基于GO法的裝配式建筑工程風險評價

閆麗穎　岳瑞杰

摘要：裝配式建筑的大力推廣及應用，對裝配式建筑工程風險管理工作提出了新的挑戰(zhàn)。本文在分析GO法基本原理的基礎上，從整個預制構配件生產、物流運輸至現場裝配施工的多個維度為切入點，在建造系統(tǒng)流程圖的基礎上建立了裝配式建筑工程GO圖模型，應用GO運算規(guī)則計算系統(tǒng)的風險狀態(tài)概率值，參照風險等級劃分標準實現對系統(tǒng)的風險評價，以期為裝配式建筑工程相關風險研究提供新思路。

Abstract： The promotion and application of prefabricated housing have posed new challenges to the risk management of prefabricated housing projects. On the basis of analyzing the basic principle of the GO method， this paper established the based on the construction system flow chart from the entire prefabricated components production， logistics， transportation to the scene assembly construction. The GO algorithm is used to calculate risk state probability value system， and risk evelaution of the system is realized according to the risk level division standard， in order to provide new ideas for the research on the risks associated with prefabricated housing.

關鍵詞：裝配式建筑;GO法;GO圖模型;風險評價

Key words： prefabricated housing;GO method;GO diagram model;risk assessment

中圖分類號：F426? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2019）28-0158-03

0? 引言

目前，在國家政策的大力推動下，裝配式建筑逐漸成為業(yè)界關注的熱點。然而，預制裝配式建筑的大力推廣及應用，對裝配式建筑工程風險管理工作提出了新的挑戰(zhàn)。據統(tǒng)計，2019年上半年我國房屋建筑行業(yè)共發(fā)生安全事故1732起、死亡1752人，同比分別上升7.8%和1.4%，對于裝配式建筑工程實施過程而言，安全和風險事故總量持續(xù)保持高位[1]，極大阻礙了裝配式建筑的整體健康發(fā)展。因此，如何建立適用于裝配式建筑工程的風險評價體系，加強裝配式建筑建造過程中的風險剖析與管控，是當前裝配式建筑產業(yè)亟待解決的重要課題。

近年來，專門針對裝配式建筑風險的研究文獻還較少，且多數以理論分析或定性分析為主，缺少定量分析且計算過程過于復雜。鑒于此，本文在分析GO法基本原理的基礎上，從整個預制構配件生產、物流運輸至現場裝配施工的多個維度為切入點，建立基于GO法的裝配式建筑工程風險評價模型，建模過程簡便且易于操作，計算結果直觀，適用于工程實際，克服了傳統(tǒng)風險評價方法計算過程復雜、計算量大且易受主觀因素干擾的不足，以期為裝配式建筑工程管理者提供決策參考，同時為裝配式建設工程風險分析及研究工作提供新思路。

1? 基于GO法的裝配式建筑工程風險評價步驟

1.1 GO法基本原理

GO（Goal Oriented）法最初是由美國Kaman公司提出的一項以概率分析為基礎、以成功為導向的系統(tǒng)概率分析技術。它的基本原理是經過系統(tǒng)分析將系統(tǒng)流程圖直接翻譯成GO圖，并依據GO圖直接進行系統(tǒng)概率計算，可用于多狀態(tài)、多時序系統(tǒng)的概率風險性評價和可靠性分析，尤其對有實際物流的階段性任務系統(tǒng)的風險性評價更為適用[4]。

GO圖主要由操作符和信號流兩大要素組成。操作符代表系統(tǒng)中的具體單元或邏輯關系，操作符類型反映了操作符所代表的單元功能和特征，GO法一共定義了17種操作符[3]，各操作符的類型、屬性及運算規(guī)則可參見文獻[3，5];信號流代表單元之間的連接，并將GO操作符連接生成GO圖。GO法的定量計算是從輸入操作符開始，沿信號流序列，按操作符運算規(guī)則，逐步計算信號流的狀態(tài)概率，直至代表系統(tǒng)的最終輸出信號[5]。

1.2 風險評價步驟

基于GO法能描述復雜系統(tǒng)時序性的特點，它可以直觀表示裝配式建筑施工工藝系統(tǒng)及各工藝時間節(jié)點之間的運行順序和狀態(tài)變化。將GO法應用于裝配式建筑工程風險評價，主要目的是根據預制構配件生產、物流運輸至現場裝配施工的多個維度的風險性參數，利用GO圖模型定量測度其風險概率，從而全面反映系統(tǒng)風險等級，風險評價步驟如下：

①系統(tǒng)分析：明確裝配式建筑工程建造系統(tǒng)流程，明確建造系統(tǒng)系統(tǒng)的運行階段及構成，并確定風險評價的范圍;

②建立GO圖模型：根據GO法原理，將裝配式建筑工程建造系統(tǒng)流程圖將轉化為相應的GO圖模型;

③風險評價：根據操作符與系統(tǒng)工藝流程之間的對應關系，將系統(tǒng)每一道工藝流程的風險頻數輸入給操作符，應用GO運算規(guī)則計算系統(tǒng)的風險狀態(tài)概率值，并參照風險等級劃分標準實現對系統(tǒng)的風險評價。

2? 裝配式建筑工程工藝系統(tǒng)分析

2.1 裝配式建筑工程風險因素

與傳統(tǒng)現澆住宅不同，裝配式建筑的工業(yè)化生產是一個風險疊加過程。在文獻分析基礎上，通過對不同的裝配式建筑工程的建設過程風險因素的總結，根據專家調查法，歸納出裝配式建筑工程常見的風險因素如下：

