第 1 章 绪论
1.1 研究的背景及意义
随着经济的快速发展和研究的日臻完善，越来越多的区别于传统工程项目的 “超级工程”出现，如港珠澳大桥、北京大兴机场、上海中心大厦等。一方面，工程实践的急剧变化促使着理论体系的更新变革，原有的工程理论已经无法适应实践的迅速发展；另一方面，工程实务同样需要先进的、系统的理论去指导实践。从理论到实践，再到产学研结合，复杂工程的研究也越来越多样化。当代的复杂工程研究，亟需重新认识并理解复杂工程项目系统内外部的动态变化，从多个视角看待复杂工程面临的问题。
从系统工程的角度来看，复杂系统具有网络化的关联性、演化的风险性、预测的不确定性等基本属性[1]。复杂工程来源于复杂系统，它受内外环境急剧变化的制约，丰富多样的非系统性风险在实施的各个阶段以不同的形式影响着项目的开展[2]。在复杂工程项目实施过程中，影响项目实施和操作的因素众多，各因素之间的关系错综复杂。此外，动态变化情况下的系统、子系统以及构成系统的各要素之间的相关程度的不确定性使得项目的不可预见性增强。
传统的风险管理研究中均采用概率乘积法来计算，即风险发生的可能性与风险后果的严重程度相乘，这种思考风险问题的角度忽略了脆弱性在风险传递过程中的作用。传统的项目风险管理理论依据无法满足现阶段管理实践的需要，从脆弱性视角研究项目管理就成为一个新的解决思路，如何更为系统、深入的分析其中的繁琐性，采取更为有效的措施管控复杂的局面，降低项目的风险就成为摆在管理者面前的实践问题。
脆弱性作为系统自身的属性存在于项目的与生俱来的各种特征之中，并且它以不同的方式和程度影响着项目在扰动发生后造成的潜在损失[3]。一方面，脆弱性使得项目暴露在恶劣环境的可能性增加，它阻碍了项目管理团队应对外部不利变化并防止不利的级联效应扩散的能力。另一方面，脆弱性又是区别于风险的一类因素属性，它通过不同的途径以不同的形式作用于项目的多维目标。失效和响应模式下的风险要素研究中，除了考虑风险发生的可能性和后果的严重程度之外，还引入了监督和控制风险的能力这一概念。
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1.2 国内外研究现状
1.2.1 复杂工程研究现状
目前，对于复杂工程项目概念的解释重点从其特性入手。复杂工程项目相较于一般工程项目具有高投入性、高风险性、影响周期长且范围大等特点，相应地在风险上也具有风险因素来源的复杂多样性、风险因素之间相互影响的复杂性和风险演化的高度不确定性等风险的特殊性[5]。
任宏从复杂工程项目所产生的的影响这一角度出发，将复杂工程项目称之为“巨项目”，认为“巨项目”是指能够对国家的社会稳定、科技教育、国防建设、环境保护等产生重大而深远影响的一类国民性项目，它们对国民经济的发展和国家的长治久安具有决定性意义[6]。晏永刚针对巨项目的组织进行研究，分析了新型合作协调机制下的组织联盟合，设计了新型空间组织结构形式，构建组织联盟合作伙伴的评价模型，为复杂工程项目组织理论提供理论依据和方法借鉴[7]。
此外，考虑到复杂工程的社会影响性，有学者将复杂工程表述为对社会有重大影响的“重大工程项目”，从项目管理理论重新赋予“重大”的内涵，认为重大工程项目具有组织、结构和技术的复杂性和不确定性等特点。组织方面，项目组织的人员来源多元化，背景构成的交叉性较大，管理难度增强；结构方面，项目的系统和子系统的复杂性提高；技术方面，层出不穷的新型技术给项目实施带来挑战[8]。向鹏成以社会稳定风险为视角，探讨风险的多维综合评价模型，利用失效响应模式原理，在原有的风险发生的可能性和影响程度二维尺度上，加入控制风险能力这一指标，从三个维度构建风险图，达到综合量化风险的目标[9]；何清华在调研了参与多个重大基础设施工程项目建设的 358 位员工，明确被调查者作为工程项目组织主人翁参与到项目建设的情景基础上，采用路径分析法探讨了在此种特定情境下主人翁员工心理对项目绩效产生的影响[10]。陈震关注复杂工程项目的总承包模式下项目公民行为，采用多 Agent 仿真的方法构建项目公民行为对项目绩效的影响路径，讨论项目公民行为通过不同形式的关系对项目绩效的动态影响，提出了有效应对公民行为对项目绩效演化的治理策略[11]。
