(1)工程决策的过程和目标 工程决策的主体即决策者可能是政府、企事业单位和其他类型。工程决策是在一定价值观 的影响或作用下进行的，要树立正确的价值观，统筹结合理想和现实，把促进人与自然和谐、 人与社会的和谐作为基本原则。 工程决策的过程。工程决策包括工程建设活动的总体战略部署、制定和选择具体实施方案 等两个层次。总体战略部署主要是根据问题与机会，决定在何时何地计划安排何种工程，综合 考虑工程的可行性，工程总体的合理性、协调性与经济性。具体实施方案是在综合比较分析多 个候选实施方案后，从中选出的最佳方案。 工程决策过程中，要根据工程总体目标的要求和战略部署，广泛收集自然、技术、经济、 社会方面的信息并进行加工整理，提出多种可能的备选方案，并对此进行系统分析、权衡选择、 整合集成：避免急躁、草率，避免以偏概全的单要素决定论（如单纯的经济利益）。工程决策 的一般流程包括三步：一是提出问题，二是确定工程目的和目标、收集和加工整理信息并拟定 多种备选方案、三是进行方案选择，如图2.1所示。 工程决策的目标。确定工程目的和目标（群）是工程决策的关键问题。工程目标主要包括 功能目标、技术目标、经济目标、社会目标、生态目标和其他等六个目标。功能目标指项目建 成后所达到的总体功能，技术目标指对工程总体的技术水平的要求或限定，经济目标指总投资、 投资回报率等，社会目标指对国家或地区发展的影响等，生态目标指环境目标、污染的治理程 度等。 是出同思 被集如工整理信意 方茎选择 定多种备这方案 方案实道 图2.1工程决策的一般流程示意图 (2)工程决策的理性与情感 工程决策者是一个人或者一个集体。特定信念、个人价值、社会和职业标准、认知偏好、 个性与环境压力等直接影响决策的结果，因此在工程决策中必须正确处理理性与情感之间的关 系。工程决策必须“理性”，即基于“理性”，运用运筹学、系统分析、最优化理论、理性选择 理论等方法，分析工程的初始条件与边界条件、设计工程方案，进行方案的综合比较评价等。 工程决策中，不存在一个从各个角度均为最佳的方案，而只能根据需求和目标，选择最满意的 方案。 工程决策中的“情感”这一非理性因素发挥重要作用。决策者是人，是有感情的，感情因 素、感情倾向对决策产生一定的影响，甚至会产生关键性的影响。例如“敢上九天揽月、敢下 五洋捉整”，努力跻身世界航天航海大国强国的强烈愿望，就是中国广大航天航海科技工作者 爱国情感的突出表现，这也鲜明地体现在载人航天、深海大洋开发的工程决策和实践过程之中。 又如，许多城市修建了豪华气派的城市中心广场，其中为了改变城市形象、提高市民自豪感的 情感深植于决策者的内心。意志是情感的一种表现形式，在工程决策尤其是重大工程决策面前， 20
20 （1）工程决策的过程和目标 工程决策的主体即决策者可能是政府、企事业单位和其他类型。工程决策是在一定价值观 的影响或作用下进行的，要树立正确的价值观，统筹结合理想和现实，把促进人与自然和谐、 人与社会的和谐作为基本原则。 工程决策的过程。工程决策包括工程建设活动的总体战略部署、制定和选择具体实施方案 等两个层次。总体战略部署主要是根据问题与机会，决定在何时何地计划安排何种工程，综合 考虑工程的可行性，工程总体的合理性、协调性与经济性。具体实施方案是在综合比较分析多 个候选实施方案后，从中选出的最佳方案。 工程决策过程中，要根据工程总体目标的要求和战略部署，广泛收集自然、技术、经济、 社会方面的信息并进行加工整理，提出多种可能的备选方案，并对此进行系统分析、权衡选择、 整合集成；避免急躁、草率，避免以偏概全的单要素决定论（如单纯的经济利益）。工程决策 的一般流程包括三步：一是提出问题，二是确定工程目的和目标、收集和加工整理信息并拟定 多种备选方案、三是进行方案选择，如图 2.1 所示。 工程决策的目标。确定工程目的和目标（群）是工程决策的关键问题。工程目标主要包括 功能目标、技术目标、经济目标、社会目标、生态目标和其他等六个目标。功能目标指项目建 成后所达到的总体功能，技术目标指对工程总体的技术水平的要求或限定，经济目标指总投资、 投资回报率等，社会目标指对国家或地区发展的影响等，生态目标指环境目标、污染的治理程 度等。 