技術(shù)復(fù)雜型建設(shè)項(xiàng)目進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)分析

徐勇戈

摘要： 定義技術(shù)復(fù)雜型建設(shè)項(xiàng)目，提出結(jié)合TRRA風(fēng)險(xiǎn)矩陣與風(fēng)險(xiǎn)鏈的技術(shù)復(fù)雜型建設(shè)項(xiàng)目進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)分析方法：識(shí)別進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)因素，得到復(fù)雜技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)；借鑒風(fēng)險(xiǎn)鏈的相關(guān)理論，評(píng)價(jià)進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)因素間的相關(guān)關(guān)系，分割出風(fēng)險(xiǎn)鏈；描述并定義TRRA風(fēng)險(xiǎn)矩陣中技術(shù)成熟度等級(jí)和技術(shù)需求值，評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)因素對(duì)工序時(shí)長(zhǎng)造成的影響；將項(xiàng)目進(jìn)度計(jì)劃、風(fēng)險(xiǎn)鏈、進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的影響等的信息輸入蒙特卡洛模擬，以評(píng)估結(jié)果為依據(jù)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行估算并分析。在實(shí)例中應(yīng)用該方法。

Abstract： The definition of complex technical construction projects is put forward， and a novel approach is proposed for analyzing schedule risks. Firstly， schedule risk factors are identified to get complex technical risks. Secondly， based on the relevant theory of risk chain， the correlation between the risk factors of the schedule is evaluated and the risk chain is separated. Thirdly， the technical maturity levels and technical requirements in the TRRA risk matrix are described and defined， and the impact of risk factors on process duration is assessed. Fourthly， the information of project schedule，risk chain and schedule risk are input into Monte Carlo simulation，the risk is estimated and analyzed based on the assessment results. Finally， the method is applied in the example.

關(guān)鍵詞： 技術(shù)復(fù)雜型建設(shè)項(xiàng)目；項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)鏈；技術(shù)成熟度；進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)；風(fēng)險(xiǎn)分析

Key words： technical complex construction projects；risk chain；technology maturity level；schedule risks；risk analysis

中圖分類號(hào)：F284 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2017）11-0008-04

0 引言

隨著全球化、城市化和技術(shù)的進(jìn)步，工程的規(guī)模越來越龐大，建筑形態(tài)、結(jié)構(gòu)形式也越來越多樣，涌現(xiàn)出一大批技術(shù)復(fù)雜型建設(shè)項(xiàng)目。相比于其他建設(shè)項(xiàng)目，技術(shù)復(fù)雜型建設(shè)項(xiàng)目如央視主樓、奧運(yùn)會(huì)主體育館等，具有建筑形態(tài)新穎、結(jié)構(gòu)復(fù)雜等特點(diǎn)，這些特征使得這些建設(shè)項(xiàng)目成為一個(gè)技術(shù)復(fù)雜型的系統(tǒng)。建設(shè)項(xiàng)目的技術(shù)復(fù)雜性使得該類型項(xiàng)目進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)分析的難度大大增加。

對(duì)于建設(shè)項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)分析，通常所采用的方法有：認(rèn)為風(fēng)險(xiǎn)因素間與工序間均相互獨(dú)立的貝葉斯網(wǎng)絡(luò)[1]、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)[2]等；認(rèn)為工序間存在邏輯關(guān)系與相關(guān)性的CEV模型[3]、NECTOR模型[4]、BN-CPM模型[5]等；認(rèn)為風(fēng)險(xiǎn)因素間和工序間均存在關(guān)聯(lián)性的CSRAM 模型、相關(guān)性系數(shù)-關(guān)鍵路徑、風(fēng)險(xiǎn)鏈-仿真模擬[6]等。對(duì)于技術(shù)復(fù)雜型項(xiàng)目，目前國(guó)內(nèi)外通常所采用的風(fēng)險(xiǎn)分析的方法有：概率-影響矩陣、蒙特卡洛模擬法、決策樹法、模糊分析法等；考慮技術(shù)復(fù)雜部分無(wú)經(jīng)驗(yàn)或經(jīng)驗(yàn)少，采用TRRA風(fēng)險(xiǎn)矩陣代替概率-影響矩陣[7]。然而，技術(shù)復(fù)雜型建設(shè)項(xiàng)目進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)分析的研究方法卻比較少見。文章將技術(shù)復(fù)雜型建設(shè)項(xiàng)目作為研究對(duì)象，關(guān)注風(fēng)險(xiǎn)因素相關(guān)性和工序關(guān)聯(lián)性，引入TRRA風(fēng)險(xiǎn)矩陣，并結(jié)合風(fēng)險(xiǎn)鏈與仿真模擬，對(duì)其進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析。并對(duì)該方法進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用。

