面向智能建造的工程管理專(zhuān)業(yè)轉(zhuǎn)型及人才培養(yǎng)方案思考

崔鵬

摘 要：隨著“一帶一路”、城市群建設(shè)、新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等國(guó)家戰(zhàn)略的提出和落實(shí)，智能建造將成為未來(lái)工程領(lǐng)域的關(guān)鍵詞，而傳統(tǒng)的工程管理方式漸漸無(wú)法滿(mǎn)足新興工程建設(shè)的需求。面對(duì)日益復(fù)雜的工程項(xiàng)目和風(fēng)起云涌的國(guó)際環(huán)境，面向智能建造的工程管理專(zhuān)業(yè)轉(zhuǎn)型和人才培養(yǎng)方案優(yōu)化勢(shì)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(lái)工程管理專(zhuān)業(yè)的定位，設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)發(fā)展思路，提出面臨的挑戰(zhàn)，勾勒未來(lái)專(zhuān)業(yè)發(fā)展愿景。

關(guān)鍵詞：工程管理; 智能建造; 專(zhuān)業(yè)轉(zhuǎn)型; 人才培養(yǎng)

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ?文章編號(hào)：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(duì)國(guó)內(nèi)外復(fù)雜的經(jīng)濟(jì)環(huán)境和各種嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，在以習(xí)近平同志為核心的黨中央堅(jiān)強(qiáng)領(lǐng)導(dǎo)下，我國(guó)建筑業(yè)以習(xí)近平新時(shí)代中國(guó)特色社會(huì)主義思想為指導(dǎo)，全面貫徹黨的十九大和十九屆二中、三中和四中全會(huì)精神，持續(xù)深化供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，發(fā)展質(zhì)量和效益不斷提高。

建筑和城市基礎(chǔ)設(shè)施是民眾福祉、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市安全運(yùn)行的載體和基礎(chǔ)。2019年總產(chǎn)值達(dá)21萬(wàn)億元，GDP占比25%，其變革對(duì)中國(guó)社會(huì)的綠色、低碳、可持續(xù)發(fā)展有重要影響。當(dāng)前，盡管中國(guó)已建成舉世矚目的超高層建筑、超大跨度橋梁、超深超長(zhǎng)隧道，但中國(guó)建筑業(yè)仍未擺脫勞動(dòng)密集型的產(chǎn)業(yè)窠臼。德國(guó)政府提出“工業(yè)4.0”以來(lái)，中國(guó)制造業(yè)和建造業(yè)缺乏核心技術(shù)，難以應(yīng)對(duì)未來(lái)發(fā)展和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。根據(jù)美國(guó)勞動(dòng)生產(chǎn)率指數(shù)，制造業(yè)的勞動(dòng)生產(chǎn)率從1964年到2012年之間提升了153%;而這48年間內(nèi)，建筑業(yè)勞動(dòng)生產(chǎn)率非增反降19%。

縱觀我國(guó)建筑業(yè)高質(zhì)量增長(zhǎng)的問(wèn)題阻礙包括：現(xiàn)役基礎(chǔ)設(shè)施日益老化、人口老齡化、行業(yè)利潤(rùn)率低、研發(fā)投入力度弱、技術(shù)人才與勞動(dòng)力短缺、核心技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)體系匱乏等。而與之相對(duì)的主要驅(qū)動(dòng)力包括：“一帶一路”倡議、國(guó)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(chǔ)設(shè)施翻新、工業(yè)化、模塊化設(shè)計(jì)、建造機(jī)器人、工業(yè)4.0、區(qū)塊鏈經(jīng)營(yíng)與管理、3D打印技術(shù)、建筑信息模型、金融投資等新趨勢(shì)和新概念。