图 2.1 工程决策的一般流程示意图 （2）工程决策的理性与情感 工程决策者是一个人或者一个集体。特定信念、个人价值、社会和职业标准、认知偏好、 个性与环境压力等直接影响决策的结果，因此在工程决策中必须正确处理理性与情感之间的关 系。工程决策必须“理性”，即基于“理性”，运用运筹学、系统分析、最优化理论、理性选择 理论等方法，分析工程的初始条件与边界条件、设计工程方案，进行方案的综合比较评价等。 工程决策中，不存在一个从各个角度均为最佳的方案，而只能根据需求和目标，选择最满意的 方案。 工程决策中的“情感”这一非理性因素发挥重要作用。决策者是人，是有感情的，感情因 素、感情倾向对决策产生一定的影响，甚至会产生关键性的影响。例如“敢上九天揽月、敢下 五洋捉鳖”， 努力跻身世界航天航海大国强国的强烈愿望，就是中国广大航天航海科技工作者 爱国情感的突出表现，这也鲜明地体现在载人航天、深海大洋开发的工程决策和实践过程之中。 又如，许多城市修建了豪华气派的城市中心广场，其中为了改变城市形象、提高市民自豪感的 情感深植于决策者的内心。意志是情感的一种表现形式，在工程决策尤其是重大工程决策面前
决策者必须果敢、刚毅、坚定，避免优柔寡断。 (3)工程决策的条件和环境 工程决策的条件和环境就是工程决策对时空观的把握。工程决策是在一定的技术、资源、 社会、政策、资金等条件和环境约束下开展的。及时准确地抓住有利条件（包括时机）和环境 对工程活动的影响巨大，甚至成为决定工程活动的成败。例如，某些条件（包括时机）和环境 对某类工程的实施有利，而当这些条件环境错过之后就会困难重重，甚至不可能成功。又如， 工程决策若制订一个理想化的工程方案而全然不考虑具体的条件和环境，则将理想化的工程方 案放到现实世界中就会漏洞百出。历史告诉人们，工程决策中的不少失误归因于忽视了现实条 件和环境的约束影响，决策者犯了脱离实际、纸上谈兵的毛病。 (4)工程决策的优化与协调 协调与优化的能力体现出工程决策者的决策能力和水平。在技术层面，工程决策要对多种 技术指标之间进行协调优化：在综合层面，工程决策要对技术性、经济性、安全性、环境保护、 不同群体的利益诉求等多个方面进行协调优化。围绕工程活动，往往有多种备选工程方案，每 个备选方案都各有所长，“有利有弊”、“利在这、弊在那”、各带来不同的后果，鲜见那种从各 项衡量标准评价均为最佳的方案，没有“有百利而无一害”的“万全之策”方案。工程决策者 在多种现实要求和现实约束下，无论选择何种方案，都可能存在缺陷或者对某些方面（如相关 利益群体的利益)造成损害，因此必须对备选方案进行优化与协调，最大化积极的后果，最小 化消极的后果。分析取舍积极后果或消极后果在客观上存在一定困难。某个工程项目可能符合 公众利益而得到共同一致的支持（如建设医院、学校等）：而有些则出现利益不一致或者利益 冲突的情况，例如建设化工基地对经济有利，但是对附近居民健康和环境生态产生不利影响。 在当代社会，工程决策中如何优化协调经济效益与社会效益、生态效益的关系是必须面对的突 出挑战。时常处于“义和利”权衡的两难境地，出现工程的经济效益与社会效益、生态效益相 冲突的情况，即坚持工程的经济效益有时难免伤害工程的社会效益：反之，坚持工程的社会效 益，有时又难免损害某些方面的经济利益（居民、团体、企业）。工程决策者必须寻求“义和 利”平衡的决策方案，杜绝见利忘义的行为。 (5)工程决策的科学化与民主化 工程决策必须坚持科学化与民主化，科学化与民主化的统一是同步性，贯穿于工程决策的 每个环节。 工程决策必须坚持决策科学化。工程决策科学化体现在工程内容、参与人员和决策程序等 三个方面。在工程内容方面，要认识掌握工程所涉及的科学原理、技术规范、经济学知识、社 会学知识，例如大型水利工程的决策，在技术上必须按自然规律办事，遵循水文、地质、土木、 环保等领域的自然规律，在经济社会效益上，遵循经济学、社会学等人文社会科学领域的基本 理论方法。在参与人员方面，工程决策要充分发挥科技人员及各类专业人才的咨询作用，认真 听取科学家、工程技术人员、经济工作者、环境保护工作者和其他有关专家的正确意见建议。 对于大型工程的决策，更需要坚持严谨的科学性，比如设立专家组或专家咨询委员会。在决策 程序方面，工程决策过程必须具备科学化的决策程序，严格依照决策程序办事，这样就可以在 制度程序上避免违背自然规律、造成危害的工程方案。 工程决策必须坚持决策民主化。工程决策民主化体现在工程的价值目标、参与人员和决策 21
