基于云計(jì)算技術(shù)的供熱工程項(xiàng)目質(zhì)量自動(dòng)控制方法

羊培銘

摘 要：在供熱工程項(xiàng)目施工過(guò)程中，通常采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行工程項(xiàng)目質(zhì)量評(píng)價(jià)，無(wú)法得出準(zhǔn)確的質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果，使得質(zhì)量自動(dòng)控制方法的返工成本較高。為此，提出應(yīng)用云計(jì)算技術(shù)的供熱工程項(xiàng)目質(zhì)量自動(dòng)控制方法，針對(duì)供熱工程項(xiàng)目進(jìn)行分析，采用故障模式與影響分析原理辨識(shí)質(zhì)量控制點(diǎn)。依托于云計(jì)算技術(shù)搭建云架構(gòu)，獲取控制點(diǎn)質(zhì)量評(píng)價(jià)相關(guān)數(shù)據(jù)，再引入變權(quán)理論設(shè)計(jì)大數(shù)據(jù)多層變權(quán)云計(jì)算質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)體系，確定每個(gè)控制點(diǎn)當(dāng)前質(zhì)量情況。構(gòu)建以貝葉斯網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的供熱工程項(xiàng)目質(zhì)量控制模型，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)更新能力，實(shí)現(xiàn)質(zhì)量分階段自動(dòng)控制。該方法應(yīng)用到建筑面積為5萬(wàn)m2的供熱工程項(xiàng)目中，最終產(chǎn)生的返工成本僅為3.4萬(wàn)元，實(shí)現(xiàn)了工程項(xiàng)目成本的降低。

關(guān)鍵詞：云計(jì)算；供熱工程；質(zhì)量控制；質(zhì)量評(píng)估；貝葉斯網(wǎng)絡(luò)

中圖分類(lèi)號(hào)：TM611.3? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：2096-6903（2023）05-0116-03

0 引言

集中供熱是城市能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化的必然階段，而在集中供熱區(qū)域?qū)嵤犭娐?lián)產(chǎn)規(guī)劃，可以達(dá)到推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)的效果[1]。供熱工程屬于大范圍線性管道工程，結(jié)合熱電聯(lián)產(chǎn)計(jì)劃后，供熱工程項(xiàng)目的施工難度成倍增長(zhǎng)。這種環(huán)境下，工程項(xiàng)目質(zhì)量的自動(dòng)控制越發(fā)重要。供熱工程項(xiàng)目的施工需要多方面配合，其質(zhì)量控制管理也需要全面分析各種質(zhì)量影響因素，及時(shí)發(fā)現(xiàn)可能會(huì)造成工程質(zhì)量降低的問(wèn)題[2]，并采用合理的控制措施進(jìn)行解決。

從項(xiàng)目質(zhì)量自動(dòng)控制方法應(yīng)用效果來(lái)看，大部分情況下，為了保證工程質(zhì)量符合施工要求，需要進(jìn)行多次返工，由此導(dǎo)致工程投資成本大幅增長(zhǎng)。對(duì)此，文中設(shè)計(jì)應(yīng)用云計(jì)算技術(shù)的新型控制方法，通過(guò)云計(jì)算思想得到全面的質(zhì)量評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)，并應(yīng)用云模型得出準(zhǔn)確的質(zhì)量量化評(píng)價(jià)結(jié)果，以此為基礎(chǔ)定義合理的返工方案，在提高項(xiàng)目質(zhì)量的同時(shí)降低項(xiàng)目投資。

1 設(shè)計(jì)工程項(xiàng)目質(zhì)量自動(dòng)控制方法

1.1 辨識(shí)供熱工程項(xiàng)目質(zhì)量控制點(diǎn)