新時(shí)代下，建設(shè)倒逼技術(shù)、工藝與環(huán)境的跨越式轉(zhuǎn)變，可概括為：科技創(chuàng)新應(yīng)對(duì)既有挑戰(zhàn)、突破技術(shù)瓶頸、引領(lǐng)產(chǎn)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(duì)多重復(fù)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(fù)雜、惡劣環(huán)境（如：極寒建設(shè)環(huán)境、深海建設(shè)環(huán)境）;早期建筑業(yè)是由勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)（如：人工綁扎鋼筋、施工人員協(xié)調(diào)會(huì)），如今逐漸轉(zhuǎn)為裝備與技術(shù)密集型（如：美國(guó)無(wú)人挖掘機(jī)、法國(guó)自動(dòng)拆除機(jī)器人）等。

以建筑行業(yè)機(jī)器人為例，各國(guó)政府與企業(yè)對(duì)智能建造傾注全力，推動(dòng)技術(shù)革新與工程應(yīng)用，相關(guān)施工技術(shù)、代表性研發(fā)企業(yè)及產(chǎn)品如表1所示。

2.智能建造引領(lǐng)建筑業(yè)發(fā)展方向

基于上述事實(shí)，在《創(chuàng)新2050：建筑業(yè)不可思議的未來(lái)》報(bào)告中，英國(guó)最大設(shè)計(jì)、施工和資產(chǎn)管理集團(tuán)巴爾弗·貝蒂（BalfourBeatty）公司大膽預(yù)測(cè)：2050年，建筑工地將不會(huì)再有人類(lèi)工作。

面對(duì)日新月異的建筑業(yè)現(xiàn)狀，全球主要經(jīng)濟(jì)體均大力發(fā)展智能建造，以助推智慧城市建設(shè)、升級(jí)智能社會(huì)。例如：美國(guó)的“3D-4D-BIM”計(jì)劃、智能設(shè)計(jì)建造（ICD）戰(zhàn)略、全球信息基礎(chǔ)設(shè)施計(jì)劃等;日本提出《第五個(gè)科學(xué)技術(shù)基本計(jì)劃（2016-2020）》以及“i-Construction”（建筑業(yè)生產(chǎn)力革命）;英國(guó)提出“數(shù)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(guó)的“高科技2025”戰(zhàn)略、澳大利亞的“智慧城市及郊區(qū)項(xiàng)目”等。

中國(guó)近年來(lái)發(fā)力于“智慧城市”和“智能建造”，自2017年《國(guó)務(wù)院辦公廳關(guān)于促進(jìn)建筑業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的意見(jiàn)》要求推廣智能建筑并提升其設(shè)計(jì)、建造方式起，95%的副省級(jí)以上城市、83%的地級(jí)城市均在《政府工作報(bào)告》或“十三五”規(guī)劃中明確提出建設(shè)智慧城市?！吨袊?guó)建造2035》中提出，實(shí)現(xiàn)“數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化”，是制造與建筑等行業(yè)發(fā)展的新趨勢(shì)。中國(guó)工程院《全球工程前沿2018》發(fā)布會(huì)中，智能建造議題成為全球工程研究與開(kāi)發(fā)的“雙前沿”項(xiàng)目。中國(guó)將以大國(guó)姿態(tài)，引領(lǐng)全球“智能建造”“智慧城市與社會(huì)”的發(fā)展浪潮。

3.智能建造含義和技術(shù)體系架構(gòu)

所謂智能建造，是新一代信息技術(shù)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(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化）和“三算”（算據(jù)、算力、算法）為特征的新一代信息技術(shù)，在實(shí)現(xiàn)工程建造要素資源數(shù)字化的基礎(chǔ)上，通過(guò)規(guī)范化建模、網(wǎng)絡(luò)化交互、可視化認(rèn)知、高性能計(jì)算以及智能化決策支持，實(shí)現(xiàn)數(shù)字鏈驅(qū)動(dòng)下的工程立項(xiàng)策劃、規(guī)劃設(shè)計(jì)、施（加）工生產(chǎn)、運(yùn)維服務(wù)一體化集成與高效率協(xié)同，不斷拓展工程建造價(jià)值鏈、改造產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)形態(tài)，向用戶(hù)交付以人為本、綠色可持續(xù)的智能化工程產(chǎn)品與服務(wù)。智能建造應(yīng)具備通信、計(jì)算、控制等三大功能要素，并不斷追求并實(shí)現(xiàn)狀態(tài)感知、實(shí)時(shí)分析和科學(xué)決策三大“類(lèi)人”目標(biāo)。智能建造的技術(shù)體系架構(gòu)可以繪制成金字塔結(jié)構(gòu)，如圖1所示。