21 决策者必须果敢、刚毅、坚定，避免优柔寡断。 （3）工程决策的条件和环境 工程决策的条件和环境就是工程决策对时空观的把握。工程决策是在一定的技术、资源、 社会、政策、资金等条件和环境约束下开展的。及时准确地抓住有利条件（包括时机）和环境 对工程活动的影响巨大，甚至成为决定工程活动的成败。例如，某些条件（包括时机）和环境 对某类工程的实施有利，而当这些条件环境错过之后就会困难重重，甚至不可能成功。又如， 工程决策若制订一个理想化的工程方案而全然不考虑具体的条件和环境，则将理想化的工程方 案放到现实世界中就会漏洞百出。历史告诉人们，工程决策中的不少失误归因于忽视了现实条 件和环境的约束影响，决策者犯了脱离实际、纸上谈兵的毛病。 （4）工程决策的优化与协调 协调与优化的能力体现出工程决策者的决策能力和水平。在技术层面，工程决策要对多种 技术指标之间进行协调优化；在综合层面，工程决策要对技术性、经济性、安全性、环境保护、 不同群体的利益诉求等多个方面进行协调优化。围绕工程活动，往往有多种备选工程方案，每 个备选方案都各有所长，“有利有弊”、“利在这、弊在那”、各带来不同的后果，鲜见那种从各 项衡量标准评价均为最佳的方案，没有“有百利而无一害”的“万全之策”方案。工程决策者 在多种现实要求和现实约束下，无论选择何种方案，都可能存在缺陷或者对某些方面（如相关 利益群体的利益）造成损害，因此必须对备选方案进行优化与协调，最大化积极的后果，最小 化消极的后果。分析取舍积极后果或消极后果在客观上存在一定困难。某个工程项目可能符合 公众利益而得到共同一致的支持（如建设医院、学校等）；而有些则出现利益不一致或者利益 冲突的情况，例如建设化工基地对经济有利，但是对附近居民健康和环境生态产生不利影响。 在当代社会，工程决策中如何优化协调经济效益与社会效益、生态效益的关系是必须面对的突 出挑战。时常处于“义和利”权衡的两难境地，出现工程的经济效益与社会效益、生态效益相 冲突的情况，即坚持工程的经济效益有时难免伤害工程的社会效益；反之，坚持工程的社会效 益，有时又难免损害某些方面的经济利益（居民、团体、企业）。工程决策者必须寻求“义和 利”平衡的决策方案，杜绝见利忘义的行为。 （5）工程决策的科学化与民主化 工程决策必须坚持科学化与民主化，科学化与民主化的统一是同步性，贯穿于工程决策的 每个环节。 工程决策必须坚持决策科学化。工程决策科学化体现在工程内容、参与人员和决策程序等 三个方面。在工程内容方面，要认识掌握工程所涉及的科学原理、技术规范、经济学知识、社 会学知识，例如大型水利工程的决策，在技术上必须按自然规律办事，遵循水文、地质、土木、 环保等领域的自然规律，在经济社会效益上，遵循经济学、社会学等人文社会科学领域的基本 理论方法。在参与人员方面，工程决策要充分发挥科技人员及各类专业人才的咨询作用，认真 听取科学家、工程技术人员、经济工作者、环境保护工作者和其他有关专家的正确意见建议。 对于大型工程的决策，更需要坚持严谨的科学性，比如设立专家组或专家咨询委员会。在决策 程序方面，工程决策过程必须具备科学化的决策程序，严格依照决策程序办事，这样就可以在 制度程序上避免违背自然规律、造成危害的工程方案。 工程决策必须坚持决策民主化。工程决策民主化体现在工程的价值目标、参与人员和决策