①生產加工過程：工廠預制標準化生產能力低，構件原材料質量低下，預制構件生產工藝不符合規(guī)范要求，模具精度不夠，構件脫模后養(yǎng)護不及時等;

②運輸供應過程：供應商倉儲配送能力弱，構件運輸成本高，構件配送方案不合理，構件運輸損傷，構件現場堆放不合理、構件進場檢測流于形式等;

③施工安裝過程：構件現場堆放不合理;吊裝技術方案不合理，吊裝機械吊裝精度差，吊點與構件連接不牢固，機械操作人員技術水平不足，工人安全意識不到位，塔吊交叉干擾，吊裝作業(yè)氣候條件惡劣，施工驗收不合格等。

2.2 裝配式建筑工程建造工藝系統(tǒng)分析

裝配式建筑工程建造工藝系統(tǒng)由一系列工藝過程和物流節(jié)點構成，如圖1所示，生產模式基本固定。預制構件設計單位完成BIM標準化設計后，在BIM模型上生成構件制造圖，作為構件工廠備料制作依據;構件工廠根據構件生產工藝及施工設備條件在異型構件生產線（生產疊合梁、疊合陽臺、配式柱、預制飄窗等異型構件）和板類構件生產線（生產疊合板、保溫板、外墻板、內墻板等板類構件）進行構件的制模、定位、澆筑、蒸養(yǎng)、脫模等制作過程;構件加工完成經倉儲、裝車配送、進場驗收后，為了確保吊裝順利進行，需要對構件分類存放，待起吊裝置就位后相繼完成樓梯板吊裝、一般構件吊裝、斜支撐吊裝及特殊構件加固和鋼筋套筒連接堵縫灌漿施工，預制裝配式結構安裝完畢后，由施工總承包單位組織作業(yè)層質量驗收。

3? 基于GO法的裝配式建筑工程風險評價

3.1 裝配式建筑工藝系統(tǒng)GO圖模型

根據GO法的基本原理并結合裝配式建筑工程生產系統(tǒng)中各工藝節(jié)點的特點，可建立如圖2所示的裝配式建筑工藝系統(tǒng)GO圖模型。系統(tǒng)中各工藝節(jié)點用操作符表示，節(jié)點間的連接用信號流表示。

操作符類型（圖3所示），其中操作符中的S1…SN表示輸入信號，R表示輸出信號，信號流上面的數字表示信號流編號，操作符中前面數字代表操作符類型，后面數字代表操作符編號。

3.2 裝配式建筑工程風險評價

由圖2可知，裝配式建筑工程建造工藝系統(tǒng)GO圖模型中共有14個操作符和14個信號流，操作符和信號流相互獨立，且操作符與系統(tǒng)工藝流程之間有對應關系，根據調研走訪企業(yè)與在建裝配式工程安全風險數據庫并結合專家評估得到裝配式建筑工程生產工藝系統(tǒng)的風險頻數，將系統(tǒng)每一道工藝流程的風險頻數輸入給操作符，可得到表1所示其生產工藝系統(tǒng)所有操作符數據。

裝配式建筑工藝系統(tǒng)GO圖及操作符數據輸入后，按照GO法基本原成理和操作符運算規(guī)則，可導出系統(tǒng)所有信號流的狀態(tài)概率，由于該系統(tǒng)為成功狀態(tài)和事故（風險）狀態(tài)組成的兩態(tài)系統(tǒng)，則信號流對應的輸出信號的狀態(tài)概率有成功概率和風險概率兩種定量計算標準，將GO法操作符的輸出信號的成功概率記為PR，風險概率記為PI，則

PI=1-PR，根據文獻[5]，輸出信號成功概率PR的計算公式為：

其中，P表示在M個共有信號的組合狀態(tài)下，系統(tǒng)輸出信號成功狀態(tài)概率值;KM表示組合狀態(tài)中的第M個共有信號的修正系數。根據上述成功概率公式定量計算所有工藝系統(tǒng)信號流的成功概率和風險概率，將計算結果取3位有效數字，得到表2所示的裝配式建筑工藝系統(tǒng)狀態(tài)概率，則信號流14的風險概率值0.348就是裝配式建筑工程風險率。

為了對裝配式建筑工程工藝系統(tǒng)風險進行有效評估，參照LEC分析法的風險等級劃分標準，將裝配式建筑工程工藝系統(tǒng)風險等級劃分為5類：風險很高（評價指標值？叟0.90）、風險較高（評價指標值0.70～0.89）、風險偏高（評價指標值0.50～0.69）、一般風險（評價指標值0.30～0.49）、較低風險（評價指標值<0.30），則裝配式建筑工程工藝系統(tǒng)風險率0.348屬于一般風險，說明裝配式建筑施工企業(yè)應強化項目風險控制，加強建設工藝流程風險管控，尤其是在當前我國裝配式建筑產業(yè)技術儲備不足、法規(guī)體系不健全、企業(yè)轉型滯后的情況下，盲目冒進地進行項目建設容易引起風險因素的疊加，一旦發(fā)生重大險情可能會導致整個項目的失敗。

4? 結語

本文基于GO法能描述復雜系統(tǒng)時序性的特點，將GO法應用于裝配式建筑工程風險評價過程中。在識別出預制構配件生產、物流運輸至現場裝配施工的多個維度的風險因素的基礎上，根據其建造系統(tǒng)流程圖，建立了裝配式建筑工程GO圖模型，根據操作符與系統(tǒng)工藝流程之間的對應關系，應用GO運算規(guī)則計算系統(tǒng)的風險狀態(tài)概率值，并參照風險等級劃分標準實現對系統(tǒng)的風險評價，為更加科學地進行裝配式建筑工程風險評價提供理論參考。

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