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第 2 章 相关理论综述
2.1 复杂工程管理理论
2.1.1 复杂系统理论
复杂工程是复杂系统的延伸，复杂工程管理理论借鉴了复杂系统理论的思路和方法。钱学森将复杂系统理论引进国内[33]，从系统工程理论上升到了复杂系统理论，奠定了复杂系统理论在各个科学领域的研究基础。 系统科学发展到了一定阶段，成思危指出系统科学的理论需要通过复杂性科学来完善，系统的联系性、多层次性、开放性和动态性是复杂系统区别于一般系统的重要特征，思考并解决复杂系统的问题可以从定性与定量、宏观与微观、整体与部分、科学与哲学相结合的角度，使其在群体决策、技术创新、企业组织、经济发展等范围发挥重要作用[34]；
经过长期的理论探究，复杂系统研究形成了一个较完善的体系。刘晓平综述了复杂系统的科学史，概括了复杂系统具有组织的自适应性、演化的不确定性、系统的开放性等特点，从而复杂系统的仿真与建模与一般系统也应有所差异，提出可以借鉴智能科学、分布式仿真、定性计算、可视化、集成制造等领域的仿真方法支持复杂系统的仿真研究[35]。
然而，长期以来，研究都主要关注系统本身的运转，却忽视了人以及人形成的组织在系统中的能动作用。罗家德等以复杂理论整合已有理论文献和经典研究，剖析组织理论演进的内在逻辑，构建复杂系统视角的组织研究框架，总结出组织理论中的复杂系统视角，提出组织研究的复杂系统分析框架与核心思维，为中国组织管理研究提供新的理论视角与实证研究取径[36]。
复杂系统理论的建立、发展和完善，尤其是在系统特点、系统组织框架和系统风险理论等方面的研究成果为复杂工程项目风险理论研究的开展奠定了基础。盛昭瀚从理论思维的角度，指出当代思考复杂系统问题的思维方式应当尽快从系统性向复杂性转变，尽快构建管理科学与系统论概念之间的相互映射[37]。
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2.2 工程风险管理理论
风险管理是隶属于项目管理理论的一个分支。传统的工程风险管理主要围绕成本、工期、质量等目标展开，力求实现目标的具体化。而复杂工程项目的风险管理应转变原有思路，更应将复杂性体现对内外环境动态性的关注上。
2.2.1 传统工程风险管理
现代意义的风险量化是在概率理论与数理统计的思想上进行的，继而风险分析、控制、转移、分担等管理活动开始出现，各种量化风险单位或因素后的评估方法大量涌现。对风险量化的评估大多集中成本[48]、工期[49]和安全[50]等目标上。
安全方面，Bernard 研究了为实现《美国绿色建筑评价标准》（LEED）中分所实施的特定建筑元素和施工实践相关的安全风险因素；针对在建建筑项目进行了一系列的六个主要案例研究和两个验证案例研究，解决了为获得 LEED认证而专门实施的技术，建筑系统和建筑实践如何影响建筑工人的安全和健康的问题[51]。Ning 开发一种定量的安全风险评估模型，在因素识别和分类中，设施之间的相互作用被视为风险因素，还考虑了以前的研究未深入探讨的安全和环境问题，该模型通过案例验证可以帮助施工现场管理员更准确、全面地评估不同的站点布局方案[52]。
工期方面，Bilgin 提出了一种工程项目延误风险分析的本体论，对已经进行了有关施工延误的详细文献综述，并通过 5 个案例研究对其进行了评估；该理论的提出可以促进数据库的开发，信息共享以及在建筑公司内部进行拖期分析的检索，尤其是在风险和索赔管理过程中支持决策。它可以使公司创建自己的数据库，公司记忆并开发决策支持系统，以更好地分析项目延迟的原因[53]。Budayan 提出了一种计算机化方法，作为 MS Project 的附件，用于风险识别和延迟估计；该方法结合了延迟分析本体论，以便用户可以在活动级别上识别延迟的原因，并使用他们以前的经验，专业知识和判断来评估风险的频率和影响；测试和验证的结果表明，该软件易于操作使用且可靠较高[54]。
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第 3 章 复杂工程项目脆弱性的内涵 .............................. 18