針對(duì)整個(gè)供熱工程項(xiàng)目的施工流程進(jìn)行分解，采用FMEA（故障模式與影響分析）方法，確定可能會(huì)影響工程質(zhì)量的缺陷出現(xiàn)點(diǎn)，將其作為質(zhì)量控制點(diǎn)。實(shí)際控制點(diǎn)辨識(shí)過(guò)程中，需要考慮3方面因素。首先，確定該點(diǎn)出現(xiàn)質(zhì)量缺陷后造成的負(fù)面影響嚴(yán)重程度[3]。其次，分析潛在供熱工程項(xiàng)目質(zhì)量缺陷引起原因，并形成一幅魚(yú)骨圖，確定造成質(zhì)量缺陷的最主要原因，該因素也可以作為后續(xù)質(zhì)量控制策略生成的依據(jù)。最后，按照當(dāng)前供熱工程項(xiàng)目施工規(guī)范，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行分析，確定質(zhì)量輕降檢測(cè)難度。各種工程項(xiàng)目質(zhì)量影響因素分析結(jié)果相結(jié)合，得出控制點(diǎn)風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)先數(shù)計(jì)算結(jié)果。具體計(jì)算如式（1）所示。

（1）

式中：τ表示風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)先數(shù)；S表示質(zhì)量缺陷造成后果的嚴(yán)重程度；I表示質(zhì)量缺陷引發(fā)機(jī)理的出現(xiàn)頻度；F表示質(zhì)量缺陷檢測(cè)度。

實(shí)際計(jì)算過(guò)程中，檢測(cè)度、嚴(yán)重程度和頻度都需要提前計(jì)算賦分值，前兩者的賦分范圍在1～110之間，后者的賦分值在1～10之間。通常情況下，風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)先數(shù)計(jì)算值越大，表明該點(diǎn)出現(xiàn)質(zhì)量缺陷后，對(duì)整體供熱工程項(xiàng)目質(zhì)量會(huì)產(chǎn)生直接影響。此時(shí)可以將該點(diǎn)看作關(guān)鍵控制點(diǎn)，進(jìn)行實(shí)時(shí)質(zhì)量評(píng)價(jià)和風(fēng)險(xiǎn)管控。

1.2 設(shè)計(jì)基于云計(jì)算技術(shù)的質(zhì)量評(píng)價(jià)體系

針對(duì)質(zhì)量控制點(diǎn)進(jìn)行質(zhì)量狀態(tài)評(píng)價(jià)時(shí)，文中采用了以互聯(lián)網(wǎng)為核心的云計(jì)算技術(shù)，通過(guò)軟硬件云計(jì)算設(shè)備的配合，實(shí)現(xiàn)供熱工程項(xiàng)目質(zhì)量評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)的收集與共享。依托于云計(jì)算理念[4]，搭建包含數(shù)據(jù)中心、服務(wù)中心和一個(gè)接入層的云架構(gòu)，兩種中心分別連接供熱工程施工系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)和供熱工程質(zhì)量管理數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)時(shí)獲取多個(gè)層次的供熱工程項(xiàng)目質(zhì)量評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)，作為控制點(diǎn)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系建設(shè)的基礎(chǔ)。

設(shè)計(jì)以云計(jì)算技術(shù)為核心的云模型，結(jié)合變權(quán)理論設(shè)計(jì)完善的控制點(diǎn)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，需要在收集供熱工程項(xiàng)目資料后，確定每個(gè)控制點(diǎn)的風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)先數(shù)，按照從高到低的順序，分別進(jìn)行質(zhì)量評(píng)價(jià)。每個(gè)控制點(diǎn)質(zhì)量評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)采集完成后，確定多個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，并為每個(gè)指標(biāo)賦予對(duì)應(yīng)的初始權(quán)重值，結(jié)合變權(quán)理論更新權(quán)重值，將其導(dǎo)入以云計(jì)算技術(shù)為核心的云模型中，對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，生成質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果[5，6]。以大數(shù)據(jù)多層變權(quán)云計(jì)算為核心的質(zhì)量評(píng)價(jià)體系，如圖1所示。

應(yīng)用云計(jì)算技術(shù)進(jìn)行質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)時(shí)，云模型是數(shù)據(jù)處理的基礎(chǔ)，通過(guò)云模型逆向云發(fā)生器，可以采集所有質(zhì)量評(píng)價(jià)相關(guān)數(shù)據(jù)包含的數(shù)字特征，再運(yùn)用正向云發(fā)生器進(jìn)行分析，可以輸出定性評(píng)判云圖。

