Exploring the need for a new paradigm in engineering management and the decision-making process

in technology-based organisations

received: 31 May 2020

accepted: 15 October 2020

pages: 7-21

Simon P. Philbin Donald Kennedy

A B S T R A C T

Engineering management and engineering projects are subject to greater levels of uncertainty and complexity as part of the current dynamic and competitive industrial environment. Engineering managers need to navigate the arising challenges and consequently gain access to effective decision-making processes. Engineering education has a clear role to play here. However, formal education in quantitative methods is only part of the solution — engineers and engineering managers should also have access to a broader set of skills and knowledge to be effective in the industrial landscape. Therefore, we now need a new paradigm for engineering management and the decision-making process. This article draws on supporting material from the literature and the insights gained from a series of industrial cases using the participatory action research method and a process of inductive reasoning to allow synthesis of generalised propositions that are linked to the industrial cases and antecedent factors from the literature. The findings lead to a set of areas that require further development to support engineering managers to be more effective when dealing with increasing levels of uncertainty and complexity. This includes a number of areas, which are as follow: the need for engineering managers to have enhanced professional skills and knowledge; the importance of experience-based judgement; effective knowledge management; supportive leadership and overall organisational culture; and a holistic approach to decision-making. The research study has practical relevance to engineering management practitioners working in industrial companies to support self-evaluation and professional development. The findings are also pertinent to academic researchers seeking to evaluate decision-making models as part of extending the current understanding of the field of engineering management in technology-based organisations.

K E Y W O R D S

engineering management, engineering projects, decision-making, new paradigm

10.2478/emj-2020-0024

Donald Kennedy

Freerange Buddy Publications, Canada ORCID 0000-0002-9156-0833

Corresponding author: e-mail: don@donkennedy.ca

Simon P. Philbin

London South Bank University,

United Kingdom ORCID 0000-0001-8456-3342

Introduction

.

As is the case in so many fields, the state of engi- neering management practice is undergoing changes in this age of uncertainty and especially in the context of the pandemic caused by COVID-19 (Baker et al.,

2020). The main driver for these changes has previ- ously included high employee turnover and changes to organisations with little historical precedence to draw from — the pandemic is simply exacerbating this situation even further. The current wave of tech-

Philbin, S. P., amp; Kennedy, D. (2020). Exploring the need for a new paradigm in engineering management and the decision- making process in technology-based organisations. Engineering Management in Production and Services, 12(4), 7-21. doi: 10.2478/emj-2020-0024

nological developments, such as those associated with Industry 4.0 (Xu et al., 2018) and the wider area relating to digitalisation (Parviainen et al., 2017) as well as the increasing interconnectedness of technolo- gies is leading to greater levels of complexity, e.g. via system-of-systems (Lucia et al., 2016). Engineering managers are required to handle this complexity and uncertainty, and in this context, it is vital that engi- neering managers are equipped with effective deci- sion-making skills. Moreover, as new technology-driven business models are adopted along with flatter organisational structures, it is increasingly the case that engineers are expected to transition into managerial and leadership roles earlier in their careers (Nittala amp; Jesiek, 2018). Some researchers argue that in order to cope with a higher level of complexity, organisational structures must be simplified and this can be considered through bal- ancing the fit between simple structural solutions, complex workforce arrangements and the complex environment (Tworek et al., 2019). But from a more historical perspective, it can also be observed that throughout the time from when Taylor (1911) and Fayol (1918) developed management as an academic discipline up until the present day, there have been ongoing debates as to what actions are effective and how managers can achieve desired outcomes, i.e. the role of decision-making (Elbanna, 2006). Certain researchers proposed strategies that have gained pockets of popularity, but others question the validity of the findings.

Koontz (1960) compared understanding the competing schools to working through a “theory jungle”. For example, should management dictate policy to assure best practice as stressed by Taylor (1911), or will improved performance be achieved by giving workers the freedom to determine their own best methods as indicated by the Hawthorne Experi- ments (Roethlisberger amp; Dickson, 1939). Moreover, in 1982 McGuire outlined how prevailing manage- ment theories change over time, but there is seldom a strong contender for a majority view and when there is one it does not last for very long. Rossler and Kiser (2002) lament that there is some key element missing from our understanding that might account for why certain strategies work in some situations and fail when applied in what appear to be similar cir- cumstances elsewhere. Despite the seemingly lack of a cohesive body of knowledge, there are some hints in prior works that in

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在以技术为基础的组织中探索工程管理和决策过程中对新范式的需要

