羅 嵐，劉鈺洋，薄秋實(shí)，楊晨曦，王建望

（1.南昌大學(xué) 公共政策與管理學(xué)院，江西 南昌 330031，E-mail：boqs@ncu.edu.cn；2.華南理工大學(xué) 土木與交通學(xué)院，廣東 廣州 510641）

重大工程是國(guó)家社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的生命線，并已經(jīng)成為我國(guó)技術(shù)創(chuàng)新的重要平臺(tái)[1]。重大工程是指投資規(guī)模巨大、實(shí)施周期長(zhǎng)、技術(shù)異常復(fù)雜，對(duì)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)及生態(tài)環(huán)境等影響深遠(yuǎn)的大型公共工程[2]，具有顯著獨(dú)特性和一次性特點(diǎn)，亦是具有多主體、非線性、動(dòng)態(tài)性、集成性的復(fù)雜創(chuàng)新系統(tǒng)[3]。盛昭瀚等[4]認(rèn)為在系統(tǒng)科學(xué)范疇，從系統(tǒng)性到復(fù)雜性不是系統(tǒng)性“量”的增加，而是系統(tǒng)性“質(zhì)”的提升，這一變化將導(dǎo)致工程管理與重大工程管理的各個(gè)領(lǐng)域在管理思維、原則、方法論的層次和內(nèi)容都出現(xiàn)了一系列重大變化。這揭示了重大工程復(fù)雜性對(duì)其造成影響的根本性原因之一——?jiǎng)討B(tài)演化。

對(duì)于重大工程復(fù)雜性演化的相關(guān)研究，張宇翔等[5]從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)演進(jìn)的創(chuàng)新性視角，探究了中國(guó)工程企業(yè)在國(guó)際復(fù)雜工程項(xiàng)目中的合作網(wǎng)絡(luò)特征及合作網(wǎng)絡(luò)關(guān)系演化規(guī)律。樂云等[2]基于“政府—市場(chǎng)”二元情境分析組織模式的形成、配置和全生命周期過程演化，從而揭示了重大工程組織模式呈現(xiàn)多樣性和動(dòng)態(tài)演化性的路徑和特征。李永科等[6]以深圳羅鐵水庫(kù)為例從系統(tǒng)科學(xué)的角度初步揭示重大工程復(fù)雜性全生命周期的動(dòng)態(tài)演化過程?？梢姡m然業(yè)內(nèi)對(duì)于復(fù)雜性的探討與研究眾多。目前雖然針對(duì)重大工程復(fù)雜性主題的研究眾多，但主要以靜態(tài)為主，并且對(duì)于復(fù)雜維度的系統(tǒng)展開式研究甚少，沒有系統(tǒng)地形成復(fù)雜性維度的動(dòng)態(tài)演化載體，且大多針對(duì)一般工程，對(duì)重大工程復(fù)雜性的認(rèn)識(shí)缺乏一個(gè)通用的、統(tǒng)一的框架，尤其是我國(guó)重大工程項(xiàng)目具有獨(dú)特的“情境”、強(qiáng)勁勢(shì)頭和廣闊空間，是重大工程理論研究的創(chuàng)新源泉[7]。因此，有必要結(jié)合重大工程項(xiàng)目情境特征和工程實(shí)踐界定重大工程復(fù)雜性的內(nèi)涵與外延，并梳理識(shí)別重大工程項(xiàng)目復(fù)雜性因素及構(gòu)成維度。

為了能夠?qū)⒅卮蠊こ虖?fù)雜性影響因素進(jìn)行聚類，并對(duì)不同的重大工程復(fù)雜性維度進(jìn)行擴(kuò)展，運(yùn)用系統(tǒng)進(jìn)化樹模型（Phylogenetic Tree）可以很好地從系統(tǒng)科學(xué)的角度考慮重大工程復(fù)雜性的歷史動(dòng)態(tài)演化，從而達(dá)到研究目的。本文基于系統(tǒng)科學(xué)與復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)理論、系統(tǒng)進(jìn)化理論，通過文獻(xiàn)提煉析出重大工程復(fù)雜性維度與相關(guān)影響因素，借助并裁剪生物進(jìn)化語(yǔ)言構(gòu)建契合重大工程復(fù)雜性系統(tǒng)進(jìn)化樹，以此回顧重大工程發(fā)展歷程中的復(fù)雜性演變機(jī)理，并探索在時(shí)間效應(yīng)下重大工程復(fù)雜性的動(dòng)態(tài)演化規(guī)律和特征。運(yùn)用系統(tǒng)進(jìn)化樹模型將重大工程復(fù)雜性影響因素重新聚類，使用推理樹計(jì)算復(fù)雜性影響因素及聚類進(jìn)化頻次，以此推斷重大工程復(fù)雜性未來(lái)畫像，試圖探究重大工程復(fù)雜性動(dòng)態(tài)演化歷程。

