關(guān)于工程方法論研究的構(gòu)想

關(guān)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(guó)工程院工程管理學(xué)部和中國(guó)自然辨證研究會(huì)工程哲學(xué)專業(yè)委員會(huì)于2004年正式立項(xiàng)研究工程哲學(xué)問(wèn)題，其宗旨是要集中我國(guó)工程界和哲學(xué)界的學(xué)者、專家的智慧，合作撰寫面向工程界、工程管理界和哲學(xué)界的專門理論著作。22004年建立工程界-哲學(xué)界聯(lián)盟、立項(xiàng)研究2007年《工程哲學(xué)》（第一版）出版2011年《工程演化論》出版2012年修訂《工程哲學(xué)》立項(xiàng)2013年7月《工程哲學(xué)》（第二版）出版2014年開(kāi)始~方法論框架性研究立題研究進(jìn)程：3此次論壇是關(guān)于工程方法論的研究思路、研究?jī)?nèi)涵及其意義的框架性研討。將會(huì)涉及工程概念的系統(tǒng)深化、層次化分析和分類化；涉及對(duì)工程（Engineering）的（共性）方法論，對(duì)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(xiàng)目（engineeringproject）的方法等。也將涉及方法論與方法問(wèn)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(xué)方法論與哲學(xué)方法論之間的關(guān)系，也許還會(huì)討論到科學(xué)模型與工程模型的關(guān)系和差別……。當(dāng)然，工程概念結(jié)構(gòu)與方法論、方法概念的對(duì)接是十分重要的，這將有助于理清研究思路，統(tǒng)一認(rèn)識(shí)。4主要講四點(diǎn)：1.工程的概念結(jié)構(gòu)2.關(guān)于方法論和工程方法論研究3.關(guān)于方法4.關(guān)于工程方法的認(rèn)識(shí)框架51.工程的概念結(jié)構(gòu)關(guān)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(guò)集成-建構(gòu)或造物，形成“人工實(shí)在”的過(guò)程。6工程定義：“工程是為了創(chuàng)造人工實(shí)在，是在特定的自然環(huán)境和社會(huì)條件下，有計(jì)劃、有組織地建造某一特定人工物，是構(gòu)建一個(gè)新的人工存在的集成過(guò)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(fù)雜的系統(tǒng)即復(fù)雜的工程系統(tǒng)。Engineering追求的目標(biāo)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(xué)工程、土木工程、機(jī)械工程、動(dòng)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(xiàng)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(xiàng)目，除了行業(yè)性、專業(yè)性之外，還具有當(dāng)時(shí)、當(dāng)?shù)匦浴＿@些都是形而下的、殊相的工程，帶有個(gè)性的工程（engineerings）。8圖1關(guān)于科學(xué)與工程的概念結(jié)構(gòu)9科學(xué)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(xué)是一種理論化的知識(shí)體系，是人類探索真理的一種活動(dòng)，是人類認(rèn)識(shí)世界的方式和方法，其著重解決“是什么？為什么？”在科學(xué)的發(fā)展過(guò)程中形成了許多大的門類，例如物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)、天文學(xué)、地理學(xué)等，在這些門類下又發(fā)展出了不同的專門學(xué)科，例如物理學(xué)下面又產(chǎn)生了力學(xué)、光學(xué)、聲學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)等學(xué)科分支等。10認(rèn)清工程的概念結(jié)構(gòu)，將有助于理解工程-技術(shù)-科學(xué)的特征和它們之間關(guān)系的認(rèn)識(shí)，也將有助于工程與產(chǎn)業(yè)、經(jīng)濟(jì)之間的關(guān)系的認(rèn)識(shí)。因此，對(duì)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(guān)系。因而，是十分必要的。11圖2知識(shí)鏈的構(gòu)成與資源、資金尺度擴(kuò)展過(guò)程的關(guān)系122.關(guān)于方法論和工程方法論研究方法論，就是人們認(rèn)識(shí)世界、改造世界的一般方法，是人們用什么樣的方式、方法來(lái)觀察事物和處理問(wèn)題。一定的世界觀在認(rèn)識(shí)過(guò)程和實(shí)踐過(guò)程中的運(yùn)用表現(xiàn)為方法，方法論則是有關(guān)這些方法的理論。已有的方法論在不同層次上、不同領(lǐng)域上有哲學(xué)方法論、一般科學(xué)方法論、具體科學(xué)方法論之分。13

