【正文】 運(yùn)行效用，尤其是其負(fù)面效用的不可完全預(yù)期性，人工物與其嵌入的自然與社會(huì)環(huán)境相互作用的不確定性，可能會(huì)給自然、社會(huì)、周遭的人群帶來(lái)危害，許多問(wèn)題只有在人工物的長(zhǎng)期運(yùn)行中才能顯現(xiàn)出來(lái)。實(shí)際工程活動(dòng)中設(shè)計(jì)變更、反復(fù)設(shè)計(jì)、甚至重新設(shè)計(jì)都是經(jīng)常發(fā)生的事情。 —— 航空工程和航天工程 —— 利用有生命物質(zhì)作為手段來(lái)參與改造自然 現(xiàn)象的實(shí)踐過(guò)程 二、工程活動(dòng)的類型 第二節(jié) 工程活動(dòng)的結(jié)構(gòu)和類型 ? 按其它方法分類： ? ①根據(jù)工程活動(dòng)的對(duì)象：依此把工程分為：獲取、變換和加工物料的工程；獲取、變換和加工能量的工程；獲取、變換和加工信息的工程 ? ②按照工程方法論：正向工程、反向工程、橫向工程和重新工程 ? ③按照工程規(guī)模：大型工程、中型工程和較小型工程 ? ④按照復(fù)雜性：極其復(fù)雜工程、中等復(fù)雜工程和簡(jiǎn)單工程 ? ⑤按創(chuàng)新性：完全創(chuàng)新工程、部分創(chuàng)新工程和較少創(chuàng)新工程 ? ⑥按風(fēng)險(xiǎn)性：高風(fēng)險(xiǎn)工程、中風(fēng)險(xiǎn)工程和低風(fēng)險(xiǎn)工程 51 1 ２ ３ — 第一節(jié) 工程的本質(zhì)和特征 — 第二節(jié) 工程活動(dòng)的結(jié)構(gòu)和類型 — 第三節(jié) 工程活動(dòng)的過(guò)程和發(fā)展 目 錄 4 — 第四節(jié) 工程方法論（系統(tǒng)方法、集成方法） 第三節(jié) 工程活動(dòng)的過(guò)程和發(fā)展 ? 一、工程活動(dòng)的過(guò)程 ? ?工程的行動(dòng)結(jié)構(gòu)在其場(chǎng)域與情境條件及自然與社會(huì)環(huán)境中動(dòng)態(tài)運(yùn)行的過(guò)程， 它展開(kāi)為計(jì)劃、設(shè)計(jì)、實(shí)施和運(yùn)行。 人員組織、施工工藝、施工工序、原材料供應(yīng) 多方面對(duì)對(duì)上述行動(dòng)進(jìn)行評(píng)價(jià)， 注意評(píng)價(jià)主體、評(píng)價(jià)對(duì)象、評(píng)價(jià)尺度 工程的行動(dòng)結(jié)構(gòu) 第二節(jié) 工程活動(dòng)的結(jié)構(gòu)和類型 場(chǎng)域與情境條件結(jié)構(gòu)的特征 當(dāng)下發(fā)生性 主體間性 境域約束性 隨機(jī)的變異性 人工物在境域中建構(gòu)性 工程主體當(dāng)下產(chǎn)生的新的空間 時(shí)間結(jié)構(gòu)的經(jīng)驗(yàn)。 ? 由于現(xiàn)代工程活動(dòng)徹底地改變了現(xiàn)代社會(huì)的面貌，深刻地影響著人類社會(huì)生活的方方面面，因此，對(duì)工程活動(dòng)的價(jià)值評(píng)估必然是多維的、多層次的，它包括經(jīng)濟(jì)的、政治的、軍事的、生態(tài)的、環(huán)境的、文化的、科學(xué)技術(shù)的、人文的、審美的等眾多維度的價(jià)值評(píng)價(jià)。 ? 由于情境事件的不可避免的隨機(jī)發(fā)生，最終建造完成的人工物可能會(huì)與預(yù)期的工程目標(biāo)存在較大的偏差，甚至可能導(dǎo)致工程目標(biāo)不能實(shí)現(xiàn)。 ? 第一 節(jié) 工程的本 質(zhì) 和特征 ? 工程知識(shí)的集成性與優(yōu)化性 ? 工程知識(shí)僅集成“自然科學(xué)”、“技術(shù)科學(xué)”和“人文社會(huì)科學(xué)”這三大類知識(shí)還不夠，還必須集成相關(guān)的已有經(jīng)驗(yàn)，尤為重要的是，必須集成在當(dāng)下具體工程現(xiàn)實(shí)發(fā)生中，依賴特殊場(chǎng)域、情境而產(chǎn)生的境域性知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)?！? 這幾乎就是工程本身的定義。正如 A ? ? 它不僅在改造自然的意義上改變著人與自然的關(guān)系，改變著人類生存的自然環(huán)境，而且也深刻地影響甚至改變著人與人之間復(fù)雜的社會(huì)關(guān)系，影響社會(huì)的經(jīng)濟(jì)、政治、文化活動(dòng)，進(jìn)而可能導(dǎo)致社會(huì)組織、制度安排、仍至于社會(huì)結(jié)構(gòu)的變遷，從而改變著人類生存的社會(huì)環(huán)境及人類的生活方式。 第一 節(jié) 工程的本 質(zhì) 和特征 ? 根據(jù)以上對(duì)工程與科學(xué)、技術(shù)、生產(chǎn)之間劃界的分析，我們可以將工程更具體地界定為： ? 為了滿足人類社會(huì)的各種需要，在綜合集成科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)、人文等理論性知識(shí)及情境性知識(shí)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，在經(jīng)濟(jì)核算的約束下，調(diào)動(dòng)各種資源，在特定的自然環(huán)境和社會(huì)情境中，通過(guò)探索性、創(chuàng)新性、不確定性和風(fēng)險(xiǎn)性的社會(huì)建構(gòu)行動(dòng)，有計(jì)劃、有組織地建造某一特定人工物的社會(huì)實(shí)踐過(guò)程及其成果。 ? 第一 節(jié) 工程的本 質(zhì) 和特征 ? 工程與生產(chǎn)之間的聯(lián)系： ? ①一般來(lái)說(shuō)，生產(chǎn)活動(dòng)往往以工程活動(dòng)為前提、為基礎(chǔ)。 第一 節(jié) 工程的本 質(zhì) 和特征 ? ③工程活動(dòng)也具有很強(qiáng)的計(jì)劃性，從目標(biāo)的選擇、項(xiàng)目的確定，從設(shè)計(jì)、實(shí)施到人工物的建成與使用，整個(gè)工程活動(dòng)的推進(jìn)過(guò)程都要受到計(jì)劃的約束，但是，這種計(jì)劃并不是一成不變的，往往是計(jì)劃趕不上變化；整個(gè)工程活動(dòng)充滿著不確定性。 第一 節(jié) 工程的本 質(zhì) 和特征 ? （ 3）工程與生產(chǎn)的劃界 ? 關(guān)于生產(chǎn)的定義： ? 我們可以把生產(chǎn)更具體地界定為：為了滿足人類的各種需要，在一定的現(xiàn)實(shí)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)核算的基礎(chǔ)上，有計(jì)劃地按照嚴(yán)格的規(guī)范和固定操作規(guī)程，批量、重復(fù)、確定地創(chuàng)造定型的物質(zhì)產(chǎn)品的實(shí)踐活動(dòng)。 ? ②工程 不能僅僅歸結(jié)于某種單一技術(shù)的純粹應(yīng)用，工程往往需要綜合集成多種多樣的技術(shù)，同時(shí)還必須集成科學(xué)、經(jīng)濟(jì)、管理、政治、文化、社會(huì)、環(huán)境等非技術(shù)的復(fù)雜因素 ，工程活動(dòng)才能現(xiàn)實(shí)地開(kāi)展。 ? 當(dāng)工程活動(dòng)遇到科學(xué)認(rèn)識(shí)的困境，而現(xiàn)有的科學(xué)知識(shí)又無(wú)法滿足需要時(shí)，工程活動(dòng)往往又會(huì)導(dǎo)致基礎(chǔ)科學(xué)的研究。當(dāng)然，科學(xué)、技術(shù)、工程、產(chǎn)業(yè)四者之間的聯(lián)系是以它們之間的區(qū)別為前提的，沒(méi)有區(qū)別，也就談不上“四元一體”。 ” 第一 節(jié) 工程的本 質(zhì) 和特征 ? 科學(xué)活動(dòng) 發(fā)現(xiàn)為核心的人類活動(dòng) ? 技術(shù)活動(dòng) 發(fā)明為核心的人類活動(dòng) ? 工程活動(dòng) 建造為核心的人類活動(dòng) ? 產(chǎn)業(yè)活動(dòng) 建造社會(huì)化為核心的人類活動(dòng) 第一 節(jié) 工程的本 質(zhì) 和特征 ? 在科學(xué)、技術(shù)、工程乃至于產(chǎn)業(yè)越來(lái)越一體化發(fā)展的當(dāng)代，我們?cè)趶?qiáng)調(diào)科學(xué)、技術(shù)、工程、產(chǎn)業(yè)四元論的同時(shí)，必須要重視它們之間的緊密聯(lián)系。 ? 其五，科學(xué)、技術(shù)、工程已嵌入到“科學(xué) —— 技術(shù) —— 工程 ——產(chǎn)業(yè) —— 經(jīng)濟(jì) —— 社會(huì) —— 環(huán)境”的“鏈條”和“網(wǎng)絡(luò)”之中，形成了牽一發(fā)動(dòng)全身的整體過(guò)程，必須要從這樣的整體過(guò)程來(lái)理解現(xiàn)代工程的特點(diǎn)。 ? 1973年 DNA技術(shù)； ? 1990年正式啟動(dòng)人類基因組計(jì)劃； ? 1997年利用已分化細(xì)胞核克隆哺乳動(dòng)物 —— 綿羊； ? 2022年人類基因微陣列（基因芯片）上市。 ? 1957年前蘇聯(lián)發(fā)射成功第一顆人造地球衛(wèi)星“斯普尼克 1號(hào)”；1961年前蘇聯(lián)試飛成功第一艘載人飛船（“東方號(hào)”）； ? 1969年美國(guó)的阿波羅計(jì)劃實(shí)現(xiàn)了人類登月； ? 1981年美國(guó)的“哥倫比亞”號(hào)航天飛機(jī)試飛成功； ? 1997年美國(guó)“火星探路者”航天器在火星著陸； ? 1998年阿爾法國(guó)際航天站計(jì)劃啟動(dòng)； ? 202 2022年、 2022年中國(guó)分別成功發(fā)射載人太空船神州 5號(hào)、神州 6號(hào)、神州 7號(hào)，首次實(shí)現(xiàn)了中國(guó)人的太空漫步。 第一 節(jié) 工程的本 質(zhì) 和特征 ? （ 3）現(xiàn)代時(shí)期（ 20世紀(jì)上半葉至今） ? 無(wú)線電工程 ? 原子能工程 ? 計(jì)算機(jī)工程 ? 高分子材料工程 ? 生物工程 ? 航空航天工程 ? 海洋工程 ? 環(huán)境工程 ? 。在土木工程方面，鋼材的引入： ? 1851年英國(guó)倫敦建成水晶宮，采用鑄鐵梁柱，玻璃覆蓋； ? 1867年法國(guó)人 16米的鋼筋混凝土橋。雖然直到 1891年，這個(gè)電站還沒(méi)有正常運(yùn)行起來(lái)，但 它無(wú)疑是后來(lái)大型的現(xiàn)代中央電站的先驅(qū)。 ? 1765年 ； ? 1776年 瓦特與 ； ? 