Donald Kennedy

摘要：作为当前动态和竞争的工业环境的一部分，工程管理和工程项目面临着更大的不确定性和复杂性。工程管理人员需要应对出现的挑战，从而获得有效的决策过程。工程教育在这里有着明确的作用。然而，定量方法的正规教育只是解决方案的一部分工程师和工程管理人员也应该有机会获得更广泛的技能和知识，以便在工业领域有效。因此，我们现在需要一种新的工程管理范式和决策过程。本文借鉴了文献中的佐证材料和从一系列工业案例中获得的见解，采用了参与性行动研究方法和归纳推理的过

程，以便综合与文献中的工业案例和先行因素有关的一般命题。研究结果导致了一系列需要进一步发展的领域，以支持工程管理人员在处理日益严重的不确定性和复杂性时更加有效。这包括以下几个领域：工程管理人员需要提高专业技能和知识；基于经验的判断的重要性；有效的知识管理；支持性领导和整体组织文化；以及对决策采取整体办法。该研究对在工业公司工作的工程管理从业人员具有实际意义，以支持自我评价和专业发展。 这些发现也与学术研究人员有关，他们试图评估决策模型，作为扩展目前对技术组织工程管理领域的理解的一部分。

关键词：工程管理，工程项目，决策，新范式

导语:与许多领域的情况一样，在这个不确定的时代， 特别是在COVID-19引起的大流行的背景下（Baker等，2020），工程管理实践的状况正在发生变化。 这些变化的主要驱动因素包括员工流失率给那些没有什么历史优先权的组织。这一流行正在恶化，进一步加剧了这种情况。当前的科技浪潮科学发展，如与工业4.0相关的发展(Xu等人，2018 年)和与数字化有关的更广泛领域(Parviainen等人，2017年)以及技术的日益相互联系正在导致更 高的复杂性，例如。 通过系统系统(Lucia等人，2016年管理人员必须处理这种复杂性和不确 定性，在这种情况下，工程管理人员必须具备有效的 决策技能。 此外随着新的技术驱动商业模式的采 用以及更平坦的组织结构，越来越多的情况是，工程师有望在职业生涯早期过渡到管理和领导角色 (Nittalaamp;Jesiek，2018)。一些研究人员认为，为了应对更高层次的复杂性，必须简化组织结构， 这可以通过平衡简单的结构解决方案、复杂的劳动 力安排和复杂的环境之间的契合来考虑(Tworek等 人，2019年)。但从更具历史意义的角度来看，也 可以观察到，从泰勒（1911年)和法约尔(1918年）将管理发展为一门学术学科到今天为止，一直在辩论哪些行是有效的，以及管理者如何才能取得预期的结果，即决策的作用(Elbanna，2006年)。一些研究人员提出的策略已经获得了一定的知名度，但另一些人则质疑这些发现的有效性。孔茨（1960）将理解竞争的学校比作“理论丛林”。例如，如果管理层规定政策，以确保泰勒（1911年）所强调的最佳做法，或将通过给予工人自由以确定他们自己的最佳方法，如霍桑实(Roethlisbergeramp;Dickson 1939年）。此外，1982年，McGuire概述了流行的管理理论是如何随着时间的推移而变化的，但对于多数人的观点，很少有强有力的竞争者，当有一种观点存在时，它不会持续很长时间。Rossler和Kiser（2002）哀叹，我们的理解中缺少一些关键因素，这可能解释了为什么某些策略在某些情况下作用，而在其他地方似乎类似的情况下应用时失败。尽管似乎缺乏连贯的知识 体系，但先前的工作中有一些暗示表明需要进行范式转变(见Koschmann（1996年)关于这一理论观点的全面 讨论的工作），并且因此，本文对这一问题进行了探索性分析。因此，我们提出迫切需要采用一种新的范式来进行工 程管理和决策过程。本文的结构如下：在引言之后是第二节提供文献综述，第三节描述了研究中采用方法。第四节包括工业案例研究的讨论，第五节是在综合研究结果的基础上，提出了一种新的工程管和决策范式，随后是结论和今后的工作。

1. 文献综述
   1. 工程管理范式

本文针对的是工程管理领域，而不是一般的管理领域。人们承认，这两个学科之间没有得到普遍认可的明确划分（Lannes，2001），但应该注意的是，这项研究特别针对工程管理。Sarchet（1989）从公认的工程管理领域的先驱之一汲取经验，提出工程管理专门针对处理技术性过程和产品的组织。这些组织将有一支引人注目的劳动力队伍被聘为工程师。这项nar-rower研究的重点在于作者的熟练程度、背景和认证。尽管这些主题可能普遍适用于管理领域，但案例研究、引用文献和成果专门涉及技术要素。特别是工程管理方面的作者资格要求一份警告性声明，即一般而言，管理的适用性需要其他人验证。