1 重大工程復(fù)雜維度與影響因素提取

1.1 重大工程復(fù)雜性的構(gòu)成維度

由于重大工程復(fù)雜性的內(nèi)涵廣泛，許多學(xué)者對(duì)復(fù)雜性的構(gòu)成維度進(jìn)行了分類。Baccarini[8]將項(xiàng)目復(fù)雜性劃分為組織復(fù)雜性和技術(shù)復(fù)雜性。Maylor[9]則增加了組織和技術(shù)復(fù)雜性的資源復(fù)雜性。Bosch-Rekveldt等[10]將項(xiàng)目復(fù)雜性分為三類：技術(shù)復(fù)雜性（包括目標(biāo)、范圍、任務(wù)、經(jīng)驗(yàn)和風(fēng)險(xiǎn)），組織復(fù)雜性（包括規(guī)模、資源、項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)、信任和風(fēng)險(xiǎn)），以及環(huán)境復(fù)雜性（包括涉眾、市場(chǎng)和風(fēng)險(xiǎn)）。He 等[11]對(duì)大型項(xiàng)目的復(fù)雜性分為組織、技術(shù)、目標(biāo)、環(huán)境、文化和信息復(fù)雜性。Nguyen 等[12]認(rèn)為項(xiàng)目復(fù)雜性包括組織、技術(shù)、社會(huì)政治、環(huán)境、基礎(chǔ)設(shè)施和范圍復(fù)雜性。國(guó)內(nèi)學(xué)者如張延祿等[13]將重大工程的復(fù)雜性劃分為6 類，分別是技術(shù)、內(nèi)容、信息、組織、目標(biāo)和環(huán)境復(fù)雜性。從上述對(duì)重大工程復(fù)雜性的分類研究可以看出，不同學(xué)者對(duì)復(fù)雜性的分類標(biāo)準(zhǔn)不同，得到了不同的構(gòu)成維度，但技術(shù)、組織和環(huán)境復(fù)雜性等構(gòu)成維度在許多研究中得到了一致的認(rèn)同。

通過梳理歷史文獻(xiàn)，總結(jié)學(xué)者們的研究，結(jié)合重大工程項(xiàng)目的實(shí)際建設(shè)情況，本文將重大工程的復(fù)雜性分為六大維度：技術(shù)復(fù)雜性、組織復(fù)雜性、任務(wù)復(fù)雜性、環(huán)境復(fù)雜性、社會(huì)復(fù)雜性、制度復(fù)雜性。

1.2 重大工程復(fù)雜性影響因素提煉

Pauget 等[14]認(rèn)為組織是重大工程復(fù)雜性的主要影響因素，影響項(xiàng)目復(fù)雜性的因素可以歸納為大規(guī)模和長(zhǎng)時(shí)間跨度、多種技術(shù)學(xué)科，參與者的數(shù)量，跨國(guó)家、利益相關(guān)者的不同利益、隨著時(shí)間推移成本的增加，國(guó)家風(fēng)險(xiǎn)、不確定性和公眾的注意力或政治利益等因素。樂云等[15]以上海世博會(huì)重大工程建設(shè)項(xiàng)目為例，從結(jié)構(gòu)、規(guī)模、環(huán)境、信息、動(dòng)力學(xué)特征、系統(tǒng)目標(biāo)和人的因素7 個(gè)方面研究重大工程項(xiàng)目復(fù)雜性的根源。Zhu 等[16]依據(jù)訪談數(shù)據(jù)確定了影響項(xiàng)目細(xì)節(jié)復(fù)雜性的關(guān)鍵因素有信息質(zhì)量、項(xiàng)目類型、項(xiàng)目位置和項(xiàng)目規(guī)模，動(dòng)態(tài)影響因素有人的行為、經(jīng)濟(jì)波動(dòng)、需求變化和政府部門要求。除此之外，王紅衛(wèi)[17]提出如何應(yīng)用大數(shù)據(jù)和人工智能增強(qiáng)傳統(tǒng)基于知識(shí)和模型的決策方法對(duì)復(fù)雜性的應(yīng)對(duì)能力也需要探索，將智能制造、運(yùn)維管理與重大工程復(fù)雜性結(jié)合在了一起。何清華等[18]則基于扎根理論對(duì)復(fù)雜性影響因素做出解釋。

