面向智能建造的工程管理专业转型及人才培养方案思考
崔鹏
摘 要：随着“一带一路”、城市群建设、新型基础设施建设等国家战略的提出和落实，智能建造将成为未来工程领域的关键词，而传统的工程管理方式渐渐无法满足新兴工程建设的需求。面对日益复杂的工程项目和风起云涌的国际环境，面向智能建造的工程管理专业转型和人才培养方案优化势在必行。本文基于智能建造在全球建筑业中发挥的重要作用，讨论未来工程管理专业的定位，设计专业发展思路，提出面临的挑战，勾勒未来专业发展愿景。
关键词：工程管理; 智能建造; 专业转型; 人才培养
中图分类号：G642.0? ? ? ? ? ?文献标识码：A? ? ?文章编号：1006-3315（2020）-11-098-002
1.全球建筑业发展现状概述
2020年，面对国内外复杂的经济环境和各种严峻挑战，在以习近平同志为核心的党中央坚强领导下，我国建筑业以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，全面贯彻党的十九大和十九届二中、三中和四中全会精神，持续深化供给侧结构性改革，发展质量和效益不断提高。
建筑和城市基础设施是民众福祉、经济发展和城市安全运行的载体和基础。2019年总产值达21万亿元，GDP占比25%，其变革对中国社会的绿色、低碳、可持续发展有重要影响。当前，尽管中国已建成举世瞩目的超高层建筑、超大跨度桥梁、超深超长隧道，但中国建筑业仍未摆脱劳动密集型的产业窠臼。德国政府提出“工业4.0”以来，中国制造业和建造业缺乏核心技术，难以应对未来发展和国际竞争力。根据美国劳动生产率指数，制造业的劳动生产率从1964年到2012年之间提升了153%;而这48年间内，建筑业劳动生产率非增反降19%。
纵观我国建筑业高质量增长的问题阻碍包括：现役基础设施日益老化、人口老龄化、行业利润率低、研发投入力度弱、技术人才与劳动力短缺、核心技术和标准体系匮乏等。而与之相对的主要驱动力包括：“一带一路”倡议、国家新型城镇化规划、绿色、可持续、人工智能、智慧城市、基础设施翻新、工业化、模块化设计、建造机器人、工业4.0、区块链经营与管理、3D打印技术、建筑信息模型、金融投资等新趋势和新概念。
新时代下，建设倒逼技术、工艺与环境的跨越式转变，可概括为：科技创新应对既有挑战、突破技术瓶颈、引领产业变革。例如，早期建筑业仅承受常规荷载（如：自重荷载下沉降变形、积雪荷载压垮大棚），如今可能面对多重复杂荷载（如：恐怖袭击的爆炸荷载、海啸冲击荷载）;早期建筑业的施工环境适宜（如：桥梁施工环境、隧道施工环境），如今面临各种复杂、恶劣环境（如：极寒建设环境、深海建设环境）;早期建筑业是由劳动密集型产业（如：人工绑扎钢筋、施工人员协调会），如今逐渐转为装备与技术密集型（如：美国无人挖掘机、法国自动拆除机器人）等。
以建筑行业机器人为例，各国政府与企业对智能建造倾注全力，推动技术革新与工程应用，相关施工技术、代表性研发企业及产品如表1所示。
2.智能建造引领建筑业发展方向
基于上述事实，在《创新2050：建筑业不可思议的未来》报告中，英国最大设计、施工和资产管理集团巴尔弗·贝蒂（BalfourBeatty）公司大胆预测：2050年，建筑工地将不会再有人类工作。
面对日新月异的建筑业现状，全球主要经济体均大力发展智能建造，以助推智慧城市建设、升级智能社会。例如：美国的“3D-4D-BIM”计划、智能設计建造（ICD）战略、全球信息基础设施计划等;日本提出《第五个科学技术基本计划（2016-2020）》以及“i-Construction”（建筑业生产力革命）;英国提出“数字建造”战略规划、建筑业智能建造战略规划;此外，还包括新加坡政府的“智能城市方案”、德国的“高科技2025”战略、澳大利亚的“智慧城市及郊区项目”等。
中国近年来发力于“智慧城市”和“智能建造”，自2017年《国务院办公厅关于促进建筑业持续健康发展的意见》要求推广智能建筑并提升其设计、建造方式起，95%的副省级以上城市、83%的地级城市均在《政府工作报告》或“十三五”规划中明确提出建设智慧城市。《中国建造2035》中提出，实现“数字化、网络化、智能化”，是制造与建筑等行业发展的新趋势。中国工程院《全球工程前沿2018》发布会中，智能建造议题成为全球工程研究与开发的“双前沿”项目。中国将以大国姿态，引领全球“智能建造”“智慧城市与社会”的发展浪潮。
3.智能建造含义和技术体系架构
所谓智能建造，是新一代信息技术与工程建造融合形成的工程建造创新模式，即利用以“三化”（数字化、网络化和智能化）和“三算”（算据、算力、算法）为特征的新一代信息技术，在实现工程建造要素资源数字化的基础上，通过规范化建模、网络化交互、可视化认知、高性能计算以及智能化决策支持，实现数字链驱动下的工程立项策划、规划设计、施（加）工生产、运维服务一体化集成与高效率协同，不断拓展工程建造价值链、改造产业结构形态，向用户交付以人为本、绿色可持续的智能化工程产品与服务。智能建造应具备通信、计算、控制等三大功能要素，并不断追求并实现状态感知、实时分析和科学决策三大“类人”目标。智能建造的技术体系架构可以绘制成金字塔结构，如图1所示。