库恩（1977）提出了定义特定科学领域集体理解的范式概念。关于定义管理或工程管理的适用性的讨论，因为科学表明这种方法是有问题的。McGuire（1982)提出，对管理理论中的轨道进行全面审视并不会产生统一的立场。他还指出，现有工具的应用往往无法帮助管理者处理所需的任务。Hazlett、McAdam、Gallagher（2005）强调了知识工作者管理中缺乏对基本原则的明确共识，他们认为该领域的现状最好被定义为Kuhn分类法中的“科学前期”。肯尼迪和努尔（2012）警告说，专注于知识工作者的指令性任务定义会导致执行效率低下，但高员工流失似乎正在推动组织走上这条道路。有证据表明，管理从业人员将从更统一的 理论集合中受益，许多现有框架可能没有达到帮助管理人员决策的意图。这项研究旨在突出可能为学者开发指导未来从业者的工具提供重大益处的因素。缺乏现有的统一知识体系阻碍了提出修改 以提高理解。这项工作旨在推动调查的方向，可能证明是非常有益的工程和技术为基础的组织前进。

1.2. 历史概况

弗雷德里克·赫茨伯格是管理理论发展的主要影响者之一(Balzeramp;Smith，1990)。他的大部分研究都致力于提高工作质量和提高组织绩效。赫茨伯格认识到，管理者和学者都向他寻求指导。然而，Herzberg（1966）警告说，遵循他的建议不会自动导致他的听众可能寻求的结果的量子变化。他承认，组织的财务成功主要是由往往一次性的战略决定所决定的要素，如物理位置，工程设施设计和营销战略采取。爱德华兹·德明(EdwardsDeming)经常被认为领导了关注现代质量原则的行动，包括提高工人自我决定过程的能(Phelps,Parayitamamp;Olson,2007年)。尽管德明注重质量，强调衡量员工绩效的愚蠢之处，但他指出，决定组织绩效的最重要决定因素可能是雇用有才华的员工。

赫茨伯格没有把注意力放在他列出的最关键的因素上，因为他承认，这些决定通常是在管理者发现自己负责他们的部门之前很久做出的。他把重点放在管理人员的问题上通常有控制权。同样，德明没有就招聘过程和寻找这些有才华的人写过大量的文章。与赫茨伯格一样，德明认为员工的营业额很低，以至于经理们对谁实际上是他们的团队没有太大的影响(Gaboramp;Tarrant，1990)。此外，在德明时代，工人和经理们实际上期望在同一家公司终身就业。因此，在德明看来，衡量工人绩效差异没有什么意义，因为管理者对这些发现无能为力。这些例子的重点，德明和赫茨伯格提供了一个可能的解释，因为缺乏研究的因素，他们认为最受影响的是组织绩效。泰勒的工作支持Deming和Herzberg的观点，即工人的表现主要受他们所占据的工作场所的影响，这类似于管理的偶然性理论，即控制系统的设计和实施取决于组织环境的背景和环境(Fisher，1998年)。泰勒提出，管理层有责任提供最佳工具，使工人能够出类拔萃。德明指出，测量的工人绩效变化最有可能植根于工人所占物理系统的差异(Carson，Cardyamp;Dobbins，1991

年)。

在霍桑实验期间，（Roethlisbergeramp;Dickson（1939）记录了对管理层使用的措施所定义的最佳表现者的分析。他们非常惊讶地发现天赋（如智商和能力测试等因素）与表现之间存在负相关关系。给出的解释是，奖励制度阻止了技能较好的工人充分发挥其潜力。所有的工人都表现出不愿意把自己推到最大，最好的有效地阻止了最大的。工人对此的解释是，管理层与支持最高绩效不一致。最熟练的工人报告说，管理部门往往会阻挠他们的努力，当他们付出任何额外的努力时，他们通常都得不到承认。这是80多年前已经观察到的，暗示着一个机会已经被发现，但是在那段时间里似乎很少有人关注它。

1.3. 工作是如何改变的

为了量化员工绩效的数量级，Tom Peters（2004）报告说，执行手动任务的顶尖员工可能比一般称职员工好三倍。德鲁克（Drucker，1959）认识到越来越多的人在执行非有形产出的任务，因此创造了“知识工作者”一词，以提供有关如何管理此类工作的见解。Peters（2004）提出，knowl-edge工作生产率提高的潜力远远大于手动有形产出。鉴于知识型员工可以消除不必要的步骤，并仍能达到预期的效果，顶级知识型员工的生产率大约是普通员工的七倍。由于劳动力的大幅减少，团队沟通路径和监督要求都有所减少，因此高效团队可能会比大型复杂组织取得更好的结果，因为其员工人均产出水平更高。此外，Ken-nedy（201