程序等三个方面。工程的价值目标必须反映多数人民群众的利益，避免损害多数人民群众的利 益的工程决策。在参与人员方面，既要注重听取专家学者的意见建议，也要充分了解利益相关 者和公众的意见。在决策程序方面，制订民主化的工程决策程序，让公众知情、讲话、参与决 策，这样有利于做出符合多数人民群众根本利益的工程决策。 工程决策者必须把决策科学化与民主化相统一，卓越的工程决策体现出决策的科学性和民 主性的高度统一。首先，科学化与民主化相互依存：坚持民主化，就可以避免“权威”或“暗 箱牟利人”操纵工程决策，避免工程决策形式上的“科学化”掩盖实质上的“反科学”现象。 坚持科学化，就可以避免工程决策的盲动和盲从，避免工程决策形式上的“民主化”掩盖实质 上的“反民主”现象。其次，科学化与民主化互相包含，科学化包含民主化，民主化包含科学 化。坚持工程决策的科学化，必然会同时坚持工程决策的民主化，而破坏工程决策科学化的人， 往往同时破坏工程决策的民主化。科学化在工程活动中蕴含着多种协调：例如不同技术领域间 的协调，科学技术与人文社科间的协调，工程活动与社会环境间的协调。民主化在工程活动中 蕴含着尊重客观规律和多数公众的意愿，尊重科学决策程序。因此，不蕴含民主化的科学化是 不健全的，甚至是反科学的：不蕴含科学化的民主化也是不健全的，甚至是反民主的。值得注 意，工程决策中仅依据科技人员等各类专业人才的意见、“一切听专家的”进行决策而忽视公 众意见，或者仅强调公众直接参与工程决策、“一切听群众的”而贬低专业人才意见都是片面 的、错误的。那些走过场似的、形式主义的决策，不是好决策。 2.1.5工程设计 (1)工程设计的内涵、作用和特点 工程设计的内涵与作用。设计是将知识转化为现实生产力的先导过程。工程设计以工程可 实现的方式对具体问题提供切实可行、可操作的解决方案，它是指向和服务于产品和工艺的， 是工程总体计划与具体物质实现之间的环节，是工程技术集成和综合优化的过程，是对工程建 造、运行过程的前期虚拟化现实的过程，影响工程活动的“全过程”和“全局”，发挥起始性、 定向性、渗透性、贯穿性的作用。卓越的工程设计是实现卓越工程建设的前提。工程设计是工 程理念指导下的思维活动和智力活动，是一种创造性的思维活动，突出体现了人在工程活动中 的主观能动性和智慧。工程设计活动既要重视创新性，又要注重规范性，它涉及知识的获取、 加工、处理、集成、转化、交流、融合和传递，工程活动的初始条件、边界条件、环境条件的 调查分析，确定知识转化为工艺、装备、产品的程序流程，预测市场趋势等。 工程设计呈现出创造性、复杂性、选择性和妥协性的特点。创造性在于带来新东西，设 计出以前不曾在现实和人类观念中存在的新事物。复杂性在于工程设计面对多变量、多参数、 多目标和多重约束条件的复杂局面和问题。选择性在于工程设计必须在多个候选解决方案中进 行对比分析，做出选择。妥协性在于工程设计常常必须权衡和协调多个相互冲突的目标和约束 条件。同时，工程设计者除了具备科学知识和科学方法之外，核心的问题是掌握工程设计方法， 具备工程设计能力。而一个人仅仅了解一般科学知识和一般科学方法，难以承担和完成工程设 计任务。 (2)工程设计的过程和若干关系 实施一个完整的工程项目宏观上包含工程决策、工程设计、项目执行等。工程设计发生于 工程决策之后，在项目执行/施工之前。一般，工程设计的成果表达为规范性的图纸、程序和 22
22 程序等三个方面。工程的价值目标必须反映多数人民群众的利益，避免损害多数人民群众的利 益的工程决策。在参与人员方面，既要注重听取专家学者的意见建议，也要充分了解利益相关 者和公众的意见。在决策程序方面，制订民主化的工程决策程序，让公众知情、讲话、参与决 策，这样有利于做出符合多数人民群众根本利益的工程决策。 工程决策者必须把决策科学化与民主化相统一，卓越的工程决策体现出决策的科学性和民 主性的高度统一。首先，科学化与民主化相互依存：坚持民主化，就可以避免“权威”或“暗 箱牟利人”操纵工程决策，避免工程决策形式上的“科学化”掩盖实质上的“反科学”现象。 坚持科学化，就可以避免工程决策的盲动和盲从，避免工程决策形式上的“民主化”掩盖实质 上的“反民主”现象。其次，科学化与民主化互相包含，科学化包含民主化，民主化包含科学 化。