4.智能建造方向的工程管理專(zhuān)業(yè)定位與挑戰(zhàn)

“智能建造”是教育部于2018年正式批準(zhǔn)新設(shè)全國(guó)首個(gè)“新工科”專(zhuān)業(yè)，以土木工程為基礎(chǔ)，以信息技術(shù)為紐帶，以機(jī)械工程和控制工程等技術(shù)為工具，融合建筑學(xué)、材料工程、工程管理等學(xué)科知識(shí)。涵蓋建筑與基礎(chǔ)設(shè)施的設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)輸、裝配、運(yùn)營(yíng)、維護(hù)等生命周期完整鏈條。將工程管理專(zhuān)業(yè)向智能建造方向推進(jìn)符合社會(huì)發(fā)展趨勢(shì)和未來(lái)需求。

智能建造是傳統(tǒng)建筑業(yè)轉(zhuǎn)型的機(jī)遇與途徑，也是工程管理學(xué)科的延伸和拓展。培養(yǎng)一批能夠應(yīng)對(duì)未來(lái)科技與工程發(fā)展的人才，并創(chuàng)立創(chuàng)新相關(guān)人才培養(yǎng)模式是實(shí)現(xiàn)工程管理專(zhuān)業(yè)轉(zhuǎn)型的必要條件。通過(guò)理科、人文社科和傳統(tǒng)工科相融，分別形成文理結(jié)合、工管結(jié)合、理工結(jié)合并最終打造成與時(shí)俱進(jìn)的、面向智能建造方向的現(xiàn)代化工程管理學(xué)科。

沈祖炎院士將智能建造相關(guān)人才培養(yǎng)的戰(zhàn)略目標(biāo)制定為：面向未來(lái)科技與工程發(fā)展的人才培養(yǎng)，通過(guò)共性基礎(chǔ)+個(gè)性發(fā)展，培養(yǎng)20年以后的精英和棟梁。同時(shí)強(qiáng)調(diào)，在培養(yǎng)過(guò)程中，要強(qiáng)化學(xué)生時(shí)間、空間和縱深三個(gè)維度的工程管理專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)。時(shí)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(xué)科深化到依靠多學(xué)科的交叉與綜合。

當(dāng)前，工程管理專(zhuān)業(yè)向智能建造方向發(fā)展與轉(zhuǎn)型面臨以下五個(gè)挑戰(zhàn)：

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

總而言之，工程管理專(zhuān)業(yè)亟須明確專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，打破傳統(tǒng)課程體系和知識(shí)結(jié)構(gòu)的桎梏，創(chuàng)新教學(xué)模式;同時(shí)，亟須加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)、平臺(tái)建設(shè)、制度建設(shè)，為“新工管”專(zhuān)業(yè)的發(fā)展夯實(shí)基礎(chǔ)。

5.智能建造方向的工程管理專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)與愿景

本科教育是立校之本、研究生教育是強(qiáng)校之路。如果將育人比作植樹(shù)，本科教育就是筑根汲養(yǎng)，旨在培養(yǎng)有專(zhuān)業(yè)意識(shí)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(kāi)枝散葉，旨在指導(dǎo)研究生專(zhuān)業(yè)地思考，向外蓬勃生長(zhǎng)，重在“專(zhuān)業(yè)+”的發(fā)展。未來(lái)的工程管理專(zhuān)業(yè)將從專(zhuān)業(yè)細(xì)分演變到工程系統(tǒng)劃分，從數(shù)字依托轉(zhuǎn)型為智能支撐。

