《Environmental and Sustainability Indicators》:The limits of value engineering assessment criteria for integrating sustainability issues - Lessons from early design phases of major civil engineering infrastructure projects
编辑推荐:
应对可持续性挑战需要将环境和社会维度整合进工程设计。本研究考察使用价值工程(Value Engineering, VE)方法开展的重大土木工程基础设施设计项目,以评估当前评估准则在多大程度上应对这些挑战。研究人员利用来自核能(nuclear)和铁路(railw
应对可持续性挑战需要将环境和社会维度整合进工程设计。本研究考察使用价值工程(Value Engineering, VE)方法开展的重大土木工程基础设施设计项目,以评估当前评估准则在多大程度上应对这些挑战。研究人员利用来自核能(nuclear)和铁路(railway)部门十个工业项目的经验数据,旨在诊断VE评估准则在整合可持续性维度方面的局限。分析显示,78%的价值准则属于技术-经济(techno-economic)准则,社会与生态维度常被边缘化。识别出三项关键局限:VE方法中的功能偏倚(functional bias);主观且依赖情境的准则;缺乏用于可持续性整合的标准化框架。这些发现强调,有必要调整VE方法,以在初始设计阶段更有效地应对可持续性问题。
论文由Alexis Lalevée和Claudine Gillot完成,关注重大土木工程基础设施项目早期设计阶段中价值工程(Value Engineering, VE,一种以功能与资源关系为核心、通过功能分析优化价值的工程方法)评估准则在整合可持续性问题上的局限。研究背景在于,可持续性涵盖环境保护以及人在环境中的角色,工程设计需要纳入社会与生态维度。系统工程和VE通常整合经济与技术因素,但工业实践中面临一个真实问题:如何将可持续性问题整合进VE方法。工业伙伴专门从事基础设施,设计复杂项目系统。原文将“复杂项目”界定为:技术长期共存且可替换而不影响系统功能;必须考虑利益相关者多样利益;系统需满足多种不同需求。复杂项目的实施决策涉及资源管理和利益相关者管理,后者必须参与才能成功。设计维度通过指标进行选择,利益相关者需定义关键绩效指标(Key Performance Indicators, KPIs)以建立基准并确保相互理解,成功取决于识别关键准则。工业伙伴使用VE完成项目,通过将价值定义为成本与需求之间的关系,在利益相关者之间寻找妥协。这种协作方法有潜力处理可持续性问题,因为协作可创造共享价值并整合利益相关者;然而,利益相关者感知的价值受其具体情境影响。原文提出两个假设:第一,VE优先降低系统成本,而非提升质量和性能水平;第二,VE在整合生态和社会维度方面可能性有限。由此形成研究问题:在核能和铁路等复杂项目的早期设计阶段,当前VE评估准则在多大程度上有效整合可持续性维度?
研究人员与一家专注铁路和核基础设施的工业伙伴合作,分析其VE实践,得出VE评估准则存在持续局限:社会-环境价值准则常被经济与功能问题掩盖;VE固有技术与经济导向;利益相关者对可持续性问题缺乏理解或能力;当前缺乏标准化框架。研究意义在于,需要调整VE方法,在早期设计阶段更有效整合可持续性,并探索结合结构化加权方法的混合路径。
关键技术方法不超过250字:本研究采用定性案例研究,并以工业案例为基础。样本来自法国铁路基础设施和核能基础设施两个复杂系统设计领域,项目时间为2013—2020年。工业伙伴内部识别出15个涉及VE的项目,最终筛选10个在材料中记录有价值准则的项目,数据主要来自项目结束报告。研究人员对价值准则进行主题分析,划分为技术、经济、社会、生态四个维度,并由研究人员与一名VE专家独立编码,随后讨论分歧并达成共识;因项目数据保密,最终采用工业分类。研究遵循伦理要求,数据匿名化,并获得VE专家知情同意。方法局限包括依赖单一VE专家、项目选择可能产生偏差、分类受专家背景影响,以及仅关注早期设计阶段。
研究结果:价值工程评估准则整合可持续性问题的局限。研究人员通过分析10个VE项目的结束报告发现,价值准则通常用简单词语表达,如“清洁拆除”(clean deconstruction,P11)、“安全”(safety,P1、P2)和“社会责任”(social responsibility,P11),且准则含义依赖情境。部分准则可跨维度解释:例如“形象与意识”(Image and awareness,P1)可指社会影响,也可指项目形象对品牌认知的经济影响;“装置模块化”(Modularity of the installation,P3)可关联社会、技术或经济;“循环经济”(circular economy)可关联生态、经济和社会。由于价值准则描述有限且项目存在功能偏倚,按可持续性三支柱分类存在困难。准则常被定义为功能,即以动词开头的行动,如“促进运行”或“确保客户需求满足”,或直接定义为技术描述,如“系统可靠性”(system reliability,P1)、“对现有系统的影响”(impact on existing system,P2)或“技术”(technical,P9)。因此,研究人员增加功能类别。分析表明,价值分析本质上是功能导向的,价值准则最常属于技术/功能维度(40/88,45%)或经济/财务维度(28/88,32%),合计78%主要支持技术经济维度;总体生态维度约7%,社会维度约16%。项目间差异显著:Project 1的11个准则中仅1个非技术经济,而Project 11的15个准则中仅2个为技术经济。
