建筑工程标准化系统多主体协同优化研究

'建筑工程标准化系统多主体协同优化研究CONSTRUCTIONSTANDARDIZATIONSYSTEMOPTIMIZATIONORIENTEDTOMULTIPLESTAKEHOLDERSCOLLABORATIONINCONSTRUCTIONENGINEERING孙智哈尔滨工业大学2013年12月万方数据 国内图书分类号：F270.5学校代码：10213国际图书分类号：338密级：公开管理学博士学位论文建筑工程标准化系统多主体协同优化研究博士研究生：孙智导师：李忠富教授副导师张守健教授申请学位：管理学博士学科：管理科学与工程所在单位：管理学院答辩日期：2013年10月授予学位单位：哈尔滨工业大学万方数据 ClassifiedIndex:F270.5U.D.C.:338DissertationfortheDoctoralDegreeinEngineeringCONSTRUCTIONSTANDARDIZATIONSYSTEMOPTIMIZATIONORIENTEDTOMULTIPLESTAKEHOLDERSCOLLABORATIONINCONSTRUCTIONENGINEERINGCandidate：ZHiSUNSupervisor：Prof.ZhongfuLIAssociateSupervisor：Prof.ShoujianZHANGAcademicDegreeAppliedfor：DoctorofManagementSpeciality：ManagementScienceandEngineeringAffiliation：SchoolofManagementDateofDefence：October,2013Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology万方数据 摘要摘要建筑工程领域的技术进步与建筑市场的日趋成熟对新技术的应用、节能环保、建筑质量以及多方参与下的协同工作效率等方面提出了越来越高的要求。建筑工程标准在这一发展趋势下始终扮演着技术载体、传递工具的重要角色，同时，标准化作为围绕标准从产生到完善的全过程主体行为的集合，其自身的运行效果既影响了标准应用的效用，也对建筑工程的质量、成本、效率等诸多方面有着根本性的作用。建筑工程标准化则由于受到建筑行业生产全过程中参与方众多、协同问题突出等特性的影响，需要引入若干参与主体协同的研究视角，全面地论述标准化系统运行的规律以及优化策略，为建筑工程在标准化领域效用的提升提供理论支撑。本文以引入主体协同过程与行为的建筑工程标准化系统为研究对象，认为建筑工程标准化活动并不是一个阶段性、孤立性的过程。因此，对其的研究需要从标准化全过程以及由参与者行为触发的系统优化的角度展开，并重点讨论参与主体在系统运行中的演化、博弈以及机会主义行为，通过引导、约束与激励等方式形成系统构成要素间的协同效应，从而完成对建筑工程标准化系统优化的研究目标。本文在对国内外相关研究成果进行梳理与总结的基础上，以自组织理论、复杂系统理论以及协同论作为理论基础展开研究，从深入剖析建筑工程标准化在生产实践中产生的问题以及标准化系统的概念体系着手，采用演化分析、仿真模拟、实例验证等多种研究手段，构建出面向多主体协同的建筑工程标准化全过程运作体系。深入研究了建筑工程标准化系统中主体协同过程的代表性行为模式，并针对典型的主体行为设计出有效的调节与控制策略，最终提出建筑工程标准化系统未来的发展方向与改进意见。本文首先界定出建筑工程标准化、标准化系统、参与主体等重要概念的内涵并分析其中的关联关系；将文中涉及到的较易混淆的概念给出明确的界定，同时确定了以建筑工程标准化活动为研究核心的问题边界；以宏观的视角给出标准化系统运行的动力机制，揭示出宏观控制因子对系统的影响规律；根据文章的论述重点，提出当前标准化系统与主体协同互动过程中存在的问题，并分析了问题产生的原因。对“建筑工程标准体系”这一系统中的核心客体要素的复杂性进行了全面的剖析，首次提出了标准体系中标准功能团的存在，并给出体系中复杂性存在的根源；提出建筑工程标准化系统产生协同效应的条件机制，与复杂性分析一起搭建出本文研究的客体基础；通过建立多主体的协同模型，从宏观的角度给出标准化协同效应对系统的正向影响；进而给出主体间宏观的协同模式。-I-万方数据 哈尔滨工业大学管理学博士学位论文提出建筑工程标准化系统全过程的研究架构，以面向主体协同的角度全面论述系统中围绕标准生命周期所涉及到的协同过程，解决不同阶段存在的典型问题。提出面向多主体协同的多层次Petri网标准编制模型；给出基于标准功能团与标准条款映射的标准实施方法；首次提出基于多支持向量机的标准质量诊断，实现主体修订意见的广泛采纳与科学判断；在动态质量诊断的协同优化方案的基础上，集成QFD方法与基元理论构建出适用于主体协同参与的动态化标准修订方法体系；最后根据构建的模型对标准质量的提升进行了实证研究。针对标准化系统中主体协同过程存在的典型行为给出重点分析。认为未来标准化的发起点会逐渐转变为由主体行为协同演化而产生的标准形成过程，不同主体的集群有可能产生不同的标准体系；从契约约束的有无两个方面对标准形成后的采纳行为进行了讨论，给出协同行为引导的方法；同时面向标准化过程中普遍存在的因信息不对称而产生的协同障碍，给出发起主体的激励策略。典型行为的分析以及策略的提供旨在解决影响主体协同效果的机会主义等阻碍，最终实现整个系统的协同运作。关键词标准化系统；多主体协同；标准化全过程；协同优化-II-万方数据 AbstractAbstractRecentyears,thetechnologyprogressandthematureconstructionmarketputforwardmoreandmorehighlydemandintheareaofenergyconservation,environmentprotection,qualityofconstructionandthecollaborativeworkefficiencybetweenmultiplestakeholders.Constructionengineeringstandardsalwaysplayacriticalroleoftechnicalcarrierandtransfertoolatthisdevelopmenttendency.Meantimethestakeholders’activitiesnotonlyaffectthestandardsapplicationutility,havefundamentalroleintheareaofconstructionengineeringquality,costandefficiencyaswell.Duetostandardizationofconstructionengineeringisinfluencedbythenumerousstakeholdersandthecollaborationissue,itisnecessarytotaketheresearchangleofmultiplestakeholders’collaborationfortheprocessofstandardizationandtheoptimizingstrategytoprovidethetheorysupportfortheutilityenhancingintheareaofconstructionengineeringstandardization.Thispapertakestheconstructionengineeringstandardizationsystemastheobjectofstudy.Considerthestandardizationactivitiesarefarfromthestageandisolationprocess,therefore,theresearchshouldfocusonthewholeprocessofthestandardizationandtheangleofsystemoptimizationtriggeredbytheparticipants’behavior.Thepaperalsofocusesonthegame,evolutionandopportunismbehaviorofstakeholders.Accordingtotherestrainandinspirewayestablishthesynergisticeffectbetweensystemcomponents,andachievetheresearchgoalofconstructionengineeringstandardizationsystemoptimizationfinally.Thispapertakestheself-organizationtheory,complexsystemtheoryandsynergetictheoryasresearchfoundation,onthebasisofresearchachievementofoverseasanddomestic,firstlydecomposesproblemsandconceptualsystem,andtakestheevolutionaryanalysis,analoguesimulationandexampleverificationasresearchmethodtoestablishtheoperatingsystemforthewholeprocessofconstructionengineeringstandardizationsystem.Analyzesthetypicalactivitiesmodelforthecollaborationprocessofthestakeholders,meantime,thecontrolstrategyforstakeholdersisgiven,andtheimprovementsuggestionanddevelopmentdirectionaregivenaccordingtotheresearchfindingsfinally.Firstly,thecriticalconceptofconstructionengineeringstandardization,standardizationsystemandstakeholdersareanalyzedandtherelevancebetweenthemisgivenaswell.Theeasilyconfusedconceptisdefinedclearly,meanwhile,thecoreresearchissueandtheresearchboundaryofconstructionengineeringstandardization-III-万方数据 哈尔滨工业大学管理学博士学位论文activitiesareconfirmed.Thedynamicmechanismofstandardizationsystemoperationisgivenfrommacroscopicviewanddiscussestheinfluencelawofthemacrocontrolfactor.Accordingtodiscusseskeyofthepaper,putsforwardtheproblemsduringtheprocessofcollaborationbetweenstakeholders,andthecausesofproblemsareanalyzes.Secondly,asthecoreobjectiveelementofconstructionengineeringstandardizationsystem,thecomplexityofstandardsystemisanalyzed.Theexistenceofstandardfunctionalgroupisputforwardforthefirsttime,andthecomplexityrootofstandardsystemisgivenaswell.Discussestheconditionmechanismofsynergyeffectofconstructionengineeringstandardizationsystem,andthemechanismistakenwithcomplexityroottogetherastheobjectivebasisforthispaper.Accordingtoestablishthemultiplestakeholderscollaborationmodel,thepapergivesthepositiveinfluenceonthesystemfromstandardizationcollaborationeffect,andthenthemacroscopiccoordinationmodelisgiven.Thirdly,thewholeprocessresearchframeworkofconstructionengineeringstandardizationsystemisgiven.Thecoreresearchangleisfromeachcollaborationissueduringthelifecycleofstandardizationsystemoperationprocess.ThemultiPetrinetstandardspreparationmodelformultistakeholdersisgiven.Firstestablishesthestandardqualitydiagnosismethodbasedonmultisupportvectormachine,whichrealizesthewidelyadoptedandscientificjudgmentforsubject’ssuggestionsfrommultistakeholders.Thestandardimplementationmethodbasedontheaforementionedmethodandtheclausemappingisgiven.Basedonthedynamicqualitydiagnosismethod,thepaperintegratesQFDmethodandelementarytheorytoestablishthedynamicstandardsrevisionsystem,andthenanempiricalresearchisgiveforverificationmodel.Finally,thetypicalbehaviorofcollaborativeprocessofstandardizationsystemisselectiveanalyzed.Thelaunchpointofstandardformingprocessshouldcomefromthecollaborativeevolution,differentstakeholdersclustergeneratesdifferentstandardsystem.Theadoptbehaviorisdiscussedandtheguidemethodisgiven.Meantime,theincentivestrategyisgiventosolvetheproblemofcollaborationbarriercausedbyinformationasymmetry.Thepurposeoftheanalysisoftypicalbehavioristosolvethebarrierofopportunisticbehavior,andrealizethewholestandardizationsystemonthecollaborativelyoperating.Keywordsstandardizationsystem,Multiplestakeholderscollaboration,Wholeprocessofstandardization,Collaborativeoptimization-IV-万方数据 目录目录摘要.................................................................................................................................IAbstract..........................................................................................................................IIIContents.........................................................................................................................IX第1章绪论...................................................................................................................11.1研究背景与问题的提出......................................................................................11.1.1研究背景.......................................................................................................11.1.2问题的提出及课题来源...............................................................................31.2研究的目的和意义..............................................................................................41.2.1研究目的.......................................................................................................41.2.2研究意义.......................................................................................................51.3国内外研究现状及评述......................................................................................71.3.1标准化系统优化研究综述...........................................................................71.3.2建筑工程领域的标准化系统研究现状.....................................................111.3.3面向多主体协同的建筑工程及标准化系统领域研究现状.....................141.3.4文献评述.....................................................................................................161.4论文研究内容及研究方法................................................................................171.4.1研究的主要内容.........................................................................................171.4.2论文研究的技术路线.................................................................................181.4.3研究方法.....................................................................................................19第2章建筑工程标准化系统多主体协同的研究基础.............................................212.1建筑工程标准化系统的概念体系及研究边界................................................212.1.1建筑工程标准化系统的概念体系.............................................................212.1.2建筑工程标准化系统的构成要素.............................................................232.1.3标准化系统多主体协同的研究边界.........................................................252.2建筑工程标准化系统协同优化的理论基础....................................................282.2.1自组织理论.................................................................................................282.2.2复杂系统理论.............................................................................................292.2.3协同学理论.................................................................................................302.3建筑工程标准化系统的动力机制分析............................................................312.3.1建筑工程标准化系统的动力来源.............................................................312.3.2动力系统的可控性分析.............................................................................322.3.3建筑工程标准化系统的稳定性分析.........................................................33-V-万方数据 哈尔滨工业大学管理学博士学位论文2.4建筑工程标准化系统多主体协同问题及其产生的原因................................352.4.1标准化系统多主体协同的问题分析.........................................................352.4.2标准化系统协同问题产生的原因.............................................................362.5本章小结............................................................................................................38第3章建筑工程标准化系统多主体协同机理分析.................................................403.1建筑工程标准体系的复杂性分析....................................................................403.1.1建筑工程标准体系复杂属性的确定.........................................................403.1.2建筑工程标准体系功能团的界定.............................................................423.1.3基于关系环的标准体系复杂性根源的解释.............................................433.2建筑工程标准化系统协同效应的条件机制....................................................443.2.1建筑工程标准化系统协同效应的基础.....................................................453.2.2建筑工程标准化系统协同有序的起点.....................................................463.2.3建筑工程标准化系统有序演化的触发器.................................................473.2.4建筑工程标准化系统序参量形成的动因.................................................483.3建筑工程标准化系统多主体协同模型............................................................493.3.1标准化系统协同模型的构建.....................................................................493.3.2协同模型的稳定性分析.............................................................................503.3.3标准化协同过程模拟分析.........................................................................533.4建筑工程标准化系统的多主体协同模式........................................................553.4.1内生协同模式.............................................................................................553.4.2拉动协同模式.............................................................................................563.4.3混合模式.....................................................................................................573.4.4多主体协同模式的选择.............................................................................583.5本章小结............................................................................................................58第4章建筑工程标准化系统全过程的协同优化.....................................................604.1多主体协同编制建筑工程标准的过程建模....................................................604.1.1多主体协同过程的Petri网建模方法........................................................604.1.2标准编制的多层次Petri网模型................................................................634.1.3多主体协同模型的性能优化.....................................................................654.2建筑工程标准的实施过程与协同优化............................................................664.2.1建筑工程标准化的实施阶段及主体角色分析.........................................674.2.2建筑工程标准化实施阶段的功能流程分解.............................................694.2.3实施阶段的综合标准化方法.....................................................................704.2.4面向协同的综合标准化信息传递.............................................................73-VI-万方数据 目录4.3基于MSVM的标准质量协同诊断方法..........................................................744.3.1支持向量机诊断模型的技术可行性.........................................................744.3.2基于多支持向量机的协同诊断模型.........................................................764.3.3建筑工程标准质量协同诊断过程.............................................................784.4多主体参与的建筑工程标准协同修订模型设计............................................824.4.1建筑工程标准功能的基元模型.................................................................824.4.2标准修订方案的协同整合与权重确定.....................................................844.4.3标准物元的匹配与多方案选优.................................................................874.5标准质量协同诊断与质量提升的实证研究....................................................894.5.1《建筑给水聚丙烯管道工程技术规范》复审背景.................................894.5.2《建筑给水聚丙烯管道工程技术规范》协同诊断分析.........................904.5.3《建筑给水聚丙烯管道工程技术规范》协同诊断结果.........................904.5.4《建筑给水聚丙烯管道工程技术规范》修订与方案择优.....................914.6本章小结............................................................................................................95第5章基于主体协同行为控制的标准化系统优化策略研究.................................965.1基于主体集群的标准化系统协同演化仿真....................................................965.1.1面向主体集群的标准化交互规则.............................................................965.1.2建筑工程标准化系统的协同演化模型构建.............................................975.1.3标准化主体协同演化仿真分析.................................................................985.2建筑工程标准主体采纳行为的博弈与控制..................................................1025.2.1参与主体采纳建筑工程标准的动因分析...............................................1025.2.2非正式契约下的标准采纳演化博弈模型...............................................1035.2.3契约约束下的标准采纳演化博弈模型...................................................1055.3标准化主体协同的激励策略与机制..............................................................1075.3.1激励问题的描述与模型假设...................................................................1075.3.2基于多任务的主体协同激励模型分析...................................................1085.3.3面向目标协同的多任务激励机制设计...................................................1115.4协同视角下的建筑工程标准化系统的提升路径..........................................1125.4.1施行基于多主体协同的建筑工程综合标准化方法...............................1125.4.2注重建筑工程标准化系统的运行效率...................................................1135.4.3加强系统内部标准实施效果的监管与反馈...........................................1135.4.4推行面向协同过程的建筑工程标准化认证机制...................................1135.4.5建筑工程标准化管理体制的革新...........................................................1145.5本章小结..........................................................................................................114-VII-万方数据 