關于工程方法論研究的構(gòu)想

關于工程方法論研究的構(gòu)想殷瑞鈺鋼鐵研究總院2014年4月23日常熟1中國工程院工程管理學部和中國自然辨證研究會工程哲學專業(yè)委員會于2004年正式立項研究工程哲學問題，其宗旨是要集中我國工程界和哲學界的學者、專家的智慧，合作撰寫面向工程界、工程管理界和哲學界的專門理論著作。22004年建立工程界-哲學界聯(lián)盟、立項研究2007年《工程哲學》（第一版）出版2011年《工程演化論》出版2012年修訂《工程哲學》立項2013年7月《工程哲學》（第二版）出版2014年開始~方法論框架性研究立題研究進程：3此次論壇是關于工程方法論的研究思路、研究內(nèi)涵及其意義的框架性研討。將會涉及工程概念的系統(tǒng)深化、層次化分析和分類化；涉及對工程（Engineering）的（共性）方法論，對不同專業(yè)性、行業(yè)性工程(engineerings)的方法論和方法，以及專業(yè)性、行業(yè)性工程屬下的具體工程項目（engineeringproject）的方法等。也將涉及方法論與方法問題的討論；工程思維與工程方法論的討論；涉及工程方法論、科學方法論與哲學方法論之間的關系，也許還會討論到科學模型與工程模型的關系和差別……。當然，工程概念結(jié)構(gòu)與方法論、方法概念的對接是十分重要的，這將有助于理清研究思路，統(tǒng)一認識。4主要講四點：1.工程的概念結(jié)構(gòu)2.關于方法論和工程方法論研究3.關于方法4.關于工程方法的認識框架51.工程的概念結(jié)構(gòu)關于工程的概念結(jié)構(gòu)，我們可以從工程存在的本體性出發(fā)，從工程（Engineering）的共性特征出發(fā)看工程，也就是從形而上的視角觀察，從概括的、抽象的、共相的意義上看，工程是通過集成-建構(gòu)或造物，形成“人工實在”的過程。6工程定義：“工程是為了創(chuàng)造人工實在，是在特定的自然環(huán)境和社會條件下，有計劃、有組織地建造某一特定人工物，是構(gòu)建一個新的人工存在的集成過程、集成方式和集成模式的統(tǒng)一。Engineering（共相的工程）的概念，可以抽象為集成、建構(gòu)一種復雜的系統(tǒng)即復雜的工程系統(tǒng)。Engineering追求的目標可以概括為系統(tǒng)整體優(yōu)化的生產(chǎn)力。7如果從現(xiàn)象主義視角出發(fā)觀察工程，則工程往往具有專業(yè)性、行業(yè)性，可以具體分為各行各業(yè)、各種門類的工程（engineerings），例如礦業(yè)工程、水利工程、冶金工程、化學工程、土木工程、機械工程、動力工程、通訊工程、航空-航天工程等。在同一行業(yè)工程之下，又可以分為具體的工程項目，例如在鐵道工程下面，又可具體分為京滬高鐵工程、青藏鐵路工程等，這些工程項目，除了行業(yè)性、專業(yè)性之外，還具有當時、當?shù)匦浴＿@些都是形而下的、殊相的工程，帶有個性的工程（engineerings）。8圖1關于科學與工程的概念結(jié)構(gòu)9科學也存在著類似的概念結(jié)構(gòu)。從概括的、抽象的、共相的意義上看，科學是一種理論化的知識體系，是人類探索真理的一種活動，是人類認識世界的方式和方法，其著重解決“是什么？為什么？”在科學的發(fā)展過程中形成了許多大的門類，例如物理學、化學、生物學、天文學、地理學等，在這些門類下又發(fā)展出了不同的專門學科，例如物理學下面又產(chǎn)生了力學、光學、聲學、熱學、電學等學科分支等。10認清工程的概念結(jié)構(gòu)，將有助于理解工程-技術(shù)-科學的特征和它們之間關系的認識，也將有助于工程與產(chǎn)業(yè)、經(jīng)濟之間的關系的認識。因此，對工程的方法論和具體工程的方法研究而言，也將便于理清層次、理清互相之間的關系。因而，是十分必要的。11圖2知識鏈的構(gòu)成與資源、資金尺度擴展過程的關系122.關于方法論和工程方法論研究方法論，就是人們認識世界、改造世界的一般方法，是人們用什么樣的方式、方法來觀察事物和處理問題。一定的世界觀在認識過程和實踐過程中的運用表現(xiàn)為方法，方法論則是有關這些方法的理論。已有的方法論在不同層次上、不同領域上有哲學方法論、一般科學方法論、具體科學方法論之分。13