坚持工程决策的科学化，必然会同时坚持工程决策的民主化，而破坏工程决策科学化的人， 往往同时破坏工程决策的民主化。科学化在工程活动中蕴含着多种协调：例如不同技术领域间 的协调，科学技术与人文社科间的协调，工程活动与社会环境间的协调。民主化在工程活动中 蕴含着尊重客观规律和多数公众的意愿，尊重科学决策程序。因此，不蕴含民主化的科学化是 不健全的，甚至是反科学的；不蕴含科学化的民主化也是不健全的，甚至是反民主的。值得注 意，工程决策中仅依据科技人员等各类专业人才的意见、“一切听专家的”进行决策而忽视公 众意见，或者仅强调公众直接参与工程决策、“一切听群众的”而贬低专业人才意见都是片面 的、错误的。那些走过场似的、形式主义的决策，不是好决策。 2.1.5 工程设计 （1）工程设计的内涵、作用和特点 工程设计的内涵与作用。设计是将知识转化为现实生产力的先导过程。工程设计以工程可 实现的方式对具体问题提供切实可行、可操作的解决方案，它是指向和服务于产品和工艺的， 是工程总体计划与具体物质实现之间的环节，是工程技术集成和综合优化的过程，是对工程建 造、运行过程的前期虚拟化现实的过程，影响工程活动的“全过程”和“全局”，发挥起始性、 定向性、渗透性、贯穿性的作用。卓越的工程设计是实现卓越工程建设的前提。工程设计是工 程理念指导下的思维活动和智力活动，是一种创造性的思维活动，突出体现了人在工程活动中 的主观能动性和智慧。工程设计活动既要重视创新性，又要注重规范性，它涉及知识的获取、 加工、处理、集成、转化、交流、融合和传递，工程活动的初始条件、边界条件、环境条件的 调查分析，确定知识转化为工艺、装备、产品的程序流程，预测市场趋势等。 工程设计呈现出创造性、复杂性、选择性和妥协性的特点。创造性在于带来新东西，设 计出以前不曾在现实和人类观念中存在的新事物。复杂性在于工程设计面对多变量、多参数、 多目标和多重约束条件的复杂局面和问题。选择性在于工程设计必须在多个候选解决方案中进 行对比分析，做出选择。妥协性在于工程设计常常必须权衡和协调多个相互冲突的目标和约束 条件。同时，工程设计者除了具备科学知识和科学方法之外，核心的问题是掌握工程设计方法， 具备工程设计能力。而一个人仅仅了解一般科学知识和一般科学方法，难以承担和完成工程设 计任务。 （2）工程设计的过程和若干关系 实施一个完整的工程项目宏观上包含工程决策、工程设计、项目执行等。工程设计发生于 工程决策之后，在项目执行/施工之前。一般，工程设计的成果表达为规范性的图纸、程序和
操作流程。不同产业、不同类型、不同规模、不同产品的工程设计具体过程、具体流程和具体 环节不同，其具体成果的表达也不同。 工程设计过程包括工程的需求分析、工程的概念设计、工程的深化设计等过程，在需求分 析的基础上，从概念设计逐步深化、具体化，直至“最终方案”。这个过程并非单向的线性演 进过程，而是在不同环节之间反复“迭代”和“反馈”，在不同专业部门之间反复协调和妥协。 用户需求是设计的根源，界定了设计活动的目标和范围，没有需求就没有设计。工程设计 就是针对需求给出可实现的详细解决方案。准确地把握需求、对准问题的核心和全部是工程设 计成功的关键之一。未吃透需求、草率理解、偏移问题甚至误解需求便开展工程设计，极易在 工程设计中走弯路甚至误入歧路。有时用户需求与可实现（工程）产品之间存在一个鸿沟，用 户因不具备有关知识和背景，可能难以清晰表达和描述需求，甚或提出相互冲突的需求。工程 设计者应当洞察用户的笼统或矛盾的需求，运用自身专业知识和技能，透彻分析、精炼概括、 平衡和取舍用户需求，启发引导用户的正确需求。 工程设计应当在满足技术、经济、社会、法律等约束条件下，实现工程的总体目标和技术 经济指标，满足工程的功能性、安全性、稳定性、可靠性、可维护性等。一般，工程设计约束 条件包括工程项目的投资预算、建设工期、工程使用年限/产品生命周期等约束条件，工程建 造与运行使用应当遵守的相关法律法规和道德伦理。 工程的概念设计应当紧紧围绕用户需求，凝练工程设计的关键问题，运用工程科技、工 程经验和其他综合知识（如经济、社会、文化、伦理等），提出解决问题的思路和基本方案。 