从仿生学视角试论建设工程质量生成机制

打开文本图片集

摘要： 厘清建设工程质量生成机制对有效提高工程质量具有重要意义。从仿生学视角出发，首先，将建设工程和树木分别从宏观与微观、发展历程、生命特征三个方面进行相似性分析，确定了仿生对象选择的合理性；其次，通过对建设工程和树木在质量特性、质量形成阶段、质量参与主体与生成客体、质量影响因素方面的比较，绘制出二者的质量类比表格；最后，建立了建设工程的质量生成机制模型，提出建设工程质量生成是一个螺旋式上升的过程，其质量生成机制包括内生机制和内化机制两大部分。工程前期的工作成果是建设工程的“遗传基因”，储存着工程建设的全部信息。“遗传基因”的表达受“环境因子”影响，二者相互依赖共同决定了建设工程的质量。

Abstract： This paper clarifies that the quality generation mechanism of construction project has great significance to effectively improve the quality of the project. Firstly， the similarities between constructions and trees are analyzed from the macro and micro perspective， development process and vital signs based on bionics， confirming the reasonableness of bionic object. Then， through comparison of constructions and trees from quality characteristics， quality formation process， quality participants and generated objects and quality factors， the quality analogies form is drawn. Finally， the quality generation mechanism model in construction is set up， proposing that construction quality generation is a spiral process， and the quality generation mechanism includes endogenous mechanisms and inner mechanism. Early-stage works results of the project is the construction"s "genetic"， which stores all information about the construction. The expression of "Gene" is influenced by "environmental factors"， both of which combined to determine the construction quality.

关键词： 仿生学；建设工程；质量生成；生成机制

Key words： bionics；construction；quality generation；generation mechanism

中图分类号：TU712.3 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）17-0017-04

0 引言

建筑工程质量的优劣既关系到国民经济的发展，又关系到人民群众的切身利益。学术界针对工程质量这一课题已开展过不同层次和方向的研究，但研究重点主要集中在质量管理、监督、评价和事故分析等方面[1]-[4]，关于“建设工程质量生成”尤其是“建设工程质量生成机制”问题尚缺乏系统关注和思考。作者认为，欲保证建设工程项目质量水平，首先应该明确两个问题，即建设工程的质量是如何生成的？质量生成路径是否有可循的规律？这两个问题的解答对建设工程质量的提升具有重要的现实意义。本文将在明确建设工程质量内涵及特性的基础上，从仿生学视角对建设工程质量的生成过程和影响因素进行探讨，尝试对以上问题给以理论回应。

1 以树木为类比对象研究建设工程的合理性

仿生学是研究生物系统结构、形状、原理、行为，为工程技术提供新的设计思想、工作原理和系统构成的技术科学[5]。目前，基于仿生学的研究主要有自然与技术科学仿生和人文与社会科学仿生两大分支。仿生管理学（又称企业仿生学）是社会科学仿生研究的一项重要内容，该学科主要以模仿、借鉴、类推、创新为手段，从生物学的视角研究企业组织管理问题，为企业的经营成长贡献了很多方法理论。例如：郑秀峰[6]探讨了企业管理仿生的研究方法，提出相似思维方法和“拟理化”方法是企业仿生管理的主要工具和手段；韩福荣等[7]视企业为一个生命有机体，强调应仿照自然生命系统，以可持续发展的思想指导企业的运营管理，并从企业进化、企业成长、企业年龄、企业生命周期等角度对企业进行了仿生研究；张玉明等[8]从仿生视角构建了中小型科技企业的内生成长机制模型，对影响企业成长的内部因素进行了回归分析；李钢[9]基于企业基因分析了企业演化的复制、变异、重组和诊断机制，并给出了企业诞生、成长、创新、危机阶段的应对方法；杨忠直[10]以生物学的理论、原理为基础构造了新的企业生态学概念，分别对系统生存理论、企业行为、企业生存竞争等问题进行了分析，得到不少有启迪性的结论。以上思路与成果对本文从仿生视角对建设工程质量的研究有诸多借鉴意义。

建设工程和生物系统中的树木从生命特征到发展历程、从宏观到微观都有多方面的相似性，以此为基础构建建设工程质量研究的仿生对象（树木），通过对建设工程与树木的质量特性、质量形成过程和质量影响因素进行类比，厘清建设工程质量的生成机制。

1.1 二者在宏观、微观方面的相似性

从宏观上来说，建设工程是一棵树，它规模大寿命长且具有较为明晰的结构和功能；而一些临时搭建的建筑物只能作为一棵草，它规模小稳定性差，结构和功能相对单一。建造工程类似植树造林，它不仅能给建设者带来经济利益，还能给社会带来一定的社会效益。此外建设工程和树木都处于一定的生态环境之中，在受到周围环境的制约的同时，也或多或少影响着周围的生态系统。