哲學方法論：關于認識世界、改造世界、探索實現(xiàn)主觀世界與客觀世界相一致的最一般的方法理論；

一般科學方法論：研究各門具體學科，帶有一定普遍意義，適用于許多有關領域的方法理論；具體科學方法論：研究某一具體學科，涉及某一具體領域的方法理論。14問題：我們是否可以根據(jù)對工程概念結(jié)構(gòu)的理解，運用類比的方法，來研究一般意義上的工程方法論；具有專業(yè)性、行業(yè)特性的不同專業(yè)領域的方法論和方法以及具有當時、當?shù)匦缘木唧w工程項目（engineeringproject）的工程方法呢？這個問題過去研究不多，值得提到工程哲學研究的日程上來。153.關于方法在漢語中方法、方式、路徑經(jīng)常通用，在英語中“way”有道路、方式、方法幾種相關的含義。方法一般是指為獲得某些東西或達到某種目的而采取的手段和行為方式。方法可表現(xiàn)為方式、途徑、步驟、手段等形式。也可以說，所謂方法，就是人們在某種活動過程中一連串動作、行為的關聯(lián)方式。16方法不同于物化了的手段，方法是人類認識客觀世界和改造客觀世界應遵循的某種方式、途徑和程序的總和。而手段最大特征是以實體形態(tài)存在的，是“一物或諸物的復合體”，是通過自身所具有的機械屬性、物理屬性和化學屬性作用于客觀對象的。因而手段也稱為工具，有時也被稱之為“硬件”或硬設備。如果把方法也視為一種工具或手段的話，那就可以看成是人的大腦擴展的一種“工具”或“手段”，即行事之條理。17方法往往是某一或某些規(guī)律的運用，涉及選擇所需的構(gòu)成要素，要素之間（包括不同層次的要素）的相互作用，位置順序的安排，時間長短的組織，程度標準的制訂五個部分。一種方法就是對這種關聯(lián)方式特殊性方面的概括。一項復雜活動（例如工程活動）往往包含許多部分和許多環(huán)節(jié)，在每個部分和每個環(huán)節(jié)又有各自不同的方法。方法的又一同義詞是技術(shù)，例如人們習慣地把預測方法叫做預測技術(shù)、管理方法叫做管理技術(shù)、實驗方法叫做實驗技術(shù)。18隨著時代的發(fā)展，實踐的多樣性、思維的多樣性、行為的多樣性發(fā)展，而且越來越豐富多彩，方法的含義也越來越擴展，甚至涵蓋了：辦法、做法、想法；技術(shù)、技巧、工藝；程序、步驟；規(guī)則、規(guī)章；規(guī)劃、計劃；策劃、計謀、謀略等內(nèi)涵。194.關于工程方法的認識框架工程活動體現(xiàn)著自然界與人工界要素配置上的綜合集成和建構(gòu)以及與之相關的決策、規(guī)劃、設計、構(gòu)建、運行、管理等過程，工程活動的特征是通過選擇-集成-構(gòu)建等過程，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)化、功能化、可運行的工程實體，進而使之成為現(xiàn)實生產(chǎn)力。工程活動特別是工程理念體現(xiàn)著價值取向。20工程對相關的、異質(zhì)異構(gòu)技術(shù)進行選擇、整合而集成為相關技術(shù)群，并通過與相關的基本要素（自然要素、經(jīng)濟要素等）的綜合集成配置，而構(gòu)建起來的有結(jié)構(gòu)、有功能、有效率地體現(xiàn)價值取向的工程系統(tǒng)、工程集成體。21

