配。项目群具有多项目并行、统一战略目标和统一配置资源等特征。项目组合是为实现战略目标而组合在一起管理的项目、项目群、子项目群和运营工作的集合。项目组合中的项目或项目群不一定彼此依赖或直接相关，但都通过项目组合与组织战略规划联系在一起。项目群包含在项目组合中，其自身又包含需要协调管理的子项目群、项目或其他工作。单个项目无论是否属于项目群，都是项目组合的组成部分。14项目群管理（ProgramManagement）是指为了实现组织的战略目标和利益，而对一组项目（项目群）进行的统一协调管理。项目群管理需要运用知识和资源来界定、计