哈尔滨工业大学管理学博士学位论文结论.............................................................................................................................115附录1.........................................................................................................................117附录2.........................................................................................................................121参考文献.....................................................................................................................122攻读博士学位期间发表的学术论文.........................................................................134哈尔滨工业大学学位论文原创性声明和使用权限.................................................135致谢.........................................................................................................................136个人简历.....................................................................................................................137-VIII-万方数据 ContentsContentsAbstract(InChinese).......................................................................................................IAbstract(InEnglish).....................................................................................................IIIChapter1Introduction..................................................................................................11.1BackgroundandStatementofproblem..................................................................11.1.1Background......................................................................................................11.1.2Statementofproblem.......................................................................................31.2Thepurposeandsignificanceoftheresearch.........................................................41.2.1Thepurposeoftheresearch.............................................................................41.2.2Thesignificanceoftheresearch......................................................................51.3Thedomesticandforeignresearchpresentsituationandreviewed.......................71.3.1Reviewedonstandardizationsystem...............................................................71.3.2Reviewedonconstructionengineeringstandardization.................................111.3.3Reviewedonmultiplestakeholderscollaboration.......................................141.3.4LiteratureReview..........................................................................................161.4Researchmethodsandcontentsofthedissertation..............................................171.4.1Researchcontent............................................................................................171.4.2Researchtechniquesroadmapofthedissertation.........................................181.4.3Researchmethodofthedissertation..............................................................19Chapter2Researchfoundationforconstructionengineeringstandardizationsystem(CESS)synergy.................................................................................................212.1Conceptsystemandresearchboundary...............................................................212.1.1ConceptsystemforCESS.............................................................................212.1.2TheelementsofCESS...................................................................................232.1.3ResearchboundaryofmultiplestakeholdersofCESS..................................252.2Theoreticalbasis...................................................................................................282.2.1Self-organizationtheory................................................................................282.2.2Complexsystemtheory.................................................................................292.2.3Synergetictheory...........................................................................................302.3DynamicmechanismanalysisforCESS..............................................................312.3.1DynamicoriginofCESS...............................................................................312.3.2Controllabilityanalysisofdynamicsystem..................................................322.3.3StabilityanalysisofCESS.............................................................................332.4CollaborativeissueofCESSandtheanalysisofthereason................................35-IX-万方数据 哈尔滨工业大学管理学博士学位论文2.4.1TheanalysisofcollaborativeissueforCESS................................................352.4.2ThereasonofcollaborativeissueforCESS..................................................362.5Briefsummary......................................................................................................38Chapter3MechanismanalysisforthestakeholderscollaborationofCESS..........403.1Complexityanalysisofconstructionengineeringstandardsystem......................403.1.1Thedeterminationofcomplexattribute........................................................403.1.2Thedeterminationoffunctionalgroup..........................................................423.1.3Complexityrootinterpretationbasedonrelationshipring............................433.2ConditionmechanismofsynergisticeffectofCESS...........................................443.2.1OpennessisthebasisofsynergisticeffectofCESS......................................453.2.2Non-equilibriumistheoriginofthesynergyandorderly.............................463.2.3Fluctuationistheflip-flopoftheorderevolution.........................................473.2.4Nonlinearityisthecauseofthesequenceparameterform............................483.3MultiplestakeholderssynergymodelofCESS....................................................493.3.1Theestablishmentofsynergymodel.............................................................493.3.2Stabilityanalysisofsynergymodel...............................................................503.3.3Theanalysisofsynergyprocessofstandardization......................................533.4CollaborativeissueofCESSandtheanalysisofthereason................................553.4.1Theendogenouscollaborationmode.............................................................553.4.2Thepassengercollaborationmode................................................................563.4.3Themixedmodeofcollaboration..................................................................573.4.4Thechoiceofmodeformultiplystakeholderscollaboration........................583.5Briefsummary......................................................................................................58Chapter4CollaborativeoptimizationforCESSoverallprocess.............................604.1Collaborativeeditingprocessmodelingforstandards.........................................604.1.1ThePetrinetmethodformultistakeholderscollaborativeprocess...............604.1.2MultilevelPetrinetforstandardediting........................................................634.1.3Performanceoptimizationbasedonmultiplecollaboration..........................654.2ImplementationprocessandcollaborativeoptimizationforCEstandards..........664.2.1RoleanalysisforCESintheprocessofimplementation..............................674.2.2Functionflowdecompositionforimplementationprocess...........................694.2.3Integratedstandardizationmethodintheimplementationprocess...............704.2.4Informationtransferorientedcollaborativeactivities...................................734.3QualityDiagnosisforConstructionStandardsBasedonMSVMMethod...........744.3.1TechnicalfeasibilityfordiagnosismodelbasedonSVM.............................744.3.2CollaborativediagnosismodelbasedonMultiSVM....................................764.3.3ExampleforcollaborativediagnosisbasedonMSVM.................................784.4Revisedmodelbasedoncollaborationactivities..................................................82-X-万方数据 Contents4.4.1Basicelementmodelforstandardfunction...................................................824.4.2Collaborativeintegrationandweightdefinitionforrevisedproposal...........844.4.3Basicelementmatchingandschemeoptimization........................................874.5Empiricalresearchofdiagnosisandrevisionofstandards...................................894.5.1Invetigationbackkgroundof“watersupplypolypropylenepipelineforbuildings”...............................................................................................................894.5.2Diagnosisanalysisof“watersupplypolypropylenepipelineforbuildings”904.5.3Diagnosisconclusionof“watersupplypolypropylenepipelineforbuildings”................................................................................................................................904.5.4Reviseandpreceptof“watersupplypolypropylenepipelineforbuildings”914.6Briefsummary......................................................................................................95Chapter5OptimizingstrategyofCESSbasedonmultiplestakeholderscollaborativeactivities..................................................................................................965.1Coevolutionsimulationbasedonstakeholderscolony........................................965.1.1Interactiveregulationofstandardizationorientedstakeholderscolony........965.1.2Establishmentofcoevolutionsimulationmodel...........................................975.1.3Simulationanalysisofstandardizationstakeholders...................................985.2Adoptionbehaviorandcontrolofconstructionengineeringstakeholders.........1025.2.1Motivationanalysisoftheadoptionbehavior.............................................1025.2.2Evolutionarygamemodelbasedoninformalagreement............................1035.2.3Evolutionarygamemodelbasedonformalagreement...............................1055.3Incentivemechanismandstrategyforstakeholderscollaboration.....................1075.3.1Incentiveissuedescriptionandassumption.................................................1075.3.2Incentivemodelanalysisbasedonmultipletask........................................1085.3.3Incentivemechanismdesignorientedtargetcollaboration..........................1115.4ImprovementstrategyforCESSbasedoncollaborationangle...........................1125.4.1Implementtheintegratedstandardizationmethod.......................................1125.4.2EnhancetheoperationefficiencyofCESS...................................................1135.4.3Strengthenthesupervisionoftheimplementationeffectandfeedback.......1135.4.4Promoteauthenticationmechanismforstandardization...............................1135.4.5Implementtheinnovationofmanagementsystem.......................................1145.5Briefsummary.....................................................................................................114Conclusions..................................................................................................................115References.....................................................................................................................117Appendix1..................................................................................................................121Appendix1..................................................................................................................122PaperspublishedintheperiodofPh.D.education.................................................134StatementofcopyrightandLetterofauthorization................................................135-XI-万方数据 哈尔滨工业大学管理学博士学位论文Acknowledgement.......................................................................................................136Resume.........................................................................................................................137-XII-万方数据 第1章绪论第1章绪论1.1研究背景与问题的提出1.1.1研究背景建筑业始终是我国的支柱性产业，在推动社会全面发展和国民经济增长方面起到了十分重要的作用。近年来，随着国内经济的快速增长，建筑行业进入到了快速发展时期。2012年，我国建筑业总产值达到13.5303万亿元，同比增长[1]16.2%。另一方面，我国建筑业在高速发展的同时存在着诸多问题，诸如：建筑业企业的管理水平和技术水平相对较低；建筑企业规模差距明显，各个企业发展[2]水平的不均衡致使行业内优势企业所占营收收入比例过高；建筑市场环境发育尚不完善；相应的体制和机制尚未理顺，法律法规体系还有待完善；建筑市场的主体缺乏应有的信用意识等。基于政府治理的视角，建筑业的良性发展需要完善的管理体制机制；而从市场的角度来看，建筑业的技术创新、建筑产品的质量保障以及建筑企业的健康成长等问题，则需要建筑工程标准化系统的有效约束和指导。随着建筑工程领域的知识化、全球化以及日益复杂化的趋势，建筑工程标准及建筑工程标准化行为在建筑业的发展中开始扮演着关键的角色，建筑工程标准是在建筑领域有效地实行科学管理、强化政府宏观调控、完善建筑市场制度、激励企业技术创新的基础和手段。建筑业发展“十二五”规划十分重视建筑工程标准化系统的不断完善，其中有7次提到“标准化”，涉及到4次关于“标准体系”的规划，同时7次指出了建筑工程“标准规范”在未来的五年当中的发展方向。工程建设相关部门十分重视工程建设标准的制修订工作，图1-1显示2005年至2010年，我国工程建设国家、行业及地方标准的数量逐年增加。截至2011年底我国现行的工程建设标准共5629项，其中：国家标准671项，备案的工程建设行业标准2907项，工程建[3]设地方标准2051项。-1-万方数据 哈尔滨工业大学管理学博士学位论文图1-12005~2011年工程建设标准数量趋势Figure1-1Thequantitytrendofconstructionstandardfrom2005to2011数据来源：根据2011中国工程建设标准化发展研究报告整理而得其中，工程建设国家标准是对国民经济和工程建设技术发展具有重大意义，需要在全国范围内统一规定、由国家层面控制和指导的工程建设技术要求。而建筑工程标准体系则是我国工程建设标准体系的重要组成部分，如图1-2所示，建筑工程类的国家标准在现行的工程建设国家标准中所占比例达到28.2%。图1-2建筑工程类国家标准所占比例Figure1-2Theproportionofconstructionengineeringnationalstandard数据来源：2011中国工程建设标准化发展研究报告行业标准是全国某一行业范围内需要统一的技术体系。建筑工程行业标准在整个工程建设行业标准中同样占有较高的比重，如图1-3，根据2011年的统计数据共计248项标准，在33个工程建设行业中位列第5，比例约为7.8%。-2-万方数据 第1章绪论图1-3各行业工程建设标准数量Figure1-3Thequantityofstandardsineachindustry数据来源：2011中国工程建设标准化发展研究报告数量众多的建筑工程标准按照其内在联系组成的建筑工程标准体系，从根本上规范了工程建设活动，保证了建筑工程质量，同时有效降低了工程建设安全事故的发生。现阶段，建筑工程标准化的发展从要素的局部联系上升到了具有动力学特性的复杂系统，这就需要建立起与之相适应的研究方法，即以整个系统优化为目标，通过建立与建筑工程技术发展水平相适应的标准化系统，在包括经济管理和技术进步在内的广泛领域里发挥标准化的功能。1.1.2问题的提出及课题来源随着经济的发展以及科学技术的进步，建筑工程领域的新技术、新材料、新工艺以及新设备也在大量涌现，需要建筑工程标准化系统中多个主体的相互协调，不断补充和完善建筑工程领域的标准，提升建筑工程标准化的效用从而促进建筑行业的良性发展。对于整个标准化过程而言，核心主体的行为是最重要的，但并不是唯一的，因为标准化系统中的其他参与主体，如政府、行业协会以及消费者都有权利干预标准化过程，并可以根据自身的偏好改变标准体系及标准中的相关参数，直到各个主体间达成共识为止。因此本研究从整个系统的角度出发，围绕建筑工程标准化系统中标准体系的完善以及整个系统性能提升等核心问题，分析标准化主体间的协同过程，标准化的全过程管理，标准体系的变化规律以及标准化过程中的管理机制体制。在建筑工程标准化系统的研究方面，着重回答如下几个问题：（1）建筑工程标准化系统的研究对象问题。标准化系统的研究对象是讨论建筑工程标准化系统协同、标准体系优化的基础。建筑工程标准化不是一个孤立的事物，而是参与主体围绕建筑工程标准体系，制定标准、贯彻使用标准进而修-3-万方数据 哈尔滨工业大学管理学博士学位论文订标准的动态过程。而将标准化系统作为研究对象，是试图解决这一过程中各方主体间的相互关系、标准体系在各方主体的博弈及协同过程中的优化路径等问题，并最终使得标准化系统中各方要素达到理想状态。（2）如何提升建筑工程标准体系的适用性及实施效果。在生产实践过程中，标准体系的效用会因诸多因素的干扰偏离既定的效用预期。另外，现阶段仍然存在一部分标准是根据过去的建设需要独立确定的，与新编制的标准之间逐渐出现了不同程度的不配套、不协调、内容构成无法满足建设需要以及相互矛盾或重复等问题。标准体系既是体系编制的主体又是体系规范的客体，因此以标准化系统的协同为研究的核心，是希望从标准体系适用性及实施效果最根本的影响因素出发，以标准化全过程视角论述标准体系的完善问题，为整个标准化系统主体协同提供理想的客体要素。（3）不同类型的标准的多主体激励与采纳行为问题。将现实中的标准采纳行为抽象为不同环境中的博弈问题，主体偏好的不同影响着标准实施的状态。同时，数量众多的建筑工程标准，其类型是多种多样的，从标准化任务可观测性的视角大体可分为易于观测的标准化任务和较为隐匿的标准化任务，两类任务因为信息的不对称性会产生多样化的激励策略。这些状态是主体激励效果的充分条件，同时也是标准作用效果的必要条件。（4）建筑工程标准化系统的多主体协同路径。建筑工程标准化系统中的若干个主体既是建筑工程标准制修订的参与者，也是标准的使用者，多主体的协同效果是标准化系统性能的重要保障。建筑工程标准化系统的多主体协同是从博弈到合作再到协同的过程。协同路径的设计在于把握当前标准化发展现状的同时，给出符合未来建筑工程领域发展要求的标准化系统运行方式。本课题来源于国家“十二五”科技支撑项目“村镇建设标准体系及关键技术标准研究”。1.2研究的目的和意义1.2.1研究目的本文所研究的建筑工程标准化不是一个孤立的事物，而是一个多主体参与的活动过程，主要是标准编制、标准实施、质量诊断进而优化标准的过程，这个过程通过多主体的相互协同在不断循环、螺旋式上升的过程中达到理想的优化结果。本研究的主要目的是利用复杂系统、协同论以及自组织理论等，从标准化系统的角度全面论述建筑工程标准化活动中涉及到的多主体协同问题，旨在提供一种由标准化相关主体参与的建筑工程标准化系统性能提升的路径，具体的研究目的如下：-4-万方数据 第1章绪论（1）为建筑工程标准化系统的多主体协同提供理论依据挖掘建筑工程标准化系统内部各个主体要素的关系，分析标准化系统中的变化规律，利用复杂系统理论、协同论等理论方法，构建建筑工程标准化系统的研究框架，为建筑工程标准化系统的多主体协同的实践活动提供必要的理论依据。（2）从系统以及协同的角度解决建筑工程标准化过程中存在的问题一直以来，建筑工程标准化活动都存在着诸多问题，如标准体系不完善，标准涉及到的技术指标滞后，标准条文的相互矛盾，标准在建设实践中得不到贯彻，标准条文无法解决实际问题等。本文的研究目的之一是从系统的角度以及多主体协同的视角来分析上述在标准化活动中存在的问题，同时给出基于多主体协同的标准化系统性能提升的路径。（3）理清建筑工程标准体系的结构，充分发挥体系在生产实践中的作用2008年住房和城乡建设部组织相关单位出版了首部工程建设标准体系，主要介绍了城乡规划、城镇建设以及房屋建筑三个领域的18个专业的标准现状、发展趋势和所需要的标准项目，初步给出了标准体系的核心框架。本研究的目的是在该体系的基础之上，进一步论述标准体系与标准化参与主体的相互关系，协同演化的路径，标准体系边界的确定方法以及标准体系适用性、操作性的量化及优化方法。（4）分析标准化系统运作过程中的主体协同行为，提高标准化系统的效用深入分析系统运行中存在的主体协同行为，给出不同状态下的典型行为，包括主体的协同演化过程、标准采纳过程中的博弈行为以及提高系统效用的激励行为等，从参与主体协同过程的角度给出建筑工程标准化系统未来的发展方向。1.2.2研究意义本研究从多主体协同的角度论述建筑工程标准化系统的完善方法，以自组织理论、复杂系统理论、协同学为分析工具，对建筑工程标准化系统中的标准化动力机制，多主体间协同行为，标准化系统运行的全过程，标准化系统性能的提升进行全面地论述，对建筑工程生产实践中的标准化行为有着很强的相关性以及借鉴意义。（1）促进工程建设标准化相关理论的进一步发展我国的工程建设标准化的相关理论体系在国内学者的共同努力下取得了诸多进展。但是，近年来，工程建设标准化领域的研究主要集中在标准化对国民经济的影响、标准化的效用、标准体系的框架以及标准的网络效应等几个方面，对标准化效果的提升路径方面的研究较少。随着科学技术的发展，建筑工程生产的社会化程度越来越高，生产规模以及项目的复杂性越来越大，对技术以及生产协作水平提出了更高的要求。在工业领域及通信领域，标准化系统的多主体协同逐渐-5-万方数据 哈尔滨工业大学管理学博士学位论文发展成为研究标准化效果提升路径的主要方法之一，其基于多参与方的协同管理思想对传统的标准化理论和复杂系统理论做出了新的贡献，这给建筑工程标准化多主体的协同理论的发展提供了良好的机遇。