通過對(duì)前人的文獻(xiàn)進(jìn)行梳理，總結(jié)出影響重大工程復(fù)雜性的因素特征可以分為內(nèi)源性與外源性，顯現(xiàn)與隱現(xiàn)。內(nèi)源性以與項(xiàng)目和組織自有性質(zhì)及以其為基礎(chǔ)發(fā)育形成的其他性質(zhì)為主，外源性特征主要以含有環(huán)境因素的特征來(lái)區(qū)分；而顯現(xiàn)指的是參與方眾多、施工技術(shù)難度高等特征，隱現(xiàn)指的是高度動(dòng)態(tài)的緊耦合系統(tǒng)、非線性涌現(xiàn)性現(xiàn)象突出等特征。這些因素相互影響相互作用，同時(shí)有會(huì)隨著重大工程項(xiàng)目的進(jìn)行而發(fā)生變化。如果能預(yù)先預(yù)料到可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)情況或外在環(huán)境并有效防治則能降低重大工程復(fù)雜性。

基于重大工程復(fù)雜維度的文獻(xiàn)分析，可以析出并形成共包含6 個(gè)復(fù)雜維度與53 個(gè)影響因素的重大工程復(fù)雜維度系統(tǒng)，傳遞了復(fù)雜維度與復(fù)雜因素關(guān)聯(lián)性及復(fù)雜因素聚類情況如表1 所示。

2 重大工程系統(tǒng)進(jìn)化樹構(gòu)建

2.1 基于二元數(shù)據(jù)的重大工程系統(tǒng)進(jìn)化樹構(gòu)建

重大工程復(fù)雜性影響因素會(huì)隨著時(shí)間的變化而產(chǎn)生動(dòng)態(tài)變化，進(jìn)而影響其復(fù)雜性，這種動(dòng)態(tài)變化體現(xiàn)了生物進(jìn)化的特征。而在生物學(xué)上，進(jìn)化樹方法是一種工具，其目的是為了理解生物的未來(lái)進(jìn)化過程，而提供一種構(gòu)建生物證據(jù)的有效工具，能為有機(jī)體提供進(jìn)化的依據(jù)。MEGA 軟件可用于序列比對(duì)、進(jìn)化樹的推斷、估計(jì)分子進(jìn)化速度、驗(yàn)證進(jìn)化假說等，還可以通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行序列的比對(duì)和數(shù)據(jù)的搜索，能夠直接將生物進(jìn)化序列轉(zhuǎn)化成系統(tǒng)進(jìn)化樹，因此本文選用MEGA 軟件導(dǎo)入重大工程復(fù)雜性影響因素序列，使用0-1 聚類判定的UPGMA 法構(gòu)建進(jìn)化樹。

通過回顧系統(tǒng)進(jìn)化樹分析在生物學(xué)以外領(lǐng)域的應(yīng)用，這些應(yīng)用足以驗(yàn)證和描述這些領(lǐng)域的技術(shù)，并梳理了復(fù)雜性的進(jìn)化進(jìn)程。姜鵬[20]梳理了影響大型工程復(fù)雜性演化因素的特征，包括原因、損失、結(jié)果和特征；由共同原因衍生的復(fù)雜性特征；創(chuàng)新、規(guī)則偏差；決策者選擇有限資源對(duì)抗風(fēng)險(xiǎn)的后果；復(fù)雜性影響因素分類；復(fù)雜性影響因素的傳播；不同行業(yè)、不同組織對(duì)影響因素的偏好不同；歷史案例研究。

同時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)化樹的0-1 聚類判定又以重大工程復(fù)雜性特征為基礎(chǔ)。李永奎[23]認(rèn)為與經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生物系統(tǒng)等一樣，重大工程也具有強(qiáng)烈的變化和依賴特征，并具有“情境-策略”的適應(yīng)性。盛昭瀚等[24]認(rèn)為重大工程方案功效關(guān)于情景深度不確定性的魯棒性就成為重大工程核心決策的本質(zhì)品質(zhì)，具有重大工程核心決策屬性的內(nèi)核表征。以復(fù)雜性影響因素進(jìn)化的特征作為判斷依據(jù)，通過專家打分及學(xué)者們對(duì)于項(xiàng)目復(fù)雜性的評(píng)價(jià)，將文獻(xiàn)析出的復(fù)雜性影響因素標(biāo)記的電泳譜帶轉(zhuǎn)換成二元數(shù)據(jù)，0 表示該因素不受此特征影響，1 表示受其影響。將二元轉(zhuǎn)化結(jié)果計(jì)算為距離矩陣（下三角）數(shù)據(jù)，將距離矩陣導(dǎo)入MEGA 軟件，使用UPGMA 法建樹，得到系統(tǒng)進(jìn)化樹如圖1 所示。通過phylogeny test進(jìn)行1000 次隨機(jī)bootstrap 檢驗(yàn)，得到進(jìn)化樹每個(gè)分支的bootstrap 值。一般認(rèn)為節(jié)點(diǎn)處的bootstrap值大于60 時(shí)分支置信程度高。