1 風(fēng)險(xiǎn)鏈與TRRA風(fēng)險(xiǎn)矩陣的相關(guān)理論

1.1 風(fēng)險(xiǎn)鏈的概念

某一風(fēng)險(xiǎn)元引發(fā)風(fēng)險(xiǎn)事件，可能造成另一風(fēng)險(xiǎn)元引發(fā)風(fēng)險(xiǎn)事件，這些風(fēng)險(xiǎn)元的集合就是風(fēng)險(xiǎn)鏈[6]。風(fēng)險(xiǎn)鏈在實(shí)踐中顯而易見，例如：某施工工序采用新工藝會(huì)導(dǎo)致施工人員需要花費(fèi)較多時(shí)間研究，由于施工人員對(duì)該工藝不熟練影響施工效率，從而引起工期延誤，同時(shí)也容易導(dǎo)致返工的概率增加等。因此，風(fēng)險(xiǎn)鏈體現(xiàn)了風(fēng)險(xiǎn)之間的相關(guān)性。

1.2 TRRA風(fēng)險(xiǎn)矩陣

采用技術(shù)成熟度（TRL）、技術(shù)需求值（TNV）、技術(shù)困難度（R&D3），構(gòu)成風(fēng)險(xiǎn)矩陣。該矩陣中，風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的概率由技術(shù)困難度（R&D3）來替代，風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的影響程度用技術(shù)成熟度差值（？駐TRL，目標(biāo)技術(shù)成熟度與值之差）與技術(shù)需求值（TNV）替代。采用該方法易量化技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的可能性和影響程度[7]。

1.2.1 技術(shù)成熟度

技術(shù)成熟度，是指技術(shù)在現(xiàn)階段可以使得項(xiàng)目最終能夠順利實(shí)施的程度。技術(shù)成熟度等級(jí)（Technology Readiness Level，TRL），是對(duì)技術(shù)成熟程度進(jìn)行度量的標(biāo)準(zhǔn)[8]。文章在航天工程、設(shè)備制造工程、復(fù)雜新型產(chǎn)品[11]等不同行業(yè)界定技術(shù)成熟度等級(jí)所采用通用原則的基礎(chǔ)上，結(jié)合工程建設(shè)項(xiàng)目中所采用技術(shù)的特點(diǎn)，給出工程建設(shè)中某項(xiàng)技術(shù)的技術(shù)成熟度等級(jí)。如表1所示。

1.2.2 技術(shù)需求值

技術(shù)成熟度和技術(shù)困難度均存在無(wú)法體現(xiàn)整個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行過程中該項(xiàng)技術(shù)重要程度的問題，因此，就需要在TRRA風(fēng)險(xiǎn)矩陣中設(shè)置“技術(shù)需求值”（TNV），一個(gè)可以描述技術(shù)重要性的參數(shù)。文章參照航天工程、設(shè)備制造工程等行業(yè)的定義并結(jié)合工程建設(shè)項(xiàng)目的特點(diǎn)，給出工程建設(shè)項(xiàng)目的技術(shù)需求值。如表2所示。

由于風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的概率通過仿真會(huì)得以體現(xiàn)，因此，僅將TRRA風(fēng)險(xiǎn)矩陣中技術(shù)成熟度差值與技術(shù)需求度值的乘積來量化復(fù)雜技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)對(duì)進(jìn)度的影響程度。