4.智能建造方向的工程管理专业定位与挑战
“智能建造”是教育部于2018年正式批准新设全国首个“新工科”专业，以土木工程为基础，以信息技术为纽带，以机械工程和控制工程等技术为工具，融合建筑学、材料工程、工程管理等学科知识。涵盖建筑与基础设施的设计、制造、运输、装配、运营、维护等生命周期完整链条。将工程管理专业向智能建造方向推进符合社会发展趋势和未来需求。
智能建造是传统建筑业转型的机遇与途径，也是工程管理学科的延伸和拓展。培养一批能够应对未来科技与工程发展的人才，并创立创新相关人才培养模式是实现工程管理专业转型的必要条件。通过理科、人文社科和传统工科相融，分别形成文理结合、工管结合、理工结合并最终打造成与时俱进的、面向智能建造方向的现代化工程管理学科。
沈祖炎院士将智能建造相关人才培养的战略目标制定为：面向未来科技与工程发展的人才培养，通过共性基础+个性发展，培养20年以后的精英和栋梁。同时强调，在培养过程中，要强化学生时间、空间和纵深三个维度的工程管理专业素养。时间上，从使用安全发展到全寿命周期;空间上，从单体部件发展到工程系统;深度上，从单一土木学科深化到依靠多学科的交叉与综合。
当前，工程管理专业向智能建造方向发展与转型面临以下五个挑战：
挑战一：囊括各交叉学科，同时保证广度、深度的课程体系尚未构建;挑战二：具有实际工程意义、培养学生创造力的实践课程尚未普遍开设;挑战三：掌握综合系统知识的师资力量尚未成型;挑战四：可供学生实践的建筑实操基地等硬件设施尚未普及;挑战五：有利于交叉学科发展的学校人事激励制度、成果管理制度尚未落实。
总而言之，工程管理专业亟须明确专业培养目标，打破傳统课程体系和知识结构的桎梏，创新教学模式;同时，亟须加强师资队伍建设、平台建设、制度建设，为“新工管”专业的发展夯实基础。
5.智能建造方向的工程管理专业设计与愿景
本科教育是立校之本、研究生教育是强校之路。如果将育人比作植树，本科教育就是筑根汲养，旨在培养有专业意识的人，向下稳固根基，重在“人”的培养。而研究生教育则是开枝散叶，旨在指导研究生专业地思考，向外蓬勃生长，重在“专业+”的发展。未来的工程管理专业将从专业细分演变到工程系统划分，从数字依托转型为智能支撑。
因此，智能建造方向的工程管理专业教学模式需要优化改进。设计是所有专业训练的核心，是将专业与科学区分开的主要标志。未来，除工程项目管理、工程造价、项目投融资、合同管理等传统工程管理专业课程外，更要开设智能建造相关课程，建议包含但不限于如下课程：智能设计模块（设计学、计算机图形学与虚拟设计、结构优化）、智能制造模块（制造技术）、智能施工（施工装备、BIM）、智能家居（智能感知网）、智能控制（传感器与信息融合、机器人）、智能材料（多功能材料、增材制造）、智能防灾、智能运维模块（工程结构全寿命维护、工程全寿命经济分析）等。
面向智能建造方向的工程专业学生，应符合国家建设需要、适应未来社会需求，努力成为胜任工程管理行业和科技最新发展的专业人才。因此，期望本专业毕业生在毕业前应达到以下九个要求：①掌握工程知识、能够应对专业问题;②明晰工程活动对社会和环境的影响;③了解现代工具使用方法;④学会开展调查与研究;⑤能够进行工程设计;⑥熟悉项目管理全过程;⑦具备良好的职业规范;⑧拥有优异的沟通表达和团队合作能力;⑨具备终身学习觉悟。
专业建设离不开学校的大力扶持。院校可在人才与研发两个方面对工程管理专业向智能建造方向发展提供支持。人才支撑方面，应加强引进相关领域院士、长江、杰青等拔尖人才力度、通过协同育人、校企合作、实习基地等模式与设计施工、信息企业的顶级技术专家建立良好的合作往来。研发支撑方面，发挥学科集群优势，将土木、建筑、材料、机械、测绘、控制等教学和科研资源整合。同时，发挥技术集群优势，实现政、产、学、研、用、金、介、媒一体化。此外，在建筑工业化、数字化方面积累系统产品与工程实践经验。
未来已来，工程管理的发展方向正在发生深刻变革。BIM、3D打印、高性能材料、人机协同机器人、GIS、物联网、云计算、大数据、虚拟现实、机器视觉等曾经讳莫如深的词藻，如今已逐渐被各行各业广泛应用。面向智能建造方向的工程管理专业毕业生将肩负智慧城市建设的使命，以全生命周期思维，从智慧设计、智慧制造、智慧工地、智慧家居、智慧防灾、智慧运维等多角度，为智慧城市建设与治理提供科学决策。因此，工程管理专业学科的发展任重而道远，转型大势所趋。
本文获得江苏省科技厅自然科学基金青年项目（SBK2020040437）支持
参考文献：
[1]欧阳利军，王庆.智能建造专业的提出和高等院校学生创新创业新思路探索[J]教育教学论坛，2019，22：1-4
[2]丁烈云.智能建造创新型工程科技人才培养的思考[J]高等工程教育研究，2019（5）：1-4
[3]刘世平，骆汉宾，孙峻，丁烈云.关于智能建造本科专业实践教学方案设计的思考[J]高等工程教育研究，2020（1）：20-24