因此，智能建造方向的工程管理專(zhuān)業(yè)教學(xué)模式需要優(yōu)化改進(jìn)。設(shè)計(jì)是所有專(zhuān)業(yè)訓(xùn)練的核心，是將專(zhuān)業(yè)與科學(xué)區(qū)分開(kāi)的主要標(biāo)志。未來(lái)，除工程項(xiàng)目管理、工程造價(jià)、項(xiàng)目投融資、合同管理等傳統(tǒng)工程管理專(zhuān)業(yè)課程外，更要開(kāi)設(shè)智能建造相關(guān)課程，建議包含但不限于如下課程：智能設(shè)計(jì)模塊（設(shè)計(jì)學(xué)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)與虛擬設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)優(yōu)化）、智能制造模塊（制造技術(shù)）、智能施工（施工裝備、BIM）、智能家居（智能感知網(wǎng)）、智能控制（傳感器與信息融合、機(jī)器人）、智能材料（多功能材料、增材制造）、智能防災(zāi)、智能運(yùn)維模塊（工程結(jié)構(gòu)全壽命維護(hù)、工程全壽命經(jīng)濟(jì)分析）等。

面向智能建造方向的工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生，應(yīng)符合國(guó)家建設(shè)需要、適應(yīng)未來(lái)社會(huì)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(zhuān)業(yè)人才。因此，期望本專(zhuān)業(yè)畢業(yè)生在畢業(yè)前應(yīng)達(dá)到以下九個(gè)要求：①掌握工程知識(shí)、能夠應(yīng)對(duì)專(zhuān)業(yè)問(wèn)題;②明晰工程活動(dòng)對(duì)社會(huì)和環(huán)境的影響;③了解現(xiàn)代工具使用方法;④學(xué)會(huì)開(kāi)展調(diào)查與研究;⑤能夠進(jìn)行工程設(shè)計(jì);⑥熟悉項(xiàng)目管理全過(guò)程;⑦具備良好的職業(yè)規(guī)范;⑧擁有優(yōu)異的溝通表達(dá)和團(tuán)隊(duì)合作能力;⑨具備終身學(xué)習(xí)覺(jué)悟。

專(zhuān)業(yè)建設(shè)離不開(kāi)學(xué)校的大力扶持。院校可在人才與研發(fā)兩個(gè)方面對(duì)工程管理專(zhuān)業(yè)向智能建造方向發(fā)展提供支持。人才支撐方面，應(yīng)加強(qiáng)引進(jìn)相關(guān)領(lǐng)域院士、長(zhǎng)江、杰青等拔尖人才力度、通過(guò)協(xié)同育人、校企合作、實(shí)習(xí)基地等模式與設(shè)計(jì)施工、信息企業(yè)的頂級(jí)技術(shù)專(zhuān)家建立良好的合作往來(lái)。研發(fā)支撐方面，發(fā)揮學(xué)科集群優(yōu)勢(shì)，將土木、建筑、材料、機(jī)械、測(cè)繪、控制等教學(xué)和科研資源整合。同時(shí)，發(fā)揮技術(shù)集群優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)政、產(chǎn)、學(xué)、研、用、金、介、媒一體化。此外，在建筑工業(yè)化、數(shù)字化方面積累系統(tǒng)產(chǎn)品與工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

未來(lái)已來(lái)，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(jī)協(xié)同機(jī)器人、GIS、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、虛擬現(xiàn)實(shí)、機(jī)器視覺(jué)等曾經(jīng)諱莫如深的詞藻，如今已逐漸被各行各業(yè)廣泛應(yīng)用。面向智能建造方向的工程管理專(zhuān)業(yè)畢業(yè)生將肩負(fù)智慧城市建設(shè)的使命，以全生命周期思維，從智慧設(shè)計(jì)、智慧制造、智慧工地、智慧家居、智慧防災(zāi)、智慧運(yùn)維等多角度，為智慧城市建設(shè)與治理提供科學(xué)決策。因此，工程管理專(zhuān)業(yè)學(xué)科的發(fā)展任重而道遠(yuǎn)，轉(zhuǎn)型大勢(shì)所趨。

本文獲得江蘇省科技廳自然科學(xué)基金青年項(xiàng)目（SBK2020040437）支持

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