2 風(fēng)險(xiǎn)鏈-TRRA進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)分析方法

采用該方法對(duì)獨(dú)立的風(fēng)險(xiǎn)鏈進(jìn)行分析，具體步驟為：①項(xiàng)目進(jìn)度網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃圖的建立；②風(fēng)險(xiǎn)鏈的識(shí)別，包含識(shí)別進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)因素及其關(guān)聯(lián)性，并分割出風(fēng)險(xiǎn)鏈；③仿真及評(píng)估，創(chuàng)建模型并對(duì)進(jìn)度進(jìn)行模擬，根據(jù)輸出值進(jìn)行計(jì)算。

2.1 識(shí)別風(fēng)險(xiǎn)鏈

識(shí)別風(fēng)險(xiǎn)鏈主要包括風(fēng)險(xiǎn)因素的識(shí)別、風(fēng)險(xiǎn)因素間關(guān)系的確立、關(guān)系網(wǎng)絡(luò)的創(chuàng)建和風(fēng)險(xiǎn)鏈的分割等四部分。

風(fēng)險(xiǎn)因素識(shí)別的主要方法有德爾菲法、專家會(huì)議法、頭腦風(fēng)暴法等。也可通過查閱類似項(xiàng)目歷史資料和參考風(fēng)險(xiǎn)列表來完成。

風(fēng)險(xiǎn)因素間關(guān)系的確立通常采用專家打分法，由于這種方法存在較大的主觀性，需要消除應(yīng)用該方法所帶來的影響。因此文章采用以下措施：專家對(duì)風(fēng)險(xiǎn)因素間的相關(guān)性給出評(píng)價(jià)值；采用0，1，2，3來確定（0-無(wú)關(guān)，1-相關(guān)性弱，2-相關(guān)性強(qiáng)，3-相關(guān)性很強(qiáng)），參照表3最終確定風(fēng)險(xiǎn)因素間的是否相關(guān)[6]。其中，X為評(píng)價(jià)值的平均數(shù)，P表示0、1的數(shù)量，Q表示2、3的數(shù)量。具體如表3所示。

風(fēng)險(xiǎn)因素間關(guān)系網(wǎng)絡(luò)的建立依據(jù)前述評(píng)價(jià)結(jié)果。創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)時(shí)，如果存在r1和r2相關(guān)，并且r1可能誘發(fā)r2，則從r1至r2用有向線連接起來；如果不相關(guān)，則不連接。如圖1所示。

風(fēng)險(xiǎn)鏈的分割是在風(fēng)險(xiǎn)因素相關(guān)關(guān)系網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)建的基礎(chǔ)，主要依據(jù)以下步驟：①將所有進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)因素的集合定義為R={r1，r2，，…rn}。②任一風(fēng)險(xiǎn)因素ri及其所影響R中元素的集合，叫做ri的影響集，記為Y（ri），如圖2，Y（r1）={r1，r3，r5}。③任一風(fēng)險(xiǎn)因素ri及其影響ri元素的集合，叫做ri的被影響集。記為B（ri）。如圖2，B（r3）={r1，r3}。④任一風(fēng)險(xiǎn)因素ri的影響集與被影響集的交集，叫做ri的共同集。記為G（ri）。如圖2，Y（r3）={r3，r5}，B（r3）={r1，r3}得到G（r3）={Y（r3）∩B（r3）}={r3}。⑤若風(fēng)險(xiǎn)因素ri，有Y（r3）=G（r3），則ri為該風(fēng)險(xiǎn)鏈的起點(diǎn)。⑥風(fēng)險(xiǎn)因素關(guān)系網(wǎng)絡(luò)，若任兩個(gè)起點(diǎn)re，rf存在Y（re）∩Y（rf）≠？覫，則Y（rj），Y（rk）中風(fēng)險(xiǎn)因素屬于在同一風(fēng)險(xiǎn)鏈上，說明該風(fēng)險(xiǎn)因素關(guān)系網(wǎng)絡(luò)不可分割；若有兩個(gè)起點(diǎn)re，rf，存在Y（re）∩Y（rf）=？覫，說明風(fēng)險(xiǎn)因素關(guān)系網(wǎng)絡(luò)可分割，且分割出風(fēng)險(xiǎn)鏈的組成元素就是Y（re）和Y（rf）。