圖1 復(fù)雜性系統(tǒng)進(jìn)化樹最大節(jié)約樹及影響因素?zé)釄D

2.2 復(fù)雜性聚類分析

根據(jù)進(jìn)化樹的計(jì)算，得到8 個(gè)復(fù)雜性聚類。該系統(tǒng)進(jìn)化樹所有分支的bootstrap 值均在60 以上，故保留所有分支。聚類a，b，c，d 距離根更近，說明這些聚類與復(fù)雜性起源有更強(qiáng)的親緣關(guān)系。將系統(tǒng)進(jìn)化樹最大節(jié)約樹及熱圖的數(shù)據(jù)結(jié)果整理后，解釋進(jìn)化樹所包含的信息。聚類特征及每個(gè)聚類所包含的復(fù)雜性影響因素如表2 所示。

表2 復(fù)雜性影響因素的聚類及特征

聚類a 主要顯現(xiàn)出特有情境下跨組織的不確定與依賴等性質(zhì)；聚類b 主要顯現(xiàn)出組織戰(zhàn)略層面的不確定性與動(dòng)態(tài)性；聚類c 表達(dá)了重大工程的自然環(huán)境與資源特性；聚類d 表達(dá)了具有文化情境依賴的信息與策略特性，有明顯的隱現(xiàn)復(fù)雜性特征；聚類e 表達(dá)了組織與跨組織的固有特質(zhì)；聚類f，g 表達(dá)了組織內(nèi)部的固有特質(zhì)，有強(qiáng)烈的內(nèi)源性；聚類h 顯現(xiàn)出與目標(biāo)、信息與技術(shù)維度的內(nèi)源性特征。

根據(jù)模型計(jì)算結(jié)果，聚類d 包含10 項(xiàng)影響因素，使得聚類d 成為系統(tǒng)進(jìn)化樹中最大的分支；聚類a，b，h 都含有9 項(xiàng)影響因素，其共同特征包括強(qiáng)烈的變化和依賴、“情境-策略”的適應(yīng)性與關(guān)于情景深度不確定性的魯棒性特征。聚類e 與f 擁有3 個(gè)影響因素，是系統(tǒng)進(jìn)化樹中的最小分支，表明這些影響因素在復(fù)雜性的歷史追溯中表達(dá)較少。值得注意的是，因素“社會(huì)經(jīng)濟(jì)與法律環(huán)境”“工期緊迫性及不確定性”“裁剪模式”與“信息共享”獨(dú)立形成分支，表明因素獨(dú)立性強(qiáng)，難以判斷變化情況。

從系統(tǒng)進(jìn)化樹的聚類結(jié)果來(lái)看，復(fù)雜性影響因素的進(jìn)化與重大工程特征呈正相關(guān)。其中具有外源性特征的復(fù)雜性影響因素都因?yàn)槭苷吲c環(huán)境影響而聚類發(fā)生組織間的復(fù)雜性變化，這種復(fù)雜性聚類具有一定的溢出作用。而保持緊密內(nèi)源性特征的復(fù)雜性影響因素與強(qiáng)烈的變化與依賴顯示出了持續(xù)的耦合性，有同時(shí)增進(jìn)或減少?gòu)?fù)雜性的趨勢(shì)。

3 復(fù)雜性影響因素的進(jìn)化歷史追溯與發(fā)展預(yù)測(cè)

基于聚類得出二元數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化疊加結(jié)果如圖2 所示，其中橫坐標(biāo)N，O，P 分別表示低、中、高度進(jìn)化，可以看出所有元素都得到了中度到高度進(jìn)化。聚類a 與聚類b 的進(jìn)化次數(shù)最高，并各代表了16.37%與16.00%的復(fù)雜性。這表明隨著復(fù)雜性的增強(qiáng)，戰(zhàn)略、價(jià)值、文化、跨組織、信息等相關(guān)影響因素得到了強(qiáng)烈進(jìn)化，并凸顯出高度復(fù)雜性。53 個(gè)影響因素中有26 個(gè)因素達(dá)到了5 次進(jìn)化，占比達(dá)到49.06%，表明系統(tǒng)總體進(jìn)化水平高。除此之外，聚類d 與聚類h 中的復(fù)雜性影響因素在復(fù)雜性進(jìn)化中也具有較大的影響力。