采用原始評(píng)價(jià)指標(biāo)和初始權(quán)重，采集供熱工程項(xiàng)目控制點(diǎn)質(zhì)量評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)時(shí)，需要對(duì)各個(gè)指標(biāo)的量化結(jié)果進(jìn)行平均值計(jì)算，而后采用逐級(jí)遞階變權(quán)理念更新指標(biāo)權(quán)重值。正向、逆向云發(fā)生器共同運(yùn)算，得到工程控制點(diǎn)的每個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的評(píng)價(jià)結(jié)果，再分別與定性評(píng)判云圖進(jìn)行對(duì)比，輸出質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果。

1.3 建立供熱工程項(xiàng)目質(zhì)量自動(dòng)控制機(jī)制

定義質(zhì)量狀況控制點(diǎn)為狀況節(jié)點(diǎn)，并設(shè)置質(zhì)量狀況控制影響因素為影響因素節(jié)點(diǎn)，將這兩種節(jié)點(diǎn)看作貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的基本節(jié)點(diǎn)，結(jié)合供熱工程項(xiàng)目質(zhì)量管理專家的經(jīng)驗(yàn)，以及以往施工工程案例的施工經(jīng)驗(yàn)，分析不同節(jié)點(diǎn)之間的關(guān)聯(lián)性，形成完整的貝葉斯網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

考慮到貝葉斯網(wǎng)絡(luò)具有自動(dòng)學(xué)習(xí)的功能，文中應(yīng)用貝葉斯網(wǎng)絡(luò)分析軟件，依托于該網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建貝葉斯網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模型，并形成對(duì)應(yīng)的項(xiàng)目質(zhì)量自動(dòng)控制機(jī)制。在歷史數(shù)據(jù)和專家經(jīng)驗(yàn)的支持下，可以計(jì)算出每個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的具體參數(shù)。

在實(shí)際控制過(guò)程中，結(jié)合供熱工程項(xiàng)目質(zhì)量控制點(diǎn)的質(zhì)量狀況評(píng)價(jià)結(jié)果，記錄關(guān)鍵控制點(diǎn)的質(zhì)量信息，完成質(zhì)量信息的全方面管理。將質(zhì)量管理信息輸入構(gòu)建完成的貝葉斯網(wǎng)絡(luò)中，對(duì)未來(lái)時(shí)刻供熱工程項(xiàng)目質(zhì)量控制點(diǎn)的質(zhì)量狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測(cè)。當(dāng)質(zhì)量缺陷超出設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范后，需要采用對(duì)應(yīng)的控制方案解決該缺陷問(wèn)題。但隨著供熱工程施工進(jìn)度的推進(jìn)，供熱項(xiàng)目涉及的不確定信息越來(lái)越多，在質(zhì)量自動(dòng)控制過(guò)程中，需要不斷更新網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)參數(shù)和質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果，依據(jù)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)學(xué)習(xí)更新能力，更新整個(gè)自動(dòng)控制方案，達(dá)到自動(dòng)控制工程質(zhì)量的目的。

依托于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)，建立的供熱工程項(xiàng)目質(zhì)量自動(dòng)控制機(jī)制應(yīng)用過(guò)程中，需要根據(jù)工程控制點(diǎn)的質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果，生成分階段的有序質(zhì)量控制策略。以質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果為依據(jù)，劃分輕度質(zhì)量缺陷控制點(diǎn)、中度質(zhì)量缺陷控制點(diǎn)和重度質(zhì)量缺陷控制點(diǎn)，形成一種分層次、有體系的控制模式，將貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型貫穿到控制過(guò)程中，從而呈現(xiàn)出呈階梯上升的自動(dòng)控制方案。這種工程項(xiàng)目自動(dòng)控制形式的設(shè)計(jì)，主要是因?yàn)楣峁こ藤|(zhì)量問(wèn)題的出現(xiàn)，是一環(huán)套一環(huán)的。每個(gè)施工步驟的結(jié)束后，就會(huì)進(jìn)行一個(gè)更大的施工過(guò)程，將上一步驟包含在其中，所以在確定最初出現(xiàn)質(zhì)量缺陷的控制點(diǎn)后，只有針對(duì)該點(diǎn)直接進(jìn)行質(zhì)量控制處理，才能在最小的施工成本下，提升整個(gè)工程項(xiàng)目的質(zhì)量。