本研究总结其他行业多主体协同的研究成果，将多主体协同的思想引入建筑工程标准化系统的研究框架，结合建筑工程标准化的自身特点，研究该领域标准化系统中的协同问题。为建筑工程领域的标准化工作提供一种新的理论方法，进一步促进建筑工程标准化领域的理论研究。（2）为解决我国建筑工程标准化领域存在的诸多问题提供了方法和途径建筑工程标准化的目的是在建筑工程领域获得最佳秩序和理想的社会效益，通过标准化系统内的一系列工作，实现建筑工程标准化活动在建筑技术上的科学、有序和协调，同时取得既定的最佳经济效益、环境效益，使得公众利益得到合理地满足。因此，在建筑工程标准化的过程中，任何一项建筑工程标准的制定，其目的都是保证技术内容在确保工程质量、安全、环保、卫生、节能和公众利益的同时，促进新技术、新材料、新设备以及新的施工工艺的广泛应用。但是长期以来，由于我国建筑工程标准化领域发展成熟度的限制，使得由多主体参与的标准化工程很难达到上述的理想目标。因此，本研究的意义在于解决建筑工程标准化过程中标准得不到贯彻落实、标准条文制修订滞后以及参与主体协同度不理想等问题，为建筑工程标准化达到预期的目标提供有效的方法和途径。zhikuquan20150807（3）为完善建筑工程标准体系提供行之有效的方法和路径建筑工程领域内的所有标准，存在着客观的内在联系，他们相互制约、衔接和补充，以标准体系的形式构成了科学的有机整体，规范和指导建筑工程生产行为。标准体系的应用过程中，不同程度地存在着标准间不协调、相互重复、内容构成不合理等问题，近年来针对标准体系的研究多集中于对体系框架以及标准化制度的讨论。本研究的主要意义在于发掘引发标准体系存在诸多问题的根源，从系统的角度挖掘标准化过程中由多方主体协同失调所引发的一系列问题，同时给出标准化系统协同完善的方法与平台，利用统一化的工具辅助主体协同完善建筑工程标准体系，为解决标准体系中存在的诸多问题提供新的研究思路。（4）理清建筑工程生产过程中各方主体的标准化行为建筑工程生产过程从最初的策划决策阶段到最后的考核评价阶段始终涉及到标准化活动，与标准化有关的工作需要建设单位、设计单位、监理单位、施工单位、消费者、政府机构以及标准化组织的多方参与，标准化的实施效果受到了诸多因素以及若干主体的影响。在整个标准化系统中，要素之间存在着强烈的非线性耦合关系，标准化系统的性能表现是根据每个要素的相互作用涌现出的新的性质，简单地从某个小部分研究标准化系统的协同问题都是片面的。因此，本文的研究对象可以看作一个以标准化为核心的复杂系统，研究的意义在于利用复杂系统的理论方法，能够很好地理清建筑工程生产过程中每个环节和各个主体围绕标-6-万方数据 第1章绪论准化的性能表现以及行为特征，使得标准化系统多主体的协同研究获得较好的效果。1.3国内外研究现状及评述1.3.1标准化系统优化研究综述1.3.1.1标准化系统概念的产生与发展总结标准化理论的研究成果，可以认为标准是为减少生产交易中的不确定性及相关费用，避免无序状态，就如何规范重复出现的问题由若干参与方最终达成的文件性共识。Tirole在新技术的研发和采纳的过程中，将标准定义为对每一方[4]都适应的技术准则。Liebowitz和Margolis认为，标准是一切精确一致的社会惯[5]例的统称，广义的标准包括行为与法律的准则，吕铁将标准定义为集体理性基[6]础上为解决问题而达成共识的一组结构。而标准化则是一种活动，主要包括标[7]准的制定、发布及实施的全过程。我国最早提出标准化系统概念的是国家标准[8]局，将标准化系统界定为标准体系、贯彻标准的能力以及标准化管理的统称。谭福有（2005）认为标准化系统是为完成标准化的基本任务将人（组织）、物(手段和资金)和事(标准和信息)进行科学运zhikuquan筹的有机整体20150807[9]。欧洲的标准化机构则将标准化系统看作一种允许各利益相关方直接参与的系统，相关方主要包括产业[10]界、协会、企业、环境和消费者保护组织、科研单位和其他利益团体。Reilly（1995）认为美国的标准化系统建立在由公共和私立的标准设立机构所设定的政[11]府强制性管理条例和自愿性标准组合的基础之上。1.3.1.2标准的分类与设立方式对标准化系统优化的影响[12]标准在现代社会中广泛存在，不同类型的标准存在着差异化的作用，针对不同的研究角度，学者们给出了不同的标准分类方法，比较经典的研究可以追溯到1985年，Farrell和Saloner给出了基于标准形成过程的分类方式，即事实标准[13]和法定标准。David针对研究要解决的经济问题，给出了基于经济影响的标准分类方式，将标准分为兼容性标准、品种类标准和质量标准三种，这种分类方式[14]为分析标准化的经济动机和影响打下了基础。Tassey在随后的研究中，将标准[15]的分类又扩充为设计规范标准和性能标准，产品类和非产品类的标准等。工程项目管理的标准可以从产业关联、合格认证、专业及传播范围四个方面进行划分[16]。通过对标准化系统中创新与扩散系统的关系对不同领域的标准进行聚类分[17]析，可以发现不同领域标准的聚集是由标准内部技术溢出关系造成的。而对于商业标准的分类则可以按照设立主体分为了非政府组织标准，政府机构标准，企业协会标准，利益相关者标准。其中利益相关者标准相对于其他标准更加具体和[18]详尽，并且其治理机制使商业及社会中的利益相关者拥有更加平等的决策权。-7-万方数据 哈尔滨工业大学管理学博士学位论文标准化系统的起点在于对标准项目的设立，标准的设立是一个政策和经济要[19]素混合的过程。各产业中不同标准的设立往往伴随着反垄断的问题，不同规模[20]的企业对自有技术纳入标准认证体系的策略不尽相同，但是共同设立的标准应[21]该建立在多方合作的基础之上而非以共谋的方式赚取投机收益。标准设立机构[22]的存在能够保证标准在开放的环境中发展。标准设立机构与使用者和技术主导[23]单位关系的密切程度直接影响所设立的标准的技术强度。标准设立中的技术许[24]可价格差异化则有利于消费者和市场竞争。设立过程中，标准相关的参与主体间的相互协调会带来标准设立的延误，适当的延误会因为技术的发展而变得有效率，而协调成本过高时，标准的设立过程会因为参与主体的寻租行为受到阻碍[25]。标准设立的关键是把握技术发展的时机，一般情况下一项能够反映当下技术[26]水平的不完美的标准要优于已经过时的完美的标准。标准设立机构的行为同样影响着技术的发展，如果标准设立机构被锁定在某一技术体系内，则技术的发展[27]和创新会受到专利钳制的影响，因此标准的设立机构需要限制技术拥有者通过专利阻碍创新的行为，并且在相关标准设立之前应限制专利拥有者之间的专利拍[28]卖以确定标准设立之后的利益分配机制。同时，参与标准的编制同样会影响技术拥有者本身，根据Nitin等人调查1996至2005年企业设立标准的情况显示，[29]企业参与大型的标准化组织在降低市场风险的同时也增加了非系统风险。近年来标准设立模式从事后标准化zhi逐渐ku转变为前瞻性标准化，quan20150807在这种内生模式下企业[30]需从策略、时机及协作三个维度规划自身的标准化战略。1.3.1.3标准化系统客体作用的机理研究（1）标准对标准化系统的影响最近几十年以来，随着各国经济的发展，市场经济全球化的进程大大加快，国际间的标准化竞争日益加剧，标准的作用受到了空前的关注。越多越多的研究成果标明，标准的存在会提升相关企业的绩效。在国外，标准认证体系是标准集结产生作用的主要方式，与标准认证体系相匹配的管理系统能有效地提升企业绩效，标准认证机制能够减少信息不对称及合[31]作企业投机行为的影响。例如在发展中国家，企业采用ISO9001质量管理体系[32]有助于差异化产品的出口渠道。按照产业进行划分的专利和标准储备对国家经济有着积极的影响，特别地，标准在非技术密集型产业中有更加显著的积极影响[33]。而最小安全标准在完全信息市场中同市场竞争相兼容，在非完全信息市场中则限制市场竞争，因此标准客体的存在要求市场管理者在重视标准作用的同时应[34]加强对消费者信息和竞争结构的关注。与盈利性路径类似，标准同样是企业公益性行为的依据之一，通过Montero（2002）的研究发现，激励企业环保技术研发的四个政策工具中（排放标准，性能标准，交易许可，拍卖许可），标准类的工具更具激励性，因为技术研发主要源于成本最小化及企业战略两个方面的影响，以标准为工具的激励在降低企业自身的成本的同时未增加竞争对手的效益，[35]因此企业出于战略的考虑会倾向于采用标准类的工具。而即使在不考虑企业战-8-万方数据 第1章绪论略的情况下，标准类的工具同样比市场交易类工具更具激励性，市场的动态优势[36]在先前的研究中被夸大了。综上所述，不同产业中的正式标准的作用不尽相同，工业生产领域的标准作用集中在企业及产业层面的经济效用上，而信息通信技术领域标准的作用主要体现在技术研发等上游环节，在材料采购及生产成本控[37]制等方面的比重较小。（2）标准化过程对系统优化的影响企业间长期的供求关系会受到企业生[38]产过程标准化的强烈影响。基于所有权成本模型的分析发现，国际范围内的技[39]术标准化能够有效降低项目成本。标准化的程序和方法，同冲突、协商、适应[40]等变革过程一样能够有效地推动组织的管理创新。标准化过程始终伴随着参与主体的各项行为，具有主体自由裁量权的标准化策略是标准化系统高效运行的保[41]障之一。Blind（2004）通过在欧盟企业之间的小范围研究发现，企业参与正式[42]的标准化过程能够充分发挥其技术组合的杠杆作用。技术的革新同样是系统优化的重要方面，标准化在一项技术的生命周期内具有动态性的特点，在技术和产业革新的不同节点，标准化都需要以最优的形式表现出来，同时因为标准化能够[43][15]影响技术的经济表现，因此标准化的过程应作为一个系统进行管理。1.3.1.4标准化与主体行为之间的相互作用分析总结国外的相关研究发现，进行标准化系统优化的核心动力在于标准化能够有效促进相关主体之间的创新行为，标准化不论在国家层面还是企业层面都是创新的推动要素和催化剂，能够使产品快速地进入市场，同时连结现有技术和新技[44][45]术以推动创新。标准化和企业的创造力是互补的，标准化的存在能有效调节[46]创造力与团队绩效和顾客满意度之间的关系。近期有两篇综述性的文章讨论了[47]标准化对技术创新的影响，其中Gamber（2008）利用文献计量学的方法论述了德国标准是技术知识扩散的催化剂，同时也是德国创新体系中的重要因素之一；Rillio于2009年发表的一篇综述，在回顾了486篇文献的基础上给出了标准[48]化与技术创新研究的三维概念框架：知识维度，网络维度和交易成本维度。近年来，可以将讨论标准化与主体行为之间关系的文献分为三大类，即（1）标准化战略对参与主体的影响；（2）标准化系统之于相关主体的功能及角色分析；（3）标准类型导向的主体驱动力研究。（1）标准体系对参与主体的影响这一类的研究成果主要集中讨论技术标准在市场竞争中的影响，标准体系中按照级别进行划分的行业标准在R&D、生产以及市场占有率等方面都有着重要的影响，因此在创新、生产力以及市场结构中[15]发挥着重要作用。标准体系的存在能够帮助各个主体减少商业行为带来的消极[41]影响，提高公司绩效。动态柔性的标准体系是可持续基础设施发展战略的核心要素，柔性标准一旦被很好地定义和简化，能够适应复杂多变的环境，有助于基于实验的创新，复杂系统中的标准化过程能够提供一种满足实际建设需求的标准[49]体系，为主体的建设行为提供技术依据。-9-万方数据 哈尔滨工业大学管理学博士学位论文（2）标准化对主体创新能力的影响标准化在设计和生产创新中起到的积[50]极作用要大于对主体创造能力造成的消极影响，标准化在主体创新过程中充当[51]着技术交流载体的角色，性能标准的建立是基于其对技术创新积极影响的潜在[52]优势。在管理领域和计算机领域，这一优势有助于创新的扩散从而形成事实标准。创新扩散带来的事实标准存在着采纳障碍的问题，转换成本是主体采纳开放性标准的重要障碍，这是因为采用旧的标准的经历所产生的转换成本使主体采用先进开放的标准变得更加困难，这就是标准化过程中的过度惰性（excessinertia），主体间的往来是网络效应的关键要素，标准采纳费用的决定性因素是管[53]理过程的复杂性而非相关度较高的财务费用。有的学者从管理机制的角度论述了标准与知识的关系，比较有代表性的是Hurmelinna等人2007年提出的：标准能够在知识转移中起到积极的作用，不同的管理机制能够带给企业知识流、网络[54]效应的收益以及标准化带来不同的影响。市场选择的标准化和基于协商的标准[55]化的混合模式，能够为主体的创新提供更灵活的选择机制。（3）不同类型标准对主体行为的影响不同类别的标准对标准化主体的影响存在显著的差异性，总结当前的研究可将标准类别归纳为三类。技术和产品导向的标准类型：多数研究从技术、系统以及产品设计的角度研究标准与主体行为的关系。Sedlacek和Muller（2006）研究了欧洲规范（Eurocodes）作为欧洲标准体系的一部分所扮演的双重角色：一是用计算取代测试来确定产品特征价值；二是为设计工作提供了技术文本从而使设计工作与国家附件的[56]要求相连。质量管理体系标准类型：多数研究集中于主体状态和质量管理体系标准的关[57]系，ISO9000质量管理体系被认为能够更有效地提升主体中相关的性能表现。但是也有学者认为质量管理体系是技术创新的障碍，因此给出了最低水平的标准[58]化范畴。尽管质量和创新之间有着积极的联系，但是近年来许多研究开始质疑质量标准的影响，比如在日本高科技企业当中技术创新得到应用的前提是满足日本企业相对较高的质量要求，这就使得日本企业在竞争中输给了美国企业，通过三个案例的分析给出了受到质量标准限制的技术创新类型以及针对这类创新的管[59]理模式。服务类标准：这一类的文献主要研究服务类企业围绕标准与创新的战略选择与服务产业中标准促进创新的路径。服务最主要的特点是客户导向的，因此供应形式可以是定制的也可以是标准化的，甚至有时是一次性供应的，服务类企业应[60]该根据自己所处的市场环境制定合适的企业战略来促进企业创新和发展。1.3.1.5标准化与主体之间的网络效应网络效应理论认为生产者和消费者的决策受到了网络效应的影响，这种效应使得生产者与消费者更加愿意选择被市场广泛认同以及兼容性好的系统或者产品[61][62]。标准化往往被认为是某一领域利益相关者形成网络联盟的过程。在基于事-10-万方数据 第1章绪论实的标准化系统中，消费者的采纳决策与某项标准在竞争中胜出关系是一个交互影响的过程，消费者从某项技术中获取的收益取决于已经采纳此项技术的人数[63][64]。许多学者利用网络效应的理论来研究标准化，主要有两个具有代表性的研究成果，一是认为高强度的网络效应可使对应的标准获得最广泛的应用从而使市[65]场占有率也随之倾斜，极端的情况即是这项标准将占领整个市场；另外的研究则是描述标准竞争的过程，（ShapiroC）认为技术采纳的趋势遵循S型曲线，分[63]为三个阶段，即引入阶段、上升阶段和饱和阶段。近年来，学者们在经典成果的基础上又提出了市场不是总遵循着极端的情况，因此不会总出现某项标准占领[64][66][67]所有市场的情况，既有技术有时对新技术的引入也未见较为显著的影响。以上两类不同的研究结果，使得研究者将研究重点逐渐从网络效应转移到了标准[68]化的复杂过程，从而解决标准是如何以及为什么会扩散等问题。然而标准化结果需要相当长的时间才能观测到，并且使用者的采纳数据很难获得，因此学者们[69]多采用仿真的方法来研究标准化复杂过程，其中Angsana（2011）利用复杂网络理论揭示了事实标准的标准化过程不是总符合S型的发展路径，赢者通吃的网络效应也并未总出现在标准竞争中，而存在于使用者间的网络结构对标准竞争的[70]动态演化和结果有着显著的影响。1.3.2建筑工程领域的标准化系统研究现状1.3.2.1国外建筑工程标准化系统优化的研究现状（1）建筑工程标准化系统优化的动因质量、进度和成本是衡量建设项目管理绩效的核心指标，建筑工程项目工作分解结构（WBS）和成本控制的标准化的难点在于每个项目具有自身的特点及管理要求，标准化方法可以有效减少工作[71]量以及提高进度监测的精度。在当前各个国家存在不同的项目管理标准的背景下，仍然需要建立起国际层面的项目管理通用框架和基本术语，充分发挥标准化[72][73]在成本控制及可靠性等方面的重要作用。在进度管理方面，柔性及刚性的标[74]准化及模块化同样有着积极的影响。建筑工程领域的开放标准是由消费者主体制定技术方案的市场规则触发的，并能够消除因部分企业控制界面标准而产生的[75]封闭标准带来的消极影响。Pheng等人研究发现标准以相互兼容的方式发展能[76]够使建筑企业管理体系产生协同效应，其在随后的研究中又提出建筑工程领域通过修订标准提高与其他标准兼容性能够鼓励企业将各类分散的管理过程组建成[77]一个包括质量、环境、成本等管理要素的集成管理体系。标准化系统的优化同样有助于对施工现场临时性设备的安全管理，例如采用符合欧洲标准HD‐1000的脚手架设备能够显著提高施工现场的安全水平，并通过提高社会关注以鼓励施[78]工企业采用成本较高的标准化设备；模板标准引入设计阶段在提高施工安全的[79]同时能够带来理想的经济效益。-11-万方数据 哈尔滨工业大学管理学博士学位论文（2）基于信息技术的建筑工程标准化系统优化路径CAD技术及建筑信息模型（BIM）等技术的快速发展，为建筑工程领域各个环节的参与主体提供了模拟及可视化的协作平台，在项目设计、施工和运营的各个阶段实现了高效率的运转，在这一发展趋势下，国际协同工作联盟发布的建筑业国际工业标准IFC，为建筑工程全过程提供了开放的数据交换标准，已成为国际上建筑工程软件交换和[80][81]共享信息的基础。Ma（2011）等人为建筑项目投标的报价估算建立了包括产品、成本、进度、质量、资源等的信息需求模型，并通过IFC标准为这些信息[82]提供了统一的数据接口。标准化是建筑工程信息化发展的重要基础，建筑工程信息技术准体系的构建应遵循全面、简洁、合理、前瞻并与相关主体达成共识的[83]原则，使建筑工程信息技术的标准化能够为计算机辅助设计和其他的设计分析工具提供标准化的文件格式，将建筑模型变为对象数据库，并通过互联网进行建[84]筑项目的协同设计，而在项目的施工阶段，同样需要标准化的信息数据辅助完[85]成诸如钢筋构件的自动化安装等先进的施工技术。（3）建筑工程标准化系统的标准认证体系工程项目中潜在的风险要素使得工程建设的参与方需要一套行之有效的管理体系来确保工程项目的质量和解决项目建设中出现的各种问题。建筑工程行业是引入质量认证体系最充分的5个行业之一，质量认证体系对项目的质量管理和建筑业企业的国际竞争力都有着积极[86][87]的影响，质量认证标准的扩散可以用logistic曲线来描述，分为初始阶段、[88]扩散阶段和饱和阶段。ISO体系在企业内部被称为质量管理体系，作用是提高产品质量、减少浪费和增加利润，对外则被视为对供应商的质量控制，称为质量[89]保证体系。ISO9000对施工企业来说，其优势在于能够提高企业内部的管理效[90]果以及作为企业开拓市场的工具，实施的障碍在于认证过程的成本。质量管理体系通过提供现代化的管理方法，能够帮助建筑业中的中小企业快速达到稳定运[91]营和获利的状态。而承包商采用ISO9000体系的最主要动因是必须满足客户提出的要求，给企业带来的优势是更为系统的文档管理方式、畅通的内部沟通渠道[92]和企业竞争力的提升，而其劣势在于增加了文档管理的难度以及施工成本。通过学者的调查发现，消费者主体对于实行了ISO质量管理体系的建筑满意度明显高于未实行该体系的建筑，ISO9000体系通过质量保障和控制系统能够有效提升[93]施工的质量。而企业主体引入环境认证体系会因为良好的市场声誉而获得竞争优势，认证体系能够给企业提供适度的环境管理水平，从而有效地控制成本和提[94]高收益。建筑企业主体采用ISO14000环境认证体系最主要的动力来自于获得[95]国际市场的进入许可，其他的动力包括内部运营需要，社会声誉、企业形象等；主要障碍包括资金负担、低回报率、市场上较低的环保意识及法律环境等[96]。综上，标准化系统中认证机制的动因主要来自商业利益、政府推动及客户认[97]可的激励三个方面。由于工程项目的诸多特性，认证体系在实际工程中同样存在着许多局限性，-12-万方数据 第1章绪论建筑业的分散性、建设项目的独特性以及项目存在的风险是认证体系在工程项目[98]中有效实施的主要障碍。Vassallo（2007）研究发现，为基建项目质量设定最低标准有碍于发挥承包商的技术及管理水平，而将项目质量进行分级以及为项目[99]的社会效用提供量化方法则有助于产生良性的市场竞争从而提高社会效用。Pan（2012）认为房屋建造的标准化设计固然能使企业的运营效率提高，但是在提倡创新可持续性的市场环境下，这种设计思路会使建筑企业陷于商业和技术的[100][101]双重风险之中，且获利渠道会日趋单一。1.3.2.2国内工程建设标准化系统的优化研究工程建设标准是使建设领域获得最佳秩序，为勘察、设计、施工、验收、监督等建设生产及管理活动提供技术准则和依据，通过多方的协商一致和管理机构的批准，利用科学技术和生产时间的综合成果，保障工程建设产品的安全、质[102]量，维护公众的核心利益。工程建设标准按照组织的实施范围分为了国家标准、建设标准、城镇建设与建筑工程行业标准、标准化协会标准等几类，又可从技术分类的角度分为了22类，据统计建筑工程类的标准所占数量最多，大约占[103]到总量的40%。针对标准化系统的优化问题，我国的学者借鉴了许多国外的先进经验，李小冬（2008）认为我国建设标准的编制深度同发达国家相比较为粗浅，由于没有考虑到建设过程中的诸多因素，所以很难运用标准控制建设过程中的可变因素。标[104]准的内容也没有从全生命周期的角度来考虑，却对建设成本的关注过多。与同样是“政府主导型”标准管理体制的日本相比，我国建设标准还是缺乏从长远的角度综合考虑全生命周期的成本节约，需要像日本学习既制定建筑产品本身的各项标准，又要制定建筑生产过程的组织、流程、管理等标准，提高标准体系的[105]整体性能。近年来有许多学者从制度的角度对建筑工程标准化系统的优化问题做出了有意义的探索。沈永明（2005）在对比中美两国体制后，提出了应建立以市场为主的工程建设标准体系，以推荐性的标准为主，提高建筑工程标准的适用性，提高[106]标准制修订过程中的透明度。现阶段我国推行的是强制性条文与推荐性标准共存的管理模式，未来的发展方向是技术法规和技术标准共同管理的标准化体[107][108]制，从而适应市场环境的新要求。建筑工程标准化体制转变的进程和方式需要从政府、技术机构和企业多个层面综合考虑，从而使我国的标准化进程实现[109]平稳过渡。建筑工程标准体系是系统优化的核心对象之一，建筑工程标准体系按照各类标准的内在联系，通过归类、梳理所形成的有机整体，体系的存在可以使建筑工程标准获得最佳的秩序，指导标准化工作。标准体系应该包含5到10年内技术标准的需求情况，掌握标准发展的主要趋势，同时配套建立灵活、适用的运行机[105]制。现阶段，我国的工程建设标准是按照综合、基础、通用以及专业四个分-13-万方数据 哈尔滨工业大学管理学博士学位论文布层次来表述18个专业领域的标准体系结构，使得体系中的标准能够彼此协调[110]互补，较为系统地满足工程建设需要。与建筑工程相关的标准是整个工程建设标准体系中的城乡规划、城镇建设以及房屋建筑部分，通过这三部分形成的科[111]学、动态以及开放的技术体系来指导建筑工程生产过程。1.3.2.3标准化系统客体作用的测算研究标准化系统优化的重要基础是掌握客体对整个系统的作用程度。标准在保障建筑工程质量安全、推动技术发展、落实技术经济政策等方面发挥着重要的作用。近年来国内外的学者对建筑工程领域内的标准作用测算做出了卓有成效的工作：具有代表性的是王超（2009）利用了CGE模型测算了工程建设标准化对国民经济整体和各个部门的影响，结论是工程建设标准化能够拉动我国GDP0.4个[112]百分点的增长，同时在产业结构调整及贸易中都有着积极的作用。通过对发达国家的工程建设领域的标准化情况的调研发现，标准化促进经济增长的效果不亚[113]于创新和专利。梁小珍（2010）等人协整理论、Granger因果检验和岭回归等方法，首次针对工程建设标准对我国经济增长的影响进行了测算，这一开创性的研究成果表明我国的经济增长与工程建设标准存在着长期的均衡关系，并且工程建设标准对经济增长有着非常显著的促进作用，通过数据分析得出了从1993年[114]以后工程建设标准对经济的促进作用较前期明显增强。Liu（2009）等人通过计算建筑物能源效率标准对经济和环境直接和间接的影响，发现能效标准的实施[115]能够有效减少污染物的排放以及推动GDP的增长。1.3.3面向多主体协同的建筑工程及标准化系统领域研究现状1.3.3.1系统中多主体视角下的协同效应根据哈肯的观点，协同是通过系统各部分之间的相互协作，使整个系统形成[116]个体所不具备的功能和特征。随着系统科学在管理领域的发展，管理学界开始引入了协同的观点，协同是企业主体进入新市场时必须考虑的战略之一，协同是[117]整体效益大于个体功能之和的增值效应。不仅仅局限于协调与合作，更强调协[118]调合作所产生的新的功能与结构。标准化系统中协同的目的可归纳为：“通过多主体的并行性协作行为提高标准化目标的完成率；通过共享资源（信息、专业知识、物理设备等）扩展完成标准化目标的范围；通过任务的重复分配增加标准化目标完成的可能性；通过避免有害的相互作用降低标准化目标之间的干扰[119]。”系统中多主体协同的研究往往围绕若干参与方为了共同目标彼此协作，从而[120]产生效益增值的过程而展开的。通过构建多主体环境下的若干代理人的项目[121]委托代理模型，发现合作中的互惠偏好能够提高利润分享的激励效果。主体[122]的协同率与群体的收益正相关，例如在创新系统中，主体间的协同机制对创-14-万方数据 第1章绪论新产出产生积极的影响，创新系统各个主体间的差异化与协同的动态均衡是创新[123]协同机制的核心。若干主体参与的企业集群可以视作一个系统，并通过自组[124]织过程进行系统调控，以实现系统发展过程的螺旋式上升。利益相关主体自主形成的协同效应更有利于实现企业主体的可持续发展，这种状态能够消除从上[125]至下部署战略所造成的误解和期望偏离。1.3.3.2建筑工程及标准化领域多主体协同关系研究建筑工程领域内企业主体间存在的协同关系可以分为4个层次，即保持距离型的对立层次，信任和沟通层次，伙伴关系的团队层次以及协同关系层次，协同关系形成的条件：其一是基于信任关系的信息共享，其二是企业主体间有较高的透明度并设立共同的目标，其三是共同开创更高的目标提升团队的盈利能力，其四是共同排除没有价值的运营过程和程序，最后是对实施新工艺新技术以提高项[126]目绩效有着强烈的意愿。施工建设是通过多方协作完成的，由于施工建设中[127]严重缺乏标准化的过程使得团队内的协作变得尤为复杂。而利用关系契约取代传统的合同形式，通过构建具有动态修正特性的关系契约文化则有助于构建工[120]~[130]程项目的协同团队。成功管理工程项目多方利益主体的关键性要素是涉及[131]到经济、法律及环境的社会责任，而诸如开会、计划、报告等多种标准化的协同手段的3个最主要目的是控制施工过程、澄清问题和优化项目执行方法[132]。Xue（2011）等人从信息技术的角度综述了近10年来建设项目协作的研究情况，具体从信息技术辅助建筑项目协作的三个相关领域：协同设计、协同建设项目管理和组织间综合管理信息系统，全面给出了项目协作中信息技术的研究现[133]状，认为协作信息系统的信息技术的绩效衡量具有一定的研究潜力。而关键事件法是测量项目管理协同绩效的有效方法，有学者通过获取不同主体对项目满[134]意度的关键事件来评价项目的协同绩效。协同绩效工具——建设项目的建筑信息模型（BIM）应用技术的完善则依赖于建设项目的若干参与主体及软件供应商的协同工作过程，而这一过程需要国家级的BIM标准来保障信息传递的一致性[135]和完整性。当前，计算机技术在施工领域没有完全发挥作用的原因是企业在采纳技术的同时忽略了实现路径、人以及组织的因素，一个项目的成功需要合理使用技术带来的协同工具以及利用合同条款和共同准则（标准）为多方的协同工[136]作提供承诺和一致性。随着工程建设项目的复杂化和大型化的趋势，需要越来越专业的组织形成跨组织网络，以共同的目标协作完成项目，协同网络中的主体间的熟悉程度将直接[137]影响网络达成稳定状态的时间。而影响这个协同网络绩效的两个主要因素可[138]以归纳为商业环境和人的行为，综述近年来的研究成果发现，协同管理的思想和参与主体战略逐渐为建筑工程项目协同管理提供了良好的环境，影响协作绩效的人的行为可以归纳为信任、激励、冲突和张力（tension），而其中信任是影响-15-万方数据 哈尔滨工业大学管理学博士学位论文[139]协作绩效的最主要因素。政府机构在项目协同管理中应该充当“知识代理[140]人”建立一个激励体系来促进项目相关者的合作。1.3.4文献评述面向多主体协同的建筑工程标准化系统优化的研究综述主要从标准化系统优化、建筑工程领域标准化系统以及面向多主体协同过程的建筑工程标准化系统等三个方面进行论述。总体上来看，近年来本研究方向的相关研究对象和理论方法都受到了国内外学者的广泛关注，同时提出了许多开创性的成果，但是在标准化效果提升、多主体参与的标准化过程以及标准化系统等方面的问题还有待于进一步研究。（1）研究角度的多元化，标准化系统效用提升的理论和方法有待进一步完善作为建筑工程行业的技术支撑、质量保障依据，标准化的作用以及其与各方参与主体的互动关系成为各个学科的研究热点，从综述中可以看出国外学者对基于研究目标的标准的分类方法，标准化对经济影响的测算，标准化与主体创新战略以及标准在创新中的角色定位等方向上提出了较多的研究成果。但从标准化系统效用提升、标准体系完善、标准化系统中行为主体协同效果等角度的研究还处于起步阶段。标准化系统是一个由若干行为主体因标准化约束连结而成的并以标准化效果为目标的复杂系统。标准化系统的研究涉及到复杂系统理论、协同学、公共产品供给、博弈论、信息技术等许多理论和方法，因此是一个交叉学科的研究领域，这使得学者们研究成果分布广泛，表现出了多元化的特点。从标准属性到标准分类，从标准化经济影响测算到质量管理体系的影响，从理论研究到仿真模拟，从宏观视角到微观企业的标准化行为，从复杂系统的角度到多主体协同的方法再到利用社会网络分析研究对象的社会关联等都做出了广泛的探索。标准化研究主要目标是为了利用相关的理论或者方法指导标准化行为，最后达到标准所要求的质量、经济、效率等目标，但是到目前为止，尚没有一套系统的理论方法来全面地论述标准化系统效用提升的路径以及在标准化工程中涉及到的多个行为主体的协同问题。各个行业适用的标准化理论和方法还不是很完善，各个行业的标准化的地位和性质不同使得每个行业的标准化系统都有着各自的特点，如通信行业、服务行业以及建筑行业等标准化系统有着明显的差别，随着标准化在各个行业的作用越来越明显，标准化系统效用的提升所需要的理论和方法需要有更强的针对性。（2）建筑工程标准体系与标准化的体制机制及标准化行为的关联需要加强国内建筑工程领域的标准化研究多从标准的体制机制、标准体系的结构入手，试图通过宏观的视角来分析和解决目前我国建筑工程标准化效果不理想等问-16-万方数据 第1章绪论题。然而建筑工程标准化的问题是由标准化系统中的各个要素所引起的，在研究中需要关注各个要素的相互作用，标准体系的结构影响建筑工程参与方的标准化行为，体制的约束影响标准化行为的同时也对标准的制修订环节产生影响。另外，由于建筑行业具有需要多方参与协同完成项目的行业特点，使得从协同的角度研究建筑行业的问题显得尤为适用，综述中发现，近年来越来越多的国外学者从协同或者多方协作的角度来解决建筑施工中的绩效、冲突等问题，因此从多主体协同的角度来解决建筑工程标准化的问题符合当前的研究趋势。标准体系与标准化行为关联的前提是将标准的属性合理的划分，在《标准经济学——理论、证据与政策》一书中，作者将研究对象分为了兼容性与接口标准、最低限度质量和安全标准、品种简化标准以及信息和测试标准等几类，这种划分方式有利于分析标准化的经济动机和影响。在综述中发现，国外学者对建筑工程标准化的研究主要集中在质量体系的领域，显得较为局限，因此需要更加全面的研究将标准体系与每一类的标准化行为进行关联，从而发掘、分析和解决建筑工程标准化过程中存在的问题。（3）建筑工程标准化系统的理论性研究不足，对标准化过程中的主体行为研究需要深入纵观国外学者对建筑工程标准化的研究多从实证的角度进行，特别是围绕质量管理体系的标准化效果研究，多数采用调查问卷的方式。建筑工程标准化的研究需要一套理论方法来揭示系统内部要素的相互关系，标准体系的结构、适用性以及参与主体间的相互作用，而较为适用的理论方法在解决其他领域的相关问题时已经得到了相当广泛的应用。建筑工程的社会属性是利用网络化方法解决建筑工程标准化问题的前提，而复杂系统的理论体系可以用来探讨建筑工程标准体系的优化机理。协同学以及建筑工程中的协作研究为标准化系统的多主体协同研究也提供了广泛的理论基础。通过以上的国内外研究现状分析，初步理清了建筑工程领域标准化系统的多主体协同研究的理论基础和研究背景，论文将在现有研究的基础之上，通过发掘研究问题的内在机理和关联，利用适用的理论及方法全面系统地论述在建筑工程标准化领域存在的若干问题。1.4论文研究内容及研究方法1.4.1研究的主要内容论文的研究内容主要由四个部分构成：（1）建筑工程标准化系统协同的研究对象及理论基础；（2）建筑工程标准化系统多主体协同机理分析；（3）建筑工程标准化系统全过程的协同优化；（4）基于主体协同行为控制的标准化系统优化策-17-万方数据 哈尔滨工业大学管理学博士学位论文略研究。主要研究内容相互关联，层层递进，全面系统地论述本文所涉及到的问题。论文一共分为五个章节。第一章绪论。给出论文的研究背景、课题来源以及研究的目的和意义，分析国内外建筑工程标准化系统的研究现状，并对研究现状进行评述，明确论文研究的对象，给出论文的研究内容、研究的逻辑框架和方法。第二章建筑工程标准化系统主体协同的理论基础。明确所研究问题的基本概念，合理界定论文的研究对象和范围。本章首先对建筑工程标准化系统的概念体系以及研究边界给出详细的描述，论述研究标准化系统协同优化的理论基础，研究建筑工程标准化运作的动力机制，给出建筑工程标准化系统在主体协同问题上存在的诸多问题，为以后几章的论述打下基础。第三章建筑工程标准化系统多主体协同机理分析。首先对研究的客体（标准体系）的复杂性给出系统地论证，给出标准化协同效应产生的条件机制，从宏观的角度建立主体的协同模型，为标准化系统协同效应的产生提供宏观支撑，最后给出主体在标准化过程中可能存在的协同模式。第四章建筑工程标准化系统全过程的协同优化。以建筑工程标准化系统运行的全过程为研究对象，将这一全过程按照实际的运行情况提炼为四个主要阶段，即标准的编制、标准质量诊断、标准的修订方法以及标准的协同实施过程。设计出标准编制的协同流程，给出多方主体参与状态下的标准质量诊断模型以及与之配套的修订方法，同时提出建筑工程标准实施过程的协同优化方法，本章围绕系统的序参量“标准体系”全面地论述了标准化的全过程，设计出符合现代标准化方法的协同运作模型。第五章基于主体协同行为控制的标准化系统优化策略研究。在以上研究的基础上，认为标准化系统运行过程中会出现三种典型的主体行为。首先对先进模式下出现的标准化协同化过程给出仿真，利用演化博弈的方法论述标准采纳过程中主体的博弈行为，对合作中产生的激励行为进行针对性地讨论。最后给出未来标准化系统的发展建议。1.4.2论文研究的技术路线本文的技术路线本着提出问题、挖掘问题、分析问题以及解决问题的基本研究思路。首先确定论文研究的对象，根据对象对研究背景、相关文献进行深入的分析，进而确定文章的研究重点。在挖掘问题的部分首先全面地给出标准化系统的基本概念以及较易混淆的定义，对研究对象和问题的边界给出清晰的界定，依照第一部分的理论分析给出系统运行的动力机制，最后分析协同视角下系统运作过程中产生的主要问题。分析问题部分重点讨论标准体系这一“序参量”的复杂性，为后续研究提供客体基础，从宏观的角度给出协同效应的条件机制以及协同-18-万方数据 第1章绪论模式等。最后解决问题分为两个主要维度，一是标准化系统的现实运行维度（即标准化的全过程），其二是主体行为的控制维度，如此设计技术路线的原因在于这两个维度是系统运行效用相关度最高的因素，以此角度论述和构建标准化方法能够有效地提升系统的运行效率。本文的技术路线图如图1-4所示。