3.1 脆弱性的概念 ............................. 18
3.2 “家族相似性”理论 .................................... 19
3.3 内容分析 ....................................... 20
第 4 章 基于模糊 Petri 网的复杂工程项目脆弱性-风险路径 ......... 30
4.1 脆弱性与风险因素 ....................................... 30
4.1.1 案例数据库 ............................... 30
4.1.2 基于案例的因素识别 .................................... 30
第 5 章 脆弱性视角下复杂工程项目的风险评估 .................... 60
5.1 脆弱性与风险的关系机理 ...................................... 60
5.2 脆弱性-风险评估的可靠性模型 .......................... 61
第 5 章 脆弱性视角下复杂工程项目的风险评估
5.1 脆弱性与风险的关系机理
从函数或映射的角度来说，因素之间的关系可以存在以下几类：
类型 1：如图 5-1（a）所示，一对一的单值对应关系，即一个脆弱性因素只能产生一个风险因素且一个风险因素只能由一个脆弱性因素产生；
类型 2：图 5-1（b）所示，一对多的关系，即一个脆弱性因素可以产生多个风险因素但一个风险因素只能由一个脆弱性因素产生；
类型 3：图 5-1（c）所示，多对一的关系，即一个脆弱性因素只能产生一个风险因素但一个风险因素可以由多个脆弱性因素产生；
类型 4：图 5-1（d）所示，多对多的多值对应关系，即一个脆弱性因素可以产生多个风险因素且一个风险因素可以由多个脆弱性因素产生。
显然，脆弱性与风险的逻辑关系符合图 5-1（d）的描述，应该是多值对应的，即一个风险因素可能由多个脆弱性因素产生，而且一个脆弱性也可以是多个风险因素的充分不必要条件。
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第 6 章 结论与展望
6.1 研究结论
（1）复杂工程项目脆弱性内涵界定
利用内容分析方法对 50 篇文献进行梳理，识别出了 11 个典型要素作为脆弱性“家族”的成员；基于维特根斯坦提出的家族相似性原理，将项目特征、敏感性、应对能力和暴露等 4 个典型要素作为太阳花的“花蕊”，把风险相关性、不利变化、潜在损失、内部状态、稳健性、恢复性和复杂性等 7 个非典型要素作为“花瓣”，构建出太阳花模型形象直观地表达了复杂工程项目脆弱性的内涵，并利用国内外相关权威性文献检验了该模型的有效性。研究表明，项目特征、敏感性、适应能力、暴露等 4 个典型要素可以作为复杂工程项目脆弱性的共同术语加以推广。
（2）复杂工程项目脆弱性-风险传递路径模拟及识别
基于全面性、代表性和完整性原则，从同济大学复杂工程项目案例数据库选取 20 个先导案例作为分析对象；利用案例研究和文献回顾识别出了代表复杂工程项目的 20 个脆弱性因素和 10 个风险因素，建立了复杂工程项目脆弱性-风险指标体系，并识别其相互之间的逻辑关系；定义适合于复杂工程项目的模糊 Petri网标识和推理规则；从时序、因素和逻辑三个角度明确建模范畴，将脆弱性和风险因素作为库所标识带入模型；通过专家知识为模型中的库所和变迁赋初值，为消除专家判断的主观性，利用云模型处理专家评价值；计算 Petri 网模型中的隶属度和解模糊值等参数，归纳出隶属于 3 个终点变迁的 4 条主要线路；利用逆向标号法确定了脆弱性-风险关键路径。根据模型计算结果显示，对于复杂工程项目，尤其应增强项目前期的管控力度，关注项目复杂性（V3）带来的内外变化，增强设计的可施工性（V13），完善合同条款的完备程度（V17），着力把控项目范围的变更（R22）和缓解干系人冲突（R26）。
参考文献（略）