圖3工程的內(nèi)涵及其要素與集成22工程方法論作為工程活動方法的理論，不能不與工程活動的特征相關聯(lián)，即通過選擇、集成、構(gòu)建等方法、途徑、手段、步驟，實現(xiàn)工程實體的結(jié)構(gòu)化、功能化、效率化等目的，從而體現(xiàn)可運行的、有競爭力、可持續(xù)發(fā)展的生產(chǎn)力。23產(chǎn)業(yè)性工程的方法論將涉及下列諸多方面的方法與方法論：—需求目標的選擇與決策；—所需要素的選擇與配置優(yōu)化；—相關要素間的整合、集成與結(jié)構(gòu)化；—動態(tài)運行與功能優(yōu)化；—適應環(huán)境與效率化運行；—價值評估；—環(huán)境優(yōu)化與生態(tài)評估等。24作為與科學、技術(shù)處于同一層次的工程（共相性的、形而上的）的工程方法論，也應該從工程的特征出發(fā)來研究，即從對工程要素的選擇、集成出發(fā)，建構(gòu)出結(jié)構(gòu)合理、功能優(yōu)化、效率卓越的可運行、有競爭力的工程實體。這樣人們就將認識到工程（Engineering）的方法論必將不同于科學（Science）的方法論。對工程而言，工程方法論具有共性（共相）的意義，一般都將環(huán)繞著工程整體的結(jié)構(gòu)化、功能化、效率化和環(huán)境適應性等主要維度展開。25圖4關于工程方法與工程目標關系示意圖26工程方法論將涉及：1）結(jié)構(gòu)化——整體論與還原論的結(jié)合。這是使工程要素結(jié)構(gòu)化所必需的。結(jié)構(gòu)化的內(nèi)涵應包括靜態(tài)性的機械結(jié)構(gòu)和動態(tài)運行結(jié)構(gòu)。靜態(tài)性的機械結(jié)構(gòu)將涉及工程構(gòu)建活動，而動態(tài)運行結(jié)構(gòu)將直接體現(xiàn)出了工程實體運行的可靠性、功能、效率和環(huán)境友好。27還原論方法長期主導著科學方法論。在工程實踐中也曾有過還原論方法為主導的時期，這種方法的特征是將工程系統(tǒng)，單向地“向下”分解、分割，形成不同的“最佳化”的單體、單元，然后將這些“最佳化”的單元機械地堆砌、拼湊出一個結(jié)構(gòu)來，再體現(xiàn)出功能來。這樣的還原論方法在已有的工程設計、建造和運行過程中經(jīng)常出現(xiàn)，這嚴重地限制著工程系統(tǒng)整體的結(jié)構(gòu)優(yōu)化、效率優(yōu)化、功能優(yōu)化，并將直接關聯(lián)到工程的市場競爭力和可持續(xù)發(fā)展能力。28整體論-還原論結(jié)合的方法是以工程系統(tǒng)整體優(yōu)化為主導，通過“解析-集成”、“集成-解析”的方法，以工程的結(jié)構(gòu)優(yōu)化、功能優(yōu)化、效率優(yōu)化為目標，反復整合、集成，形成一個結(jié)構(gòu)“最佳化”的工程整體，從而使工程具有相應的、可靠的、卓越的功能。29

2）協(xié)同化：工程的構(gòu)成要素從性質(zhì)上看是多元、多層次的，而從量的角度上看，有的具有確定性，有的具有不確定性，因而工程均屬復雜系統(tǒng)。要把這種復雜的工程系統(tǒng)綜合集成并運行起來，并體現(xiàn)出穩(wěn)定的、有效的功能，必須重視協(xié)同論的方法和相關的數(shù)學方法，從而達到工程整體的結(jié)構(gòu)優(yōu)化、功能涌現(xiàn)和效率卓越。30

3）非線性相互作用和動態(tài)耦合：工程系統(tǒng)中的技術(shù)性要素是由許多相關的、異質(zhì)異構(gòu)的技術(shù)單元集成、建構(gòu)而成的，正是由于技術(shù)的異質(zhì)、異構(gòu)性，不能簡單地用線性相關的方法來處理，因此，不同技術(shù)（工藝、裝備）單元之間的關聯(lián)，經(jīng)常要通過非線性相互作用的方法來處理，并實現(xiàn)在不同時-空條件下的動態(tài)耦合，從而形成一個動態(tài)-有序、協(xié)同-連續(xù)運行的工程整體。非線性相互作用和動態(tài)耦合，是形成工程動態(tài)結(jié)構(gòu)并體現(xiàn)卓越、穩(wěn)定功能的重要方法和一般方法。314）程序化：由于工程復雜系統(tǒng)的集成、建構(gòu)過程，因此應該有科學化的程序，其一般程序往往是理念-決策-規(guī)劃-設計-建造-運行-管理-評價。這一程序化過程和方法，實際上對于所有工程都將經(jīng)歷，只不過是自覺程度不同，認真程度不同，科學化手段不同，或價值維度的權(quán)重不同而已。