圖2 復(fù)雜性聚類及各影響因素進(jìn)化次數(shù)

針對(duì)復(fù)雜性聚類中進(jìn)化頻次最高與最低的影響因素結(jié)合復(fù)雜維度進(jìn)行特征描述及推測(cè)他們可能對(duì)復(fù)雜性產(chǎn)生的影響，結(jié)果如表3 所示。其中任務(wù)復(fù)雜性影響因素包含最多進(jìn)化信息，存在大量變化，推測(cè)未來(lái)將會(huì)強(qiáng)力推動(dòng)重大工程復(fù)雜性增強(qiáng)。組織固有性質(zhì)的影響因素如“組織層次結(jié)構(gòu)”與“組織成員的經(jīng)驗(yàn)和社會(huì)背景”進(jìn)化頻次低，推測(cè)隨著重大工程復(fù)雜性增強(qiáng)，這些影響因素也會(huì)隨之進(jìn)化。

表3 復(fù)雜性特征的歷史模式及未來(lái)預(yù)期

從數(shù)據(jù)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，聚類a 與聚類b 有最大的進(jìn)化頻次，具有高度復(fù)雜性水平。另外，顯現(xiàn)特征較隱現(xiàn)特征具有更長(zhǎng)的進(jìn)化距離，而隱現(xiàn)特征更難衡量其復(fù)雜性。從表3 數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，項(xiàng)目構(gòu)成復(fù)雜維度中組織固有性質(zhì)的影響因素進(jìn)化頻次低，推測(cè)可能與在重大工程領(lǐng)域中對(duì)人的行為量化研究較少。組織復(fù)雜性維度中的影響因素由于與“情境-策略”二元性具有強(qiáng)烈的耦合性而一同進(jìn)化，表現(xiàn)出正相關(guān)趨勢(shì)，這表明隨著項(xiàng)目復(fù)雜性的增大，組織內(nèi)與組織間的復(fù)雜性也隨之增大，產(chǎn)生溢出效應(yīng)。而之前具有強(qiáng)烈的顯現(xiàn)特征的社會(huì)經(jīng)濟(jì)與法律環(huán)境等影響因素穩(wěn)定性相對(duì)較高，與復(fù)雜性呈現(xiàn)出一定的對(duì)抗性，同時(shí)也是形成復(fù)雜性及推動(dòng)復(fù)雜性演化的充分條件。通過形成復(fù)雜性影響因素系統(tǒng)和系統(tǒng)進(jìn)化樹可以分析復(fù)雜性的進(jìn)化史，了解復(fù)雜性是如何形成的，以及如何更好地管理復(fù)雜性。

4 結(jié)語(yǔ)

基于重大工程內(nèi)外視角，可將重大工程復(fù)雜性影響因素特征分為強(qiáng)烈的變化和依賴、“情境-策略”的適應(yīng)性、顯隱現(xiàn)、內(nèi)外源與關(guān)于情景深度不確定性的魯棒性。本文基于系統(tǒng)科學(xué)與系統(tǒng)進(jìn)化理論，探討了每一影響因素與復(fù)雜維度整體的關(guān)系。系統(tǒng)進(jìn)化樹在此演化過程中用來(lái)形成復(fù)雜性聚類與測(cè)量復(fù)雜性因素的進(jìn)化次數(shù)，此模型提供了一個(gè)重點(diǎn)方向，即根據(jù)項(xiàng)目復(fù)雜性維度來(lái)分配項(xiàng)目有限資源。本文將進(jìn)化樹分析方法應(yīng)用于重大工程的復(fù)雜性分析，拓寬了對(duì)復(fù)雜性的認(rèn)識(shí)。通過分析大型工程復(fù)雜性影響因素的動(dòng)態(tài)變化，追溯復(fù)雜性的起源，預(yù)測(cè)未來(lái)復(fù)雜性的演化方向。在實(shí)踐過程中，有助于在項(xiàng)目實(shí)施前進(jìn)行預(yù)測(cè)，幫助管理者識(shí)別復(fù)雜性管理中存在的問題。