將圖2中的部分作為研究對(duì)象，說明風(fēng)險(xiǎn)鏈的分割過程。如表4所示。

由表4的分割過程可知該網(wǎng)絡(luò)有兩個(gè)起點(diǎn)分別是r1和r2，易得Y（r1）∩Y（r2）=？準(zhǔn)，說明以兩個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因素為起點(diǎn)的風(fēng)險(xiǎn)鏈為單獨(dú)風(fēng)險(xiǎn)鏈。因此，該網(wǎng)絡(luò)分割的風(fēng)險(xiǎn)鏈為2條，分別是：r1→r3→r5，r2→r4。

2.2 仿真模型

風(fēng)險(xiǎn)本身的不確定性，導(dǎo)致通過單一數(shù)據(jù)無(wú)法真實(shí)反映風(fēng)險(xiǎn)因素對(duì)進(jìn)度的影響。另外，各工序?qū)?xiàng)目總工期的影響程度也有所不同。因此，通過仿真技術(shù)重復(fù)模擬多次，不僅可以得到風(fēng)險(xiǎn)產(chǎn)生影響的期望值等數(shù)據(jù)，并且可以更客觀的描述出風(fēng)險(xiǎn)鏈對(duì)總工期的影響程度。仿真模型如圖2所示。

2.3 評(píng)價(jià)方法

其中：Xj是斯皮爾曼秩相關(guān)系數(shù)，指工序j的時(shí)長(zhǎng)與總工期之間的相關(guān)度；N是模型運(yùn)行次數(shù)；lm，j是工序Aj在第m次模擬中工序時(shí)長(zhǎng)與總工期的秩次差。

2.4 風(fēng)險(xiǎn)因素對(duì)工序時(shí)長(zhǎng)的影響

3 實(shí)例

廣州某劇院是廣州市二十一世紀(jì)重點(diǎn)工程之一。該項(xiàng)目造型奇特、結(jié)構(gòu)復(fù)雜；室內(nèi)空間曲線曲面類型多、高精度預(yù)埋及預(yù)留多。同時(shí)，項(xiàng)目施工方對(duì)上述方面存在無(wú)施工經(jīng)驗(yàn)或經(jīng)驗(yàn)不足的情況，屬于文章所研究的技術(shù)復(fù)雜型建設(shè)項(xiàng)目。因此，采用大劇場(chǎng)這一單項(xiàng)工程的簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)，以其進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)為例對(duì)文章前述研究方法進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用，并分析結(jié)果。

3.1 項(xiàng)目進(jìn)度計(jì)劃

大劇場(chǎng)的進(jìn)度計(jì)劃如表5所示。

3.2 風(fēng)險(xiǎn)鏈的識(shí)別

首先采用專家調(diào)查法對(duì)項(xiàng)目可能存在的各風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行識(shí)別，然后按照前述消除主觀性方法的具體步驟，得到風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)關(guān)系網(wǎng)絡(luò)進(jìn)而得出風(fēng)險(xiǎn)鏈。

專家成員共10名，均是有豐富類似工程項(xiàng)目的從而經(jīng)驗(yàn)，通過收集基礎(chǔ)資料、外部環(huán)境信息、相似項(xiàng)目資料等，采用多種手段，識(shí)別所有項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)因素，梳理出關(guān)鍵的風(fēng)險(xiǎn)因素，見表4所示。