0）提供了几个观察到的情况的例子，在这些情况下，顶尖的成型者在手工和知识工作中都达到了这些输出水平。在肯尼迪提出的一个案例中，一名工人不仅可以与六名同龄人的工作量相等，而且客户报告的工作质量也更高。

有大量文献研究了优秀员工对组织生存的批判性本质。这些人被视为非常稀缺，如果他们失去了关键人才，组织可能无法找到合适的替代者（Aguinis，Gottfredsonamp;amp;Joo，2012）。在被广泛认为是项目管理“圣经”(Zhang，Kitchenhamamp;Jeffery，2007年)中，Kerzner概述了当高度胜任的人被允许偏离上级管理层批准的指令性过程时，最高绩效是如何产生的(Kerzner，2017)。这与泰勒“一种最好的方式”执行的任务形成了对比，这些任务应该由管理层指定，以便工人遵循。泰勒的策略可能对典型的工人、手工或知识集中的人来说是令人满意的。如果高技能知识型员工比较罕见是事实，那么只有当这些员工能够偏离同龄人被指示的表现方式时，才可能实现改变游戏规则的结果。

从目前的趋势来看，自动化流程的水平似乎会提高，以前在一个严重依赖人工、每个工人的有形产出的系统下开发的管理工具箱将降低对未来组织 的适用性(Kennedyamp;Philbin，2018)。如导言所 述，与技术发展有关 与工业4.0(Xu等人，2018年；Krykavskyy等人，2019年；Vetrova等人，2020年；Nwaiwu人2020年)和更广泛的数字化领域(Parviainen）等人，2017年（Afonasova 等人，2019年；Siderska，2020年)可以创建一个对单个工人的 决定高度敏感的系统。技术的互联性日益增强，导致了更大程度的复杂性，这表现在对系统系统等概念的兴趣日益增加(Lucia等人，2016年；Philbin， 2008年)。鉴于全球雇员更替率早期研究人员高 得多的趋势，对管理人员而言，增加单个个人业绩 影响的可能性更大(Rana等人，2009年)。

尽管Herzberg、Deming和其他人讨论了个人在组织中的重要性，但他们很少花时间讨论员工的选择，因为他们期望工人终身就业(Wolff，2008年)。因此，为了更好地为未来的工作场所做好准备，管理人员应配备各种工具，以充分利用对个别工人的表现更加敏感和员工的高更替所产生的双重影响，这些因素提供的机会比早期管理研究人员所预期的要多得多。

1.4. 认识到顶级表演者的影响

福克斯（Fox，2009）在研究共同基金经理时提到，拥有改变游戏规则技能的人很少。Fox辩称，对基金业绩的任何详细分析都表明，管理者随着时间的推移而产生的差异，不能被证明只是随机的机会。基金回报率高于平均水平一年的管理人员，在统计上也有可能低于平均水平，而在统计上则有可能低于平均水

平。此外，高于市场指数的总业绩通常低于为这项工作收取的管理费。

这导致了交易所交易指数基金（ETF）的增加，而对共同基金的投资则有所减少。然而，Fox指出，将会有一些值得付出费用的罕见的经理，他们会调整自己的策略，以符合条件，从而击败指数定义的随机表现。福克斯认为沃伦·巴菲特是其中最著名的一位。由于这些人的稀缺性，很难在没有获得统计显著结果的同龄人中找到他们。

从技术角度来看，这些人才做出具有长期影响的决策所需的情境理解的性质似乎并不深刻或过于复杂。与共同基金经理的例子一样，高级管理人员不知道谁在提供更高质量的信息，这种情况比应有的情况更为常见。厄普顿（1998）在20世纪80年代柯达考虑改进其化学工艺时提供了这一案例。许多较低级别的员工对拟议升级的好处有不同的反馈。负责最后决定的经理最终决定取消这个项目，他的上司认为这是一个大胆的举动。这使竞争对手富士胶片公司得以聘请柯达现在不需要的技术专家，并根据废弃的柯达升级生产设施的概念建立一座现代化工

厂。对柯达业务的影响导致在几年内失去了10%的美国国内市场份额，富士胶片也相应地占领了这一市场。这突出了一个决定如何产生数十亿美元的影响（Gavetti，2004），以及在相同的证据下，处于该位置的不同人员如何做出相反的决

定。

在另一种情况下，当一家公司的财富波动是由几个决定引起的，施乐提供了个人如何能对业绩产生巨大影响的证据。1999年，新的首席执行官托曼试图把施乐从他们作为设备制造商的根源

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