提出问题·建筑工程标准化系统的角度研究背景文献综述研究重点·系统协同过程中的问题建筑工程标研究边界的系统的动力准化系统的挖掘问题概念体系确定机制分析·研究问题的界定·适用的理论主体协同的问题及其产生的原因分析问题建筑工程标准体系的复杂性分析·协同视角论述的原因·宏观层面的协同分析协同效应的条件宏观协同模型协同模式分析机制微观的建筑工程标准化系统协同全过程协同视制定实施质量诊断修订角解决问题的改·系统运行的全过程分析实证研究进·仿真与行为控制意见协同行为控制演化行为博弈行为激励行为图1-4论文技术路线图Figure1-4Researchrouteofthedissertation1.4.3研究方法论文研究过程中将充分重视相关文献的查阅和分析，在充分掌握有关建筑工程标准化系统多主体协同的研究现状的基础上，本着科学、有效、系统的原则，-19-万方数据 哈尔滨工业大学管理学博士学位论文借鉴其他行业及领域的相关研究成果，采用定量分析与定性分析、理论与案例分析相结合的方法，紧密联系国内外的前沿成果，综合利用复杂系统理论、协同学、博弈论、管理学等多个学科知识，针对建筑工程标准化领域的特点给出恰当的研究方法。（1）标准化系统协同机理的宏观分析方法。建筑工程标准化系统的协同问题需要首先从总体上论述其可能产生协同的条件以及协同工作带来的效果，本文采用经济控制论的方法，首先从宏观的角度论述建筑工程标准化系统运行的动力机制，为系统发生改变提供理论基础。同时结合自组织理论与协同学的分析方法，讨论建筑工程标准化系统协同效应产生的条件机制，为系统的优化提供宏观支持。（2）利用复杂系统理论方法论述标准化系统中客体要素的属性。建筑工程标准化系统优化的核心对象之一是标准体系，标准体系与主体之间的相互关系是影响系统运行效率的关键因素。标准体系是由标准相互连结而成，标准化系统客体要素的结构、层次以及功能单元需要利用复杂系统的理论方法进行分析，为主体间的协同行为提供客体基础。（3）面向多主体协同过程的标准化系统优化方法。建筑工程标准化系统的优化体现在标准体系的良性发展，标准化主体间的协同行为能够有效影响系统的演化过程，而标准化也会反作用于建筑工程的生产过程。本文通过集成符合标准化系统运作规律的方法，以标准化全过程为研究对象，系统地论述建筑工程标准化系统微观的优化方法。（4）内生协同模式产生的主体行为仿真方法。标准化系统优化的内生模式是建筑工程领域标准化发展的高级阶段，为探索未来内生模式运作的内在机理，运用仿真的方法，对参与主体在标准化过程中的协同行为进行模拟，讨论内生协同模式下的主体行为控制方法。（5）建筑工程标准化系统主体协同过程中机会主义行为的控制方法。合理有效的协同方法是系统高效运转的支撑，而在标准化工作中出现的主体机会主义行为会降低系统效率。本文利用博弈论以及激励理论探索在建筑工程标准化过程中主体行为的控制方法。-20-万方数据 第2章建筑工程标准化系统多主体协同的研究基础第2章建筑工程标准化系统多主体协同的研究基础2.1建筑工程标准化系统的概念体系及研究边界2.1.1建筑工程标准化系统的概念体系2.1.1.1标准化的概念标准化的概念在不同国家、不同行业经历了漫长的发展历程，标准化活动领域的广泛性以及功能的多样性使得不同领域和背景的行为主体对标准化本质的理解存在一定的差异，因此至今未有统一的标准化的定义。其中，比较有代表性的标准化定义主要以“统一”、“择优”、“简化”、“协调”等若干关键性的属性给出了标准化的概念。桑德斯在《标准化的目的与原理》一书中认为标准化是为了所有有关方面的利益，在适当考虑到产品使用条件及安全要求的情况下，进行有秩序的特定活动，在所有有关方面的协作下制定并实施各项[141]规则，并最终获得最佳的经济效果的过程。国际标准化组织认为标准化是为制定共同重复使用的规定所进行的活动，使现实及潜在的问题达到最佳的有序化状态。而我国的权威机构则强调标准化是制定、发布及实施标准的过程，其目的是获得最佳的秩序和社会效益。从多主体（stakeholders）参与的角度来看，标准化是技术、经济及社会等领域中的若干组织交互推动所形成的复杂网络的结果。不同角度的标准化概念所揭示的共同点是：1）标准化强调的是一个活动过程，是围绕制定、贯彻、修订标准的循环和螺旋式上升的过程；2）标准化的过程始终伴随着与多个相关主体间的相互作用；3）标准化提供的是可重复的生产行为准则，其目的是获得有秩序的生产活动和理想的经济、社会效益。2.1.1.2建筑工程标准化的概念建筑工程标准化是标准化活动的重要分支，其约束对象是各类房屋建筑及其附属设施的建造生产行为。建筑工程标准化是指：为使建筑工程领域的生产、建造、管理等活动获得最佳秩序，对实际的或潜在的问题，为有关各方提供共同的并且可供重复使用的规定所进行的活动，这一活动包括制定标准、实施标准、监督、反馈等过程。建筑工程标准化包含了下列三个方面的含义：（1）最佳秩序是要确保工程的安全性、经济性以及工程质量的提高。安全和经济，是一对关系到项目进度和投资效益的矛盾要素。标准化则是保持建筑工程投资与工程安全性相对均衡的基础性手段，根据科学的实验数据以及工程实践经验，通过制定标准提出合理的工程安全度要求，并按照建筑工程不同的使用功能和重要性，给出有针对性的安全等级。通过标准化的手段既保障了工程的安全-21-万方数据 哈尔滨工业大学管理学博士学位论文性又不会因过高的安全要求增加不必要的投资。建筑工程项目需要众多专业的各级技术人员的参与，建筑工程的标准化通过各专业的标准规范为相应的技术人员提供了必要的规定，从而避免了因人员技术力量的差异而造成的工程质量的下降。（2）建筑工程标准化贯穿项目建设的全过程。建筑工程标准化活动包括两个层面的涵义：一是强调标准从产生到实施再到优化的活动过程；二是指利用相关标准指导建设程序的行为体系。建筑工程的建设程序包含多个环节，标准化最终目标的实现需要标准化的生产行为始终贯穿于包括勘察、规划、设计、施工及验收的整个建设环节中，并且需要建筑工程标准既能满足这些环节中的技术要求又能促进新的科研成果和技术的推广。（3）建筑工程标准化的最终目的是要保障理想的经济及社会效益。有效利用资源、开发新型建材、提倡绿色建筑等建筑工程领域的可持续发展战略成为当下发展的主要趋势，标准化是新技术传递的有效载体，同时也是保障生命财产安全的强制性手段。因此保障理想的经济和社会效益是建筑工程标准化的重要任务。2.1.1.3建筑工程标准化系统的概念“标准化系统”可以看作是整个概念体系中的最高层，这一概念的由来经历了一段契合现实逻辑的发展过程：从开始的标准积累形成了特定功能的标准体系，随后逐渐演化出与标准相关的行为活动的集合（标准化），活动过程中的行为又受到参与者属性的影响，进而发现标准化的过程从始至终都包含着以上的要素，因此将要素的存在及其之间的相互关系与整体运行过程集成为“标准化系统”的概念。建筑工程标准化系统是指由建筑工程领域相关利益主体及标准体系构成的，在技术领域和项目建造过程中，对标准化活动进行有组织的规划、设计、实施和控制，进而形成适应需求、构成合理、相互配合、联系紧密的整体。简而言之，建筑工程标准化系统是以完成标准化的基本任务为目标，对建筑工程标准化过程中涉及到的利益主体、标准体系及管理方式等进行科学的运筹，进而形成的有机整体。上述概念可以从四个方面进行理解：（1）建筑工程领域的技术发展和先进的管理方法是建立标准化系统的基础。建筑领域技术的发展和管理方法的进步为标准化系统提供了技术支撑，一方面体现在标准制修订过程中先进技术方法的积极影响；另一方面则是系统内部各个主体行为的科学管理是保障系统运转的关键。（2）标准化系统的研究需要以系统工程和标准化的基本原理作为理论依据。标准化系统中多个主体的相互作用和标准体系结构的复杂性需要利用系统工程的理论方法达到最优控制和最优管理的目标。系统控制和管理的主要对象是标准化活动，标准化的原理和方法则是有针对性地解决标准化系统问题的保障。-22-万方数据 第2章建筑工程标准化系统多主体协同的研究基础（3）构建标准化系统的目标是希望从整个系统的角度全面地分析标准化过程中涉及到的主体、客体（标准及标准体系）内外部的相互和交叉作用的过程和结果，有利于从根本上解决标准化活动中涉及到的问题，提高标准化的效用。（4）标准化系统的完善需要各个有关方面的相互协作来共同推动。建筑工程标准化活动涉及到多个相关利益主体，如：建设单位、设计单位、监理单位、施工单位、消费者、政府机构、标准化组织、科研单位等，这些主体的参与直接影响制定、实施、监督等标准化活动的效果，如图2-1所示，标准形成的全过程实际上是标准化系统各个要素协作的结果。新的需求新技术适用性政府条文的增补标准化组织技建设单位征求意见稿术施工单位性步骤2：步骤5：测试科研单位能相关主体的反馈新标准的基本框架消费者标……反馈结果准步骤1：步骤3：步骤4：需求最初需求标准征求意见稿试点工程条文修改图2-1基于标准形成的建筑工程标准化系统的协作过程Figure2-1Collaborationprocessofconstructionengineeringstandardizationsystem2.1.2建筑工程标准化系统的构成要素2.1.2.1建筑工程标准化系统的构成维度建筑工程标准化系统是由多要素构成的，具有若干层次的动态复杂系统。宏观的视角来看，可将建筑工程标准化系统的构成维度分为标准化主体系统、标准化客体系统和标准化的支持系统，如图2-2所示。建筑工程标准化的主体系统是指标准化活动的行为承担者构成的集合，标准化过程无法凭借单一主体（如企业）或者标准化机构独立完成，需要由科研单位、参与企业、政府机构组成的主体系统共同完成；标准化系统的客体系统是指行为主体的作用对象，标准化系统性能的主要载体包括标准体系、建筑生产过程、建筑工程标准条文等。-23-万方数据 哈尔滨工业大学管理学博士学位论文统系体主客企政标科…业府准研体…系体主机化单系准体构组位标准统标织程工……筑程建过工施激励体系筑建协同诊断系统……政策法规环境支持系统图2-2建筑工程标准化系统的构成维度Figure2-2Componentdimensionsofconstructionengineeringstandardizationsystem标准化系统的支持系统维度是以标准化行为运行为核心，保障建筑工程标准化过程顺利进行的政策、法规、激励手段等的集合。支持系统维度既是系统运行的保障也是标准化行为主体在实施标准化的过程中必不可少的外在环境资源。2.1.2.2建筑工程标准化系统多主体的界定建筑工程标准化活动的各个阶段所要完成的主要任务有很大的差异，因此每个阶段标准化活动涉及的核心主体和任务不尽相同。为了方便研究，本文将建筑工程标准化的主要过程归纳为制定标准、实施标准、监督标准实施情况以及反馈调整四个主要环节。根据建筑工程标准化的实际情况，与这四个主要环节联系最紧密的利益相关主体包括：建设单位、设计单位、监理单位、施工单位、建材设备供应商、消费者、政府机构、标准化组织、科研单位。需要说明的是，这些主体的划分是根据其在标准化过程中的功能抽象出来的，在现实中会因为某些企业业务范围的多元性出现一个企业代表几个主体的情况。不同阶段的标准化工作都涉及到了若干主体的参与，如图2-3所示，同标准化过程的互动关系可以看出标准化系统内的相关主体的关系既有相互配合又有相互的牵制和约束，而这些关系的根本驱动要素来源于5个方面：精简化、消费者利益及社会公共利益、全面经济、安全与质量、技术载体。标准化活动的不同阶段所涉及到的核心主体有所差异：与制定标准阶段关联性较大的主体包括标准化组织、科研单位以及政府；实施标准阶段的核心主体是建设单位、施工单位、设计单位等建设过程的核心企业；标准化效果监督的过程则主要涉及到政府、监理单位等；反馈与调整阶段则包括消费者在内的与标准使用相关的主体。-24-万方数据 第2章建筑工程标准化系统多主体协同的研究基础建设单位监理单位供应商全面经济安全质量科研单位消费者及设计单位社会利益技术载体精简标准化组织反消费者馈馈需反求求施工单位政府机构需约束使用依据参照·准备·勘察·矛盾条款·安全·编制·规划·重复条款·质量·征求意见·设计·技术进步·环保·送审·施工·适用性·节能·报批·验收·完善体系制定标准实施标准效果监督反馈调整图2-3建筑工程标准化系统多主体的划分Figure2-3Multiplestakeholderpartitionofconstructionengineeringstandardizationsystem2.1.3标准化系统多主体协同的研究边界2.1.3.1研究边界的确定为了使本文的研究更有针对性及重点更加突出，对本研究的边界进行如下界定：（1）建筑工程标准化系统的多主体限定为标准化活动中涉及到的主要利益主体。建筑工程参与单位与标准化过程中涉及到的相关主体数量众多，本文研究的重点是多主体的协同过程对标准化系统的影响，因此为避免相关性较小的单位的干扰，本研究的对象只选取建筑工程标准化过程相关性较强的利益主体。（2）本文主要研究的是协同视角下的建筑工程领域标准化系统性能提升问题。按照我国标准化学科的领域分类，一般地，以工程建设领域作为标准化的分支之一，而工程建设领域所涉及的范围包括电力、化工、铁路、公路工程等诸多行业，每个行业所涉及到的利益主体又有很大的差异。因此本文将研究的领域进一步缩小，以整个工程建设领域标准数量最多的建筑工程行业为研究范围。（3）多主体的协同过程与行为是以标准化活动为中心。建筑工程项目从策划决策阶段到最终的项目考核评价阶段涉及到了众多的相关单位以及各个单位的生产建设行为，这一过程中涉及到许多参与方的协同问题。本研究仅以多主体的标准化活动为研究对象，将多主体协同问题限定在标准化活动的范围内，结合标准化学科中的理论方法讨论建筑工程标准化系统多主体协同的相关问题。-25-万方数据 哈尔滨工业大学管理学博士学位论文2.1.3.2基于多主体协同的标准分类建筑工程标准的数量众多，相互间存在着很强的关联关系，恰当地对标准进行分类对从不同角度研究标准化的内在规律具有重要意义。现阶段工程建设领域的标准分类方式可以归纳为宏观及微观两种主要模式，宏观的分类模式主要为标准体系的构建提供依据，从阶段、层次、属性、性质等6个维度描述标准体系的结构；微观的分类方法则关注于标准的实际应用，基于这样的目的，微观分类方法有两种主要方式，一是按照行业进行分类，二是打破行业界限按照专业进行分类，如工程安全类标准包括了建筑、电力、铁路等不同行业的安全类标准。这种方式的优点在于按照专业的内涵能够确定每项标准在体系中的位置并且准确界定出标准应该具备的内容。可见标准的分类方式是标准化系统研究的基础之一，合理地划分标准类型能使特定的研究更具针对性。根据建筑工程行业标准的特点以及结合本文的研究重点，将建筑工程标准分为基础兼容性标准、最低限度质量和安全标准、技术创新类标准三大类型。1）基础兼容性标准是指建筑工程行业内的标准应统一遵守的标准，是最基本的标准，这类标准为大量的产品和技术提供了统一的接口标准，使不同主体间的专有技术得以共存，增加了技术系统的种类，又因为主体偏好所带来的网络效应减少了技术锁定所带来的风险；2）最低限度和质量安全标准在建筑工程领域尤为重要，该类标准能够确保建筑质量和人员安全，避免因逆向选择而将优质主体淘汰，且通过提供统一的限定标准降低交易成本，并通过实施标准保护第三方免受生产过程中造成的负外部性；3）技术创新类标准是技术更新和传递的核心载体，这类标准来自市场竞争，通过整合先进的技术形成指导某一领域的统一规范，有助于推动建筑行业的技术发展。表2-1总结了这种分类方式中各个类型的标准的正面和负面的影响。表2-1建筑工程标准的影响Table2-1Theinfluenceofconstructionengineeringstandards正面效应负面效应网络外部性基础兼容性标准避免技术锁定在次优状态易产生垄断丰富技术系统的种类保障建筑工程质量和人员安全校正优质主体淘汰的逆向选择提高竞争主体的最低限度质量及安全标准降低交易成本成本避免负的外部性推动技术发展易产生马太效应技术创新类标准形成聚点促进新兴市场开发技术锁定问题这些建筑工程标准的功能是多样化的且相互交叉，将每一种标准完全地并且-26-万方数据 第2章建筑工程标准化系统多主体协同的研究基础排他性地划分为某个单独类别是不现实的，因此，本文根据标准化系统多主体协同效应分析的研究特点将标准最大限度地归入了以上的分类体系中。2.1.3.3标准化系统协同相关概念的界定建筑工程标准化系统多主体协同的研究领域内存在若干较易混淆的概念，为了更准确地论述本文提出的研究问题，需要对相关性较强的概念给出明确的界定。（1）标准的制定与制订“制定标准”是指从技术需求开始到标准编制计划再到最终的报批阶段的全过程，标准的制定强调的是标准的编制在经历一系列的过程后最终形成的结果。“制订”一词的含义是“创制拟定”，强调“拟”的过程，因此“标准制订”是指标准从无到有的创制、草拟而后的订立的过程。二者的主要区别是“制定标准”涵盖了更广的范围的同时强调标准编制的结果，而“制订标准”表示的是标准拟定的过程，强调的是标准起草的过程。（2）标准、规范与规程建筑工程标准体系中“标准”、“规范”、“规程”是最常见同时也是容易混淆的三个术语，通常我们用标准来统一表示标准体系中的基本文本，只有在针对基本对象时才加以区分。总结现有体系的三类术语分布情况，当针对符号、产品、方法以及基本概念时，一般采用“标准”一词；而“规范”是针对设计、施工、检验等技术事项做出的统一规定，如《混凝土设计规范》；“规程”一词则用在作业、安装、鉴定等范围较小的技术要求和实施程序中，通常用来表示操作、工业、管理层面的技术要求，如《混凝土泵送施工技术规程》。（3）与协同相关的概念“协同”概念的外延涵盖了参与主体间的合作、互动与整合，是以上行为整[120]合的最终结果，这一复杂的过程易产生与相似及关联概念的混淆。其中“协作”（Cooperation）、“协调”（Coordination）、“协商”（Negotiation）、“整合”（Integration）是与“协同”比较类似且相关性较强的几个概念。“协作”所指的是系统中主体之间通过配合完成工作的合作行为，强调的是主体合作的能力，合作过程的协调程度对协同系统的性能有着显著的影响。“协调”是保证多主体间协作的调整过程，主体通过判断其他主体的行为，对自身的阶段性行为进行调整以保证合作过程的连贯和一致性。“协商”则是解决多主体合作中的冲突的一种方法，通过主体间信息的交换以改进共同观点以及协作行为的过程，减少因信息的缺乏而造成的合作障碍。“整合”强调的是使系统内部要素达成一体化的过程，是实现多主体协同的一个重要阶段。建筑工程标准化领域的协作、协调、整合等概念是形成协同状态的物质基础和阶段性过程，而协同是更广义范畴内的理想状态，标准化系统中的主体协同概念强调的是系统本身的效用提升，协同包含了多主体间的合作与互动，与其他相-27-万方数据 哈尔滨工业大学管理学博士学位论文关概念的本质区别在于效益增值的过程，即形成的协同效应，达到标准化系统运行的理想状态。（4）标准体系与标准化系统标准体系与标准化系统是两个不同的概念，从二者涵盖的范围来看，标准化系统是由多个相关主体参与的对标准化活动进行规划、组织、实施和控制，进而形成适应建筑工程活动的有机整体。标准体系则是标准化系统的组成部分，是标准化系统的核心客体，由建筑工程领域内的所有标准根据相互间的内在联系组成的体系。标准化系统通过连结多方利益主体与标准体系，具备了影响标准化效果的功能；标准体系则通过主体对其结构的调整和优化提升标准化系统的性能。2.2建筑工程标准化系统协同优化的理论基础2.2.1自组织理论建筑工程标准化系统作为一个多要素、多主体参与的复杂系统，难以通过精确的定量化方法详细地描述标准化过程的发展路径，然而系统的运作方式却符合自组织的基本原理。自组织理论突出强调了系统发展内因的决定作用，同时又明确了系统与外部环境相互作用的关系及其发展结果。按照自组织理论的观点，建筑工程标准化系统演化的根本动力在于系统内部要素的自组织力量。标准化系统的开放性使得其本身具有了趋向更为复杂的结构与秩序的能力，自组织理论提供的演化模式正是系统的新结构、新秩序不断涌现的基本路径。当前许多研究将经济系统、创新系统、环境系统等涉及到参与主体与客体要素的发展性集合视为一[141]~[145]个非均衡、非线性的自组织系统，说明自组织理论方法已经从物理、生物领域逐渐发展到了经济、社会、管理等领域中。自组织理论强调的是演化过程中分岔点的出现以及差异化的路径方向，通过研究系统演化条件和外部环境来讨论演化结果所代表的特定含义，即系统如何在一定条件下形成一种特定的有序结构。自组织理论是由若干理论体系构成的，而其核心的思想则主要来源于耗散结构理论与协同学。从系统与环境之间的物质、能量的交换关系来看，认为一个开放的系统在远离平衡状态时达到某一临界值就会产生自组织的现象，系统中的要素或者行为在均值上的偏离（稳定状态下的一种干扰）是系统跃迁到新状态时的诱发因子，同时系统中要素间的非线性作用能够使各个要素之间形成协同效应。由此可见，自组织理论是宏观层面上讨论标准化系统运作过程的重要理论依据。-28-万方数据 第2章建筑工程标准化系统多主体协同的研究基础2.2.2复杂系统理论系统科学是近几十年发展起来的理论体系，复杂系统的复杂性体现在系统的构成关系复杂、系统行为复杂、子系统间的关系复杂以及系统与外部环境间的相互关系复杂等，由于复杂系统理论方法能够很好地描述自然界、社会以及经济中的若干复杂现象，因此在学术界得到了广泛的发展。复杂性科学的发展历程可以沿着两条主线追溯：一条是“复杂性”科学的发展历程，另一条则是系统科学的[146]历程。“复杂性”科学可以追溯到1928年，贝塔朗菲（L.V.Bertalanffy）首次提出[147][148]了“复杂性”的概念。随后普里高津（Prigogine）在耗散结构理论方面和[116]哈肯在协同学领域均对复杂系统理论的发展做出了具有代表性的贡献。耗散结构理论从微观的角度论述了非线性开放系统从无序到有序的过程，协同学则将宏观与微观上的运动联系起来论述了系统间各个要素之间的互动关系以及系统趋向有序的基本原理。美国圣菲研究所（SFI）对复杂系统的理论发展做出了卓越的贡献，其主要研究对象涉及到经济系统、社会系统以及生态系统等宏观系统，他们把计算机技术引入到复杂性的研究中，发现系统要素在与外界进行物质与能量的交换过程中存在着自组织机制使系统在无序与有序间转换，而世界的复杂性正是由于无序性的存在而形成的。[149]美国学者霍兰提出了复杂适应系统的概念，他认为适应性是产生复杂性的原因之一。他提出的复杂适应系统的核心思想是适应造成了复杂，而适应是系统内主体与周围环境反复交互的作用，CAS理论中利用经济学中的主体（agent）一词来表示涉及到的元素（activeelement），因此“适应性主体”或者“行为主体”等概念的提出就将系统中原本的单元个体与复杂性产生的机制和系统演化的根源联系了起来。霍兰在《因秩序》一书中提到“在CAS中，任何特定的适应性主体所处环境的主要部分，都由其他适应性主体组成，所以任何主体在适应上所作的努力，就是要去适应别的适应性主体”，因此，CAS理论中系统复杂性生成的根源就可以概括为行为主体间相互作用所形成的变化集合。1954年钱学森所著的《EngineeringCybernetics》引领了系统科学的发展，他把工程实践中涉及到的设计原则和试验方法通过提炼和加工，形成一套系统的科学理论，利用系统观来解决工程技术问题，他认为一个系统若包含很多种类并且具有层次结构的子系统，他们之间有存在着复杂的关联，那么这个系统就可以认为是巨系统，若这个系统又是开放的，则就是开放的复杂巨系统，开放的复杂巨系统的动力特性是由系统的复杂性引起的。系统科学的发展不仅推动了不同学科的理论发展，而且为跨学科的理论沟通开辟了新的前景。复杂系统理论在标准化领域的应用主要体现在标准聚集过程中逐渐形成的系-29-万方数据 哈尔滨工业大学管理学博士学位论文统效应，李春田（2009）认为“当我们为实现某一目的而开展标准化时，不仅单个标准不能完全解决问题，就是把已有的许多标准集中起来，也难以达到我们预期的目的。”他在苏联著名标准化学者A·K加斯切夫提出综合标准化的概念的基础上，利用系统理论的方法阐述了综合标准化所具有的整体性、敏感性以及动态性的特点，通过对比发现与传统标准体系相比标准综合体在标准化实践中更具优势，并认为“综合标准化将一系列系统工程技术引进了标准化”从而提升了标[150]准化水平。根据复杂系统的理论体系，可以将整个工程建设领域的标准化行[151]为可以看作为一个复杂系统，标准的制修订、标准的采纳行为、标准化过程的监察以及标准体系的优化和更新等环节的交互作用具备了复杂系统的特点。复杂性科学在关注复杂系统的有序化行为的同时，着重研究复杂系统无序与有序之[152]间的相互转化过程。系统复杂性体现在系统能够控制自身结构、状态或行为[153]演化的动力学特性。由此，认为工程建设标准体系通过与标准化行为的相互作用，支配和决定着自身系统结构的演化，演化过程中产生了错综复杂的关系，这些关系体现在体系内部标准要素与子系统之间的结构和层次关系，使得工程建设标准体系具备了层次性、非线性以及耦合性等特点。2.2.3协同学理论协同学(Synergetic)是由德国学者赫尔曼·哈肯(H.Haken)提出的。哈肯将协同学解释为“协调合作之学”、“协同工作之学”，其中心议题是讨论支配某一系统结构和功能的自组织形成过程的普遍原理。协同学将每个相关子系统对协同运动的贡献之和称为序参量，认为它是影响系统有序的关键因素。将代表系统对周围[116]环境依存和环境对系统约束的关系称为控制参量。协同学的精髓在于：通过控制参量的增加，使系统在自组织的作用下发生质的变化。这一过程的第一个阶段是构成系统的子系统既存在着无规则的独立运动又有因系统间关联形成的协同运动。随着控制参量的增加，序参量由零开始增大，系统逐渐趋于有序的状态。控制参量的继续变化，使得序参量跨越了临界状态，最终导致整个系统不稳定从而又发展为更高一级的有序。序参量和控制参量之间影响与变化通过各子系统的相互作用表现出来，从而控制整个系统自组织的程度与方向，进而影响系统的有序程度。建筑工程领域的协同可以看作是在协作的基础之上参与各方将彼此的合作纳入到一个系统之中，设立共同的目标以提高绩效的方法，以系统目标的最优化代替个体目标的实现，最终形成一个以高效为目标的协作系统，系统要素协同的结果，是由无序状态变为有序状态这一动态过程的相对稳定的表现形态。建筑工程领域由于涉及到了若干参与方，因此协同学的理论方法能够有效解决多参与主体协作完成建筑项目过程中存在的诸多问题，因此近年来受到学术界的广泛关注。-30-万方数据 第2章建筑工程标准化系统多主体协同的研究基础2.3建筑工程标准化系统的动力机制分析2.3.1建筑工程标准化系统的动力来源动力机制是保持建筑工程标准化系统可持续发展的动力产生机理，是在分析标准化系统发展中若干动力因子之间的相互关系的基础上，为保持动力因子所产生的激励方式所提供系统化的经济和制度关系。建筑工程标准化系统的动力来源涉及到建筑工程领域各个主体以及主体之间的交错关系，良好的合作关系是标准化系统高效运行的基础。标准化系统运行的目标是系统收益的最大化，与系统收益密切相关的动力来源包括：1）标准化系统中主体的努力程度；2）建筑工程领域法律法规以及监督体系的完善程度；3）建筑工程标准体系的性能（适用性、结构合理性等）；4）标准化系统主体间的耦合关系；5）建筑市场对标准化的需求。根据以上动力来源的构成，可以将建筑工程标准化系统动力因子及其相互间的关系用系统动力图表示出来，如图2-4所示。政府机构对标准化系统的控制（U）各主体实施标准化的努力程度建筑工程标准化系统D内部动力因子法律及监督体系建筑工程标准化主体间的结构及的完善程度系统的收益耦合关系ABR建筑市场对标准建筑工程标准体化的需求系的性能PC图2-4建筑工程标准化系统动力图Figure2-4Thepowerdiagramofconstructionengineeringstandardizationsystem图2-4中标准化系统动力因子间的相互关系包括以下几个主要方面：1）建筑工程标准化系统的收益同时受到其他几项因子的影响；2）系统内部各个主体的努力程度受到系统收益的激励和监督体系的约束；3）建筑工程标准体系的性能根据市场对标准化的需求和主体间的相互关系进行相应的调整和优化；4）政府机构的控制是建筑工程标准化系统主要的外部动力因素。-31-万方数据 哈尔滨工业大学管理学博士学位论文2.3.2动力系统的可控性分析建筑工程标准化系统多主体协同的研究基础是希望系统的输入要素能够对标准化系统的状态实现完全地控制，从而使系统具备与预期相符的动态特性。建筑工程标准化动力系统的可控性反映的是系统的控制输入对系统状态的影响。可控性分析的基本问题是能否通过调整动力因子变量的方法，使得标准化系统的动态运行结果达到理想的目标。利用建筑工程标准化系统动力因素的相互关系和经济控制论的方法，构建标准化系统的动态模型。2.3.2.1模型假设（1）建筑工程标准化系统的最终目标是实现系统整体利益的最大化。（2）建筑工程领域的主体标准化行为的动力来源于市场需求、法律法规约束以及主体实行标准化的收益激励。（3）为方便研究，假设建筑工程标准化系统中，各因素间的关系是线性定常系统，且用离散时间函数来表示控制系统的状态空间。2.3.2.2模型构建根据图2-3中标准化系统动力因子间的相互关系，设时间序列为t的情况下，系统内各个因子的状态可用如下变量表示：A(t)为法律、法规及监督体系的完善程度；B(t)为建筑工程标准化系统的收益；C(t)为标准体系的性能；D(t)为各个主体实施标准化的努力程度；U(t)为政府机构对标准化系统的控制；设P(0)，R(0)分别为当前建筑市场对标准化的需求和当前标准化系统中各主体间的结构及相互关系。根据建筑工程标准化系统的实际运行情况，各个因子间的相互关系可以概括为：1）法律法规及监督体系的完善程度由主体间的初始结构状态和之前的制度积累决定的；2）标准化系统的收益由主体间的结构关系、努力程度、建筑市场的需求、标准体系以及制度体系的完善程度决定的；3）标准体系的性能则受到市场需求、主体间的相互关系以及上一时间节点的状态的影响；4）主体实施标准化的努力程度由标准化系统收益及制度体系完善程度决定。根据经济控制论的方法，构建标准化系统内部的动力模型如下：A(t1)A(t)R(0)A(0)(2-1)123B(t1)A(t)C(t)D(t)R(0)P(0)(2-2)12345C(t1)C(t)R(0)P(0)(2-3)123D(t1)A(t)B(t)D(0)(2-4)123式中，，，表示各个动力因子相互间的影响系数，由于本模型是线iiii性定常离散时间系统，因此系数不随时间变化，且为大于零的常数。根据经济控制论原理，可将标准化系统的状态方程表示为：X(t1)MX(t)NU(t)(2-5)-32-万方数据 第2章建筑工程标准化系统多主体协同的研究基础其中U(t)为系统的输入（控制）向量，表示政府机构对标准化系统的控制，M和N分别为系统矩阵和输入矩阵。系统的状态方程可由式（2-5）得：A(t1)000A(t)R(0)A(0)123B(t1)0B(t)R(0)P(0)12345U(t)(2-6)C(t1)000C(t)R(0)P(0)123D(t1)00D(t)D(0)123由式（4-5）和（4-6）可得：R(0)A(0)H1213R(0)A(0)R(0)P(0)D(0)IMN1213222333(2-7)R(0)P(0)J1213R(0)A(0)R(0)P(0)K12132425H1HJK(M)N2123(2-8)J1HI122H1HJHI(M)N311213132(2-9)2J1HHJK11213223由式（2-7）至（2-9）可知系统能控性矩阵的秩为：23rank[NMNMNMN]=4=n（状态空间的维数），根据经济系统可控性的定义可知，通过调整控制向量U(k)，从系统的初始状态X(0)出发，经历4个周期，能够达到系统预先设计的目标。建筑工程标准化系统的可控性模型从理论上说明政府机构通过一系列的控制输入，能够有效地促进标准化系统的发展。通过完善法律法规等制度体系，提升标准化体系的性能，促进建筑市场对标准化的需求，对主体的标准化行为进行有效激励以及合理协调各主体间的结构关系是推进标准化发展的动力机制。也就是说通过系统外部政策控制向量的输入，能够使标准化系统的动力因子为系统的发展提供持续有效的激励。2.3.3建筑工程标准化系统的稳定性分析系统稳定性的判别是经济控制论的重要研究问题之一，是考察系统在受到扰动后的运动能否返回或者趋近初始的平衡状态。建筑工程标准化系统稳定性分析的目的在于掌握系统的动态发展规律，揭示系统动力因子间的相互关系及其自身状态对标准化系统的影响情况。-33-万方数据 哈尔滨工业大学管理学博士学位论文根据Lyapunov稳定性的判别方法，求解标准化系统状态方程的系统矩阵M的特征向量，令：0001123detMI0(2-10)0001012解得特征值为：,,,，根据Lyapunov稳定1121332432性的三种可能情形进行如下讨论：（1）当1,1且1时，建筑工程标准化系统在时间t趋于无穷大1132时系统的受扰运动最终收敛到平衡状态，系统是渐进稳定的。说明标准化系统空间在时间t的范围内发展动力不足。（2）当1,(i1,2,3,4)时，根据Lyapunov稳定性的定义，若系统初始in状态Xt()在邻域SX(,)Xt()Xt()X,Xt()R内，则从初始状态0000出发的解Xt()都不会超出邻域SX(,)，系统处于稳定状态。说明此时在法律法规完善程度、标准体系性能以及标准化收益同主体间努力程度耦合关系的三个影响系数中，若不存在大于1的情况，则标准化系统的发展只会停留在系统平衡状态X的邻域内。（3）当系统矩阵M的任何一个特征向量的模大于1，则标准化系统会随着动力因子的变化而得到发展。当1时，说明建筑工程标准化系统的法律法规1及监督体系随着时间t的增加而不断完善；当1时，建筑工程标准体系通过体1系结构的合理化、内部标准覆盖率及适用性的提高等方面来提升标准体系的性能；当1时，根据式（4-2）和（4-4）可知标准化系统内部各个主体实施标32准化的努力程度与标准化系统的收益存在正相关的关系，主体的标准化行为促进了标准化系统收益的提高，同时系统收益的提高又激励了各个主体的努力行为。可见建筑工程标准化系统发展的动力在于：1）标准化系统中各个主体的努力程度与系统收益的相互促进关系；2）法律法规及监督体系的完善程度；3）建筑工程标准体系性能的提升。建筑工程标准化系统的稳定性与状态方程中的系统矩阵的特征值有关，当存在任一特征值的模数大于1的情况时，说明动力因子间的相互关系存在正反馈回路或者同一因子的状态优于前一个时间节点的状态，这种来自系统内部动力因子的激励方式最终使得标准化系统偏离最初的均衡状态，实现了建筑工程标准化系统的发展。-34-万方数据 第2章建筑工程标准化系统多主体协同的研究基础2.4建筑工程标准化系统多主体协同问题及其产生的原因2.4.1标准化系统多主体协同的问题分析协同的问题产生于系统各要素相互协作使整体具备新的结构和功能的过程。建筑工程标准化系统的协同问题主要来源于：1）系统协同过程中涉及到的主体众多；2）各个主体实施标准化的角度差异明显；3）标准化过程与建筑工程涉及到的对象及建造过程存在复杂的交叉关联。这些问题从不同理论视角来看呈现出差异性的解释，如表2-2所示。表2-2不同理论视角下的标准化系统的多主体协同问题Table2-2Thesynergyproblemsfromdifferentresearchangle协同理论复杂系统理论标准化理论多主体标准化的社会活若干主体以整体的效应实多主体行为协同过程中呈现协同问动属性决定了相现个体不能实现的标准化出的非线性、自适应性等特题的研关主体相互协作目标点究视角的行为强制性标准内容主体行为与技术系统的协标准体系的结构不合理；庞杂；标准化同关系；标准内容的重复与矛盾；推荐性标准作用系统多标准化系统中序参量的界标准体系功能团及其关系环不明显；主体协定；的确定；约束主体的义务同存在标准化系统协同度的量化标准化系统从无序到有序的与责任模糊；的问题协同风险的判别与规避过程控制管理主体监督过程不明确标准化系统多不稳定原理；标准体系结构的复杂性；主体的激励来源主体协序参量支配系统性能；标准之间的相互关联；存在差异；同的问役使原理；标准功能的界限模糊；网络外部效应；题产生伺服原理标准化系统的非线性技术锁定现象的原因多主体明确核心主体的协同关标准制修订机制标准体系复杂性的解构协同机系；设计；优化标准体系结构制设计确立标准化系统的序参量管理体制灵活化从表2-2中可以看出，标准化系统多主体协同问题从协同理论的视角来看主要体现在主体行为与技术体系及标准条文间的交互关系，影响标准化系统的序参量的界定与控制，协同参数的量化以及协同过程中的陷阱与风险等；从复杂系统理论来看则主要表现在标准体系的结构，条文合理性，体系中功能团的属性与作用以及对系统无序状态的控制等方面；从标准化的视角来看，主要包括强制性标-35-万方数据 哈尔滨工业大学管理学博士学位论文准数量过多，推荐性标准难以发挥其应有的作用，约束以及监管主体的责任与义务不明确等问题，总体上表现为建筑工程标准化领域仍处于发展阶段，具有很大的优化和调整空间。