哲學(xué)方法論：關(guān)于認(rèn)識(shí)世界、改造世界、探索實(shí)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(xué)方法論：研究各門具體學(xué)科，帶有一定普遍意義，適用于許多有關(guān)領(lǐng)域的方法理論；具體科學(xué)方法論：研究某一具體學(xué)科，涉及某一具體領(lǐng)域的方法理論。14問(wèn)題：我們是否可以根據(jù)對(duì)工程概念結(jié)構(gòu)的理解，運(yùn)用類比的方法，來(lái)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(lǐng)域的方法論和方法以及具有當(dāng)時(shí)、當(dāng)?shù)匦缘木唧w工程項(xiàng)目（engineeringproject）的工程方法呢？這個(gè)問(wèn)題過(guò)去研究不多，值得提到工程哲學(xué)研究的日程上來(lái)。153.關(guān)于方法在漢語(yǔ)中方法、方式、路徑經(jīng)常通用，在英語(yǔ)中“way”有道路、方式、方法幾種相關(guān)的含義。方法一般是指為獲得某些東西或達(dá)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(shuō)，所謂方法，就是人們?cè)谀撤N活動(dòng)過(guò)程中一連串動(dòng)作、行為的關(guān)聯(lián)方式。16方法不同于物化了的手段，方法是人類認(rèn)識(shí)客觀世界和改造客觀世界應(yīng)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(shí)體形態(tài)存在的，是“一物或諸物的復(fù)合體”，是通過(guò)自身所具有的機(jī)械屬性、物理屬性和化學(xué)屬性作用于客觀對(duì)象的。因而手段也稱為工具，有時(shí)也被稱之為“硬件”或硬設(shè)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(kuò)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(yùn)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(shí)間長(zhǎng)短的組織，程度標(biāo)準(zhǔn)的制訂五個(gè)部分。一種方法就是對(duì)這種關(guān)聯(lián)方式特殊性方面的概括。一項(xiàng)復(fù)雜活動(dòng)（例如工程活動(dòng)）往往包含許多部分和許多環(huán)節(jié)，在每個(gè)部分和每個(gè)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(xí)慣地把預(yù)測(cè)方法叫做預(yù)測(cè)技術(shù)、管理方法叫做管理技術(shù)、實(shí)驗(yàn)方法叫做實(shí)驗(yàn)技術(shù)。18隨著時(shí)代的發(fā)展，實(shí)踐的多樣性、思維的多樣性、行為的多樣性發(fā)展，而且越來(lái)越豐富多彩，方法的含義也越來(lái)越擴(kuò)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(jì)劃；策劃、計(jì)謀、謀略等內(nèi)涵。194.關(guān)于工程方法的認(rèn)識(shí)框架工程活動(dòng)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(guān)的決策、規(guī)劃、設(shè)計(jì)、構(gòu)建、運(yùn)行、管理等過(guò)程，工程活動(dòng)的特征是通過(guò)選擇-集成-構(gòu)建等過(guò)程，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)化、功能化、可運(yùn)行的工程實(shí)體，進(jìn)而使之成為現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力。工程活動(dòng)特別是工程理念體現(xiàn)著價(jià)值取向。20工程對(duì)相關(guān)的、異質(zhì)異構(gòu)技術(shù)進(jìn)行選擇、整合而集成為相關(guān)技術(shù)群，并通過(guò)與相關(guān)的基本要素（自然要素、經(jīng)濟(jì)要素等）的綜合集成配置，而構(gòu)建起來(lái)的有結(jié)構(gòu)、有功能、有效率地體現(xiàn)價(jià)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(dòng)方法的理論，不能不與工程活動(dòng)的特征相關(guān)聯(lián)，即通過(guò)選擇、集成、構(gòu)建等方法、途徑、手段、步驟，實(shí)現(xiàn)工程實(shí)體的結(jié)構(gòu)化、功能化、效率化等目的，從而體現(xiàn)可運(yùn)行的、有競(jìng)爭(zhēng)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(biāo)的選擇與決策；—所需要素的選擇與配置優(yōu)化；—相關(guān)要素間的整合、集成與結(jié)構(gòu)化；—?jiǎng)討B(tài)運(yùn)行與功能優(yōu)化；—適應(yīng)環(huán)境與效率化運(yùn)行；—價(jià)值評(píng)估；—環(huán)境優(yōu)化與生態(tài)評(píng)估等。