崔鵬

摘 要：隨著“一帶一路”、城市群建設、新型基礎設施建設等國家戰(zhàn)略的提出和落實，智能建造將成為未來工程領域的關鍵詞，而傳統(tǒng)的工程管理方式漸漸無法滿足新興工程建設的需求。面對日益復雜的工程項目和風起云涌的國際環(huán)境，面向智能建造的工程管理專業(yè)轉型和人才培養(yǎng)方案優(yōu)化勢在必行。本文基于智能建造在全球建筑業(yè)中發(fā)揮的重要作用，討論未來工程管理專業(yè)的定位，設計專業(yè)發(fā)展思路，提出面臨的挑戰(zhàn)，勾勒未來專業(yè)發(fā)展愿景。

關鍵詞：工程管理; 智能建造; 專業(yè)轉型; 人才培養(yǎng)

中圖分類號：G642.0? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ?文章編號：1006-3315（2020）-11-098-002

1.全球建筑業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀概述

2020年，面對國內外復雜的經濟環(huán)境和各種嚴峻挑戰(zhàn)，在以習近平同志為核心的黨中央堅強領導下，我國建筑業(yè)以習近平新時代中國特色社會主義思想為指導，全面貫徹黨的十九大和十九屆二中、三中和四中全會精神，持續(xù)深化供給側結構性改革，發(fā)展質量和效益不斷提高。

建筑和城市基礎設施是民眾福祉、經濟發(fā)展和城市安全運行的載體和基礎。2019年總產值達21萬億元，GDP占比25%，其變革對中國社會的綠色、低碳、可持續(xù)發(fā)展有重要影響。當前，盡管中國已建成舉世矚目的超高層建筑、超大跨度橋梁、超深超長隧道，但中國建筑業(yè)仍未擺脫勞動密集型的產業(yè)窠臼。德國政府提出“工業(yè)4.0”以來，中國制造業(yè)和建造業(yè)缺乏核心技術，難以應對未來發(fā)展和國際競爭力。根據美國勞動生產率指數，制造業(yè)的勞動生產率從1964年到2012年之間提升了153%;而這48年間內，建筑業(yè)勞動生產率非增反降19%。

縱觀我國建筑業(yè)高質量增長的問題阻礙包括：現(xiàn)役基礎設施日益老化、人口老齡化、行業(yè)利潤率低、研發(fā)投入力度弱、技術人才與勞動力短缺、核心技術和標準體系匱乏等。而與之相對的主要驅動力包括：“一帶一路”倡議、國家新型城鎮(zhèn)化規(guī)劃、綠色、可持續(xù)、人工智能、智慧城市、基礎設施翻新、工業(yè)化、模塊化設計、建造機器人、工業(yè)4.0、區(qū)塊鏈經營與管理、3D打印技術、建筑信息模型、金融投資等新趨勢和新概念。

新時代下，建設倒逼技術、工藝與環(huán)境的跨越式轉變，可概括為：科技創(chuàng)新應對既有挑戰(zhàn)、突破技術瓶頸、引領產業(yè)變革。例如，早期建筑業(yè)僅承受常規(guī)荷載（如：自重荷載下沉降變形、積雪荷載壓垮大棚），如今可能面對多重復雜荷載（如：恐怖襲擊的爆炸荷載、海嘯沖擊荷載）;早期建筑業(yè)的施工環(huán)境適宜（如：橋梁施工環(huán)境、隧道施工環(huán)境），如今面臨各種復雜、惡劣環(huán)境（如：極寒建設環(huán)境、深海建設環(huán)境）;早期建筑業(yè)是由勞動密集型產業(yè)（如：人工綁扎鋼筋、施工人員協(xié)調會），如今逐漸轉為裝備與技術密集型（如：美國無人挖掘機、法國自動拆除機器人）等。

以建筑行業(yè)機器人為例，各國政府與企業(yè)對智能建造傾注全力，推動技術革新與工程應用，相關施工技術、代表性研發(fā)企業(yè)及產品如表1所示。

2.智能建造引領建筑業(yè)發(fā)展方向

基于上述事實，在《創(chuàng)新2050：建筑業(yè)不可思議的未來》報告中，英國最大設計、施工和資產管理集團巴爾弗·貝蒂（BalfourBeatty）公司大膽預測：2050年，建筑工地將不會再有人類工作。