1783年 威爾金森工廠最早使用瓦特蒸汽機(jī)驅(qū)動(dòng)蒸汽錘； ? 1785年 紡織廠開(kāi)始采用蒸汽機(jī)做動(dòng)力，隨后織布廠、磨粉廠、鐵工廠等大量 應(yīng)用了蒸汽機(jī)； ? 1800年 英國(guó)已擁有了 321臺(tái)蒸汽機(jī)； ? 同期，生產(chǎn)機(jī)械也在蓬勃發(fā)展，主要表現(xiàn)為一系列紡紗機(jī) ? 、織布機(jī)、機(jī)床等的發(fā)明和應(yīng)用上；機(jī)械工程理論也取得 ? 了突破，主要表現(xiàn)為熱力學(xué)和機(jī)構(gòu)學(xué)的創(chuàng)立等方面； ? 1847年，在英國(guó)伯明翰成立了機(jī)械工程師學(xué)會(huì)，標(biāo)志著機(jī)械工程 ? 作為工程的一個(gè)獨(dú)立領(lǐng)域得到正式承認(rèn)。工程的 綜合集成方 法論 ，是從事物的宏觀現(xiàn)象出發(fā)，以形象思維與邏輯思維、定 性與定量結(jié)合，人機(jī)互動(dòng)的新方法來(lái)應(yīng)對(duì)工程問(wèn)題，主要介紹 從定性到定量的綜合集成方法和從定性到定量綜合集成研討廳 體系的方法。第 5章 工程 觀 和工程方法 論 本章要點(diǎn) ? 突破傳統(tǒng)科學(xué)、技術(shù)二元論，建立科學(xué)、技術(shù)、工程、產(chǎn)業(yè)四元論。 2 工程系統(tǒng)方法論主要以 系統(tǒng)觀 統(tǒng)領(lǐng)工程預(yù)測(cè)方法、工程 設(shè)計(jì) 方法、工程 實(shí)施 方法和工程 評(píng)估 方法。 一、工程與工程觀的歷史演變 第一 節(jié) 工程的本 質(zhì) 和特征 ? 工程的歷史發(fā)展 ? （ 1）古代時(shí)期（文明開(kāi)始 —— 18世紀(jì)工業(yè)革命之前） ? 軍事工程 ? 土木工程 ? 水利工程 ? 交通工程 帕特農(nóng)神廟 設(shè)計(jì)這座神廟的建筑師為伊克梯諾（ lctinus）和卡里克利特（ Callicrates） 都江堰水利工程 古羅馬供水塔 第一 節(jié) 工程的本 質(zhì) 和特征 ? （ 2）近代時(shí)期（ 18世紀(jì)下半葉至 20世紀(jì)初） ? 18世紀(jì)中葉到 19世紀(jì)上半葉，蒸汽機(jī)開(kāi)始廣泛使用，其它生產(chǎn)機(jī)械不斷發(fā)明和應(yīng)用，隨著大企業(yè)開(kāi)始出現(xiàn)， 機(jī)械工程得到發(fā)展。 ? 1887年，倫敦電力供應(yīng)有限公司成立，開(kāi)始實(shí)施在德特福建立一個(gè)大型發(fā)電廠的計(jì)劃，目的是為了給倫敦的大部分地區(qū)供電。 第一 節(jié) 工程的本 質(zhì) 和特征 ? 在這個(gè)時(shí)期，傳統(tǒng)的工程領(lǐng)域也取得大的進(jìn)展。 第一 節(jié) 工程的本 質(zhì) 和特征 ? 主要成果是完成了一系列大的工程： ? 1869年蘇伊士運(yùn)河通航； ? 1914年巴拿馬運(yùn)河鑿成； ? 1863年英國(guó)倫敦建成了世界第一條地下鐵路； ? 1869年美國(guó)建成橫貫北美大陸的鐵路； ? 1890年英國(guó)福斯灣建成兩孔主跨達(dá) 521米的懸臂式桁架梁橋。 第一 節(jié) 工程的本 質(zhì) 和特征 ? 從工程活動(dòng)的對(duì)象看，現(xiàn)代工程活動(dòng)呈現(xiàn)如下特點(diǎn)： ? 其一、從地面擴(kuò)大到天空，產(chǎn)生了開(kāi)發(fā)利用宇宙空間的航天工程、航空工程。 ? 其三，從無(wú)機(jī)自然界擴(kuò)展到生命自然界，