概念设计是整个工程设计的“灵魂”和核心，深刻影响工程设计质量的优劣高低，可充分展现 工程设计者把握工程总体目标、驾驭设计任务、满足工程项目的约束条件的能力，反映了工程 设计者工程思维的水平和风格。概念设计细分为概念生成、概念选择，概念生成在需求分析基 础上，运用工程思维能力，发挥设计师的想象力、创造性，集思广益，提出若干设计方案及其 总体思路。概念选择则是综合（量化）比较分析所提出的若干设计方案，周密分析并确定最佳 概念设计方案。这对工程设计者的实践经验、洞察力和分析能力是一个挑战。 工程的深化设计是可实现、可操作的技术实施方案，是概念设计的系统化、精细化、规范 化，是工程设计项目的的“血”与“肉”。复杂的工程设计任务在深化设计过程中被层级式地 分解为多种子任务，在此基础上依据有关规范规程、技术经济标准、计算公式和算法、手册工 具，开展细致周全的计算分析，绘制工程图纸和图集。值得指出，正因为有了众多子任务，工 程设计的协调工作显得十分突出。 工程设计必须处理好创新性与规范性、人员间协调协同的关系。工程设计要把创新精神与 严遵规范有机结合起来。工程设计需要创新，没有创新的精神，就没有工程设计的进步：工程 设计必须遵守“设计规范”，设计规范是大量实验和实践的总结凝练，甚至用血的代价换来的。 对于有必要对现行规范标准进行突破的设计内容，必须本着科学的态度、科学的精神果断地进 行探索创新。与此同时，设计规范具有时代性而并非一成不变，它随着经济社会的发展和科技 的进步而变化，不断适应新的时代、新的需求，因此运用新的知识修改修订设计规范就成为各 行各业的重要创新工作。与此同时，工程设计是集体性的活动，而不是个体性的，工程设计团 队成员呈现专业知识多样化、实践背景多样化，工程设计者、管理者和客户之间的互动关系复 杂，这就需要工程设计团队的内部协调、设计团队与管理者和客户的协同，以保持及时有效的 交流、沟通，甚至必要的妥协。 23
23 操作流程。不同产业、不同类型、不同规模、不同产品的工程设计具体过程、具体流程和具体 环节不同，其具体成果的表达也不同。 工程设计过程包括工程的需求分析、工程的概念设计、工程的深化设计等过程，在需求分 析的基础上，从概念设计逐步深化、具体化，直至“最终方案”。这个过程并非单向的线性演 进过程，而是在不同环节之间反复“迭代”和“反馈”，在不同专业部门之间反复协调和妥协。 用户需求是设计的根源，界定了设计活动的目标和范围，没有需求就没有设计。工程设计 就是针对需求给出可实现的详细解决方案。准确地把握需求、对准问题的核心和全部是工程设 计成功的关键之一。未吃透需求、草率理解、偏移问题甚至误解需求便开展工程设计，极易在 工程设计中走弯路甚至误入歧路。有时用户需求与可实现（工程）产品之间存在一个鸿沟，用 户因不具备有关知识和背景，可能难以清晰表达和描述需求，甚或提出相互冲突的需求。工程 设计者应当洞察用户的笼统或矛盾的需求，运用自身专业知识和技能，透彻分析、精炼概括、 平衡和取舍用户需求，启发引导用户的正确需求。 工程设计应当在满足技术、经济、社会、法律等约束条件下，实现工程的总体目标和技术 经济指标，满足工程的功能性、安全性、稳定性、可靠性、可维护性等。一般，工程设计约束 条件包括工程项目的投资预算、建设工期、工程使用年限/产品生命周期等约束条件，工程建 造与运行使用应当遵守的相关法律法规和道德伦理。 工程的概念设计应当紧紧围绕用户需求，凝练工程设计的关键问题，运用工程科技、工 程经验和其他综合知识（如经济、社会、文化、伦理等），提出解决问题的思路和基本方案。 概念设计是整个工程设计的“灵魂”和核心，深刻影响工程设计质量的优劣高低，可充分展现 工程设计者把握工程总体目标、驾驭设计任务、满足工程项目的约束条件的能力，反映了工程 设计者工程思维的水平和风格。概念设计细分为概念生成、概念选择，概念生成在需求分析基 础上，运用工程思维能力，发挥设计师的想象力、创造性，集思广益，提出若干设计方案及其 总体思路。概念选择则是综合（量化）比较分析所提出的若干设计方案，周密分析并确定最佳 概念设计方案。