面對日新月異的建筑業(yè)現(xiàn)狀，全球主要經濟體均大力發(fā)展智能建造，以助推智慧城市建設、升級智能社會。例如：美國的“3D-4D-BIM”計劃、智能設計建造（ICD）戰(zhàn)略、全球信息基礎設施計劃等;日本提出《第五個科學技術基本計劃（2016-2020）》以及“i-Construction”（建筑業(yè)生產力革命）;英國提出“數字建造”戰(zhàn)略規(guī)劃、建筑業(yè)智能建造戰(zhàn)略規(guī)劃;此外，還包括新加坡政府的“智能城市方案”、德國的“高科技2025”戰(zhàn)略、澳大利亞的“智慧城市及郊區(qū)項目”等。

中國近年來發(fā)力于“智慧城市”和“智能建造”，自2017年《國務院辦公廳關于促進建筑業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的意見》要求推廣智能建筑并提升其設計、建造方式起，95%的副省級以上城市、83%的地級城市均在《政府工作報告》或“十三五”規(guī)劃中明確提出建設智慧城市?！吨袊ㄔ?035》中提出，實現(xiàn)“數字化、網絡化、智能化”，是制造與建筑等行業(yè)發(fā)展的新趨勢。中國工程院《全球工程前沿2018》發(fā)布會中，智能建造議題成為全球工程研究與開發(fā)的“雙前沿”項目。中國將以大國姿態(tài)，引領全球“智能建造”“智慧城市與社會”的發(fā)展浪潮。

3.智能建造含義和技術體系架構

所謂智能建造，是新一代信息技術與工程建造融合形成的工程建造創(chuàng)新模式，即利用以“三化”（數字化、網絡化和智能化）和“三算”（算據、算力、算法）為特征的新一代信息技術，在實現(xiàn)工程建造要素資源數字化的基礎上，通過規(guī)范化建模、網絡化交互、可視化認知、高性能計算以及智能化決策支持，實現(xiàn)數字鏈驅動下的工程立項策劃、規(guī)劃設計、施（加）工生產、運維服務一體化集成與高效率協(xié)同，不斷拓展工程建造價值鏈、改造產業(yè)結構形態(tài)，向用戶交付以人為本、綠色可持續(xù)的智能化工程產品與服務。智能建造應具備通信、計算、控制等三大功能要素，并不斷追求并實現(xiàn)狀態(tài)感知、實時分析和科學決策三大“類人”目標。智能建造的技術體系架構可以繪制成金字塔結構，如圖1所示。

4.智能建造方向的工程管理專業(yè)定位與挑戰(zhàn)

“智能建造”是教育部于2018年正式批準新設全國首個“新工科”專業(yè)，以土木工程為基礎，以信息技術為紐帶，以機械工程和控制工程等技術為工具，融合建筑學、材料工程、工程管理等學科知識。涵蓋建筑與基礎設施的設計、制造、運輸、裝配、運營、維護等生命周期完整鏈條。將工程管理專業(yè)向智能建造方向推進符合社會發(fā)展趨勢和未來需求。

智能建造是傳統(tǒng)建筑業(yè)轉型的機遇與途徑，也是工程管理學科的延伸和拓展。培養(yǎng)一批能夠應對未來科技與工程發(fā)展的人才，并創(chuàng)立創(chuàng)新相關人才培養(yǎng)模式是實現(xiàn)工程管理專業(yè)轉型的必要條件。通過理科、人文社科和傳統(tǒng)工科相融，分別形成文理結合、工管結合、理工結合并最終打造成與時俱進的、面向智能建造方向的現(xiàn)代化工程管理學科。

沈祖炎院士將智能建造相關人才培養(yǎng)的戰(zhàn)略目標制定為：面向未來科技與工程發(fā)展的人才培養(yǎng)，通過共性基礎+個性發(fā)展，培養(yǎng)20年以后的精英和棟梁。同時強調，在培養(yǎng)過程中，要強化學生時間、空間和縱深三個維度的工程管理專業(yè)素養(yǎng)。時間上，從使用安全發(fā)展到全壽命周期;空間上，從單體部件發(fā)展到工程系統(tǒng);深度上，從單一土木學科深化到依靠多學科的交叉與綜合。