接下來專家小組對(duì)項(xiàng)目基本信息和相關(guān)資料，給出風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生對(duì)項(xiàng)目進(jìn)度產(chǎn)生的影響，并在上表“進(jìn)度影響”中列出。其中復(fù)雜技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)的進(jìn)度影響采用TRRA風(fēng)險(xiǎn)矩陣中的TNV·？駐TRL計(jì)算，認(rèn)為建設(shè)工程項(xiàng)目目標(biāo)技術(shù)成熟度是TRL=9，而當(dāng)前TRL′值與TNV則項(xiàng)目基礎(chǔ)文件評(píng)價(jià)得出。由于篇幅原因，TRL′=5，？駐TRL=4；鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和制作對(duì)降低項(xiàng)目工期的影響較大，TNV=3；因此，該風(fēng)險(xiǎn)元對(duì)工序持續(xù)時(shí)間的影響為TNV·？駐TRL/5TRL=27%。

之后采用前述消除主觀性的方法，得到風(fēng)險(xiǎn)因素間的相互關(guān)系。根據(jù)分割風(fēng)險(xiǎn)鏈的方法，將風(fēng)險(xiǎn)關(guān)系網(wǎng)絡(luò)分割成8條風(fēng)險(xiǎn)鏈。分別為：R1：r1→r2→r3，R2：r5，R3：r6→r4，R4：r7，R5：r8，R6：r10→r9→r13，R7：r12→r11，R8：r14。

3.3 仿真結(jié)果分析

通過上述結(jié)果與分析，可以看出文章所采用的方法在復(fù)雜技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)對(duì)進(jìn)度產(chǎn)生影響研究上，可以準(zhǔn)確評(píng)價(jià)該類風(fēng)險(xiǎn)因素的風(fēng)險(xiǎn)值以及是否應(yīng)該重點(diǎn)關(guān)注。進(jìn)而提出相應(yīng)的對(duì)策、分析應(yīng)對(duì)方案可以風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)的要求后，確定并執(zhí)行應(yīng)對(duì)方案。

同時(shí)，隨著項(xiàng)目的推進(jìn)和風(fēng)險(xiǎn)的變化情況及時(shí)對(duì)進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行監(jiān)控，調(diào)整應(yīng)對(duì)措施，實(shí)現(xiàn)對(duì)進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)的動(dòng)態(tài)管理，降低風(fēng)險(xiǎn)對(duì)工期造成的影響。

4 結(jié)語(yǔ)

文章在技術(shù)復(fù)雜型建設(shè)項(xiàng)目的進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)分析過程中，通過仿真模擬計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)鏈對(duì)影響工序的累積效果值，以考慮風(fēng)險(xiǎn)因素相關(guān)性和工序關(guān)聯(lián)性；引入TRRA風(fēng)險(xiǎn)矩陣來評(píng)價(jià)復(fù)雜技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)對(duì)工序時(shí)長(zhǎng)造成的影響，以解決復(fù)雜技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)無(wú)經(jīng)驗(yàn)可循或經(jīng)驗(yàn)少的問題，避免了以經(jīng)驗(yàn)來評(píng)估的缺陷，本身也符合實(shí)際情形；在實(shí)例應(yīng)用中也得到了較理想的效果。因此，與其他方法相比該方法的評(píng)估結(jié)果更加精確、合理，對(duì)于技術(shù)復(fù)雜項(xiàng)目實(shí)施過程的進(jìn)度管理，具有不可忽略的意義。

目前國(guó)內(nèi)外對(duì)風(fēng)險(xiǎn)鏈理論的研究尚處于起步階段，復(fù)雜技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)的TRRA風(fēng)險(xiǎn)矩陣中參數(shù)等級(jí)是一種新的描述與定義，引入TRRA風(fēng)險(xiǎn)矩陣的風(fēng)險(xiǎn)鏈在對(duì)技術(shù)復(fù)雜型建設(shè)項(xiàng)目進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法屬于新的嘗試，雖然應(yīng)用時(shí)有較好的反饋，但仍需對(duì)多個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因素的相關(guān)關(guān)系與TRRA風(fēng)險(xiǎn)矩陣中參數(shù)等級(jí)的完善描述與定義，進(jìn)行更深入的研究。

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