从微观上来说，任何树种都是由细胞构成。细胞作为生命活动的基本单位，是树的构成基础，维持着树的一切生命活动。建设工程是人类实践活动的产物，没有人类劳动的参与，所有材料、机械、设备都将毫无价值，建设工程从抽象走向具体的过程也无从谈起。因此，人类实践活动可以称为建设工程质量生成的内在动力和方向保证。工程建设各参与主体在基于保护自身利益的基础上形成的统一的质量观是建设工程良性发展的保障，在这种质量观的引导下，人类活动得以有条不紊地进行，推动着工程质量不断生成，从而实现工程项目的构建过程。

1.2 二者在发展历程方面的相似性

从工程建设整体的发展历程来看，工程大量兴建甚至形成建筑群落的过程与树木从单株到多株、直至一片森林的发展历程有很多相似之处。优质工程可以适应社会和时代的变迁，历经几百年依然保持顽强的生命力；存在质量问题的豆腐渣工程往往十分短命，有些甚至在建设过程中就半路夭折。

从单个建设项目的发展历程来看，建设工程的立项、实施、使用与报废的过程如同一棵树的产生、成长、衰老与死亡，具有自己的生命周期。建设项目和树木一样，在前期准备阶段非常脆弱，抵抗各种风险的能力较差，死亡率比较高；进入实施阶段后，项目自身的体质逐渐增强，生命力趋于旺盛，基本能抵御各种风险；进入使用期或接近报废期，工程实体的各种机能开始衰退，问题增多，抵抗力逐步减弱，废弃率升高。

1.3 二者在生命特征方面的相似性

生命体的基本生命特征包括新陈代谢、生长发育、遗传变异、应激性和自我调节性，建设工程作为一个“类生命体”在这些方面同样有所体现。

例如，建设工程将人、材、机、技术、信息等资源通过有效的组织方式为工程所利用，又将资源消耗后产生的废弃物进行及时处理，以实现后续工作的顺利开展，这是新城代谢的过程；项目各参与主体按照已设定的目标（进度、成本、质量等）不断推进工程进程，建设工程形态在这一过程中不断变化完善，这相当于生长发育；工程施工会受到来自现场自然环境和施工作业环境的双重制约，为使工程达到相关标准的质量要求，勘察设计及施工单位必须积极测量、搜集环境资料和数据，确定施工方案与危险应急措施，这是对外部环境做出的应激性反应；建设工程通过自我净化尽量减少污染物的排放，通过调节自身采光、通风、温度与湿度等能力，为可再生性能源的利用提供机会，这体现出自我调节性的一面。

需要特别指出的是，尽管建设工程与树木系统在很多方面都有极好的类比相似性，但二者之间的差异也是十分明显的。例如，树木是自生长植物，在保证其基本生存条件下，树体可以不依靠外力实现个体的生长发育，而建设工程从始至终均需人类活动的参与来推进其发展。又如，树木种类、形态特征等生命性状是与生俱来的，而建设工程则是根据用户需求设计建造而成的。另外，树木除具有生老病死的生命周期外，还会随季节变换经历年周期的生命变化，这一点在建设工程系统中并没有对应体现等等。

上面提到的这些差异性提醒我们，在进行建设工程质量与树木质量系统类比研究的过程中，一定要把握合适的度，在充分肯定二者广泛相似性的基础上，正视其差异性的存在，切不可片面分析生硬嵌套，背离仿生研究的初衷。

2 建设工程质量与树木质量的类比研究

我国国家标准GB6583.1-86把质量定义为：“产品、过程或服务满足规定或潜在要求（或需要）的特征和特性的总和”。换言之，质量的概念可以从两方面理解：狭义的质量是指产品（或服务）质量；广义的质量除了产品（或服务）质量之外，还包括工作质量。具体到不同类别的产品和工作，质量内涵会有一定差别，但都不外乎是这两方面内容的延伸。

2.1 二者质量特性类比

质量特性是指产品、过程或体系与要求有关的固有属性。质量概念的关键是“满足要求”。这些“要求”必须转化为有指标的特性，作为评价、检验和考核的依据，即质量特性。故质量特性也可以表达为对事物或实体（包括产品、服务、过程、活动、组织及其组合）所要满足的特定需要进行变换或具体化而得到的一系列定性或定量的指标和属性。由于顾客的需求是多种多样的，故而反映质量的特性也是多种多样的。

通过对树木和建设工程质量特性的分类归纳，从理化性能、外观特性、结构性能等五方面将二者质量特性依次进行类比，结果如表1所示。

2.2 二者质量形成过程类比

建设工程和树木（以果树为例）的质量生成过程均会经历数个阶段，每个阶段的质量表现内容各不相同。但是，从生命周期的整个发展历程来看，二者的质量形成过程又十分相似，其类比结果如表2所示。