24作為與科學(xué)、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(yīng)該從工程的特征出發(fā)來(lái)研究，即從對(duì)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(yùn)行、有競(jìng)爭(zhēng)力的工程實(shí)體。這樣人們就將認(rèn)識(shí)到工程（Engineering）的方法論必將不同于科學(xué)（Science）的方法論。對(duì)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(yīng)性等主要維度展開(kāi)。25圖4關(guān)于工程方法與工程目標(biāo)關(guān)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(yīng)包括靜態(tài)性的機(jī)械結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)運(yùn)行結(jié)構(gòu)。靜態(tài)性的機(jī)械結(jié)構(gòu)將涉及工程構(gòu)建活動(dòng)，而動(dòng)態(tài)運(yùn)行結(jié)構(gòu)將直接體現(xiàn)出了工程實(shí)體運(yùn)行的可靠性、功能、效率和環(huán)境友好。27還原論方法長(zhǎng)期主導(dǎo)著科學(xué)方法論。在工程實(shí)踐中也曾有過(guò)還原論方法為主導(dǎo)的時(shí)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(jī)械地堆砌、拼湊出一個(gè)結(jié)構(gòu)來(lái)，再體現(xiàn)出功能來(lái)。這樣的還原論方法在已有的工程設(shè)計(jì)、建造和運(yùn)行過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)，這嚴(yán)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(guān)聯(lián)到工程的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)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(dǎo)，通過(guò)“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(biāo)，反復(fù)整合、集成，形成一個(gè)結(jié)構(gòu)“最佳化”的工程整體，從而使工程具有相應(yīng)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?gòu)?fù)雜系統(tǒng)。要把這種復(fù)雜的工程系統(tǒng)綜合集成并運(yùn)行起來(lái)，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(guān)的數(shù)學(xué)方法，從而達(dá)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(dòng)態(tài)耦合：工程系統(tǒng)中的技術(shù)性要素是由許多相關(guān)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(jiǎn)單地用線性相關(guān)的方法來(lái)處理，因此，不同技術(shù)（工藝、裝備）單元之間的關(guān)聯(lián)，經(jīng)常要通過(guò)非線性相互作用的方法來(lái)處理，并實(shí)現(xiàn)在不同時(shí)-空條件下的動(dòng)態(tài)耦合，從而形成一個(gè)動(dòng)態(tài)-有序、協(xié)同-連續(xù)運(yùn)行的工程整體。非線性相互作用和動(dòng)態(tài)耦合，是形成工程動(dòng)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(fù)雜系統(tǒng)的集成、建構(gòu)過(guò)程，因此應(yīng)該有科學(xué)化的程序，其一般程序往往是理念-決策-規(guī)劃-設(shè)計(jì)-建造-運(yùn)行-管理-評(píng)價(jià)。這一程序化過(guò)程和方法，實(shí)際上對(duì)于所有工程都將經(jīng)歷，只不過(guò)是自覺(jué)程度不同，認(rèn)真程度不同，科學(xué)化手段不同，或價(jià)值維度的權(quán)重不同而已。