讨论部分:
5.1 价值准则是情境化的。价值准则的意义与领域和利益相关者相关。铁路部门中“safety”常等同于安全,核能部门中“safety”指货物和人员完整性以确保运行连续性,“security”则指外部风险如入侵和损害。因此这些领域不能以相同方式研究,价值准则在孤立评估时含义会变化,且缺乏标准化。情境性突出VE的主观性:利益相关者通过集体研讨会定义和优先排序准则,但没有标准化加权或冲突解决方法。这与多准则决策(Multi-Criteria Decision-Making, MCDM,一类结构化处理多准则权衡的方法)文献一致,主观加权是重要挑战。与层次分析法(Analytic Hierarchy Process, AHP,一种通过成对比较确定权重的MCDM方法)等不同,VE缺乏形式化方法。技术或经济专长的利益相关者可能隐含优先这些维度,边缘化社会生态问题。
5.2 价值准则是集体性的。价值准则描绘每个利益相关者的感知价值,集体价值是这些准则之和。利益相关者参与潜力很少实现,除Project 11允许先表达个体观点再形成共识,该项目可持续性问题较多,原文认为可解释为两种现象之间存在相关性。集体价值可能丢失个体维度,研究人员质疑这是否妨碍整合可持续性问题。协作构建价值准则促进多元视角,但也带来主观性和权力不平衡。Project P11中利益相关者先表达个体观点再妥协,导致更高可持续性准则整合。但该过程不如MCDM严谨。将MCDM工具整合进VE研讨会可提高准则加权的透明度和公平性,尤其对社会和生态维度。
5.3 价值准则为技术-经济:整合可持续性问题的局限。可持续性问题在价值准则中范围有限,主要涵盖技术或经济维度。并非所有项目都有社会或生态维度。部分原因在于缺乏与这些问题相关的明确价值准则框架,部分在于对可持续性问题的意识和理解不足。价值准则由工作组构建,指标由利益相关者建立,但利益相关者意识有限,实践中可持续性整合有限。当前方法以技术经济为主,难以整合可持续性。需要利益相关者理解项目目标和可持续性约束,建立足够联系以分享知识和目标,并描述和测量与项目共同目标相关的价值准则。已有研究指出甜甜圈模型(Doughnut model,一种可持续性框架)可帮助利益相关者发展知识和技能。方法应足够灵活,不应依赖预定义列表,而应定义适合情境的指标,并更深入研究利益相关者心理过程。
5.3.1 以价值准则为中心研究的局限。分析揭示VE整合可持续性的三项相互关联局限:功能偏倚,即依赖功能分析将可持续性简化为技术或经济;主观加权,即准则共同构建但无标准化方法,导致优先排序不一致;缺乏框架,即没有共同参考来定义或测量“可持续”准则。这些局限表明,整合MCDM的结构化加权技术可改善VE。AHP或MACBETH可帮助利益相关者将社会生态准则与技术经济准则并列排序,降低边缘化风险。
5.3.2 认知障碍:通过培训推进当前方法。研究人员认为,价值准则考虑范围可能存在心理限制。该方法按定义和实践带有技术经济内涵。社会生态问题对多数利益相关者较抽象,整合进问题定义和理解可能复杂。价值准则缺乏精确性和定义,且VE研究中社会或生态维度的知识和技能不足。
5.4 研究局限。
5.4.1 工作情境局限。为全生命周期监测项目,需要指标辅助决策。本研究表明价值可作为统一所有利益相关者的指标。但测试仅集中于早期阶段,即解决方案尚未确定或仍不清晰时。这限制将发现推广到项目生命周期后续阶段。
5.4.2 所用方法局限。本研究与单一VE专家密切合作,基于工业方法。专家个人视角、项目选择由工业伙伴VE专家负责,可能引入选择偏差。价值准则分类可能随专家背景和敏感度变化,可能影响结果可靠性,尽管数据来自项目报告。改进方向包括由多学科背景专家重复分类,以及整合MCDM如AHP标准化准则加权。分类主观性可能促成78%技术经济准则占优的结果。
结论翻译:本文旨在增进对价值工程(Value Engineering, VE)局限性的理解,特别是其将可持续性问题整合进实践方面的局限。为应对可持续性评估准则问题,本研究通过分析10个项目,考察复杂项目早期设计情境中的实践。尽管该方法似乎可适应需要整合可持续性问题的情境,研究人员的发现揭示了持续存在的局限。例如,社会-环境价值准则常被经济与功能问题掩盖。这可解释为VE固有的技术与经济导向,以及利益相关者在应对可持续性问题时缺乏理解或能力,并因当前缺乏标准化框架而加剧。为应对这些挑战,文献提出潜在解决方案,如对甜甜圈模型(Doughnut model)的调整,可帮助利益相关者理解并就“可持续”价值准则达成一致。然而,正如文献指出,这一理论提议尚未在真实应用中检验,需要进一步研究评估其实践可行性。类似地,将多准则决策(Multi-Criteria Decision-Making, MCDM)方法,如层次分析法(Analytic Hierarchy Process, AHP)或MACBETH,整合进VE研讨会,可为准则加权提供结构化方法。未来工作应优先在工业情境中测试这些方法,以评估其在平衡技术经济与社会环境维度方面的有效性。最终,本研究强调VE需要超越传统功能和经济焦点。通过采用结合利益相关者协作与结构化加权方法的混合方法,VE可更好应对早期设计阶段可持续性的复杂性。