这对工程设计者的实践经验、洞察力和分析能力是一个挑战。 工程的深化设计是可实现、可操作的技术实施方案，是概念设计的系统化、精细化、规范 化，是工程设计项目的的“血”与“肉”。 复杂的工程设计任务在深化设计过程中被层级式地 分解为多种子任务，在此基础上依据有关规范规程、技术经济标准、计算公式和算法、手册工 具，开展细致周全的计算分析，绘制工程图纸和图集。值得指出，正因为有了众多子任务，工 程设计的协调工作显得十分突出。 工程设计必须处理好创新性与规范性、人员间协调协同的关系。工程设计要把创新精神与 严遵规范有机结合起来。工程设计需要创新，没有创新的精神，就没有工程设计的进步；工程 设计必须遵守“设计规范”，设计规范是大量实验和实践的总结凝练，甚至用血的代价换来的。 对于有必要对现行规范标准进行突破的设计内容，必须本着科学的态度、科学的精神果断地进 行探索创新。与此同时，设计规范具有时代性而并非一成不变，它随着经济社会的发展和科技 的进步而变化，不断适应新的时代、新的需求，因此运用新的知识修改修订设计规范就成为各 行各业的重要创新工作。与此同时，工程设计是集体性的活动，而不是个体性的，工程设计团 队成员呈现专业知识多样化、实践背景多样化，工程设计者、管理者和客户之间的互动关系复 杂，这就需要工程设计团队的内部协调、设计团队与管理者和客户的协同，以保持及时有效的 交流、沟通，甚至必要的妥协
2.2工程观 2.2.1工程中的系统观 (1)工程系统的内涵 工程是由不同要素组成的动态系统。系统(system)是若干相互联系、相互作用、相互依 赖的要素结合而成的，具有一定的结构和功能，并处在一定环境下的有机整体。钱学森认为： 系统是由相互作用相互依赖的若干组成部分结合而成的，具有特定功能的有机整体，而且这个 有机整体又是它从属的更大系统的组成部分。简单讲，系统就是将零散的东西进行有序的整理、 编排形成的具有整体性的整体。工程系统是由人、物料、设施、能源、信息、技术、资金、土 地、管理等要素，按照特定目标与技术要求形成的有机整体，并受到自然、经济、社会等因素 深刻的影响。 现代工程的日益复杂导致现代工程的系统化日益突出。在宏观上，现代工程的影响因素多， 影响范围规模大，结构关系和环境影响复杂：目标与属性多样：人的因素影响突出、经济性显 著。只有具备现代系统观，才能合理有效解决工程系统中纷繁复杂的问题。在专业集成上，不 同专业工程（如机械工程、材料工程、电气工程、土木工程等）之间的学科交叉融合日益提高， 综合功能日益增强，需要建立科学的系统观才能谋求工程科学的创新。对现代工程技术人员， 为应对日益复杂的工程，必须学会和掌握系统思维与系统分析的理论方法，注重对系统思想、 综合素质和战略眼光的自我培养。 (2)工程的系统性及其与自然系统、社会系统的关系 工程的系统性体现在工程系统特性、工程系统功能与结构、工程系统环境等三方面。 工程系统特性具有整体性、目标性、动态性、复杂性、开放性、人本性、战略性等多种特 性。整体性是工程系统的核心特性（例如三峡水利枢纽工程的防洪、发电、生态保护等整体功 能，智能手机的支撑通话、微信、上网功能等的操作系统整体功能)，相对独立的系统要素及 要素间的关联、能量转换、时空优化，均是基于系统功能的相互依存性、逻辑统一性和技术规 范性而存在于系统整体之中。系统中的各要素通过特定的集成方式而协调、综合为具备特定功 能的系统，体现了综合集成创新。如果各个要素集成协调不当就无法形成良好的功能。目标性 是指工程系统的开发、运行、发展，均有其总体目标和具体目标，包括技术目标、经济目标、 环境目标、社会目标以及工程系统发展目标，每个目标要求又可细分成若干子目标：各个目标 之间存在彼此作用、相互消长的关系，工程系统目标的实现过程即就是工程化过程。动态性即 工程系统动态可变而非静态。现代经济社会快速发展，影响工程系统的多种因素（市场、技术、 管理)和环境条件加速变化，使得工程系统的动态性日益凸显，工程系统的有效寿命周期不断 缩短，这对工程系统的技术创新提出越来越高的要求。