现阶段，建筑工程领域的标准化系统协同效应尚未形成，相关主体间围绕标准化的生产实践行为相互关联薄弱。在标准制修订的过程中政府机构、标准化组织、科研单位以及主要企业之间缺乏针对标准化工作的长期稳定的合作关系，在标准形成的全周期内往往建立相对封闭的标准编制组织，涉及的主体范围较为局限，容易将具有较优技术指标和生产经验的单位主体排斥在编制团队之外。另外，主体之间处于自身利益的考虑，可能将低效率但却符合编制主体利益的条文编入标准中造成整体效用的损失。标准实施的过程中会存在不同程度的隐匿行为，如施工单位为了降低成本未按照标准条文进行建造，设计单位与建设单位合谋降低建筑品质等，由于协同效应的缺乏，使得实施过程中整个标准化行为监督制约链条出现间断，局部企业会因为违背标准的要求而从中获利，造成了标准化效果偏离预期的情况。标准化的效果监督与反馈调整是标准化全过程的后期，这两个过程的顺利实施需要完善的监督与促进机制，因为协同效应的缺失会使得标准化过程在后期的价值链断裂，造成相关主体的标准化行为的动力不足。2.4.2标准化系统协同问题产生的原因2.4.2.1标准化系统的复杂性建筑工程领域内标准化系统主体行为及系统结构的复杂性，使得多主体的协同效应难以形成。标准化系统作为具有特定功能的有机整体，系统内部主体行为包含着比单一主体复杂得多的耦合关系与责任机制，协同效应的理想状态并非参与主体合理化状态的简单加和，系统协同中的利益要素、体制要素、技术要素是合作主体间的合同契约关系之外增加协同过程复杂性的主要因素。参与主体关系的复杂性是影响标准化系统协同效果的因素之一。标准化过程中主体间的关系并非靠交易来维系的，协同网络关系建立的动因源于技术知识的共享以及法律和制度的约束。基于技术知识共享的主体间关系的复杂性体现在维系这种关系的协调规则，规则是主体之间关联方式及架构的基础，用来明确主体协作的界面以及统一技术共享的接口标准。法律及制度是标准化实施以及效果监督过程中维系主体协同关系的重要基础。然而制度设计的缺陷往往会增加参与主体交错关系的复杂程度，在合作与博弈的过程中出现“道德风险”、“搭便车”或者“逆向选择”等机会主义行为，造成系统总体效应的下降。随着建筑工程标准数量的增多，标准之间存在的不协调、不配套以及相互重复矛盾等问题增加了标准体系的复杂性。建筑工程标准体系通过与参与主体标准化行为的相互作用，决定和支配着自身结构的演化，同时，标准体系的结构与性-36-万方数据 第2章建筑工程标准化系统多主体协同的研究基础能又影响着各个主体的标准化行为。因此从整个系统的角度来看，标准体系的复杂性及其与标准化行为的相互影响是影响系统协同效果的重要因素。2.4.2.2标准化相关制度的局限性现阶段建筑工程标准化领域的管理制度仍然具有较为明显的等级管理观念，特别是标准的制修订阶段的计划控制限制了标准作为技术载体应有的兼容和快速反应等属性的发展。强制性与推荐性标准共存的标准体制存在一定的缺陷，强制性条文的数量过多使得涉及到安全、环境等公共利益的条款得不到突出，激励机制的缺乏又使得推荐性标准难以发挥应有的作用。标准编制的核心主体的构成较为单一，以政府机构组织科研单位的形式为主，缺乏成熟的渠道将市场培育出来的先进技术及时地吸纳到标准体系中，导致现行标准的标龄过长。体制的局限性会造成标准化过程中的各个阶段相关主体的义务和责任的模糊，使参与主体不具备合理、独立的裁量权，无法针对标准化协同过程中出现的不确定情况做出正确的决策。2.4.2.3标准化系统全过程协同方法的缺失建筑工程标准化系统的全过程是微观层面协同问题存在的客体基础。标准化系统的全过程包括诸多阶段，为了方便研究，本文将核心的四个阶段提炼为：标准的编制阶段、标准的实施阶段、标准质量的诊断阶段以及诊断后的标准修订阶段。由于当前的标准化工作尚未从全过程的视角将标准化行为视为一个整体，导致标准化各环节之间的脱节，表现为：不同阶段主体参与的程度差异性很大，致使主体的标准化行为失去连贯性；参与方之间的交流无法在一个统一的平台上进行，使得标准化信息在传递中缺失严重。标准化系统运行全过程协同方法的论述对象会因阶段的不同呈现出差异化的研究重点，但是其核心思想仍然是为主体的协同行为提供一个统一的、规范化的协作平台和协同方法。每个阶段存在的主要的限制因素包括：1）标准编制过程中的协同流程缺失，主体难以快速地参与到标准的编制过程中；2）标准质量诊断方法设计得不合理，无法反映和搜集更多参与方及专家对标准质量的判断；3）标准修订方法仍然按照计划进行修订，无法满足市场及技术发展对标准提出的快速、动态的修订要求，同时主体间修订意见难以通过统一的模式进行搜集，碎片化现象明显，导致修订效率低下；4）标准的实施停留在粗放的阶段，标准语义的模糊性导致主体实施过程中理解的偏差，同时也为主体的机会主义行为提供了充足的空间，标准的约束力下降。以上即为标准化系统过程协同方法缺失造成的主体协同问题的主要原因。2.4.2.4参与主体的机会主义行为建筑工程标准化系统协同问题研究的核心目的是通过对多主体标准化行为的控制，实现系统协同的目标。行为控制的作用在于约束主体协作中的机会主义行为。经济学上将机会主义行为看作是主体追求利润的利己行为与信息传递扭曲的-37-万方数据 哈尔滨工业大学管理学博士学位论文[154]一种结合，偏重于主体主观故意的选择；而管理学的界定范围更为宽泛，如组织学习理论将企业主体通过技术学习、模仿等方式对其他系统内部企业成员核心技术的侵犯行为看作机会主义行为的一种。建筑工程标准化系统内部的机会主义行为可以分为3个主要类别：一是企业主体在自身不履行标准条文的情况下，通过欺骗等手段获得标准执行后赋予企业的质量价值；其二是利用不符合规则的手段，将有利于企业自身但社会效用低下、落后的技术条文纳入到了标准当中；三是标准实施效果监督类企业为了自身效用的最大化，通过与利益相关密切的企业主体合谋，造成标准被合理实施的假象。机会主义行为的存在使得标准化系统内部主体间很容易产生互不信任、相互猜忌与防范的低效用行为，造成整个系统协作过程的恶性循环，因此机会主义行为是影响系统协同效果的主要原因之一。制度的局限性标准化系统的复杂性编制计划限制责任义务模糊主体间关系复杂主体行为的复杂性强制性条文难以突出等级管理观念标准体系的复杂性标准化系系统结构的复杂性推荐性标准作用发挥统多主体利己的标准条文技术模仿标准条款的约束力不足缺乏科学的编制流程协同信任缺失缺乏统一的协同规诊断方法局限性大隐匿行为则与平台问题质量隐瞒缺少动态的修订方法主体的机会主义行为全过程协同方法的缺失图2-5建筑工程标准化系协同问题因果图Figure2-5TheCause&EffectdiagramofsynergyproblemofCESS从图2-5中的因果关系中可以看出，如何减少主体协作过程中的机会主义行为，理清标准化系统的复杂性问题，通过供给有效的全过程协同方法提高系统协同运作的有效性和效率，为标准化系统的运行提供一套合理、普遍适用的制度体系，是建筑工程标准化系统多主体协同问题研究应当涵盖的主要内容。2.5本章小结本章主要论述了论文写作对象的研究基础，包括概念的界定，多主体协同问题的提出以及产生问题的原因分析等，本章完成的主要研究工作可以概括如下：（1）对建筑工程标准化系统的相关概念做了详细的界定，主要包括标准化的含义，建筑工程标准化的概念，结合建筑工程生产过程及标准化行为系统观给出了建筑工程标准化系统的准确定义，指出本文论述的标准化系统是指：在建筑-38-万方数据 第2章建筑工程标准化系统多主体协同的研究基础工程领域对标准化活动进行统筹、设计、实施和控制，最终形成由多方参与的、具有特定功能的有机整体。（2）确定了本文的研究边界，根据研究对象的需要以及现有建筑工程领域标准类型的划分方法，给出了基于经济影响的标准分类方式，将建筑工程标准划分为基础兼容性标准、最低限度质量及安全标准和技术创新类标准。为了使论述更加准确，对于标准以及协同相关的概念做了详细的界定。（3）对建筑工程标准化系统运行的动力机制进行了深入的剖析，给出了标准化系统的动力来源。利用经济控制论的方法，在明确系统动力影响因子的相互关系的基础上，构建了标准化系统的动态模型，通过对系统稳定性的分析，得出了动力因子对标准化系统性能提升的作用机理。（4）从标准化原理、复杂系统理论以及协同论的视角分析了建筑工程标准化系统在运营过程中出现的问题，并分析了产生以上诸多问题的原因，为后文解决问题的论述提供了研究目标。-39-万方数据 哈尔滨工业大学管理学博士学位论文第3章建筑工程标准化系统多主体协同机理分析3.1建筑工程标准体系的复杂性分析建筑工程标准化系统多主体协同的机理是指系统内部各个要素的协同运作方式，以及在一定的系统外部环境下围绕建筑工程领域的标准化活动相互联系及运作的基本原理和运作规律。建筑工程标准体系是标准化系统的客体维度的核心要素，体系往往被认为以[155]一种大规模、复杂交互和边界模糊的形式存在于特定的环境中。标准体系则是一定范围内的标准按其内在联系形成的科学的有机整体，体系的系统效应可使[156]某一范围内社会经济活动获得最佳效益。建筑工程标准体系存在于标准化系统的环境中，系统的行为和状态都与体系结构紧密相关，建筑工程标准体系的复杂性分析主要有两方面的作用：一是揭示建筑工程标准体系复杂性的根源，为标准化系统的协同属性提供必要的客体基础；二是提出基于功能团的现代标准化方法，即围绕建筑工程生产过程的综合标准化方法。3.1.1建筑工程标准体系复杂属性的确定建筑工程标准体系的复杂性分析，即为标准体系的复杂性提供定性的抽象表达，通过对标准体系自身属性的拆解，挖掘体系内部复杂性的原因。利用一般系统结构理论将建筑工程标准体系的复杂性问题转化为体系所在的环境、结构、状态和体系行为间的关系以及内在规律问题。物质系统构成的复杂性在于其自身的固有属性使得对其结构分解的精细程度[157]和伴随着的关联关系的明确程度始终停留在一定的限度之内。建筑工程标准体系这种复杂性的固有属性主要体现在三个方面：一是标准体系具有层次性，每个新层次的形成都会涌现出新的性质；二是非线性，体系内部的部分之和不等于总体的功能；三是耦合性，即标准体系的内部，子体系与子体系、标准与标准、体系与标准之间都有着错综复杂的关系。根据标准体系的复杂性分析，可以将一个拥有三级结构的建筑工程标准体系抽象地表达出来：由建筑工程标准组成的系统X是指由n个存在关联的部分xx,,,x构成的整体，记为：12nXX,Rnx(3-1)Xnixi1,2,,n;n2(3-2)式（3-2）表示若干标准构成的第一层次标准簇，x表示标准簇中的第i个子i-40-万方数据 第3章建筑工程标准化系统多主体协同机理分析[158]系统。R为体系要素间的信息关联，称为系统的软结构。x将建筑工程标准体系复杂系统的属性拆解为层次性、非线性和耦合性。（1）第一层次标准簇中的要素存在子系统YYY,Rmy(3-3)nYXn，YYmim，且xiYim,Riy，其中：i1Yimyijj1,2,,m;m2(3-4)同理，标准体系X的三级子体系为：ZZ,Rez(3-5)nmZYm，ZZeije，yijZ,Rijeijz其中：i1j1Zijezijkk1,2,,e;e2(3-6)其抽象的层次结构关系如图3-1所示，系统X是由标准簇Xnixi1,2,n;n2构成的，Xn中的某个要素又可以由二级子系统nYYmim组合而成。因此，建筑工程标准体系可以逐层分解为由若干个子系统中i1的要素以及要素之间的关联关系形成的一个具有特定功能的新系统组合。体系分解的最终结果可以视为由多个建筑工程标准聚集而成的功能团，这一功能团不再具有层次性，而是靠着各项标准的基本功能聚集在一起，指导和约束某项建筑工程活动。XxRxxRxxX123nRRy111yy121yy13Y…Ym1mRRz12zz12zzZ…Z12112212312ee图3-1标准体系的抽象关系Figure3-1Theabstractrelationshipofstandardsystem-41-万方数据 哈尔滨工业大学管理学博士学位论文aa111nT（2）XAY，Anmaam1mnMNl其中Y[y],(l1,2,,L)，且满足L2。当L2时矩阵A中对应于Ymijm中元素的次数大于或等于2的系数至少有一个不为零；当L2时，矩阵A中对应于Y中的元素的次数等于L的系数一定不为零。说明建筑工程标准体系的非线m性特点使得标准体系的功能不再满足简单的叠加原理，以及基本要素（如某项标准）的状态变化不会引起标准体系状态的成比例变化。（3）XY。如果X中的x与Y中的y有关联，则nmn2m3XY[x,y]。即标准体系内部子系统与子系统之间，标准与标准之间存在nm23着耦合性。3.1.2建筑工程标准体系功能团的界定建筑工程标准体系复杂系统的分析需明确一个问题，即对标准体系结构的分析应该进行到哪一个层次才是正确把握和控制体系状态及行为的最佳层次，将这个最佳层次定义为建筑工程标准体系的功能团。如果对标准体系的分析没有达到该层次，则难以正确分析体系的状态和行为；相反，如果超过功能团的层次则增[159]加了不必要的工作。根据一般系统结构模型，系统上的某一层次每一个部分的状态仅是系统环境与它存在关系的部分的状态的函数时，恒有该层次上的系统结构、状态、行为与系统环境状态的函数组合为零，此时该层次为系统的基层次。建筑工程标准体系的功能团的现实意义是规范某一建筑工程活动的若干标准聚集形成的简单组合。各项标准通过相互的关系以及与建设行为等（视为环境）的关系聚集在一起，形成标准体系的基层次，因此当满足如下条件时，称作建筑工程标准体系的功能团。建筑工程标准体系t时刻Z层次上的每一部分zX，它的状态c仅是环境gjj状态C以及与它存在关系的部分zXi(1,2,,;kij)的状态c的函数，即：iicf(C,c,c,cc)(3-7)j12ik此时恒有：F[C(t),R(t),R(t)]01z(3-8)F[C(t),R(t),S(t)]02zz(3-9)F[C(t),R(t),H(t)]03zz(3-10)式（3-8）~（3-10）中，Rt()表示t时刻环境与标准体系X间的关系，Rt()，St()，Ht()分别为Z层次上的系统结构、系统状态和系统行为。满足zzzg-42-万方数据 第3章建筑工程标准化系统多主体协同机理分析以上条件时，结构层次Z称为建筑工程标准体系的功能团。g3.1.3基于关系环的标准体系复杂性根源的解释3.1.3.1建筑工程标准体系关系环的描述标准体系系统XXR,中的软结构R表示体系中子系统与子系统，子系nxx统与标准之间的关系的集合，标准体系的功能团同样是靠标准之间的相互关系连结在一起的，这种关系在要素之间连接成环状，一般系统结构理论认为，系统基础层次之上的关系环使得该结构具有了动态性、继承性、记忆性以及环境路径敏[160]感性。建筑工程标准体系的功能团上具有类似的关系，如图3-2所示。zj1zji1…Rtji1,ji()Rt()jj,1zjzjizjkRt()jiji,1Rtjk1,jk()…zzjk1ji1图3-2标准体系功能团上的关系环Figure3-2Therelationshipcycleofstandardsystemfunctionalgroups建筑工程标准体系Z层次上在t时刻具有k个这样的关系gRji1,ji()(ti1,2,,,kk2;zjzjk)，将关系Rtji1,ji()的集合称为建筑工程标准体系的关系环：记为：H(t){Z(k),R(t)}00(3-11)Z(k){zi1,2,,k,k2;zz}0ijjk(3-12)R(t){R(t)f(c(t),R(t),c(t))}0ji1,jiji1ji1,jiji(3-13)另外设系统X在t时刻有n个不同关系环H(t),,H(t),,H(t)，则把n称1in为系统X的关系环数。3.1.3.2标准体系的复杂性根源建筑工程标准体系同自然界的其他系统一样，都是由简单的部分构成的，利用六维空间结构模型（如图3-3），将复杂的建筑工程标准体系分解为某一个建设分项的标准集合，这个集合中的标准通过相互之间的关系组成标准体系中的最基本层次，即体系的功能团。以功能团作为系统的基本层次，是因为标准体系只有组成相应的标准群才会对建筑工程活动起到有效的约束和指导作用。-43-万方数据 哈尔滨工业大学管理学博士学位论文级体系别功能团维度度维阶段维度象对度属性维度维质性等级体系功能团维度图3-3建筑工程标准体系的六维空间结构模型Figure3-3ThesixdimensionsspacestructuremodelofCESS建筑工程标准体系的复杂性根源来自最基本层次的要素间关系。标准体系的完善和优化过程中主要有两种方式：一是对新出现的建筑工程领域的技术制定新的标准；另一种则是修订原有标准来满足新技术、新工艺提出的要求。标准的更新使得标准体系更好地服务于建筑工程活动，从基本层次的视角看，功能团中的标准被新的标准取代或者有新的标准加入。这一过程是功能团与系统环境信息交换过后做出的动态更新，标准的相互替代则是对过去标准的继承和发展，而更新过后的功能团的状态和功能也不再相同。也就是说体系与外在环境的交互过程中体现出了动态性、继承性、记忆性以及环境路径敏感性，而这些属性正是由功能团上的关系环所带来的。因此可以认为建筑工程标准体系与环境间的行为不再满足于简单的因果关系，而是具有复杂系统的运动规律，其根源在于体系基本层次的功能团至少具有一个关系环。3.2建筑工程标准化系统协同效应的条件机制建筑工程标准体系的复杂性源于标准间各项功能的交互关系，多主体的协同效应体现在围绕体系关系环间的标准化行为。协同学的分析方法是将标准化系统看作由若干子系统通过彼此间的物质、信息、能量的交换，最终达到理想效果的系统组织。建筑工程标准化系统的发展和协同效应的生成主要依靠两种不同的主体行为模式（图3-4）。一是以政府干预为主，利用政府机构的行政权力，整合系统中科研单位、企业类主体及行业协会等主体的资源，快速促进标准化系统的形成和运转；第二种模式强调系统的自我演化，管理机构通过提供系统发展的必要平台，-44-万方数据 第3章建筑工程标准化系统多主体协同机理分析激励和保护标准化参与主体间良性的竞争与合作关系。这两种模式适用于不同的建筑工程标准化形式，前者适用于涉及到建筑工程安全、质量等生命财产安全的标准化活动；后者则适用于技术发展驱动的标准化行为，合理的制度保障和竞争环境，有助于多主体协同关系的建立。标准化机构行兼容、质量安全要求政安全类标准干质量要求科研单位政府机构预模兼容性企业类主体式开随非线性作用放机远离平衡系涨统落自信息技术创新类竞争手段我设计单位建设单位标准演竞争与合作物质技术更新化模式施工单位科研单位能量市场需求图3-4建筑工程标准化系统的协同演化模式Figure3-4Theco-evolutionmodelofCESS协同是标准化系统整体性、关联性的内在表现。标准化系统演化的内在动力来自子系统及系统要素的相互作用，系统按照建筑工程的生产需要由无序状态演化为有序状态，再从因要素的竞争产生的非平衡状态走向更为有序的系统状态，在不断地层次化、结构化过程中形成标准化系统的协同效应。如图3-4所示，系统协同效应的形成需要具备四个基本条件：1）开放性，与建筑工程生产实践存在物质、信息的交换；（2）非平衡状态，标准化系统是动态发展的，内部要素的竞争关系及技术与外部环境的交互作用使得系统处于非平衡状态；（3）涨落，系统微观要素的运动可能造成系统的状态跃迁，形成新的稳定状态；（4）非线性，系统要素间的关系不符合简单的叠加原理，存在着复杂的耦合关系。3.2.1建筑工程标准化系统协同效应的基础建筑工程标准化系统的开放性是指系统与外部环境及其他生产系统进行相互作用，通过信息、能量以及物质的交换形成的正向与负向的反馈机制。系统的开放性允许系统接收外界的控制和调节，将外界信息传递到系统内部及子系统之间，标准化系统通过自组织改变标准化功能、组织结构或者发展方向等。例如随着国家对建筑能耗问题的重视，建筑工程标准化系统逐渐构建起了适应建筑能耗-45-万方数据 哈尔滨工业大学管理学博士学位论文控制要求的配套体系：从规划设计开始，到施工验收再到后期的管理和维护建立了相应的标准；根据我国不同地区的情况编制了诸如“夏热冬暖”地区的节能设计标准；为节能建造过程配备了诸如“新型墙材”类的产品标准；提供了若干建筑节能评价标准（如《绿色建筑评价标准》GB50378-2006）。开放性的基础性作用在于使得主体在信息交互中察觉现有系统的演化必要及方向，通过扰动、失稳、涨落使系统远离平衡状态，协同效应将这种趋势联合起来并不断放大，当达到一定阈值时系统新的结构取代旧的状态，实现建筑工程标准化系统的发展。利用耗散结构理论来描述系统开放性的作用，给出建筑工程标准化系统的总熵变公式：dSdSdSeidSeSe1Se2(3-14)dSiSi1Si2其中dS为系统总熵变；dS为熵产生，非负是系统无序产生的熵；dS为可ie正可负的熵交换。S和S分别为来自系统内部和外部的正熵，S和S分别为来e1e2i1i2自系统内部和外部的负熵。第一类正熵包括阻碍标准化系统协同效应形成的因素，如主体间合作关系不理想、管理混乱、技术发展落后等；第二类正熵则表示标准化系统发展的外部阻力、减少系统外部交流的因素，如标准化现有体制的束缚、建筑市场环境恶化等。第一类负熵是提升标准化系统协同效应的内部要素，主要包括具有成熟技术的相关主体、强有力的标准支持机构、良好的竞争环境；第二类负熵代表着抵消标准化系统外部消极影响的因素，主要有科学合理的标准化发展规划、前瞻性的标准化理论研究、理想的标准化工作资金投入等。系统在内外正负熵的作用下若存在dS0，且dSdS，此时dSdSdS0，即标准化系统总熵趋于递eeiei减，开放的系统向有序化方向发展。通过以上的分析，认为标准化系统协同效应的实现要求系统保持充分的开放，通过吸收外界技术、信息、资金等负熵流，形成非平衡状态的开放系统，是标准化系统发展的重要基础。3.2.2建筑工程标准化系统协同有序的起点布鲁塞尔学派认为只有在非平衡的条件下，系统才能够通过与外界的信息能量交换产生自组织现象，平衡状态是系统与外界不存在资源交流的均匀无序的稳[161]定形式。相对于平衡状态，建筑工程标准化系统的非平衡性是指系统在结构、要素、关联以及资源分布上呈现出非均匀和不对称的状态。非平衡状态中包含的动态因素，通过相互关联和耦合作用，形成标准化系统新的可能状态。建筑工程标准化系统的非平衡性主要体现在四个方面：1）标准化参与主体处于远离平衡的状态。标准化过程中为主体带来的积极影响和正效益促使主体存-46-万方数据 第3章建筑工程标准化系统多主体协同机理分析在不断参与标准化过程的欲望，如参与建筑产品标准的编制或修订，一方面能够使企业的技术得到市场的认可，另一方面利用技术领先优势获取更多的利益。2）建筑工程标准化水平远离平衡状态。主要指标准化水平难以达到市场的要求，标准实施情况与标准化期望差异明显，主体参与的标准化行为存在机会主义现象等，整个标准化系统的效用低下。3）建筑工程标准化氛围的非平衡状态。是指标准化过程的主体参与程度较低，例如建筑工程推荐性标准采纳率较低，一方面说明推荐性标准难以反映当下的建筑市场要求，另一方面说明参与主体对标准化的作用认知不足，标准化市场氛围对参与主体的激励效果有限。4）标准体系的结构处于非平衡状态。新标准的加入、现有标准的修订以及过期标准的废止是建筑工程标准化系统始终处于动态发展的微观活动，这使标准体系始终处于非平衡的优化调整状态。非平衡性为建筑工程标准化系统的协同发展提供了状态起点和发展空间。系统随着时间逐渐走向有序以及跃向更加有序的状态，这一过程不能忽略系统内部主体的差异性、技术知识分布的分散性以及标准体系结构的复杂性等对整个系统的非平衡性持续施加的影响。因此标准化系统协同有序的发展路径需要保持获得负熵流的开放状态以外，还要不断在非平衡状态中发掘自身演化的动力，在涨落的作用下形成更加有序的结构。3.2.3建筑工程标准化系统有序演化的触发器涨落是标准化系统与环境相互选择适应的结果，在标准化系统尚未达到临界点以前，局部的涨落是造成系统小幅调整的微小扰动，使标准标准化系统的结构或者状态发生波动及少量的偏移，随着系统与环境的交互作用逐渐衰减至消失。例如2011年对《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）进行的修订，将标准中关于施工工艺、方法、操作等内容（同《混凝土结构工程施工规范》有很多重复和冲突的部分）进行了必要的调整和删除。这一过程未对系统状态产生大的影响，即是标准化系统微小涨落的现象。当系统发展至临界点时，微小涨落会汇聚成巨涨落，这种涨落成为系统建立新的有序结构的触发器，如图3-5所示，当标准化系统处于临界点，通过巨涨落离开稳定状态，通过偏离形成稳定解，完成系统的有序演化。涨落可以来自系统的内部也可以来自外部，来自内部的涨落如企业技术创新的推动，生产过程对标准的需求等；来自外部的涨落因素如政策的推动，市场对标准化的需求等。现实情况往往是内外涨落因素的共同作用，如建筑节能政策的提出使得相关企业纷纷研发相关的节能产品，其中建筑遮阳产品得到越来越广泛的关注，于是在整个标准化子系统向更加节能的状态演化的临界点上，市场和相关企业于2009年促使了一系列的建筑遮阳产品的标准发布，形成了包括遮阳产-47-万方数据 哈尔滨工业大学管理学博士学位论文品织物选择、积水载荷试验、遮阳膜选择等标准组成的建筑物遮阳产品标准体系。环境分支解信息物质能量新的标准化系统巨涨落微小涨落原有标准化系统临界点涨落回归图3-5建筑工程标准化系统的涨落过程Figure3-5ThefluctuationprocessofCESS3.2.4建筑工程标准化系统序参量形成的动因协同学根据系统参量变化的快慢将系统处于临界状态时的参量分为两类，一类为阻尼大、变化快的快弛豫参量，另一类为慢弛豫变量。系统中慢弛豫变量占少数，但因为系统在达到临界点时产生了无阻尼现象，说明此时的环境适于该参量的壮大，从而最终决定着系统的演变，哈肯将这种慢弛豫变量称为序参量。当建筑工程标准化系统的演化处于临界状态，系统要素的独立运动与相互间的耦合效应处于均势状态时，会以涨落的形式冲击系统的原有状态，其中大多数的涨落因无法获得足够的响应，在较大阻尼的作用下快速衰减，而少量的波动因受到其他系统要素的响应而壮大，最终影响系统的有序状态。自组织理论认为，这种巨涨落形成的原因在于系统要素间的非线性相互作用将原有的独立状态转变为因果关系，在信息的循环交互中得到了反复的强化。建筑工程标准化的过程包含了标准的制修订、执行、监督、反馈等诸多环节，是政府、标准化机构、科研单位、参与企业共同作用的结果，逐渐形成的标准体系是各个主体以及要素间非线性的相互作用和标准化成果的比较、筛选、优化的产物，整个过程体现出来系统的复杂性。非线性作用将标准化主体的行为联系起来，如上一节提到的建筑遮阳标准化系统形成的过程，开始阶段有个别企业进行相关产品的生产，随着建筑节能成为市场发展的焦点（外部环境发生变化），随机涨落将相关企业聚集起来，在给企业带来更多利益的同时吸引了其他主体的参与，随着市场的扩大，对政策引导以及技术规范统一的需求随之增大，标准化系统的相关主体按照建筑遮阳产品生产和使用的客观需要，逐渐形成了包括基本术语、性能试验方法、多种类产品标准等的遮阳产品标准体系，至此可以看出从开始的零星生产到最终的体系形成，开放的非平衡标准化系统在非线性的关系作用下形成了新的系统，在这一过程中可以看到标准体系的形成是系统协同演化的序参量，体系的形成与市场的发展相比-48-万方数据 第3章建筑工程标准化系统多主体协同机理分析相对滞后，同时反映了系统大量子系统集体运动的宏观整体模式之有序程度的参[162]量，既是子系统竞争与协同的产物，又支配着系统演化的过程。3.3建筑工程标准化系统多主体协同模型3.3.1标准化系统协同模型的构建按照协同学的观点，标准化系统的演化是系统内部多个主体相互协调，联合作用的结果，从上一节的系统协同效应的条件机制分析中不难发现，标准化系统通过与外界环境进行信息、物质的交换会呈现出固有的成长态势，而主体间协同作用同样会给系统演化带来积极的影响。然而在一段时间内系统成长的空间会受到技术、资金、市场以及政策等要素的限制，因此从宏观的视角来看，标准化系统的演化路径符合Logistic模型的特点。根据建筑工程标准化系统多主体协同过程，对系统的协同模型给出如下假设：假设1：在特定的时间和技术范畴内，标准化系统演化的程度受到系统要素禀赋（技术能力、市场发展阶段）和物质资源的约束。也就是说在特定时间内系统规模的无限增长是不符合客观现实的。假设2：建筑工程标准化系统协同演化规模与参与主体各自的标准化发展状态直接关联，为方便研究，模型将不同主体的发展状态规模用统一量纲表示。假设3：建筑工程标准化系统协同演化过程是参与主体共同作用的。系统的协同演化是多主体间的合作与互动的结果，反映了效益增值的过程。引入标准化系统的主体间的协同影响系数b，建立以下模型来描述建筑工程ij标准化系统的协同演化过程：dxNxbxiiiijjaxiiMi（3-15）dtNijjiN式（3-15）中x——参与主体i在t时刻所具备的标准化系统的状态规模；ia——标准化系统的固有增长率；ib——标准化系统的主体间的协同影响系数；ijN——在一段时间内主体i对标准化系统演化的影响上限；iM——建筑工程标准化系统演化的随机涨落系数。i方程（3-15）表示在一段时间内，建筑工程标准化系统在参与主体协同效应的影响下符合Logistic的S型曲线的轨迹，其中ax是系统演化的加速因子，而ii(Nx)/N代表可供标准化系统演化继续使用的剩余资源空间，该项随着时间的iii-49-万方数据 哈尔滨工业大学管理学博士学位论文增加而减小，是系统发展的减速因子。加速与减速因子的存在说明该系统是具有正负反馈机制的非线性系统。当x远小于发展上限N时，说明系统具有较大的发ii展空间，系统的规模增长较快；当x接近N时，则表示标准化系统在某时间区间ii内所需的发展资源趋于耗尽，系统演化的潜力消失，说明系统将会在临界点利用巨涨落跃迁到更为有序的状态或者走向衰退。在不考虑主体间协同影响系数的情况下，即b0时，我们可以得到图3-6所表示的建筑工程标准化系统演化路径ij及演化速度曲线。xiNi2dxi0dx2idtaxiidtdxNxiaxiiiidtNit0t1t20t1t2图3-6建筑工程标准化系统演化路径及速度曲线Figure3-6TheevolutionpathandrateofCESS考虑建筑工程标准化系统若干主体参与的协同演化过程，这里设定标准化系统存在协同关系的主体n个，则将式（3-15）按照每个主体为单元展开为：dxNxbxbxbx1111221,n1n11,nnax11…M1dtNNNN12n1ndxNxbxbxbx2222112,n1n12,nnax22…M2dtN2N1Nn1Nn（3-16）……dxNxbxbxbxnnnn11n,n2n22,n1n1ax…MnnndtNNNNn1n2n1方程（3-16）是建筑工程标准化系统多主体基于Logistic模型的协同演化的过程建模，其中b（b0）代表多主体间协同效应的影响系数，表示主体j的ijij协同行为对主体i造成的影响。3.3.2协同模型的稳定性分析标准化系统的协同演化是一个动态的过程，建立协同模型的目的之一是分析-50-万方数据 第3章建筑工程标准化系统多主体协同机理分析充分长的时间内标准化系统的变化趋势，即系统的平衡状态是否稳定。这里需要利用微分方程的稳定性理论研究标准化系统平衡态的稳定性。为分析方便，首先考虑系统内部两个主体相互协同的情况，此时系统的协同演化方程为：dxxx112ax1bM11121dtNN12（3-17）dxxx222ax1bM22212dtNN22研究建筑工程标准化系统多主体协同演化的结果，即在t趋于无穷大时，x1和x状态以及系统整体的演化趋势，此时仅需对方程的平衡点进行稳定性分析。2令dxdt/0和dx/0dt并忽略难以量化的随机涨落项的影响，得到平衡点方程12组：dxxx112fx,x12ax111b120dtNN12（3-18）dxxx222gx,x12ax221b210dtNN22求解方程组（3-18）在第一象限得到4个平衡点：N(1b)N(1b)112221P(N,0)，P(0,N)，P(,)，P(0,0)112234(1bb)(1bb)12211221利用近似线性方程来判断平衡点的稳定性，不会改变x和x的变化趋势12[163]，在平衡点P将微分方程fxx(,)和gxx(,)做Taylor展开，保留一次项，则1212可以得到方程（3-18）的近似线性方程组：·******xf(x,x)(xx)f(x,x)(xx)1x121211x1222（3-19）·xg(x,x)(x**x)g(x,x)(x***x)*2x121211x1222其系数矩阵A为：2x1bx122abx1121a(1)ff1NNNxx12122Aggabx2xbxx12x2212r(12211)2NNN121则以求得矩阵A的特征方程一次项系数p和常数项q：p()fgP，qdetAPx11xii根据胡尔维茨判别条件，易得表3-1中的平衡点稳定性分析结果。利用相轨线分析讨论标准化系统协同演化平衡点的稳定性及系统演化趋势，令：-51-万方数据 哈尔滨工业大学管理学博士学位论文表3-1建筑工程标准化系统协同演化平衡点及其稳定性Table3-1EquilibriumpointsandstabilityofCESSsynergyevolutionbijP1P2P3P4bb1,1不稳定不稳定有条件稳定不稳定1221bb1,1不稳定不稳定有条件稳定不稳定1221bb1,1不稳定不稳定稳定不稳定1221bb1,1不稳定不稳定不稳定不稳定1221xx12x,x121b12NN12（3-20）xxx,x122b1221NN22方程（3-20）并不会改变（3-18）中x和x的变化趋势，协同系数的不同取12值使方程xx,,xx,在相平面上的相对位置有所差异，直线1212xx1,20,xx1,2将相平面的第一象限分为了四个区域：0········Sx:0,x0，S:x0,x0，S:x0,x0，S:x0,x0112212312412图3-7给出了相轨线图的四种情况（xx,为实线，xx,为虚线）。1212Sx4x22bb11221SP点稳定4S32P3bb12211S2S3P点稳定3P3SSS311xx111bb121,2112bb121,211xS24x2S2P3无稳定点P点稳定3S3S1xx113bb1,14bb1,112211221图3-7建筑工程标准化系统协同演化相轨线图Figure3-7Thephase-pathdiagramofCESSsynergyevolution-52-万方数据 第3章建筑工程标准化系统多主体协同机理分析相轨线图显示，只有当bb1时平衡点P才是稳定的，此时建筑工程标准12213化系统的两个参与主体都趋向于非零的有限值，当协同系数都大于1时P0不3稳定，系统的发展会趋向于无穷，说明此时标准化系统的两个主体能够独立完成标准化的任务并且又同时具有很强的相互协同能力，因此在彼此的促进作用下，由二者推动的标准化系统会趋向于无穷，这在现实情况下是不存在的。3.3.3标准化协同过程模拟分析根据以上对标准化系统协同过程的建模和分析，利用Matlab对标准化系统的固有增长率和协同系数的不同取值进行数值模拟，观察不同条件下标准化系统协同演化规模的变化。图3-8左列是在协同影响系数一定的情况下，系统固有增长率不同取值对系统演化规模的影响；右列模拟的是主体相互协同系数的不同取值对系统演化的影响。比较图3-8中固有增长率和协同影响系数对标准化系统演化影响的模拟结果，从图形上可以发现在协同影响系数一定的情况下，固有增长率变化时参与主体和系统总的状态规模的演化路径基本没有太大的变化，主要区别体现在：当主体的固有增长率变大时，相应的系统规模会较快地达到稳定状态，系统演化的极限也停留在正常的范围内，未出现明显超出模拟时设定的演化极限的情况。结合模型的稳定性分析和模拟结果，针对协同效应系数的不同取值对标准化系统规模的影响，可以得到如下三点结论：（1）当参与主体之间的协同效应相差悬殊时，即存在bb1,1或1221bb1,1时，说明一个参与主体对另一个参与主体的标准化行为的协同支持高1221于自身受到的协同作用，在标准化系统的演化过程中受到协同作用强的主体的标准化规模会明显高于自身自然发展的规模极限。此时系统总体的状态规模也会因主体间的协同效应产生明显的增长态势。但是根据模型的稳定性分析，此种情况稳定的前提条件是协同系数的乘积必须小于1，也就是说在现实情况下不可能出现一方对另一方的协同效应成倍地高于自身获得的协同效应，这种非理性的协同策略选择会使得整个系统的演化偏离稳定状态，出现系统发展不存在上限的情况。（2）协同效应系数都小于1的情况是建筑工程标准化系统多主体协同中最为常见的状态，说明主体间既保持着积极的协同关系，又将协同能力控制在合理的范围内。