质量的生成是质量参与主体实践活动的产物，根据马克思主义实践论的思想，实践活动是由主体、客体和中介构成的，主体是从事实践活动的人，客体是主体活动对象的总和，中介是把主体和客体联系起来的工具、手段或方法。无论是工程建设活动还是树木培育，这三项要素始终存在、缺一不可。建设工程与树木质量生成活动的主客体类比结果如表3所示。

2.3 二者质量影响因素类比

影响树木质量的因素很多，不外乎来自两个方面：一是先天影响，即自身的基因水平，这也是树木质量的决定性因素；二是后天影响，包括生长环境、养料供应、培育方法等多项因素。

关于建设工程质量影响因素的研究最常见的是根据4M1E理论，将影响工程质量的因素分为人、机、料、法、环5类。但该方法只局限于施工阶段的质量管理，并未延伸到工程质量形成的整个过程。此处尝试将“遗传基因”的概念引入工程质量影响因素的讨论中，并参照“4M1E”的方法将影响树木质量的后天因素进行分类，力争对二者质量影响因素的总结更加全面。其类比结果如表4所示。

3 结论

通过对建设工程与树木的质量生成过程、主客体作用及质量影响因素进行类比研究，现构建建设工程的质量生成机制模型（如图1所示），并根据该模型对开篇提出的两个问题作以回答。

建设工程的质量生成机制主要由内生机制和内化机制两部分组成。内生机制（即动力机制）是建设工程质量生成的基础，人类通过不断的实践活动为工程质量提供生长动力；由同化机制和异化机制组成的内化机制是建设工程质量生成的客观条件，大量材料、设备、构配件等物质经人的加工应用促使工程进行“新陈代谢”，实现了建设工程从无形到有形、从设想到实体的蜕变；工程参与主体与主体、主体与客体在自然环境和社会环境的双重影响下相互作用产生工作质量，实现建设工程质量生成过程的动态统一，与工程的“遗传基因”共同决定着建设工程的质量。因此，可以得出以下结论：

①建设工程的质量形成是一个“螺旋式上升的过程”。在这一过程中，一系列循序进行的工作或主客体的互动环环相扣，相互作用，每经过一个阶段质量就得到一次提升。因此，质量的形成是一个从无到有、逐渐生成、遵循一定路径和方向的过程。从这一角度讲，对建设工程而言，质量首先不是生产出来的，而是构想和设计出来的。如果设计功能或设计目标定位不当，即使施工过程完全满足图纸等规定要求，最终完成的工程仍算不上质量合格的产品。可见，工程前期的工作质量是建设工程质量的优先保障，其工作成果包括项目建议书、可行性研究报告、项目评估报告、施工图设计等前期文件便构成了建设工程质量的“遗传基因”。一项工程以后该如何“生长”，所有的生命信息（包括规模、种类、构造、材料、工艺、用途、寿命等）都由“基因”决定。

②建设工程和树木的生长遵循相似的路径规律，均受限于“基因”的控制，但任何一个有机体是否能发育良好，除了与内在的遗传特征有关以外，还依赖于适合遗传特征表达的外部条件。不同树种生长在同一土壤中可以具有不同的生长速度；同一树种在不同的土壤条件下也可以表现出不同的生长速度。可见，树木生长的质量由遗传基因和环境因子双重作用决定。建设工程也是一样，欲保证“遗传基因”完整表达，必须尽量控制“环境因子”的影响。这里的“环境因子”不仅指植物界狭义的“自然环境”，它还包括影响建设工程质量形成的所有人为因素，如相关政策、法律法规、文化与价值观等等。因此，良好的建设工程质量与全员、全过程、全方位的全面质量管理密切相关。

参考文献：

[1]李亚东，郎灏川，吴天华.基于BIM实施的工程质量管理[J].施工技术，2013（15）：20-22，112.

[2]谢琳琳，何清华，乐云.我国建设工程质量监管模式的现状分析及改革设想[J].建筑经济，2007（05）：6-9.

[3]朱宏亮，张伟.建设工程质量评价体系研究[J].重庆建筑大学学报，2007（02）：128-131.

[4]罗晟.建设工程生命周期质量管理模式刍议[J].建筑施工，2009（04）：310-312.

[5]路甬祥.仿生学的科学意义与前沿：仿生学的意义与发展田[J].科学中国人，2004（4）：22-34.

[6]郑秀峰.企业管理仿生与研究方法探讨[J].当代经济，2006（06）：72-74.

[7]韩福荣，徐艳梅.企业仿生学[M].企业管理出版社，2001.

[8]张玉明，李娓娓.从仿生学视角构建中小型科技企业内生成长机制[J].中国社会科学院研究生院学报，2009（04）：37-41.

[9]李钢.基于企业基因视角的企业演化机制研究[D].复旦大学，2006.

[10]杨忠直.企业生态学引论[M].北京：科学出版社，2003：30-34，132-139.

推荐访问： 仿生学 视角 试论 生成 建设工程质量