复杂性是指内部结构与运行行为的复杂 特性，表现在系统的多功能、多层次结构，各组成部分之间紧密联系且以不同方式耦合，可以 动态重组形成多重互动：系统的构成要素种类繁多，模型各不相同。开放性是指工程系统与外 部环境的物质、能量、信息的交换和交流：工程系统的开发、运行受到技术、经济、社会、管 理、生态、伦理等多方面环境因素的影响，现代工程系统对外部环境的依赖性日益突出。人本 性是指工程系统必须为人的利益服务，在工程系统中必须考虑资源提供者、建设者、运营者以 及不同利益悠关者等多重主体，行为主体的态度和利益诉求以及人与人之间的协作日益重要。 战略性是指大规模复杂的工程系统（如高铁工程、航天工程）对经济、社会、科技、环境甚至 24
24 2.2 工程观 2.2.1 工程中的系统观 （1）工程系统的内涵 工程是由不同要素组成的动态系统。系统（system）是若干相互联系、相互作用、相互依 赖的要素结合而成的，具有一定的结构和功能，并处在一定环境下的有机整体。钱学森认为： 系统是由相互作用相互依赖的若干组成部分结合而成的，具有特定功能的有机整体，而且这个 有机整体又是它从属的更大系统的组成部分。简单讲，系统就是将零散的东西进行有序的整理、 编排形成的具有整体性的整体。工程系统是由人、物料、设施、能源、信息、技术、资金、土 地、管理等要素，按照特定目标与技术要求形成的有机整体，并受到自然、经济、社会等因素 深刻的影响。 现代工程的日益复杂导致现代工程的系统化日益突出。在宏观上，现代工程的影响因素多， 影响范围规模大，结构关系和环境影响复杂；目标与属性多样；人的因素影响突出、经济性显 著。只有具备现代系统观，才能合理有效解决工程系统中纷繁复杂的问题。在专业集成上，不 同专业工程（如机械工程、材料工程、电气工程、土木工程等）之间的学科交叉融合日益提高， 综合功能日益增强，需要建立科学的系统观才能谋求工程科学的创新。对现代工程技术人员， 为应对日益复杂的工程，必须学会和掌握系统思维与系统分析的理论方法，注重对系统思想、 综合素质和战略眼光的自我培养。 （2）工程的系统性及其与自然系统、社会系统的关系 工程的系统性体现在工程系统特性、工程系统功能与结构、工程系统环境等三方面。 工程系统特性具有整体性、目标性、动态性、复杂性、开放性、人本性、战略性等多种特 性。整体性是工程系统的核心特性（例如三峡水利枢纽工程的防洪、发电、生态保护等整体功 能，智能手机的支撑通话、微信、上网功能等的操作系统整体功能），相对独立的系统要素及 要素间的关联、能量转换、时空优化，均是基于系统功能的相互依存性、逻辑统一性和技术规 范性而存在于系统整体之中。系统中的各要素通过特定的集成方式而协调、综合为具备特定功 能的系统，体现了综合集成创新。如果各个要素集成协调不当就无法形成良好的功能。目标性 是指工程系统的开发、运行、发展，均有其总体目标和具体目标，包括技术目标、经济目标、 环境目标、社会目标以及工程系统发展目标，每个目标要求又可细分成若干子目标；各个目标 之间存在彼此作用、相互消长的关系，工程系统目标的实现过程即就是工程化过程。动态性即 工程系统动态可变而非静态。现代经济社会快速发展，影响工程系统的多种因素（市场、技术、 管理）和环境条件加速变化，使得工程系统的动态性日益凸显，工程系统的有效寿命周期不断 缩短，这对工程系统的技术创新提出越来越高的要求。复杂性是指内部结构与运行行为的复杂 特性，表现在系统的多功能、多层次结构，各组成部分之间紧密联系且以不同方式耦合，可以 动态重组形成多重互动；系统的构成要素种类繁多，模型各不相同。开放性是指工程系统与外 部环境的物质、能量、信息的交换和交流；工程系统的开发、运行受到技术、经济、社会、管 理、生态、伦理等多方面环境因素的影响，现代工程系统对外部环境的依赖性日益突出。人本 性是指工程系统必须为人的利益服务，在工程系统中必须考虑资源提供者、建设者、运营者以 及不同利益悠关者等多重主体，行为主体的态度和利益诉求以及人与人之间的协作日益重要。 战略性是指大规模复杂的工程系统（如高铁工程、航天工程）对经济、社会、科技、环境甚至