通过相互的协同影响使标准化系统形成一个全局稳定的平衡点，主体各自的状态规模和整个系统的规模都会超越不存在协同效应的自然成长极限。（3）当主体的协同效应系数都大于1时，说明相互的协同能力都非常强，这种情况在现实中几乎不存在，模型的稳定性分析中可以看到这种情况不存在全局稳定点，而在模拟图3-8中同样可以证明当协同系数都大于1时，标准化系统-53-万方数据 哈尔滨工业大学管理学博士学位论文的演化会因为协同效应的推动不存在发展的极限出现直线上升的情况，并不符合客观事实。(1)aa120.8,1.3(1)bb120.4,211.3标标准准化化系系统统状状态态规规模模时间时间(2)aa120.5,0.8(2)bb120.5,210.8标标准准化化系系统统状状态态规规模模时间时间(3)aa121.4,2.3(3)bb121.1,211.3标标准准化化系系统统状状态态规规模模时间时间图3-8固有增长率及协同效应系数对建筑工程标准化系统协同演化的影响Figure3-8TheinfluenceofinherentgrowthrateandsynergismcoefficientonCESS-54-万方数据 第3章建筑工程标准化系统多主体协同机理分析建筑工程标准化系统多主体协同的模拟结果从宏观的角度说明：1）标准化系统演化的结果不仅受到固有增长率的影响，同时还受到系统中其他主体协同效应的影响；2）效应系数的不同取值获得的结果显示，与固有增长率相比，协同效应对系统的演化有着更显著的影响效果；3）协同效应的存在，使得建筑工程标准化系统的发展会明显优于主体独立发展时所达到的极限值（图3-8中的横向比较），说明主体通过相互合作形成的协同效应会使自身的绩效得到明显的提升。模拟结果说明提高建筑工程标准化系统中参与主体之间的协同程度是整个系统优化的关键。同时也证明了自组织理论中协同效应对系统发展作用的论述，即主体间的协同作用是系统发展的内在推动力。3.4建筑工程标准化系统的多主体协同模式建筑工程标准化系统的协同演化涉及到多个主体的若干技术来源，主体因自身拥有的资源和系统所赋予的角色不同在系统运行过程中体现出差异化的功能。标准化系统多主体的协同模型已经证明主体间的协同行为能够显著促进整个标准化系统的演化，并且通过模拟发现参与主体在协同的过程中会出现一定的行为异化，对系统的发展产生了消极的影响。本节通过对多主体协同模式以及路径选择进行，旨在全面阐述参与主体在各自的标准化过程中的行为模式以及相应的路径选择。按照主体对系统发展的干预程度可将建筑工程标准化系统的多主体协同模式分为三类：一是企业类主体主导的内生模式；其二是政府及标准化机构主导的拉动模式；三是处于前两种模式之间的混合模式。这三类模式是为更好地理解标准化系统协同演化运作规律而划分的，在现实中三种模式的边界是模糊的，协同模式的判断往往依据系统所处的发展阶段、子系统的类别以及参与主体的协同状态。3.4.1内生协同模式内生协同模式多发生于标准化系统发展的成熟期，其主体状态的特点是以政府及社会机构的推动为辅，主要依靠参与企业间相互作用推动标准化系统的发展，内生协同模式适合于标准化系统成熟期的原因在于此阶段系统内部的制度体系相对稳定，技术水平也处于较高的水准，系统继续向前发展需要企业这种标准化工作最直接的参与主体利用市场化的机制协同完成。图3-10给出了建筑工程标准化系统内生协同模式的发展过程，内生协同模式中的政府和标准化机构协同行为主要包括：1）保障建筑工程标准化领域的政策连续性，制定符合市场发展阶段的标准化战略，提供良好的宏观环境；2）为标-55-万方数据 哈尔滨工业大学管理学博士学位论文准化水平的提高提供基础性的支持，加强建筑工程关键技术领域科研力量和完善技术支撑体系，鼓励企业的技术创新；3）为标准化系统的运行提供良好的政策支持和市场机制，鼓励建筑工程领域的相关企业参与各项标准的制修订工作中。为企业参与国际化的标准竞争提供必要的支持和保护；4）通过培育良性的标准化运行环境激励企业积极使用推荐性标准，提升建筑工程领域的技术水平。及时调整企业在实施、监督及反馈的标准化环路中出现的偏离和机会主义行为。注重基础科研基础政策支持技术研发参与标准制修订企业类主体的协同作用适应标准化系统外界环境变化激励与监利用标准提高自身竞争力督机制市场环境跃迁至新的标准化系统图3-10建筑工程标准化系统的内生协同模式Figure3-10Indigenousmodeofconstructionengineeringstandardsystem企业类主体内生协同模式下的行为主要体现在：1）参与到建筑工程领域的标准制修订活动中，将企业自身的先进技术推广到市场中；2）充分利用市场中的标准提升自己的技术能力和品牌竞争力；3）配合其他相关主体的标准化活动，支持并参与到科研机构针对建筑工程标准化的基础研究中；4）注重标准化系统的可持续发展，通过调整企业间的协同关系适应系统外界的环境变化。3.4.2拉动协同模式拉动协同模式是指以政府或者标准化机构这些拥有行政资源和技术集合资源的主体主导的标准化协同发展模式。拉动协同模式适合于标准化系统的发展初期，这一阶段整个系统的运行机制和技术水平尚未成熟，若单纯依靠企业类主体间的协同作用推动系统的发展，难免会出现各自发展方向偏差较大、系统发展缓慢、标准化效用激励强度较弱等问题。拉动协同模式主要以政府及标准化机构的-56-万方数据 第3章建筑工程标准化系统多主体协同机理分析干预为主，参与企业积极配合，共同推动标准化系统的发展，如图3-11所示。拉动协同模式中政府及标准化机构等主导主体的行为包括：1）合理规划某一建筑工程标准化领域的发展方向；2）组织制定重点领域的建筑工程标准，使得具有关键技术的标准在市场中能够快速发挥作用；3）加大涉及到人身安全、建筑质量和环保类标准的关注力度，为建筑市场提供符合市场发展要求的强制性标准；4）构建建筑工程标准化协同平台，加大标准化工作的宣传力度，推进建筑工程类标准的有效实施。企业类主体政府及标准化机构合理规划执行标准拉动技术竞争协同共享关键技术标准核心标准供给参与标准制定协同平台标准化系统发展方向图3-11建筑工程标准化系统的拉动协同模式Figure3-11Pull-basedmodeofconstructionengineeringstandardsystem企业类主体在拉动协同模式下的主要行为包括：1）积极配合政府机构提出的标准化政策，按照相关法律法规的要求严格执行强制性标准；2）参与到政府或标准化机构主导的标准制修订活动中，利用企业自有技术参照主导主体提出的相关规划编制市场需要的推荐性标准；3）将建筑工程领域的标准化活动融入到企业发展战略中，逐步将标准化作为企业在市场竞争中的有力工具；4）利用主导主体搭建的标准化协同平台不断优化企业自身的标准化效用。拉动协同模式适用于标准化系统的初期阶段，模式本身具有一定的缺陷，如标准化系统的发展过于依赖决策主体的判断，会因主体的失误而致使整个系统遭受损失；企业参与的标准化的动力会受到抑制，难以得到可持续的技术支持等。不同的多主体协同模式适用于标准化系统发展的不同阶段，关键在于根据实际情况进行合理地调整。3.4.3混合模式混合模式是政府及标准化机构主导的拉动协同模式和以企业主体为主的内生协同模式的相结合的中间状态。混合模式中政府机构和企业主体的主导地位相对模糊。根据当前标准化系统的发展状态，由政府、标准化机构及参与企业协同完成特定的标准化活动。混合模式适用于标准化系统发展的过渡阶段，政府等具有-57-万方数据 哈尔滨工业大学管理学博士学位论文行政权力的主体既要干预标准化活动的发展方向，又要维护良好的市场竞争环境，鼓励企业类主体积极参与到标准制修订、技术竞争、采纳标准的活动中。混合模式的本质是根据多个主体实际协同状态以及市场发展需要而选择拉动协同模式和内生协同模式相结合的方式。行政干预机构在标准化系统发展的过渡阶段既要营造良好的标准化氛围，同时还应注意逐步降低对标准化活动的干预强度，引导企业类主体积极参与到标准化过程中，为向内生协同模式演化做准备。此阶段企业类主体应该积极参与到标准化的活动中，为在标准系统成熟期阶段的技术竞争中建立优势打下良好的标准化基础。3.4.4多主体协同模式的选择从建筑工程标准化的60年发展历程来看，我国建筑工程标准化工作经历了起步、模仿、与国际接轨以及快速发展几个阶段。目前，建筑工程领域面临的新形势主要包括：经济增长方式的转变，行政体制改革，资源节约及环境友好型社会建设等，在这些宏观的发展战略的影响下，建筑工程标准化系统的发展表现出如下几方面特点：1）建筑工程领域的标准水平、相关主体的参与程度、标准体系质量等方面发展较快，但同发达国家的标准化水平相比仍具有明显的差距。2）现阶段仍保留较为明显的行政机构指导标准化工作的特点。3）随着市场机制的不断深入，企业类主体对参与标准化工作具有越来越高的积极性。4）建筑工程标准化系统逐步向着新领域发展，代表着新技术、新材料、新工艺的标准加速纳入到了标准体系中。从以上建筑工程标准化系统发展特点的分析可以看出，现阶段的标准化水平处在承前启后的阶段。一方面企业类主体逐渐认识到标准化的重要作用，将参与标准化活动看作提高自身竞争力的重要手段；另一方面，因为我国标准化工作的历史性原因和标准化水平的局限性，仍然保留着较为明显的行政干预特色，市场仍然依赖政府机构提供宏观有效的标准化工作规划。客观现状使混合模式更加适合于现阶段的标准化系统。政府及标准化机构的干预有助于整个系统集中自身资源提高相关领域的标准化水平，同时权力机构工作重点逐步向监督管理的方向转变，激励企业主体成为标准化系统发展动力的主要来源。企业主体通过响应激励政策，通过参与标准化工作在市场上赢得优势，最终形成良性的多主体协同发展路径。3.5本章小结本章给出了建筑工程标准化系统多主体协同的机理分析，通过分析建筑工程标准体系的复杂性认为建筑工程标准聚集在一起是因为标准本身功能的相互关联，体系的复杂性在于标准功能团中关系环的存在，也就是说标准化系统多主体-58-万方数据 第3章建筑工程标准化系统多主体协同机理分析协同方式的客体基础是基于功能关联的具有复杂系统属性的标准体系。给出了建筑工程标准化系统产生协同效应的条件机制。通过构建多主体协同模型揭示了标准化活动的相互联系以及多主体协同基本规律，最后根据现阶段标准化现状给出了建筑工程标准化系统多主体协同发展的模式。-59-万方数据 哈尔滨工业大学管理学博士学位论文第4章建筑工程标准化系统全过程的协同优化4.1多主体协同编制建筑工程标准的过程建模建筑工程标准化系统的运行过程是多要素、多层次、多参与主体形成的复杂系统，如建筑工程标准的编制过程、标准体系的融合过程、标准的实施与监督等等，针对标准化活动的特点构建多主体协同的路径是最大化系统效应的有效方式。但是在当前的标准化活动中，保持技术条款的统一、避免标准间产生矛盾、组织主体并行编制标准、控制标准制修订计划等关键环节的过程安排仍然依靠着惯例和经验，而标准内部技术知识的传递同样缺少自上而下的科学设计，标准化系统多主体协同过程的设计方法能够通过表征标准化活动的具体环节解决上述问[164]题。4.1.1多主体协同过程的Petri网建模方法Petri网是分布式系统的建模工具，通过描述系统进程中的序列、并发、冲突以及同步等关系，从复杂系统发展过程的角度给出的一种有效的模型分析方法。建筑工程标准体系的复杂性使得在标准的编制过程中需要一种按照时间推进的由多主体参与的具有动态协同机制的模型工具。本节利用Petri网建模方法提供一种多层次、多主体并行参与的标准编制路径设计方法。4.1.1.1模型的设定从形式上来看，Petri网是一个没有孤立节点的有向二分图，其组成要素包括：库所（Place），也称为位置；变迁（Transition）；弧(Arc)。通常以多元组PNP,T;F,M0表示一个Petri网络，其中PP,P,,P01…m表示网络库所的集合，用于描述系统所具备的条件；TT,T,,T…表示变迁的有限集合，是变更01n系统状态的主体行为事件；用F代表弧的集合，用以表示系统中库所与变迁之间的关系连接；M为库所中托肯（token）初始状态的集合，用来反映系统的初始0状态。本模型将库所设定为标准条款中的技术知识；用变迁表示标准化系统中多主体的活动，即利用主体所掌握的技术知识编制建筑工程相关标准，可见库所通过变迁的连接从相关技术发展为技术标准。为了更准确地描述标准化系统的Petri网络模型，给出如下若干定义：定义4.1设PNP,T;F,M为一个Petri网，对于xPY，记：0xyyPT(,)yxF，xyyPT(,)xyF，此时称x和x分别-60-万方数据 第4章建筑工程标准化系统全过程的协同优化为x的输入集和输出集。从定义4.1中可以看出，库所的外延是变迁集合T的一个子集，同时变迁的外延则是库所集合P的子集。对于xPT，x的外延xx都不可能是空集。定义4.2若Petri网PNPTFM,;,具有以下的变迁发生规则：0（1）对于变迁tT，如果pPp:tMp()1，则说变迁t在标识M有发生权（enabled），记为Mt[。（2）若Mt[，则在标识M下，变迁t可以发生，从标识M发生变迁t得到一个新的标识M，记为Mt[M，对pP有：11M(p)1,若pttM(p)（4-1）1M(p)1,若ptt定义4.2说明初始标识M代表着多主体协同编制过程的初始状态，存在若干0个具有发生权的变迁，若一个变迁发生，则得到新的标识M；在M下又会有若11干可能发生的变迁，以此运行，随着变迁的接连发生和标识的不断更新逐渐形成了多主体协同过程的发生路径。4.1.1.2标准中的技术知识与编制活动的关联分析建筑工程标准编制的多主体协同过程分析需要首先理清标准自身涉及到的技术知识与主体编制活动的关联关系。论文3.1节论述了建筑工程标准体系的复杂性，说明任何一项标准的编制都是以一定的基础研究为前提，通过积累的技术知识以及标准体系功能团的存在形成了某领域标准所需的特定知识库。技术知识与标准编制活动的关联分析在本模型中表现为库所与变迁之间的联系。建筑工程标准中的技术知识之间的关系可以分为三类：独立关系，依赖关系以及耦合关系，如图4-1所示。独立关系表示标准条款中所需的技术知识具有明显的特殊属性，不需要变迁的连接。依赖关系是指条款中的技术知识需要其他的知识作为前提，如《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010）中的3.2.2条款关于风压的条款需要调用《建筑结构荷载规范》（GB50009）中的规定。耦合关系表示技术知识互为基础、相互依赖的关系，如《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）中的条款3.1.2同《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010）中的条款3.3.1以及《建筑工程抗震设防分类标准》（GB50223-2008）中的3.0.2条款，围绕建筑物的抗震分类等级构成的耦合关系最终形成了抗震体系内部的关系环。从标准的编制的过程来看，与技术知识分类相对应的标准编制过程可以分为：串行模式，并行模式以及循环模式。如图4-1所示，串行模式是指主体的行为需要在前一个必要的行为之后进行；并行模式则因为所需的技术知识并不相关，参与主体的相关行为可以同时进行；而循环模式则是针对耦合的标准技术知识，需要参与主体之间需要进行往复的配合及协调来完成标准的编制活动。-61-万方数据 哈尔滨工业大学管理学博士学位论文独立关系依赖关系耦合关系PPPPabPPPababcPPccT1T2T1T2T1T2并行模式串行模式循环模式图4-1建筑工程标准技术知识及编制活动关系图Figure4-1Relationgraphoftechnologyknowledgeandactivity4.1.1.3建模过程利用Petri网对多主体参与的标准编制过程进行建模分析，是针对建筑工程标准编制过程的特点设计一套自上而下的分析与优化路径，其具体过程可以分为7个步骤：（1）技术知识的关联分析。由于标准体系中关系环的存在，需要对特定标准相关的技术知识进行关联分析，既要明确所需的技术知识，也要对技术知识间独立、依赖和耦合关系做出正确判断，形成Petri网的库所关联矩阵。（2）标准的功能分解。从标准编制的总体目标出发，将标准的功能分解为若干模块，形成若干变迁的组合。（3）分别设计子功能Petri网。对于已分解的子功能，从库所中选择所需技术知识，形成子功能Petri网的框架。建立库所之间的变迁，理清主体行为与库所之间的关系，形成完整的子功能编制环节。通过子功能网中相应的托肯变化来观测标准编制状态。（4）非清晰变迁筛选。对标准编制过程的变迁进行粒度分析，其中粒度代表主体协同编制行为的细化程度，根据标准自身的属性确定粒度阈值，最后筛选出高于阈值的非清晰变迁。（5）围绕非清晰变迁进行分层。非清晰变迁是指主体的标准编制行为路径模糊，难以把握技术知识要点，需要对编制过程进一步地分析和细化。细化的过程是对变迁进行分层，使编制活动能够有效地完成对条款的编辑，形成分层的Petri子网。（6）库所整合。根据若干子Petri网中技术知识的关联，对库所进行逻辑整合，使标准条款的排列适合建筑工程生产活动。（7）网络可达性检验。通过计算Petri网的关联矩阵检验网络的可达性。可达性检验是避免编制过程产生死锁现象，通过增加系统所需的库所数量或者对网-62-万方数据 第4章建筑工程标准化系统全过程的协同优化络进一步分层来排除死锁问题。4.1.2标准编制的多层次Petri网模型建筑工程标准的编制过程具有以下几方面特点：1）标准内部的技术内容与其他标准的关联程度较高；2）标准内容的综合性强。编制标准时，需要对不同领域的技术和指标进行综合分析，合理分解。如《建筑设计防火规范》中既包括了民用建筑中的安全防火措施，同时也涵盖了工业建筑的防火措施，在设定控制指标时需要区别对待；3）编制时间紧张。建筑工程标准的编制周期一般是一到两年，这就要求在尽量短的时间内完成编制工作以适应建筑工程领域技术、质量、安全等方面提出的新要求；4）参与主体众多，每项标准都涉及到了若干领域的技术交叉，需要掌握专业知识的主体协同完成，加大了编制工作的组织难度（如《建筑抗震设计规范》就涉及到了32家科研机构及企业）；5）制约因素众多。标准编制需要同时考虑经济、技术、管理等现实因素，这些因素在标准中相互制约，任何一项因素的设定水平过高或者过低都会影响标准的适用性，因此需要编制主体综合考虑因素之间的平衡。4.1.2.1标准的多主体协同编制流程多主体参与的协同编制贯穿于建筑工程标准形成的全过程，这一过程中，参与主体主要应从两个维度开展协同工作：一是标准的技术维度；二是考量该项标准与现有标准体系的协调性，如图4-2所示。标准编制阶段需求分析框架设计协同编制征求意见送审报批技技术需求技术要素组织试验公开征求术组织审查维分析结构设计验证意见完成度开展调查通用要素技术条款条款性能报批稿开试点工程研究结构设计编制优化发标体系现状功能团的标准间的准体分析确定相互引用体系结构矛盾、重复技术系标准角色功能团的非配套条调整条款检查与调整接口界定结构设计款检查建立标准技标准功能的逻辑整合与编制任务分解细化编制分工调整术知识库所分解可达性检验主体协同过程图4-2建筑工程标准协同编制流程框架Figure4-2Processframeworkofconstructionengineeringstandardsynergyformation-63-万方数据 哈尔滨工业大学管理学博士学位论文在准备阶段，需要与标准编制相关的主体对该项标准的需求和技术现状进行系统地分析；随后根据功能的分解构建标准的结构框架，结合需求、当前技术能力以及结构框架对编制工作进行合理地分工，主编单位通过协调与分工确保参编主体在编制过程中最大化自身的技术优势，而参编主体在编制过程中积极配合主编单位的安排以及其他主体的工作，使整个过程达到协同的效果；最后组织标准的审查和报批，同时应当注意标准在整个体系中的位置以及调整与其他标准之间不统一不协调的问题。标准编制流程框架能够在一定程度上实现标准编制的多主体协同效果，但是其中一些变迁的粒度仍然不够清晰，如需求分析的部分不仅需要考虑标准的技术需求，还要对标准的综合需求如经济、管理、适用性等方面进行分析。这就需要对以上的流程框架进一步细分，针对非清晰变迁构建子Petri网。4.1.2.2标准编制的协同Petri网建筑工程标准的编制过程中，Petri网模型不仅可以描述技术知识的流动过程，还可以通过建立不同层次的Petri网来构建多主体参与的标准编制过程。图4-3给出了建筑工程标准编制的多主体协同Petri网流程图。P2技术T2所需P5技术T5P8P10技术需求技术路线标准T条款7需求框架设计分析集合制定技术T程度T91P3综合T3综合P6综合T6综合P9分析标准P11标准项目综合需求指标属性属性结构功能准备需求分析集合评估约束形式划分当前P4体系T4相关P7链接T8既有P12基本P13P体系结构标准相关标准通用1结构梳理汇总标准条款标准条款项目PPP1420测试17试点调研P结果23工程结果汇总T报批13稿T12P21T11P18T10P15最终送审调研征求编制试验审核P验收报告意见说明起草结果24编制过程P22PP1916报告征求送审技术意见稿条款稿图4-3基于Petri网的主体协同编制标准流程图Figure4-3FlowprocessofsynergyformationbasedonPetrinet从图4-3中可以看出，整个标准的编制流程包括若干并行和串行的环节，前期的并行环节中，主体的完成速度直接影响整个环节的效率，而后期的串行环节中，每个变迁的状态都影响着整个网络的运行。某项标准的形成并不是一个孤立和单一维度的过程，既需要充分发掘标准的技术能力也要全面地考虑综合属性。图4-3中综合属性的评估主要包括标准涉及的范围是否全面，保障技术先进性的-64-万方数据 第4章建筑工程标准化系统全过程的协同优化同时是否考虑到使用过程的经济性、适用性、与体系的配套程度、与当前管理水平的适应程度等。模型中变迁T10需要上一库所中的大量托肯才能触发，因此可以视为整个过程的关键环节，主编单位通过加强对重点变迁的管理，优化变迁之前托肯生成效率和过程，就可以提高整个编制协同过程的效率。4.1.3多主体协同模型的性能优化利用Petri网对标准化系统进行建模，主要目的之一就是借助模型分析系统运行的过程，Petri网模型既有直观的图形表示，又可以给出形式化的描述。如果Petri网模型确切地描述了标准化系统的运行过程，那么系统所具备的性质则会在Petri网模型中得到体现。协同过程的优化就是对模型中所反映出来的问题进行调整，最终提升主体协同的可行性和效果。正如定义4.2中认为Petri网的一个标识可以表示成一个m维非负整数向量一样，Petri网的结构同样可以用一个矩阵来表示，由此引入线性代数的方法对Petri网的性质进行分析。定义4.3Petri网PN的结构可以用一个n行m列的矩阵A[a]来表示，ijnm其中aaai,1,2,,…n;j1,2,,…mijijij1,t,pijF-1,若p,tjiFa=ij；a=ij，称A为PN的关联矩阵。0,否则0，否则对建筑工程标准多主体协同编制模型进行可达性检验，计算模型的关联矩"""阵，发现关联矩阵A中的生成子列Ppppp,,,及Ppppp,,,的转置阵12581369分别为：1000000000000T1100000000000P"（4-2）010010000000000001011000001000000000000T1010000000000P""（4-3）00100100000000000011100000这两个转置阵中的每个非全零列都含有“-1”元素，根据Petri网死锁判定的[165]充要条件认为本模型在P和P处产生了死锁。死锁的发生说明变迁在相互等89待上一环节的结果而无法触发，从而影响了整个协同过程的顺利进行。对模型进行优化排除死锁问题需要将P和P分拆为两个库所，分别用于后面两个变迁的触89发，经过优化后的协同编制Petri网如图4-4所示。-65-万方数据 哈尔滨工业大学管理学博士学位论文调整后的编制流程是将标准框架设计结果和标准应具备的综合属性的分析结果拆分为两个库所，分别用于本项标准的技术程度分析和其他标准的链接。现实意义在于多主体协同编制标准的过程中，不同主体所完成的阶段性成果需要传递给下一个阶段的每个相关主体，保障编制行为的连续性，通过完善的编制流程，确保标准的质量和完成效率。"P8PP108P2T2P5T5T7P"PT9119TPTPT13366P9P1PTPTPP44781213PP2017P14P23T13T12P21T11P18T10P15P24PP2219P16图4-4多主体协同编制标准优化流程图Figure4-4OptimizedflowprocessofsynergyformationbasedonPetrinet4.2建筑工程标准的实施过程与协同优化建筑工程标准实施的意义主要体现在三个方面：一是只有通过实施建筑工程标准，其在制修订过程中设定的效果才能体现出来，转化为有效的生产力；其二，只有在实施过程中才能正确地衡量和评价标准本身的质量和水平；其三，以整个标准化系统运行全周期的视角来看，标准的实施能够发现标准中存在的问题，为标准的修订提供依据，是标准化系统由低级走向高级的核心动力。多主体协同模式下的建筑工程标准实施过程要求参与方以最大化相关标准效用为共同目标，利用主体自身的资源，积极配合建设环节中其他主体的标准化行为。实施过程协同优化追求的是宏观水平上的流程与功能的协作，因此建筑工程标准的实施过程需要建立系统的主体行为框架，打破传统标准化过程中孤立的实施模式，建立以标准功能团为基本要素，以每项建筑施工过程为规范对象的协同标准化模式。-66-万方数据 第4章建筑工程标准化系统全过程的协同优化4.2.1建筑工程标准化的实施阶段及主体角色分析对建筑工程标准化过程的实施阶段进行管理，其核心是对实施过程中涉及到的主要要素的控制，使与标准化相关的信息在整个施工过程中得到有效传递和采纳。为了更清晰地描述标准实施阶段的主体协同过程以及标准化行为，可以利用标准化功能、项目阶段以及参与主体三个维度来分析标准化实施阶段的协同过程。建筑工程标准体系中各项标准的作用是以功能团的方式实现的，标准的功能维度按照大类进行划分可以分为：建筑设计，建筑防火，建筑设备，勘察和地基基础，结构设计，房屋抗震设计，结构鉴定及加固，施工质量，施工安全等。功能维度上的差异体现出了标准化行为的不同侧重点，例如结构设计部分集中规定了混凝土结构、钢结构、砌体结构等建筑结构形式的设计要求。项目阶段维度则可以分为决策、设计、施工与竣工验收四个主要阶段，各个阶段涉及到的标准化行为、参与主体以及主体在协同过程中的角色都具有明显的差异。决策阶段是以建设单位为主导主体，在技术、成本、质量上对标准的采纳与实施给出最佳的方案组合，并以此作为设计依据；设计阶段在决策阶段设定的目标约束下，由设计单位综合考虑标准与建筑工程之间的技术映射，给出符合法律法规、强制性条文以及合同设定的设计结果；施工阶段的标准化行为是整个标准实施过程的核心阶段，施工单位根据设计图纸，将标准的技术要求通过建筑实体的形成过程体现出来，同时监理单位通过旁站、巡视以及平行检验等形式对标准实施效果进行监察；竣工验收阶段的标准化行为是检验建筑实体技术、质量水平与标准化目标契合程度的过程，参与的主体包括建设单位以及政府机构等。以上三个维度界定的标准化实施阶段可以用图4-5表示。实施阶段的主体维度主要包括：（1）建设单位建设单位在标准化的实施阶段是整个建筑工程标准化行为的发起点，一般会在项目的质量、进度、成本、安全的目标中通过与其他主体签订的合同的方式，确定项目生命周期内所需要满足的国家、行业标准，以及企业层面的特别要求。建设单位对标准的态度直接影响其他参与主体对标准实施的效果，因此不可以暗示或者明示其他关联主体违反强制性标准，降低工程质量，增加安全生产风险等。（2）勘察设计单位勘察设计单位是受建设单位的委托，按照国家法律、勘察设计合同以及建筑工程的相关标准对建筑工程进行勘察设计活动，在标准化过程中设计结果既是建设单位意愿的体现，同时也对后续施工阶段的标准化行为以及建材和设备等的选择有着重要影响。勘察设计最终形成的是施工的纲领性文件，在考虑质量、安-67-万方数据 哈尔滨工业大学管理学博士学位论文全、工期、成本的要求的同时，单位主体对标准的研究和采纳行为是下一阶段标准化行为的核心以及实现目标。可行项目性研审批究建筑项目执行标准集合法律法规强制性条文决策阶段设计设计设计计划标准目标项目设计标准知识标准化目标设计任务建设单位设计阶段技术质量安全标准实施经验合标准化标准标准标准标执同任务图准行设计知识纸强执相设计单位制法律行关施工阶段性法规标准化设情标标准化条计结果况准标准化施工知识文件文反施工单位馈设计标准可施工性反馈竣工验收监督检查标准实施情况检查监理单位项目质量验收标准执行情况审查政府图4-5建筑工程标准化实施阶段协同过程Figure4-5Synergyprocessofstandardizationimplementationphase（3）施工单位施工单位是建筑工程标准化实施阶段的核心主体，在建筑工程建造的全过程中，完成标准化所确立的质量、工艺、安全等目标。施工单位对标准的理解和使用程度直接影响着建筑工程的标准化效果，同时也是建设单位和监理单位实施监督行为的主要对象主体。（4）监理单位监理单位在标准化过程中按照监理合同受建设单位的委托与授权，对建造活动进行微观的监督与管理。建筑工程标准是监理单位监管行为的工具与凭证，同时也是监理方在建设单位及施工单位之间搭建沟通渠道的通用准则，在项目建造过程中监理单位既需要监督检查施工单位实行建造标准的情况，又需要主动反馈给建设单位，是实施阶段主体协同过程中的核心节点。（5）物资设备供应单位协同视角下的物资设备供应单位的标准化行为是与建设项目满足标准要求的目标相一致的，供应单位提供的建材应当满足相关标准的要求。供给行为通过供应单位与施工单位之间签订的合同进行约束，标准在这一过程中是双方进行合作的技术依据。（6）政府机构政府机构在标准化实施阶段的主要角色是进行宏观层面的监督，体现为对建筑工程质量相关的法律法规以及强制性标准在项目中实施情况的监督与检查。-68-万方数据 第4章建筑工程标准化系统全过程的协同优化4.2.2建筑工程标准化实施阶段的功能流程分解以标准功能团为基本要素的标准化实施阶段分析，需要通过功能活动的分解降低整个阶段的复杂性，按照功能活动的分类将建造过程中产生的大量的标准化信息进行分类整合，将有用的信息（称为标准化知识）反馈给参与主体，从而向各个功能阶段提供标准化支持。建筑工程标准功能的实现依托于整个项目的建造过程，为了更清楚地表达标准化实施阶段各项功能之间的联系、限制以及信息的传递，利用IDEF0的图形化建模技术，将标准化过程逐层分解，如图4-6所示，输入（I）是指标准化目标；输出（O）表示每一阶段输出的标准化信息；控制（C）代表标准化行为的运作条件和应遵循的准则；机制（M）则表示支持标准化功能的资源与机制。IDEF0模型的优点在于利用图形的方式让参与主体掌握标准化实施阶段的运作方式以及各个子阶段功能所需的资源，通过建立一种统一的一致性语言，为多方主体的协同行为提供交互平台。以工程项目建造的视角，标准化的主要功能可以按照阶段划分为决策、设计、施工与验收四大部分，每一部分的目标与任务不同，使得各个部分的标准化行为对标准需求的内容与层次各不相同，图4-7表示的是分解模型中第二个层次的IDEF0模型。各部分的机制可以归纳为标准化的执行能力、相关经验、技术储备等，而标准化的运作条件则主要包括相关的法律法规、强制性条文以及推荐性标准等，每个部分的输出是对建造过程中的标准化执行情况的总结，输入则是整个项目的标准化要求与目标。C1C2C3I1I2标准化过程O1A0O2C1M1M2M3I1C2I2项目决策C3C4A1M1A2项目设计O1C5I3M2项目施工O2A3I4竣工验收O3A0M3I5A4CiCjM4ImCnOiIn土方施工CmA31OjIj基础施工CkOkA32ChMiMjMk砌体施工ClA33混凝土结构IkMlMfA34施工Ol装饰装修IpA35MnMhMs图4-6标准化实施阶段的IDEF0分解模型Figure4-6DecomposedIDEF0modelofstandardizationimplementphase-69-万方数据 哈尔滨工业大学管理学博士学位论文C1C2C3C4C5法律建筑项目强制推荐C6法规工程投资性条性标设计I1项目标准规模文准规范O1项目总体标准化方案目标C8C10I2标准化项目决策C7C9安全建材目标A1施工技术设备施工规范要求标准标准O2设计类强制性条文采纳说明M1M2M3建同当项目设计O3设计类推荐性标准采用说明筑A2类前项建建M5目M4新M6O4强制性条文施工情况记录筑造M7标建技标技可设C11C12项目施工准造术准术施计质量强制化化、工A3验收性条经经水能O5强制性条文执行情验平设工性力M8M9M10M11标准文验计艺经新标质供况验收记录经、验施准量应竣工验收O6项目标准化执行验材工化成商A4情况料技执本的的术行与标M12M13应储能工准标项M14用备力期化准目项约能化质目束力过量建程验造监收数管经据验图4-7建筑工程标准实施过程的IDEF0模型Figure4-7IDEF0modelforconstructionengineeringstandardimplementphaseIDEF0的表述方法能够很直观地反映项目建设过程中标准实施过程，相关标准的作用往往体现在每项条款对建设活动的指导与约束，因此研究实施阶段的标准化过程，重点在于将建设活动进一步分解，使其与标准条文一一对应，建立统一的控制流程与信息交互规则，促进参与主体之间的协同行为。4.2.3实施阶段的综合标准化方法建筑工程标准化的系统观是将标准放到建设项目决策到验收使用的全过程中，进行综合权衡和系统处理。标准的实施过程实际上是各项条款映射到建设行为、部件等对象上，并进行对照、校正、反馈的过程。综合标准化是面向对象的系统化分析方法，从过去以制定标准为目的、以标准数量累积为主要特征的传统标准化方法，逐渐演变为面向主要功能对象的标准化方式。这一转变在标准化的实施阶段体现为功能对象的分解与标准条款的映射，即利用一致性的分解规则，将建设过程中的对象分解为合理的模块，利用标准的功能团，辅助参与主体之间的协作行为，完成项目的标准化目标。4.2.3.1标准化目标分解建筑工程标准化目标的分解是将耦合的建造对象合理地分解为可约束的程度，亦可称为目标的展开，合理的“可约束”程度是指展开到能够采取对策的一级，通常是标准化主体能够进行标准条款映射的程度。-70-万方数据 第4章建筑工程标准化系统全过程的协同优化目标展开的依据根据不同的对象和建造环节有所差异，根据建筑工程的特点可以分为以工艺过程、装配流程以及对象结构为展开线索的三种方式。在项目的建造过程中，以工艺过程展开的方式因其能有效地串联起各方参与主体的标准化行为，成为建造阶段主要的目标分解方式，在上一节功能流程展开A3部分的基础上，图4-8进一步给出的是建筑物柱子建造工艺过程的标准化目标展开结果。建筑物柱子在施工过程中要经过从原材料选择到检验的11个步骤，每一项工艺过程都包含了若干标准映射条款，这些技术指标的标准约束往往来自多项标准中某些条文所组成的功能团。以WK公司凤凰弯项目W5栋为例，图4-8中模板安装部分技术指标的设计要求与标准条款指标的对照如表4-1所示。柱子钢混钢混混凝混现浇钢钢筋模模筋凝凝土凝结构筋筋机板板原土土试土外观加绑械安拆材配浇块养尺寸工扎连装除料比筑制护检验接作模板根部平整轴线位置柱截面内部尺寸安装平整度偏差层高相邻两板表面高低差偏差相邻板缝的海绵条粘结数量清扫口的尺寸脱模剂的涂刷质量图4-8建筑物柱子工艺过程标准化目标展开Figure4-8Decompositionofpillarbasedontechnicalprocess表4-1模板安装的标准化目标分解Table4-1Standardizedtargetdecompositionfortemplateinstallation工艺名称设计要求标准要求模板根部找平（是否）是平整轴线位置2/A柱截面内部尺寸mm（300*400）误差[-5,4]模板安装平整度偏差mm0误差[0,5]相邻两板表面高低差偏差mm0误差[0,2]层高mm2900误差[0,6]相邻板缝的海绵条粘结数量100%100%清扫口的尺寸（50×100）误差0脱模剂的涂刷质量100%表4-1中的设计要求是设计单位根据项目的要求给出的技术指标，标准的实施过程体现在与设计要求的对照关系，如柱截面内部尺寸的施工误差要求与设计-71-万方数据 哈尔滨工业大学管理学博士学位论文指标保持-5到4个单位的误差之内。标准化目标展开过程能够清楚地向参与单位说明标准对每项工艺细节的要求，让各主体的行为实现有依据的可控与协作，从而实现标准化工作的协同运作。标准的实施过程中会发现不是每项技术要求相关标准都给出了针对性的条款，参与主体对非强制性的条款可以采取灵活性的采纳策略。