當前，工程管理專業(yè)向智能建造方向發(fā)展與轉型面臨以下五個挑戰(zhàn)：

挑戰(zhàn)一：囊括各交叉學科，同時保證廣度、深度的課程體系尚未構建;挑戰(zhàn)二：具有實際工程意義、培養(yǎng)學生創(chuàng)造力的實踐課程尚未普遍開設;挑戰(zhàn)三：掌握綜合系統(tǒng)知識的師資力量尚未成型;挑戰(zhàn)四：可供學生實踐的建筑實操基地等硬件設施尚未普及;挑戰(zhàn)五：有利于交叉學科發(fā)展的學校人事激勵制度、成果管理制度尚未落實。

總而言之，工程管理專業(yè)亟須明確專業(yè)培養(yǎng)目標，打破傳統(tǒng)課程體系和知識結構的桎梏，創(chuàng)新教學模式;同時，亟須加強師資隊伍建設、平臺建設、制度建設，為“新工管”專業(yè)的發(fā)展夯實基礎。

5.智能建造方向的工程管理專業(yè)設計與愿景

本科教育是立校之本、研究生教育是強校之路。如果將育人比作植樹，本科教育就是筑根汲養(yǎng)，旨在培養(yǎng)有專業(yè)意識的人，向下穩(wěn)固根基，重在“人”的培養(yǎng)。而研究生教育則是開枝散葉，旨在指導研究生專業(yè)地思考，向外蓬勃生長，重在“專業(yè)+”的發(fā)展。未來的工程管理專業(yè)將從專業(yè)細分演變到工程系統(tǒng)劃分，從數字依托轉型為智能支撐。

因此，智能建造方向的工程管理專業(yè)教學模式需要優(yōu)化改進。設計是所有專業(yè)訓練的核心，是將專業(yè)與科學區(qū)分開的主要標志。未來，除工程項目管理、工程造價、項目投融資、合同管理等傳統(tǒng)工程管理專業(yè)課程外，更要開設智能建造相關課程，建議包含但不限于如下課程：智能設計模塊（設計學、計算機圖形學與虛擬設計、結構優(yōu)化）、智能制造模塊（制造技術）、智能施工（施工裝備、BIM）、智能家居（智能感知網）、智能控制（傳感器與信息融合、機器人）、智能材料（多功能材料、增材制造）、智能防災、智能運維模塊（工程結構全壽命維護、工程全壽命經濟分析）等。

面向智能建造方向的工程專業(yè)學生，應符合國家建設需要、適應未來社會需求，努力成為勝任工程管理行業(yè)和科技最新發(fā)展的專業(yè)人才。因此，期望本專業(yè)畢業(yè)生在畢業(yè)前應達到以下九個要求：①掌握工程知識、能夠應對專業(yè)問題;②明晰工程活動對社會和環(huán)境的影響;③了解現(xiàn)代工具使用方法;④學會開展調查與研究;⑤能夠進行工程設計;⑥熟悉項目管理全過程;⑦具備良好的職業(yè)規(guī)范;⑧擁有優(yōu)異的溝通表達和團隊合作能力;⑨具備終身學習覺悟。

專業(yè)建設離不開學校的大力扶持。院?？稍谌瞬排c研發(fā)兩個方面對工程管理專業(yè)向智能建造方向發(fā)展提供支持。人才支撐方面，應加強引進相關領域院士、長江、杰青等拔尖人才力度、通過協(xié)同育人、校企合作、實習基地等模式與設計施工、信息企業(yè)的頂級技術專家建立良好的合作往來。研發(fā)支撐方面，發(fā)揮學科集群優(yōu)勢，將土木、建筑、材料、機械、測繪、控制等教學和科研資源整合。同時，發(fā)揮技術集群優(yōu)勢，實現(xiàn)政、產、學、研、用、金、介、媒一體化。此外，在建筑工業(yè)化、數字化方面積累系統(tǒng)產品與工程實踐經驗。

未來已來，工程管理的發(fā)展方向正在發(fā)生深刻變革。BIM、3D打印、高性能材料、人機協(xié)同機器人、GIS、物聯(lián)網、云計算、大數據、虛擬現(xiàn)實、機器視覺等曾經諱莫如深的詞藻，如今已逐漸被各行各業(yè)廣泛應用。面向智能建造方向的工程管理專業(yè)畢業(yè)生將肩負智慧城市建設的使命，以全生命周期思維，從智慧設計、智慧制造、智慧工地、智慧家居、智慧防災、智慧運維等多角度，為智慧城市建設與治理提供科學決策。因此，工程管理專業(yè)學科的發(fā)展任重而道遠，轉型大勢所趨。

本文獲得江蘇省科技廳自然科學基金青年項目（SBK2020040437）支持

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