4.2.3.2标准条款的映射标准功能团是标准化目标分解后标准条款映射聚集的结果，建筑项目分解的每一个可约束部分都会组成特有功能的标准功能团。建筑工程标准在映射过程中可以分为两个类别，一类是是由法律、法规、强制性标准、各级基础性标准以及客户要求等组成的必须执行的基础性标准集合；另一类是根据项目自身情况，用于提升工作效率、产品竞争力的附加类标准。基础类标准是建筑工程标准化的基础，尤其是相关的法律法规以及强制性标准是保障项目质量、安全的重要依据，对这一部分的标准映射重点在于建立有效的主体协同渠道，减少重要的标准化信息在主体间传递的损失；附加类标准是相关主体长期积累起来的标准资源，正确地使用这类标准能够有效提高主体的运作效率与质量，在多主体参与建设的背景下，标准映射的过程应该优先考虑主体之间的界面问题，提高多方协作的效率。表4-6中的内容既是设计单位对模板安装的要求，也是施工单位施工的蓝本，同时也是其他主体监察的依据。标准的映射首先确定当前处于的工艺阶段和标准化构件对象；从标准条款的数据库中找出此阶段与标准化对象（构件或生产行为）相匹配的标准条款（按照先强制性条款后推荐性标准的顺序进行排序）；对所列出的标准进行是否遍历的判断，对未进行映射的标准条款进行构件质量检查，不符合强制性条款的构件进行整改至质量合格为止；通过强制性条款检查后，进行推荐性标准的检查，随后给出标准采纳程度的判断结果（高于、符合、低于标准）；以上过程完成以后最终得到符合强制性标准要求的工艺过程以及工艺品质检验的结果，具体的程序流程图如图4-9所示。确定当前工艺阶段与标准化构件列出与构件有关的所有标准所列标准都遍历了吗？建筑构件的状态强制性标准的检查是是否通过否推荐性标准检查整改采纳程度高于标准符合标准低于标准通过强制性标准的检查进行下一条标准图4-9建筑工程标准映射的程序盒图Figure4-9Boxchartformappingprogramofbuildingengineeringstandard-72-万方数据 第4章建筑工程标准化系统全过程的协同优化合理、准确地对建造目标进行分解是标准化协同运作的基础，同时，面对大量并且复杂的建筑项目规范目标，需要建立统一的协同流程与语言，保障标准化实施阶段的有效进行。4.2.4面向协同的综合标准化信息传递标准化协同信息的传递渠道和统一性在整个建设过程中会受到多种限制，信息技术一方面增强了工程建设的灵活性和流程效率，另一方面因其自身的复杂性使得这种改变难以实现。无边界的标准化信息的传递在建筑信息模型（BIM）被广泛应用的背景下逐渐成为标准化参与主体的一种意识，并被认为是提高建筑工程质量，保障生产安全以及动态提升标准水平的重要成功因素。这一新需求可以通过面向建造过程的标准化协同架构来实现，将标准条款的技术约束直接映射到建设过程、生产行为以及建筑构件中，通过赋予参与主体不同的权重以及针对性的标准映射结果，最终给出建筑工程标准实施的协同过程与统一的信息交互规则。（1）协同载体的选择面向协同的标准化过程核心在于提供一种标准的信息格式，使得标准化的相关行为与资源能够在不同主体及平台中实现交换与共享。可扩展标记语言（XML）由于具有语法简单、扩展性强以及独立于平台等特点，可以作为综合标准化信息集成与传递的载体。XML具有标准的互用性能够使建筑工程的相关信息被更多的主体、程序以及平台所利用。（2）数据结构定义按照本节综合标准化的分解与标准映射结果，以下的代码将标准实施过程设定为由stage，object，link，craft构成的四级架构。其中stage代表IDEF0模型中的第二级层次，object则按照当前层次的属性进行进一步的划分，craft级别表示工艺级别即第三章所分析的标准界定的最佳层次。（3）标准映射的设计根据4.2.3节中的分析，标准化目标分解的结果可以按照建筑工程建造的工序进行标准的映射。由于信息交互规则是主体协同的工具，标准映射的过程按照表4-6中的给出的分解方式给出。分别建立设计要求（designrequest）以及标准要求（standardrequest）的对照规则，同时建立标准实施情况（practical）的文档规则，具体规则如以下代码所示，交互规则中构建了所有参与主体在标准化过程中的信息传递架构。-73-万方数据 哈尔滨工业大学管理学博士学位论文020503柱截面内部尺寸………]>以上XML代码的左半部分给出了文档类型定义（DTD），DTD是用来确定XML的元素结构、标记以及属性的系列规则，是使XML成为与标准实施有关的数据交换准则的基本规范。DTD定义了综合标准化过程中主体间信息协同的基本范式，通过合理的分解给出了基于工艺层面的标准映射规则。代码的右半部分则是以表4-6中的“柱截面内部尺寸”为例，给出既有规则下的综合标准化的XML文档。最终，利用XML文档的兼容性能够很好地实现综合标准化过程中的主体协同效果。4.3基于MSVM的标准质量协同诊断方法建筑工程标准质量的协同优化是指在多方参与主体的努力下，相关标准从低水平走向高水平的过程，这一过程在我国当前的建筑工程标准管理体制下体现为复审机制以及对现行标准的修订。依照现阶段的法律规定，建筑工程标准的复审一般在标准实施的五年后进行，这一期限设置主要出于两方面的考虑：一是建筑工程标准的实施需要一段充分发挥其功能的稳定期；二是对于某项或者是某一功能团的标准条文的检验需要一个基本期限。近年来，由于建筑工程领域新技术的快速发展以及对安全、质量等要求的逐步提高，加快了某些领域的标准的更新速度，将复审期限缩短为两到三年，这对标准吸纳新技术的渠道和方法提出了更高的要求，因此需要设计一套适合当前标准化工作的标准质量诊断方法。4.3.1支持向量机诊断模型的技术可行性建筑工程标准体系的复杂性体现了相关标准功能和类别的差异化，为不同类型的标准设置相同的复审机制限制了标准体系动态发展的灵活性和科学性。另外，标准使用过程中涉及到的参与主体数量众多，如何收集和利用主体对标准应用情况的反馈同样成为建筑工程标准质量提升的重要问题。-74-万方数据 第4章建筑工程标准化系统全过程的协同优化建筑工程标准质量诊断模型利用当前已有的标准评价经验和决策信息，通过特定方式对相同类别的标准评价对象进行诊断，引入支持向量机（Supportvectormachine,SVM）模型旨在利用SVM良好的学习属性和非线性处理能力描述诊断主体的偏好结构的同时建立更为科学的标准质量诊断方法。支持向量机的思想方法来自于线性可分的最优分类超平面，通过引入核函数将线性不可分的非线性问题映射到高维空间中得到相应的分类函数。[166]标准支持向量机的算法可以用以下五个过程进行描述：mn（1）给定训练集T(,),(,xy…xy)(RY)，11nnm其中xR,yY1,1,i1,,…n。ii（2）选取核函数Kxx(,")和惩罚参数C0，其中比较常用的核函数有线性核函数、径向基核函数、多项式核函数以及Sigmoid核函数等。惩罚参数表示对错误分类的惩罚程度。（3）构造并求解凸二次规划问题nnn1minyyK(x,x)ijijijj（4-4）2i1j1j1ny0iis.t.i1（4-5）0C,i1,,n…i***T得到解(,,…)1n***（4）计算b：选取位于开区间（0，C）中的的分量，计算：jn**byjyiiK(x,x)ij（4-6）i1（5）得到决策函数：n**f(x)sgn(yiiK(x,x)b)i（4-7）i1建筑工程标准质量的诊断决策主体由标准化过程中的参与主体组成，包括标准化组织、主编及参编单位、施工企业、科研单位等。诊断客体为特定的建筑工程标准，主要涵盖衡量标准质量的各个方面，《工程建设标准实施评价标准》将标准质量的评价一级指标划分为两个主要维度：适用性和实施效果。其中实施效果包括经济效果、社会效果以及环境效果；适用性则包括可操作性、协调性和先进性。质量诊断的对象按照建筑工程建设的主要环节进行选取，其优点主要体现在两个方面：一是某一特定的建设环节涵盖了相应标准编制和使用的最主要主体，能够使标准质量的诊断更具针对性，同时可以集中反映建设工程中关联性较大的主体对标准状态的需求情况；二是在标准诊断过程中能够有效识别标准规范的相关重点，有利于及时准确地发现标准中存在的核心问题。基于支持向量机的-75-万方数据 哈尔滨工业大学管理学博士学位论文质量诊断方法能够充分利用主体之间在建造过程中的经验和信息以及标准化专家的技术知识确保最终诊断结果的客观准确性。4.3.2基于多支持向量机的协同诊断模型4.3.2.1MSVM诊断模型的框架设计建筑工程的建造全过程包括规划、勘察、设计、施工、质量验收、管理、鉴定、运营维护等8个主要阶段。这几个阶段基本形成了建筑工程标准化活动的主要内容，每个阶段都涉及到了基于建筑过程维度的标准功能团，功能团中标准规范的范围和对象具有较为紧密的关联性，同时每一阶段所涉及到的核心主体也有所不同，多支持向量机模型（Multi-SVM）通过对专家器的调整能够得到具有针对性的诊断结果。建筑工程标准质量协同诊断模型可以分为终端层、资源层以及决策层三个层次，如图4-10所示。标准过程域协同诊断终端层协同诊断资源层协同诊断决策层主编单位科研单位SVM专家1SVM专家1专家库数据库设勘施…………诊诊赋予标准计察工断SVM专家mSVM专家m断权重质量诊断协结协同鉴管验输同平台果诊断标准化机构参与企业组线性定理收SVM专家1SVM专家1出合组合结果…………运营维护SVM专家mSVM专家m知识库备选条文图4-10基于多支持向量机的标准质量协同诊断模型Figure4-10CollaborativediagnosismodelforstandardquantitybasedonMSVM标准质量协同诊断的主体和客体分布在诊断模型的不同层面：诊断主体、诊断子任务以及诊断任务中涉及到的单位及专家的私有信息和偏好处于协同诊断的终端层；诊断过程所需要的相关知识、技术指标、条文资源等处于协同诊断的资源层；而支持向量机诊断输出的整合、权重的分配以及协调等活动处于诊断的决策层。（1）协同诊断终端层建筑工程标准质量协同诊断的终端层主要由相关主体的专家器组合而成，每一个参与主体都对应一个专家器。专家器的设置需要针对不同类别的标准诊断问题进行调整，核心思想是将标准整个生命周期内相关性最强的主体以及具有特定技术知识的专家引入到专家器中，保证标准质量诊断的针对性以及技术先进性，同时提高标准在使用过程中的适用性。每个专家器中包含了多个SVM工具，这-76-万方数据 第4章建筑工程标准化系统全过程的协同优化是因为标准诊断过程需要涵盖的客体内容往往较为复杂，需要多领域的技术知识为支持向量机提供必要的学习资源。专家器通过协同资源层与其他专家器进行必要的信息协同，共享自身资源的同时利用协同平台提供的知识库、数据库、备选条文等给出合理的诊断结果。（2）协同诊断资源层协同诊断的资源层主要为终端的分析和诊断决策提供所需的样本、技术条款、技术知识等资源，是标准质量诊断过程中的资源中心。（3）协同诊断决策层决策层根据诊断所需要的资源将诊断任务进行合理地分解，并分配给各个专家器，专家诊断结果经过协同平台整合之后对标准质量的诊断结果进行收集，在这个过程中决策层充当诊断主体的信息传递纽带。当SVM专家器通过训练集给出最终的诊断结果后，决策层根据不同类别的标准所赋予的专家器权重进行诊断结果的整合，最终给出相关标准是否进行修订和调整的诊断结果。4.3.2.2基于MSVM模型的标准质量诊断过程基于多支持向量机的建筑工程标准质量诊断原理主要包括两个方面，一是诊断专家器的工作原理；二是决策层中组合器的工作原理，具体流程如图4-11所示，其中虚线表示专家器和组合器的工作流程，实线表示诊断过程中的信息传递。决策主体协同权重协同决策节点样本空间权重节点诊断结果协同诊信息资权重计结果降维源需求算要求断断任务诊求同协需任务分配权重输入空间任务节点调度节点子任务核函数信息资子任务信息资映射子任务源需求源需求子诊断特征矩阵诊断节点信息节点集成节点问题信息训练数值映学习射还原三维数值映射支持向量机子诊断结果数值表示数值方案组合图4-11基于多支持向量机的标准质量协同诊断过程Figure4-11CollaborativediagnosisprocessforstandardquantitybasedonMSVM（1）专家器工作原理专家器的诊断工作的核心内容是基于支持向量机的标准质量诊断过程。不同主体组成的专家器具有不同的诊断侧重点、技术知识以及决策偏好。诊断样本库-77-万方数据 哈尔滨工业大学管理学博士学位论文中包含着以往相同类别的标准的诊断及修订经验，通过数据的标准化处理以及降维等方式的处理形成SVM的输入空间，利用核函数实现诊断问题的高维空间的线性可分，在标准质量的特征空间中进行学习训练，形成某一标准功能团中具有诊断能力的支持向量机，将诊断对象带入支持向量机中形成一个专家器的诊断结果，然后传递到诊断决策层，通过线性整合权重及各个主体的诊断结果最终形成对象标准的质量诊断结果。（2）组合器工作原理组合器是建筑工程标准质量诊断决策层的核心构件，主要功能是将多个主体的SVM诊断结果进行集成，形成最终的标准质量诊断的决策结果。各个子诊断结果通过三值逻辑的处理方式，通过数值方案与分配权重的组合形成标准质量诊断的数值结果，将数值方案还原后形成最终的诊断决策。依照支持向量机诊断工作器的基本原理，可以看出建筑工程标准质量的诊断是一个多阶段、多要素参与的过程，诊断模型中的各个层次可以分解为若干节点并结合支持向量机的专家器和组合器形成标准诊断的全过程。图4-6利用七个节点来描述协同诊断的实现过程，并且每个节点与诊断模型的各个层次呈现对应关系：协同诊断的专家器从样本空间的输入到最终的结果输出是通过诊断节点来完成的；组合器则是通过集成、协调决策以及权重节点间相互协作来运行的；而整个诊断模型的核心层是由信息、任务、集成以及调度节点及其相互之间的传递的信息构成的。结合以上诊断框架的设计，建筑工程标准质量的诊断过程可以用以下4个步骤进行描述：1）调度节点接受相关标准的质量协同诊断任务，确定完成诊断任务所需要的诊断节点数目，并将结果传递给任务节点；2）任务节点根据调度节点传递的信息进行诊断主体的选择和子诊断任务的分解，并将最终的结果反馈给调度节点；3）由调度节点将分解的诊断任务分配给相应的诊断节点，利用诊断节点中的专家器的支持向量机进行标准质量的诊断；4）利用权重节点分配的相应权重和组合器将最终的多方主体的诊断结果进行线性组合，形成三维数值映射，得到标准是否进入下一生命周期的协同诊断结果。4.3.3建筑工程标准质量协同诊断过程当前建筑工程标准质量诊断主要存在两个方面局限性：一是标准质量审查期限过于固定，缺乏使用过程中及时反馈的动态机制；二是诊断主体集中在标准编制的主管单位，难以收集其他使用主体对标准质量的反馈。MSVM系统的优势在于通过收集和学习相同类型标准的质量诊断经验，给出更为客观和灵活的多主体协同诊断结果。建筑工程标准质量诊断需要考虑的因素众多，每个因素在不同类型的标准诊-78-万方数据 第4章建筑工程标准化系统全过程的协同优化断中的重要性差异性很大，因此在诊断之前需要权衡各个因素的重要性和作用最终给出客观、综合性的诊断结果。下面以最低限度质量及安全类标准的诊断为例，给出诊断标准质量的各项指标，如表4-2所示。表4-2建筑工程标准质量诊断指标体系Table4-2Indicatorsystemforqualitydiagnosticsofconstructionengineering一级指标二级指标三级指标建材节约A11经济效果A1建造生产效率A12降低建造成本A13工程质量的影响A21安全建造行为的影响A22实施效果A社会效果A2建造领域技术进步的影响A23建筑使用寿命的影响A24公众利益影响A25资源能源的节约影响A31环境效果A3资源能源的合理利用A32生态环境的影响A33行业内部认同与共识程度B11适用性B1与其他相关标准间的契合度B12标准内容严谨与清晰程度B13条文中技术指标及方法的准确合理性B21可操作性B2条文的严谨准确程度B22标准在建造过程中的方便、可行程度B23标准效用水平B与当前政策与法律的符合程度B31协调性B3与同级标准是否矛盾B32是否与其他关联标准相矛盾B33与当前国家建筑领域相关技术的政策的符合程度B41先进性B4是否纳入了当前成熟的先进技术B42与国际先进标准相比的先进性B43将诊断指标的隶属度分为9个等级，用A+，A，A-，B+，B，B-，C+，C，C-来表示。采用表4-3对定性评价结果进行量化。表4-3定性指标量化表Table4-3Quantizationtableofqualitativeindex等级A+AA-B+BB-C+CC-量化值43210-1-2-3-4设最低限度质量及安全类标准的专家及相关使用主体的质量诊断经验知识的-79-万方数据 哈尔滨工业大学管理学博士学位论文量化结果如表4-3所示，表中数据是经过标准化到区间[-1,1]中的数值（保留2位小数），本例中引入了11个专家的样本经验，在实际应用中，为了提高诊断的客观准确性，可以建立具有针对性的专家诊断经验库，通过搜集大量的诊断案例提高最终的诊断准确性。表4-4标准质量诊断的专家经验知识Table4-3ExpertknowledgeforstandardqualitydiagnosisEXP1234567891011A110.60-1.001.00-1.00-1.000.50-0.500.00-0.50-1.000.00A121.00-0.200.60-0.20-1.001.000.200.200.20-1.000.60A131.00-0.430.43-1.00-1.001.000.43-0.140.43-0.140.14A211.00-0.430.43-1.000.141.000.43-0.141.000.430.43A220.710.330.330.33-1.001.000.67-0.331.00-0.671.00A230.330.330.33-1.00-0.670.671.000.330.33-0.670.00A240.330.670.67-0.67-1.000.670.670.671.00-0.330.33A250.500.25-0.25-0.75-1.000.750.750.751.000.000.25A310.33-1.00-1.00-0.67-1.001.000.000.000.000.000.33A321.00-1.00-0.50-0.50-0.500.500.500.000.50-1.001.00A330.71-0.14-0.71-1.000.430.431.00-0.431.000.710.43B110.33-1.001.00-1.00-0.330.00-0.670.000.330.000.00B120.60-1.000.60-1.00-0.201.000.200.200.200.601.00B130.20-0.600.60-1.00-1.000.200.200.200.20-0.601.00B211.000.20-0.60-0.20-1.000.601.000.601.00-0.200.60B220.60-0.20-0.20-0.20-1.000.201.00-0.200.20-1.000.20B231.00-0.330.33-0.33-1.001.000.33-1.000.33-0.330.33B310.33-1.000.330.33-0.331.001.00-0.330.33-1.001.00B320.600.200.60-1.00-0.601.00-0.200.600.60-1.000.20B330.71-0.14-0.71-1.00-0.431.000.140.140.71-0.710.43B410.43-0.43-0.43-0.14-1.000.430.140.141.00-0.140.14B421.00-0.67-0.330.00-1.000.330.00-0.670.33-0.67-0.33B430.20-0.200.60-1.00-0.600.601.001.000.600.200.20Diag0-1-1-1-11010-11表4-4中的最后一行为每个专家对标准质量指标作出评价后给出的质量诊断结果，根据建筑工程标准调整的实际情况，诊断模型采用三元逻辑的分析模式，其中“-1”表示该专家通过对标准各项指标的判断认为标准需要进行必要的修订，同理“0”代表标准局部需要修订，“1”代表标准的质量符合当前的使用要求，可以继续使用。由于径向基（RBF）核函数，具有较为理想的收敛域，适用于小样本、低维[167]数据，在四种核函数中应用最广，同时也是较为理想的分类依据核函数，本2诊断实例中采用径向基核函数Kxx(,)exp(xx)的支持向量机对诊断问ijij-80-万方数据 第4章建筑工程标准化系统全过程的协同优化题进行训练，则式（4-4）的最优化问题就转化为：nnn12minyyijexp(xixj)ijj（4-8）2i1j1j1本实例运用Matlab中的LibSVM工具包进行实际诊断。设关键参数0.1，惩罚参数c1，其中惩罚参数c控制的是经验库的错误率与模型复杂度间的折衷。核参数γ是对样本数据间欧式距离进行的归一化处理，用于判定特征空间中向量之间的距离。输入当前诊断数据（如表4-5所示），得到标准质量的诊断结果为：[-1,-1,1,1,-1,0,-1,1]，即在参与诊断的8个专家中，第1、2、5、7位专家认为该项标准应该修订，第6位专家认为应该局部修订，其余专家认为可以继续使用。本例的诊断结果是建立在相同类别标准的诊断经验之上的，利用过往较为成熟的专家诊断经验库对当前的诊断结果进行判断，最终得出各个专家对该项标准质量的判断结果。表4-5专家对当前标准质量诊断的标准化数据Table4-5QuantizationtablefortargetstandardofexpertsdiagnosisExpT1T2T3T4T5T6T7T8A111.001.001.001.00-0.201.00-1.000.20A120.600.601.001.00-1.000.60-1.000.20A130.331.000.330.33-1.001.000.33-0.33A210.71-0.140.710.43-1.001.000.140.14A22-1.00-0.60-0.200.20-0.601.00-0.20-0.20A23-1.00-0.20-0.20-0.20-0.600.201.00-1.00A240.330.670.670.67-0.671.00-1.000.67A25-0.60-0.600.601.00-1.000.20-1.000.60A31-1.00-1.000.200.60-0.201.00-1.00-0.60A320.00-0.331.000.67-1.000.670.000.67A330.000.330.00-0.33-1.001.00-0.67-0.33B110.201.000.20-0.60-1.000.60-0.20-1.00B120.141.000.43-0.14-1.000.14-0.14-0.14B13-0.601.000.600.60-0.600.60-1.000.20B21-0.250.250.250.25-1.001.000.250.25B220.330.671.000.67-1.000.670.330.00B230.501.00-1.00-0.50-1.000.000.500.00B310.60-1.00-0.60-0.20-0.601.000.201.00B320.331.000.670.00-1.000.670.000.00B33-0.501.001.001.00-1.000.500.001.00B410.000.500.501.00-0.501.00-1.001.00B42-1.00-0.500.500.000.001.00-1.00-0.50B43-1.00-1.00-0.500.00-0.501.000.000.00多主体的协同诊断结果通过集成节点到达协同决策节点，根据标准自身属-81-万方数据 哈尔滨工业大学管理学博士学位论文性、专家类别以及诊断的相关经验，从权重节点中为每位专家分配相应的诊断权重，最终诊断结果可用式（4-9）计算，其中sgn为取号函数。nf(x)sgn(iiDiag)（4-9）i1假设本例中的8位专家权重为[0.12,0.15,0.13,0.10,0.13,0.14,0.13,0.1]，代入式（4-9）中，则本例的诊断结果为：fx()sgn(0.2)1。说明表4-4中8位专家围绕各项指标对标准质量的诊断判断的最终结果为：当前标准已不能够满足实际建设需要，需要对本标准展开全面修订。最终协同决策的结果通过调度节点反馈给决策主体，完成对该项标准的全过程诊断。4.4多主体参与的建筑工程标准协同修订模型设计建筑工程标准的修订是标准化活动中最重要的部分之一，从每年的建筑工程[3]标准的制修订计划来看，修订标准的比例大约占到了总数的28%。标准的修订工作与标准的编制既有区别又有联系，联系体现在修订工作的程序要求与编制工作基本相同，而主要区别则在于标准的修订不是一个从无到有的过程，而是通过吸纳、消化当前市场中的技术或者最新的质量要求，对标准的技术参数、结构、表达做出相应的优化。从参与主体的角度来看，标准条文质量的优化效果取决于多主体的协同过程和效率，涉及到的相关主体也远远多于参与标准编制的主体，因此需要设计一套符合标准条文质量提升要求的协同优化方法。4.4.1建筑工程标准功能的基元模型建筑工程标准化过程的多主体参与属性，使得标准化系统在螺旋式上升的运动过程中，需要采纳和参考多方意见主体提出的新要求，因此当前建筑工程标准修订的核心难点在于多主体关于标准化过程改进意见的有效搜集和筛选。基元理论作为可拓学中的重要分支，是通过建立以物元R(,,)Ncv，事元I(,,)dbu等为基本要素的形式化表述体系，能够准确精炼地描述建筑工程标准中的属性信息和结构构成。考虑到建筑工程领域标准化过程的特殊性：来自不同层面的参与主体对标准化过程的理解程度存在明显差异；其二，通过广泛搜集修订意见带来大量信息的同时，使得有效信息难以发掘、归类和利用。将基元模型引入建筑工程标准修订方法中，旨在利用基元结构和基元变换反映建筑工程标准质量提升的核心过程，同时利用模型在定性与定量描述方面的良好兼容性，提升多主体协同参与修订标准的有效程度。定义4.4给定建筑工程标准的功能模块N，其关于功能特征c的量值为v，以此3个要素构成标准功能类基本元，称为标准的物元：-82-万方数据 第4章建筑工程标准化系统全过程的协同优化R(N,c,v)（4-10）定义4.5若标准的功能N拥有n个特征cc,,,…c以及N关于ci(1,2,,)…n12ni对应的量值vi(1,2,,)…n所构成的阵列：iNc1v1r1cvrR122（4-11）cvrnnnT这里称R为n维标准物元，简记为R(N,C,V)。其中Cc,cc，12nTVv,v12vn。定义4.6具有共同特征的标准物元通过聚集形成功能族物元描述为：NFcvNFcvNFcv11111i11mc1v21c1v2ic1v2mWN,N,12,Nm,,,,（4-12）cvcvcvnn1nninnmT其中，NF为标准的功能族，Cc,cc为功能族物元共有的特征集12nT合，Vv,vv,i1,2,,n为第i组功能族物元的特征量集合。1i2ini基元模型中的物元表示方法主要是用来描述建筑工程标准中关于标准条款规范对象的指标量值，将标准中涉及到的技术指标统一分解为对象、特征及其量值的三元组，有利于各方主体修订意见的搜集和整理。而标准中对生产建设行为的规范和约束同样是建筑工程标准中最重要的规范方式，这种方式往往以约束对象应该怎样做来进行表述的，符合基元理论中的事元分析方法的表述形式。定义4.7将标准化行为、行为特征以及特征的量值构成的有序三元组称作标准化事元，记作：I(d,b,u)（4-13）其中(,)bu称为标准化事元I的特征元，d的要素主要包括：行为主体、支配对象、位置、程度、工艺与工具等。定义4.7如果标准化行为d以n个特征bb,,,b和相对应的属性值12nuu,,,u作为特征元，则：12ndb11ubuI22(d,B,U)（4-14）bunnTT称I为n维标准化事元，其中B[b,b,,b]，U[u,u,,u]。12n12n建筑工程标准协同修订的方法应该从修订的意见搜集开始，通过对标准对象-83-万方数据 哈尔滨工业大学管理学博士学位论文的功能分解，将标准中某一功能域中由参与主体提出的所有有关标准的修订意见进行整理，组织成标准某一功能族的修订方案，通过专家的评估选择最理想的方案组合。而对于标准化事元，则主要通过事元变换和标准化方案的评价选优确定出合理的事元类条款，具体过程如图4-12所示。标准可用方案解析结构施工类企业意见物元组合配对建模排除重建筑可结构建筑工程权重确定拓复矛盾工程科研机构意见标准功能标准…的分解严格程度类用词变修订换格式逻辑版标准化标准化机构意见事元变换评价选优事元图4-12建筑工程标准多主体协同修订的基元模型Figure4-12Basicelementmodelforcollaborativerevisedprocess4.4.2标准修订方案的协同整合与权重确定建筑工程标准在进行修订的前期，是一个不断吸纳各类型使用主体、科研团队、标准化机构修改意见的过程，现阶段，这一过程还离从无序到有序的协同状态存在着一定距离，主要体现在：修订信息传递障碍，多数参与主体对标准质量的意见表达因缺乏稳定、有效的协同机制而无法传递到标准修订主体处；主体类型的多样化以及技术层次的差异导致修订意见的反馈结果难以辨识和利用，定性与定量的修订意见往往交织在一起，增大了信息整理的难度；尚未形成以标准功能为基本要素单元的协同修订模式，缺乏成熟的以内容为修订阈值界限的模式。本节引入质量功能展开（QualityFunctionDeployment）的方法，旨在利用其在广泛需求信息整合以及良好的兼容性方面的优势，为修订方案搜集与整理提供理论工具。QFD分析方法是通过一系列的矩阵展开图标的形式，量化分析参与主体与标准条款之间的关系。在QFD分析技术的发展过程中，尤以质量屋模型最为通用，设定修订方案协同整合质量屋主要由主体意见（左墙），技术措施（天花板），技术措施自相关矩阵（屋顶），技术与意见的关系判断矩阵（房间），意见竞争性评估（右墙），标准方案及其重要度（地板）以及技术竞争能力评估（地下室）构成的。4.4.2.1标准功能映射的表征修订标准自身功能的表征是修订方案协同整合的前提，在修订时首先需要将标准以基本功能为主要单元进行拆分，同时确定功能中的技术条款的重要度。将标准某一组技术条款的功能特征记为CPCP,,,CP,,CP，CP表示第12inii个功能特征，n代表这一组技术条款中功能特征的总数。根据可测量性与契合R度，对标准的功能特征进行映射，设c为第j个功能特征的指标，指标集合标记j-84-万方数据 第4章建筑工程标准化系统全过程的协同优化RRRR为cc,,,c,,c。根据标准的编制经验以及技术研究成果对每一项功能特12jm征给出相应的重要度评分，记为CP,CP,,CP,,CP。当前标准功能12inRRRRR特征的量值记为vv,,,v,,v，其中v表示第j个标准功能特征的量值。12jmj按照QFD模型提供的普遍方法，用◎、○、△表示功能特征与指标集合之间的关联程度，对应的关系度等级设定为9、5、1，如果二者不存在关系则在关系矩阵中用空白表示，等级为0，建筑工程标准的功能特征规划矩阵如图4-8所示。矩阵中第i项条款功能特征和第j项特征指标的关系程度表示为Q。标准的ijRRRRR功能特征重要度为c,c,,c,,c，其中c为第j项标准功能特征的12jmjn重要度，则有：RcjCPiQij。i1通过建筑工程标准的功能特征规划矩阵得到m项功能特征指标的量值以及重要度，由此为建筑工程标准修订方案的搜集和整理提供了既定的框架，通过整合标准化参与主体提供的修订意见，对技术条款进行归类和匹配。功能特征指标RRR重要度ccc12mCPCP○◎技术11条款CP2CP2○◎功能○△特征CPCP◎△nnRRR标准的功能特征量值vvv12mRRR功能特征重要度ccc12m图4-13标准的功能特征规划矩阵Figure4-13Functioncharacteristicsplanningmatrixofstandard4.4.2.2多主体修订方案的协同整合修订方案的协同整合是利用建筑工程标准在使用期间广泛搜集的修订信息，根据标准的功能特征矩阵对修订意见进行协同整合。设定多方参与主体的修订方"""""案集为：NF,NF,,NF,,NF，子方案NF的功能指标为12kkkkkkkkCc,c,12,cq，与之相对应的功能指标重要度为c1,c2,,cq，则标准修订方案的协同整合矩阵如图4-14所示。"矩阵中的第i个标准功能特征与第j个方案集功能指标的关系程度用Q表ij"kkkk"示。同样，Q的取值在（9,5,1,0）中选取。V(v,v,,v)表示的是NF方案ij12qkk中各个指标的量值。c表示的是第j项功能指标的重要度，则有：j-85-万方数据 哈尔滨工业大学管理学博士学位论文nk*"cjCPiQij（4-15）i1*其中CP是为了排除主观判断对最终结果的影响，以标准技术条款功能特i征重要度为先验权重值，利用修订方案提供的各项功能特征数值，采用熵值法对权重进行调整后的结果，具体过程如下：首先建立建筑工程标准的功能特征评估矩阵，由参与主体以修订方案的方式给出n项功能特征的方案功能指标，形成式（4-16）的n阶矩阵。"""NFNFNF12CP1x11x12x1CP2x21x22x2X（4-16）CPnxn1xn2xnn其中x为第j项功能指标对第i项标准功能特征的满足程度，根据熵值法的ij原理，待评价指标x之间的差距越大，说明其在整个评价中的作用就越大，在方ij案功能指标矩阵X中，某项功能指标间的差异程度越大，则信息熵越小，对应的权重也就越大。标功各方案集的功能指标调准能NF"NF"NF"NF"整12k功特后能征c1c1c2c2c2cc权12123ckckck12特量12q重征值CPNF*1v1CP1◎◎△△○◎CPNF*2v2CP2△△◎◎△○CPNF*nvnCPn○◎△△○○kkk方案特征量值v1v2vqkkk方案特征重要c1c2cq度图4-14标准修订方案的协同整合矩阵Figure4-14Collaborativeintegratedmatrixofrevisedproposalofstandard其次计算指标值x在整个功能指标中的权重：ij-86-万方数据 第4章建筑工程标准化系统全过程的协同优化npijxijxij（4-17）j1计算功能指标的熵值：nEikpln(p)ijij（4-18）j1由于熵值与权重的反向关系，则标准功能特征的权重分配为：1E()i（4-19）in1E()ii1对式（4-19）中的权重值进行归一化，同时结合标准功能映射过程中给出的先验权重CP，则利用熵值法最终确定的标准功能特征重要度为：im*CPiiCPiiCPi（4-20）i1k标准修订方案的协同整合矩阵中的c最终通过式（4-15）和利用熵值法调j*整后的CP求得。协同整合后的建筑工程标准修订方案集即可利用基元理论的i方法进行相应的匹配与择优。4.4.3标准物元的匹配与多方案选优标准修订方案的择优是在标准功能映射以及多主体提供的修订方案协同整合的基础上进行的。为了能够使修订方案与当前标准进行科学的定量比较，需要首先利用标准物元的方法对标准条款及其修订方法进行匹配，从标准的功能规划矩阵中获取标准物元的特征以及标准功能特征的量值，从而得到式（4-21）中的标准物元模型。kxkxkykxcvcv1111kxkxkykxc2v2c2v2HN（4-21）ckxvkxckyvkyaabb上式中前一个集合表示的是a个定性类的标准功能特征及其量值，例如本条kxkxkx款功能的经济性、可操作性等等，其权重为c,c,,c，后一个集合是b12a个定量类标准功能特征及其量值，如标准条款中某项指标的具体量值。其中，abkykykykxkyabq，权重为c12,c,,cb，且ccij1，ij11kxkyccij,0,1。式（4-22）表示的是与之相对应的标准修订方案的物元模型所组成的集合。-87-万方数据 哈尔滨工业大学管理学博士学位论文1xxkxxxxcvcvcv11111k11c1xvxckxvxcvxxii1iikiiNF"c1xvxNF"ckxvxNF"cxvx1aa1kaakaaHW,,,,（4-22）1yykyyyyc1v11c1v1kcv111yykyyyycjvj1cjvjkcvjj1yykyyyycbvb1cbvbkcvbb物元模型集合中的定性指标，能够避免标准条款在择优过程中选出难以操作或者采纳成本过高的技术方案，是标准方案择优中必不可少的指标。本文采用模糊指标的方式对定性指标在整个优选过程中进行量化，本方法采用7个等级的模糊语言指标体系，将其转化为三角模糊数，利用三角重心法进行加权校正，最终模糊语义的评价量化值如表4-6所示。表4-6定性语义模糊量化表Table4-6Qualitativesemanticfuzzyquantitativetable模糊指标语义三角模糊数规范化模糊数加权校正值非常好（10,10,12）（0.833,0.667,1.000）4.993好（8,10,12）（0.667,0.833,1.000）3.127较好（6,8,10）（0.500,0.667,0.833）2.003一般（4,6,8）（0.333,0.500,0.667）1.123较差（2,4,6）（0.167,0.333,0.500）0.500差（0,2,4）（0.000,0.167,0.333）0.130非常差（0,0,2）（0.000,0.000,0.167）0.000物元模型中的定量指标可以转化为具体数值，因此定性与定量的标准特征优化程度可以统一表示为：kkmax(v,v)min(v,v)iiriirs（4-23）irkmax(v,v)iir通过式（4-23）计算建筑工程标准修订方案的优化程度矩阵：-88-万方数据 第4章建筑工程标准化系统全过程的协同优化xxxyyyssssss11i1a111j1b1Ssxsxsxsysysy（4-24）1rirar1rjrb1sxsxsxsysysy1ia1jb最后由式（4-24）提供的优化程度矩阵求解各个修订方案优化程度：abxxyyOrcidircjdjr（4-25）i1j1根据标准修订方案的优化程度的大小，可以选择出标准某项功能集合中最为*优化的修订方案，即NFHW(O)Omax(O);r1,2,,，从而利用物元理rrr论和协同整合的思想完成多主体参与的建筑工程标准修订与优化的过程。4.5标准质量协同诊断与质量提升的实证研究4.5.1《建筑给水聚丙烯管道工程技术规范》复审背景按照《工程建设标准复审管理办法》，建筑工程标准需要每5年进行一次复审工作，复审工作技术层面的考察重点在于标准五年来的实施效果以及标准本身的技术效用水平。以往，标准复审的主要手段是组织相关专家对标准条款的技术内容进行详细的审核，标准的复审结论主要依据专家给出的详细建议及理由。本文以在建筑工程行业内具有重要影响力的《建筑给水聚丙烯管道工程技术规范》（GB/T50349-2005）为例，针对标准化系统协同优化给出实证研究，通过实际数据论述协同优化方法在建筑工程标准化领域的有效性。《建筑给水聚丙烯管道工程技术规范》于2005年4月14日开始施行，是在《冷热水用聚丙烯管道系统》的原则基础上编制而成的，标准实施的8年时间，在规范建筑用管道的设计、施工等方面起到了重要作用。随着技术水平的提高和当前市场需求的升级，本规范涉及到的技术内容等已无法涵盖现有技术范畴，因此需要开展有针对性的复审工作。本规范的复审工作起于2013年3月20日。规范的适用范围包括新建、扩建、改建的工业与民用建筑内生活给水、热水和饮用水管道系统的设计、施工及验收。主要技术内容包括：管道材料、管道设计、施工安装、检验与验收。按照本文4.3节中提出的建筑工程标准质量诊断指标体系，对该规范进行多指标维度下的质量诊断，主要从经济效果、社会效果、规范的适用性、规范的可操作性、协调性以及先进性五个维度对规范的复审情况提供诊断支持。-89-万方数据 哈尔滨工业大学管理学博士学位论文4.5.2《建筑给水聚丙烯管道工程技术规范》协同诊断分析按照本规范的技术内容，设计出标准的质量协同诊断工具，具体内容见附录1，附录1中的诊断工具对规范的复审专家的意见进行了收集，本次复审工作共收集了10位专家的诊断结果，专家组成员包括：来自华东建筑设计研究院有限公司、中太建设集团股份有限公司、北京世纪豪森建筑设计有限公司等三个企业类主体的专家共3位，中国建筑科学研究院的3位专家，中国建筑标准设计研究院的专家2位，以及住房城乡建设部标准定额研究所的2位专家。《建筑给水聚丙烯管道工程技术规范》的诊断按照本文给出的9级打分原则，在对指标进行初步诊断的基础之上，请各位专家对诊断结论的程度进行二次评价，由于本次实证研究在标准的复审会上的现场进行，搜集的诊断问卷的有效性较高，10位专家诊断的原始数据见本文附录2。按照本文提供的诊断专家库进行基于MSVM工具的标准质量诊断，专家诊断经标准化后的数据见表4-7。4.5.3《建筑给水聚丙烯管道工程技术规范》协同诊断结果专家在复审会议上的诊断结果是按照《工程建设标准实施评价标准》中的指标体系展开的，使得本次复审具备了科学性、连续性和可继承性。根据专家的评价，可以看出《建筑给水聚丙烯管道工程技术规范》在近8年的施行过程中，在国际先进性、技术先进性以及与体系协调性等方面获得了较低分值的评价，这与复审会议中的定性评价结果相同。根据表4-7中的数据，利用本文4.3节提供的诊断工具及Matlab进行计算，得出的专家协同诊断结论为：[-1,1,-1,1,-1,1,1,0,0,-1]，根据专家所得权重，得出的复审结论为：本标准需要在2014年进行修订，这一结果与复审专家会上的定性的复审结论一致。与定性的复审方式相比，本协同诊断工具的优势在于能够广泛、快速、定量地搜集专家针对某项标准的系统性评价，将评价指标进行细化和整理，从而有效地从经济效果、社会效果、规范的适用性、规范的可操作性、协调性以及先进性等几个方面给出具有针对性的标准复审结论。表4-7《建筑给水聚丙烯管道工程技术规范》专家诊断标准化数据Table4-7Thediagnosisstandardizationdataofengineeringtechnicalcodefor“watersupplypolypropylenepipelineforbuildings”ExpR1R2R3R4R5R6R7R8R9R10A110.200.00-0.500.600.200.500.200.000.330.20A120.601.001.000.600.600.001.00-0.670.00-0.20A13-0.20-1.00-1.00-0.200.200.00-1.00-1.000.00-0.20A210.600.500.500.200.600.500.600.000.330.20-90-万方数据 第4章建筑工程标准化系统全过程的协同优化表4-7（续表）ExpR1R2R3R4R5R6R7R8R9R10A220.200.50-0.500.200.200.500.200.330.33-0.20A23-0.600.000.000.600.200.00-0.600.67-0.67-1.00A24-1.001.000.501.000.601.000.601.000.670.20A250.201.000.50-0.200.601.000.200.330.33-0.20A310.600.00-0.50-0.20-0.601.000.200.670.67-0.20A321.000.000.500.60-0.60-1.000.600.000.00-0.60A33-0.200.50-0.500.20-0.201.00-0.600.000.67-0.20B111.000.00-0.50-0.60-0.200.00-0.20-0.670.00-0.60B120.20-0.50-0.50-0.20-1.000.00-0.600.000.33-0.60B13-1.000.500.500.600.601.001.000.670.00-0.20B210.601.000.500.60-0.20-0.500.600.670.33-1.00B22-0.200.00-1.000.600.601.00-0.200.670.330.20B230.201.000.500.601.001.000.601.000.67-0.60B310.600.500.000.200.200.00-0.200.330.670.20B32-0.201.000.000.200.601.000.600.330.67-0.20B33-0.601.000.500.600.601.001.000.671.001.00B41-1.00-0.500.500.20-0.20-0.500.200.671.00-0.60B420.20-0.50-0.50-1.00-0.20-0.50-0.200.330.67-0.60B430.600.00-1.00-0.60-0.600.00-0.20-0.67-1.00-1.004.5.4《建筑给水聚丙烯管道工程技术规范》修订与方案择优4.5.4.1《建筑给水聚丙烯管道工程技术规范》主体协同修订流程《建筑给水聚丙烯管道工程技术规范》的修订工作应注意在与其他标准协调性及技术先进性等方面提高标准水平，其中应紧密结合现行国家标准《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》GB50242-2002、《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268-2008、《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003(2009版)关于建筑给水管道的有关规定。基于这样的标准关联状态，面向多主体的《建筑给水聚丙烯管道工程技术规范》修订流程中“技术程度分析”与“技术路线制定”之间存在本章图4-1所示的依赖关系，二者之间传递的库所，即为规范的新增部分与既有部分，需要分别进行主体任务的分配。《建筑给水聚丙烯管道工程技术规范》技术程度分析是在确定新修订规范基本框架的基础上，对规范的新增属性和新增后的综合属性加以协调与确定，主体协同过程实现的要点是避免死锁的发生，即要求变迁（《建筑给水聚丙烯管道工程技术规范》的技术程度分析）不需要在相互等待上一环节的结果而导致无法触发，从而影响规范协同修订过程的顺利进行。基于这样的考虑，标准修订的主体协同过程如图4-15所示。在技术路线制定与综合属性评估阶段，将库所分为规范新增部分与既有条款两个部分，有利于修订专家组的协同工作和进行针对性地内容增补，新增部分会对建筑给水聚丙烯管道设计施工中出现的各类问题，例如老化、膨胀系数过大等问题进行补充和-91-万方数据 哈尔滨工业大学管理学博士学位论文完善。"P规范8T新增5P2技术T2所需P5技术框架技术需求技术路线P需求P条款10分析集合制定8T规范7设计框架技术T程度1"分析P项目新增9T6准备P综合T综合P综合属性综合336T约束9需求需求指标属性规范P11规范分析集合评估结构功能P综合9形式划分属性当前P4体系T4相关P7约束链接T8既有P12P13基本P体系结构标准相关标准通用1结构梳理汇总标准条款标准条款项目PPP1420测试17试点调研P结果23工程结果汇总T报批13稿T12P21T11P18T10P15最终送审调研征求编制试验审核P验收报告意见说明起草结果24编制过程P22PP1916报告征求送审技术意见稿条款稿图4-15《建筑给水聚丙烯管道工程技术规范》多主体协同修订过程Figure4-15Collaborativerevisionfor“watersupplypolypropylenepipelineforbuildings”4.5.4.2基于事元模型的《建筑给水聚丙烯管道工程技术规范》修订方案择优标准化系统的协同优化是通过微观的协同可能性实现的多方案择优过程。本实证研究部分基于本文构建的基元模型对《建筑给水聚丙烯管道工程技术规范》进行实证性修订，本部分主要利用基元理论中的事元模型对该规范的技术指标的修订提供新的方法，这是由于本规范的结构体系是按照设计、施工、验收的逻辑展开的，规范中的基本范式满足事元模型的要求。事元模型利用动词、动词特征及其量值来描述标准化行为与技术指标间的相互作用。标准化事元的可拓变换和方案的择优，实际上是标准修订策略生成的过程，标准修订策略不是理想化的最优策略，必须考虑绝大多数的参与主体的使用情况，既要控制过分理想化的情况，又要考虑实现成本问题。本规范的修订策略实际上是一种决策原则，是在现有技术水平的约束下实现多方参与主体共同目标的过程，设本规范的修订策略集为F(T,I)，其中Tt,t,12,tk为规范修订的可拓变换集，Ii,i,12,im为事元模型表述的规则集。以《建筑给水聚丙烯管道工程技术规范》（GB/T50349-2005）中的条款为例，条款5.4中对管道连接方法进行了规定，2005年版本中的该条款可以用事元模型表示：-92-万方数据 第4章建筑工程标准化系统全过程的协同优化支配对象，管材与管件施动对象，操作工人工艺，热熔连接I应进行，工具，聚丙烯热熔机（4-26）公称外径，20110,加工时间，t承插深度，R模型中R聚丙烯管材，连接端，11.0mm。支配对象，管材与管件施动对象，操作工人工艺，XiTH，工具，对接工具（4-27）i公称外径，20,110加工时间，t承插深度，R其中H限制动词严重程度可采用，X工艺连接方法电熔连接ii设定标准修订问题的事元模型PGL，PgL为事元模型的核问题，0L0标准修订策略的可行性主要通过定量及定性两种方式确定：（1）定量的方法利用策略集中的关联函数进行判断，关联函数在可拓理论中表示要素具有某种属性的程度。若模型的关联函数K(P)0，说明条件L下事0元模型G无法实现，令该事元模型的拓展集合为P,P,,P，其中P对应的核12mi问题为gL，若存在变换T，使得Tgg，且此时K(Tg)K(g)0，说明iijjLijLi经过变换策略集与目的事元相容，则T就是实现事元目标的可行方案，在此基础j上形成可行方案集TTT为可行方案。jjj《建筑给水聚丙烯管道工程技术规范》中对管材连接工艺与管道流通能力之间易产生执行不明确或矛盾的情况，复审会议上专家所反馈的问题认为：GB/T50349-2005中对管材连接工艺的规定尚不存在清晰的界限，即对于标准化系统中的企业主体和监管主体来说，无法辨识管道连接过程中应采用热熔连接还是电熔连接。这两种连接方式存在着差异化的性能表现，例如管材的热熔连接造成的接口端翻边导致管道流通能力的降低，这种性能差异为标准技术指标的选择提供了多方案选优的空间，本实证研究根据当前规范中的问题给出相应的目标G及条件基元L。G为本章构建的基元模型的条款技术指标的事元化分解，对于条件基元L来说，则是方案选优过程中的条件约束，这一协同修订方式能够使各位专家快速地定位条款中存在的技术缺陷，完成有针对性的标准修订工作。-93-万方数据 哈尔滨工业大学管理学博士学位论文支配对象，管材与管件施动对象，操作工人工艺，热熔连接可采用，工具，对接工具G（4-28）1公称外径，90加工时间，t承插深度，R流通比，90%L工艺X,期望流通比，90%，则PGL是一个不相容问题，由1111事元I(d,b,u)的发散分析得到：(d,b,u)-d,1电熔连接,u1，d,2法兰连接,u2，……，取b为“电熔连接”，则公称直径小于90mm的聚丙烯管材的连接后流通比达到可以接受的程度。此时GG-，即做变换TGG，其中12112支配对象，管材与管件施动对象，操作工人工艺，电熔连接可采用，工具，对接工具G，此时PGL是一个相容问2G21公称外径，90加工时间，t12%承插深度，R流通比，90%题，通过多个参与主体的事元模型的相容变换实现了《建筑给水聚丙烯管道工程技术规范》中关于管件连接的分情况表达，使标准化系统中的设计单位、施工单位、监理单位、科研单位以及政府机构等明确了不同管材外径下的连接技术手段，方便各方主体施行各自的标准化职能。（2）对于无法进行量化的事元模型可用专家打分的方式得到其可行方案集，R(I)(I,可行性,v)(I,c,v)。将所有可行的事元整合为策略集，记为1jj1jj11jI,I,l1l2,Ilr，其中lj1,2,,k(j1,2,,r)。标准协同修订方案的最终确定需要经过策略集的择优，建立策略集评价事物元：R(I)(I,c,v)i2,3（4-28）iljljiij其中c（标准的效用水平）与c（预期实施效果）的量值v，v可根据标232j3j准实际情况通过专家打分等评价方法给出。标准化事元模型在动词d上需要注意严重程度的区别，建筑工程标准的严重-94-万方数据 第4章建筑工程标准化系统全过程的协同优化程度分为四个等级：“必须”、“严禁”表示动词属性为很严格；“应”、“不应”或“不得”表示动词属性为严格；“宜”、“不宜”表示允许使用主体稍有选择；“可”则代表施动主体在一定条件下可以进行选择。本实证研究通过基元理论中的事元模型，给出了多主体使用以及协同修订标准的通用方法，事元模型对《建筑给水聚丙烯管道工程技术规范》中条款的分解，一是能够反映使用主体（即施工单位等）对本规范关于管材连接方法的诉求，同时通过技术指标的模块化表述，能够使标准的相关修订主体，例如科研单位、规范的主编单位等迅速找到本规范在施行过程中存在的问题，使必要的技术指标反映到规范的条款当中。二是规范在修订过程中为多主体提供了择优的空间，本实证研究中，连接方式的选择包括热熔、电熔以及法兰连接等方式，不同方式的参数对照能够使多方参与主体找到符合行业利益的最佳方案，有助于规范质量的协同优化。三是在规范修订实施后，标准化系统中的监督类主体，也能够通过事元模型的可追溯性，找到条款规定的技术要点。这样在整个标准化系统的运行全过程中，多主体参与下的标准化行为不会出现信息传递过程中的损失情况，真正实现了通过方案择优的方式完成了标准化系统内部的协同优化，使建筑工程的标准化效果有本质的提升。4.6本章小结本章主要以标准化系统运作的全过程为论述对象，从微观的角度，以多主体协同视角给出了建筑工程标准化系统的优化方法。涉及到的主要阶段包括标准的制定、标准质量的诊断、标准的修订以及建筑工程标准的实施。涵盖了建筑工程标准化运作的核心过程，认为多主体协同行为既是标准化过程的客观现实，也是整个系统良性运作的必要条件。本章利用Petri网的理论方法构建了多主体参与制定标准的协同模型；提出了基于标准功能团的标准实施策略，并构建了面向协同的综合标准化方法和标准化信息传递规则；通过建立基于主体经验的支持向量机判断方法，给出了参与主体利用协同经验对同一类型标准进行诊断的科学决策方法；并利用基元理论给出了动态的标准修订模型，通过吸纳多方主体的修订意见，改善了当前标准修订工作相对滞后的状态；最后根据本章设计的方法，给出了标准质量协同诊断与修订的实证分析。-95-万方数据 哈尔滨工业大学管理学博士学位论文第5章基于主体协同行为控制的标准化系统优化策略研究5.1基于主体集群的标准化系统协同演化仿真根据本文2.1节中的研究可发现，从主体参与的视角来看，标准化是技术、经济及社会等领域中的若干主体交互推动所形成的复杂网络的结果，这一结果包含着整个系统序参量（标准体系）的产生。因此，现代意义的建筑工程标准，应该产生于标准化发展的成熟阶段，即由内生协同模式产生，这一模式包含的协同演化过程可描述为：建筑工程标准最初是从以分工为特征的生产秩序中演化出来的，建筑工程参与主体间合作关系的聚集效应使得主体之间逐渐建立了通用的规则以提高建设生产的效率与质量，这些通用规则逐渐从合作体中扩展到合作体外的建筑市场，融合其他合作体的规则，逐渐形成了建筑工程标准。与我国过去以拉动为主的标准化发展模式不同，这一主体间协同演化过程将成为未来建筑工程标准化发展的主要模式，因此有必要对这一模式下的主体演化行为加以研究。5.1.1面向主体集群的标准化交互规则内生协同模式下的主体是通过参与标准的制修订工作，将自身的先进技术推广到市场中，这一过程中，即使是那些因技术或者规模优势占据主导地位的主体也无法剥离建筑工程建造过程中其他主体，形成一套满足自身利益最大化的相关标准。因而，协同演化行为实际上是通过与其它主体相互合作、相互协商与妥协的行为路径。根据建筑工程的特点，主体间的关系是通过建造过程实现的物质、行为及信息的关联，参与主体在位置固定的建设项目上完成各自的分工与任务，从而在建设周期内形成了相互配合的建造团队。这一团队往往分工明确、由若干不同专业的参与主体构成，同时具有明显的地域分布特性。分工与专业在标准化过程中体现为不同类型的标准的产生，而地域分布特性则是指地域上距离较近或者业务往来较为频繁的主体之间更容易就一项新的建筑工程项目建立合作关系。本文将这种通过合作建立的建筑项目建设团队称为主体集群。按照聚集初始状态的不同，主体集群可以按照分工的差异划分为机电安装、土木施工、装饰装修等集群；也可按照不同的地域，从业务合作的角度将连接紧密的主体划分为一个主体集群。主体集群的标准化交互规则被看作是通过协同演化逐渐形成统一标准的过程的演化准则。这里设定主体对建筑工程的相关技术指标的掌握是连续的，这是基-96-万方数据 第5章基于主体协同行为控制的标准化系统优化策略研究于主体对技术指标的掌握能根据建设需要进行针对性地调整这一观察事实。为建立仿真模型，用连续区间[0,1]上的数值表示参与主体对技术指标的接纳状态。主体集群的存在说明主体在集群内部更容易产生技术交流，而业务往来以及每个项目之间存在的协作关系致使分布于集群之间的主体交流频率要低于集群内部的主体交流频率。另外，集群内部主体的地位与实力也存在差异，这种差异体现在主体集群内部会存在较为强势的主体，强势主体对资源的掌控和对技术的坚持，会引导合作过程中的其他主体妥协于其主导的相关技术指标，而自身的地位优势又使得其很难对其他弱势主体的技术指标进行妥协。基于以上的观察事实和设定的交互规则，建筑工程标准化系统的协同演化过程可通过仿真的形式给出控制优化方案。5.1.2建筑工程标准化系统的协同演化模型构建建筑工程标准化系统内部交互规则说明参与主体对技术指标的接纳状态并非是固定不变的，而是通过建筑工程的生产过程与其他主体的接纳情况进行交互，不断形成基于合作的技术交流过程。本模型将主体对技术的接纳情况定义为连续区间[0,1]中的随机数，演化过程每次选择两个主体i和j，则当两个主体所采纳的技术指标(xx,)的差值小于某一阈值e，即xxe时，则两个主体能够建立合ijij作关系，此时二者持有的技术指标进行交互，技术指标的接纳规则如下：x(t1)x(t)u[x(t)x(t)]iiji（5-1）x(t1)x(t)u[x(t)x(t)]jjij其中u表示主体对其他主体持有的技术指标的妥协程度，阈值e表示主体接纳技术指标的置信区间，即只有当双方持有的技术指标差别在一定的范围内才有可能进行技术的融合，最终形成符合双方利益的技术方案。式（5-1）表明，建筑工程标准化系统内部主体间的演化结果与上一时间点的自身状态和与其他主体当前状态的技术方案之间的差异有关。在协同演化带来的技术融合过程中，不同主体对技术的接纳程度存在显著的差异，其影响因素包括：主体规模、合作中所处位置、技术领先程度等。按照主体对自身技术的坚持程度，将集群内部的主体分为普通参与主体与主导类参与主体，并假设主导类参与主体在合作中难以妥协于其他主体的技术指标。则本协同演化模型按照参与主体合作关系的亲疏引入以主体集群为单元的协作结构，同时又按照主体接纳其他合作方技术指标的坚持程度，在集群中考虑主导类主体的存在。设r表示集群内部的关联主体数量，r则表示主体与集群外部主体关联的inout数量，则引入参数vr/r表示主体集群间的耦合程度。当v=0时，表示主体与inout集群外部的主体没有关联，整个系统相当于两个独立的主体集群；当v=1时，则-97-万方数据 哈尔滨工业大学管理学博士学位论文说明不存在明显的主体集群分布。5.1.3标准化主体协同演化仿真分析5.1.3.1仿真步骤设计标准化系统中主体对技术的掌握状态用H表示，且xx,H，Sm[1,]。sijs设主体对技术的掌握初始状态Ht(0)在连续区间内均匀分布，则标准化主体协s同演化的规则如下：（1）设定参与主体的数量为m，主体集群的关联主体数量为r，集群间的in耦合程度为v，技术采纳指标之间的差值为e，主体的妥协系数为u。（2）随机选择一个主体i及其关联主体j。如果两者中存在一个主导主体，则另一主体按照式（5-1）更新自身的技术状态，主导主体状态不变；若i与j都为主导主体，则二者的技术状态不变；若i与j都不是主导主体，则两者按照式（5-1）更新自身的技术指标。（3）对以上两个过程循环进行，直到完成仿真迭代次数时停止。5.1.3.2仿真结果分析本文利用Matlab对标准化主体协同演化的过程进行了多参数集下的仿真研究。仿真方案的设计主要为考量因建筑工程生产而形成的主体集群对标准化活动产生的影响。仿真过程分为两个阶段：首先给出不存在主导类参与主体情况下的仿真结果；其次研究主导类参与主体的存在对建筑工程标准化过程产生的影响。（1）首先考虑建设项目建造过程中不存在主导类参与主体的情况，即在建筑工程的生产过程中，各个参与方具有相对平等的地位，不存在技术水平明显高于其他主体的强势单位，按照表5-1的参数集进行仿真，结果如图5-1所示。表5-1无主导主体的仿真参数设置Table5-1Simulationparameterssettingforthecasewithoutleadingparticipant参数仿真数值参数仿真数值技术接纳阈值e0.5技术指标接纳状态范围[0,1]技术指标的妥协程度u0.5集群间耦合程度v0.0015仿真步时40000参与主体数量200集群内部的关联主体数量rin5主导型主体数量0图5-1是技术接纳阈值为0.5，主体妥协程度为0.5时的演化仿真结果，图中可以看出，参与主体在建造过程中通过技术交流从起初的技术状态随机分布最终演化成统一的技术规则。说明参与主体通过与其关联的主体进行的技术交流，是建筑工程标准形成的基础之一，同时也证明了内生协同模式存在一定的演化基础。-98-万方数据 第5章基于主体协同行为控制的标准化系统优化策略研究10.9Group1--(-Line)Group2--(ocircle)0.80.7技术0.6指标0.5采纳0.4状0.3态0.20.1000.511.522.533.54仿真时步（万步）4x10图5-1无主导主体时的标准化主体协同演化过程Figure5-1Collaborativeevolutionaryprocesswithoutleadingparticipant主体妥协程度u通过控制技术指标差别来影响技术接纳状态的收敛速度，而技术接纳阈值e则是最终演化形态的关键参数，因此仅对e值进行调整，考察不同技术接纳阈值下的协同演化结果。设此时e=0.2，v=0.0015，得到仿真图5-2。与图5-1进行比较可以看出在其他条件相同的情况下，技术接纳阈值对演化形成的技术规则的一致性起到了关键作用，较低的阈值下的协同演化能够形成多元化的技术准则，说明建筑工程领域的参与主体通过降低自身的技术指标差值的接纳阈值，能够形成若干统一的技术标准。10.9Group1--(-Line)Group2--(ocircle)0.80.7技术0.6指标0.5采纳0.4状0.3态0.20.10012345678仿真时步（万步）4x10图5-2标准化主体协同演化过程（e=0.2，v=0.0015）Figure5-2Collaborativeevolutionaryprocess(e=0.2，v=0.0015)-99-万方数据 哈尔滨工业大学管理学博士学位论文10.9Group1--(-Line)Group2--(ocircle)0.80.7技术0.6指标0.5采纳0.4状0.3态0.20.10012345678仿真时步（万步）4x10图5-3标准化主体协同演化过程（e=0.2，v=0.15）Figure5-3Collaborativeevolutionaryprocess(e=0.2，v=0.15)图5-3增加了主体集群间的耦合程度v的数值，发现无论集群的耦合程度大与小都会呈现多元的技术标准形成路径，并且同样在相似的位置形成了统一的技术准则。同时，与图5-2的比较不难发现，集群耦合程度的增加使得演化路径在缩短收敛时间的同时能够达成更为一致的技术准则，说明耦合程度是影响标准形成的关键因素。（2）其次，考虑存在主导主体的情况。假设，因客观因素（地域、合作关系等）的限制，存在两个界限明显的参与主体集群（直线代表集群1，圆圈代表集群2），每个集群存在一个主导类主体，并且主导类主体掌握的技术体系存在差异。此时，将技术接纳阈值调整为0.5，社团耦合度v为0.005，仿真步时增加到150000步，仿真结果如图5-4所示。10.9Group1--(-Line)Group2--(ocircle)0.80.7技术0.6指标0.5采纳0.4状0.3态0.20.10051015仿真时步（万步）4x10图5-4主导主体参与下的协同演化过程（v=0.005）Figure5-4Collaborativeevolutionaryprocesswithleadingparticipant(v=0.005)-100-万方数据 第5章基于主体协同行为控制的标准化系统优化策略研究图5-4的结果说明，当建筑工程建造过程的技术交流存在较为强势的主导主体时，主体间的技术融合呈现集群化的分布，集群之间的技术体系存在显著的分化。同时，集群内部能够形成统一的技术体系。说明当建筑工程标准化主体中存在较为强势的主导主体，则标准的形成具有明显的集群化特征，容易因主体分布的特点形成多元化的技术体系。在现实中既存在分布明显的主体集群，也存在集群之间的主体相互交流的情况，这就使得两个不同的主体集群之间存在着技术体系上的交互。这里将集群间的耦合程度v值增大（v=0.8），表示集群之间的技术交流程度加大，则此时的模拟结果如图5-5所示。图5-5中可以看出，当两个主体集群中存在主导类主体，同时，集群间的耦合程度较大时，技术体系形成了朝向同一方向的发展态势，这说明当参与主体间的连通性较好时，更容易形成统一的技术体系。10.9Group1--(-Line)Group2--(ocircle)0.80.7技术0.6指标0.5采纳0.4状0.3态0.20.10051015仿真时步（万步）4x10图5-5主导主体参与下的协同演化过程（v=0.8）Figure5-5Collaborativeevolutionaryprocesswithleadingparticipant(v=0.8)正如本文第二章所述，建筑工程标准化的内生协同模式是标准化系统发展到高级阶段的主要特征。这一阶段体现出的过程特征是：主体间通过共享、交换自身掌握的技术体系，在建筑生产活动中逐渐形成了统一的技术体系并最终形成多方认同的既定标准。通过对协同演化模型的仿真发现：1）建造生产过程中的技术交流能够使技术体系从最初的分散状态演化成统一的技术规则；2）如果参与主体的技术接纳阈值较低则能够形成多元化的技术规则体系；3）若主体集群中存在主导类主体，则协同演化的结果会呈现出差异显著的技术体系；4）而通过增大集群间的参与主体的交流程度，能够引导主体集群演化出统一的技术体系，并最终形成相应的建筑工程标准。仿真的结果说明通过调节参与主体对其他技术体系的接纳阈值、不同主体集-101-万方数据 哈尔滨工业大学管理学博士学位论文群间的连通性等手段，能够有效引导和控制建筑工程标准的形成过程。而在整个标准化系统的运作过程中，在符合多方利益的相关标准形成之后，还会相继产生诸如对既定标准条款的采纳博弈以及合作中存在的实施积极性等问题，从整个标准化系统运行的角度来看，对围绕建筑工程标准生命周期（标准生成、标准采纳、标准实施）的主体行为集合进行系统地研究，是控制标准化系统高效运作的核心路径。5.2建筑工程标准主体采纳行为的博弈与控制建筑工程领域的各项标准在规范建筑市场行为，促进工程技术进步，保障建筑工程质量，合理使用建设领域的各项资源以及提高项目参与主体的经济效益等方面起到了至关重要的作用。随着市场竞争机制的不断完善，建筑工程领域的企业主体需要始终依靠自身的技术水平和质量管理能力提高企业竞争力。在整个竞争过程中，建筑工程领域的各项标准既是衡量产品质量的基本标尺也是建筑技术进步的有效载体和传递工具。5.2.1参与主体采纳建筑工程标准的动因分析现阶段，我国建筑工程领域的标准按照法律属性可划分为强制性标准和推荐性标准。其中强制性标准在国家法律和行政法规的约束下要求企业必须执行[168]。推荐性标准则是指强制性标准范围以外，尚不具备纳入强制性标准的某些条件，代表着新技术、新工艺、新材料以及新方法等还不具备广泛推广对象的标准。由于推荐性标准种类繁多，涉及到建筑工程过程中的每个环节，同时具有广泛的约束和指导对象，因此在建筑工程推荐性标准实施过程中存在着推荐性标准采纳率不理想，标准的供给无法快速响应建筑工程领域的技术进步，企业参与推荐性标准制修订积极性不高等问题。建筑工程推荐性标准最主要的实施主体是建筑工程各个环节中的各类企业，这些企业往往以利益最大化为目标，这种利益的敏感性会随着技术进步或者主体偏好改变等积累性因素的变化逐渐改变企业主体的目标集合，目标的实现所带来[169]的成功示范效应使得效仿者日益增多，从而为推荐性标准的供给提供了市场基础。在参与主体数量有限的不完全竞争市场中，各个相关主体在进行采纳标准决策时必须考虑其他主体的反应。因此，建筑工程推荐性标准的存在能否使得主体自身的效用（如技术壁垒收益、成本领先、消费者认同等）满足“激励相容”的要求成为了一个值得讨论的问题；另外，技术标准间的竞争依赖于网络效应、[170]采纳成本（包括价格和转换成本）以及技术功能等关键要素，使得企业主体的采纳行为与推荐性标准之间存在着相互影响的耦合关系。也有学者认为新技术的采纳同样需要考虑社会环境、政策导向、竞争压力、组织特点等因素的影响-102-万方数据 第5章基于主体协同行为控制的标准化系统优化策略研究[170]~[173]。建筑工程推荐性标准的采纳行为是一个开放的决策系统，动态的演化过程形成了企业主体之间的博弈策略集合，通过对标准采纳行为的分析可以得出影响标准采纳行为的主要因素。建筑工程标准化采纳行为主体是由相关企业群体组成的，群体中企业个体间采纳行为的相互影响是一个围绕企业所面对的局势（博弈环境与主体状态）不断变化的动态过程。全面分析推荐性标准采纳行为的动因和影响因素需要从尚未给定的博弈结构和合作环境出发，利用演化博弈的方法找到博弈主体策略的调整过程、趋势，并在排除主体有限理性所引起的偏离和失误的干扰之后达到均衡。建筑施工过程对推荐性标准的采纳主要通过两种方式，即非正式的机制及契约约束下的标准采纳，下面针对这两种模式分别构建演化博弈模型。5.2.2非正式契约下的标准采纳演化博弈模型5.2.2.1模型的构建由于演化博弈是以群体为研究对象，且建设类和施工类企业是标准采纳的最主要企业主体，因此本博弈模型用来描述建设类企业和施工类企业在合作和决策过程中通过学习和试错寻求均衡的动态演化过程。设建设方和施工方围绕标准采纳具有相同的策略集：采纳与不采纳。设当施工类企业（M）和建设类企业（N）均未采纳标准时各自获得正常收益Vm，Vn；选择采纳标准时在付出一定成本Cm，Cn的同时会获得正常收益，以及标准采纳的超额收入V（V等于政府补贴Vg、消费者激励Vc、技术领先优势Vt之和），α为施工类企业获得的超额收入的分配系数0≤α≤1；若只有一方采纳标准则只能获得正常收益，同时另一方获得“搭便车”的额外收益U。认为双方采纳标准获得的超额收益大于未采纳标准时所获得的U，即αV＞U，且(1－α)V＞U。双方的支付矩阵如表5-2所示：表5-2非正式机制下的标准采纳支付矩阵Table5-2Payoffmatrixofstandardsadoptionininformalmechanism建设类企业（N）施工类企业（M）采纳推荐性标准未采纳推荐性标准Vm+α(Vc+Vg+Vt)-Cm,Vm-Cm,采纳推荐性标准Vn+(1-α)(Vc+Vg+Vt)-CnVn+UVm+U,未采纳推荐性标准Vm,VnVn-Cn5.2.2.2演化稳定策略分析设施工类企业采纳推荐性标准的概率为p，不采纳的概率为1-p，建设类企业采纳标准的概率设为q，不采纳标准的概率为1-q，为方便计算，将支付矩阵中的超额收益统一为V，则施工类企业和建设类企业进化动态规律（复制者动态方-103-万方数据 哈尔滨工业大学管理学博士学位论文程）分别为：dpF(p)p(1p)[q(VU)C](5-2)mdtdqF(q)q(1q){p[(1)VU]C}(5-3)ndt根据Friedman提供的方法，通过雅克比矩阵的局部稳定分析得出演化博弈的均衡点，因为αV＞U，且(1－α)V＞U，在平面S{(p,q);0p,q1}上有5个平衡点，分别为不稳定点A(1,0)及C(0,1)，稳定点O(0,0)和B(1,1)，以及鞍点CCnmD,，由此得到复制者动态相位图（图5-6）：(1)VUVUqC(0,1)B(1,1)DpO(0,0)A(1,0)图5-6非正式契约下的复制者动态相位图Figure5-6Phasediagramreplicatordynamicsininformalmechanism由图5-1可知，施工方和建设方标准采纳行为的长期演化结果有两种可能，即同时采纳或者都不采纳，当初始状态在区域ADCO中则演化过程向O点收敛，即双方采取不采纳的策略，同理若初始状态落在ABCD区则双方的演化结果为采纳推荐性标准。说明博弈双方的收益因采纳标准而得到良性的改善时，演化结果会朝着采纳标准的方向发展，若双方的收益没有因为采纳标准而普遍增加时，则博弈的某一方会因为没有得到合理的收益从而改变初始的策略并最终回到双方都不采纳标准的状态。5.2.2.3影响因素分析本博弈演化的最终结果取决于两个区域面积的大小，当SADCO