2應(yīng)用分析

文中設(shè)計(jì)的項(xiàng)目質(zhì)量控制方法，主要是針對(duì)供熱工程提出的。為了驗(yàn)證該方法在實(shí)際工程施工過(guò)程中可以發(fā)揮較大的應(yīng)用價(jià)值，需要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用分析?？紤]到最終測(cè)試結(jié)果的穩(wěn)定性與可靠性，測(cè)試以對(duì)比方式展開(kāi)。與此同時(shí)，選擇3個(gè)項(xiàng)目，分別命名為燃?xì)鉄崴仩t供熱項(xiàng)目1、燃?xì)鉄崴仩t供熱項(xiàng)目2以及燃?xì)鉄崴仩t供熱項(xiàng)目3，進(jìn)行供熱工程項(xiàng)目質(zhì)量控制點(diǎn)與自動(dòng)控制結(jié)果分析。

對(duì)工業(yè)集群區(qū)的熱用戶資料進(jìn)行調(diào)查，確定區(qū)域日工業(yè)熱負(fù)荷變化情況。該實(shí)驗(yàn)區(qū)內(nèi)部的工業(yè)企業(yè)包括多種類(lèi)型，需要考慮到最大熱負(fù)荷疊加的情況，設(shè)置每臺(tái)燃?xì)鉄崴仩t的最大供熱量為220 t/h，以滿足所有企業(yè)用戶的用熱需求。

在應(yīng)用分析過(guò)程中，為了體現(xiàn)文中設(shè)計(jì)自動(dòng)控制方法的優(yōu)越性能，將整個(gè)實(shí)驗(yàn)區(qū)域平均劃分為3部分，每部分面積為5萬(wàn)m2，采用文中設(shè)計(jì)方法進(jìn)行項(xiàng)目質(zhì)量控制，對(duì)每個(gè)子區(qū)域分別對(duì)應(yīng)方法，對(duì)比各個(gè)控制方法的應(yīng)用后返工成本結(jié)果。

2.1 質(zhì)量自動(dòng)控制結(jié)果

采用基于云計(jì)算技術(shù)的方法進(jìn)行質(zhì)量自動(dòng)控制后，得到每個(gè)質(zhì)量控制點(diǎn)的自動(dòng)控制結(jié)果如表1所示。

該方法在應(yīng)用后，讓質(zhì)檢人員針對(duì)3個(gè)燃?xì)鉄崴仩t供熱項(xiàng)目進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，確定每個(gè)控制點(diǎn)的質(zhì)量控制結(jié)果都顯示為合格，符合供熱工程項(xiàng)目施工要求。這表明基于云計(jì)算技術(shù)的供熱工程項(xiàng)目質(zhì)量自動(dòng)控制方法效果較好，具有可行性。

2.2 質(zhì)量控制方法應(yīng)用效果分析

考慮到文中是以降低工程項(xiàng)目投資為目標(biāo)設(shè)計(jì)的質(zhì)量自動(dòng)控制方法，文中從定量的角度進(jìn)行分析，選擇返工成本作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，評(píng)價(jià)不同方法的應(yīng)用效果，得到如圖2所示的返工成本對(duì)比結(jié)果。

根據(jù)圖2可知，所提自動(dòng)控制方法應(yīng)用后，工程測(cè)量定位、管槽工程、管道安裝工程三個(gè)項(xiàng)目的返工成本分別為0.31萬(wàn)元、1.5萬(wàn)元和1.89萬(wàn)元，供熱工程項(xiàng)目總返工成本為3.7萬(wàn)元。而應(yīng)用其他兩種文獻(xiàn)方法進(jìn)行項(xiàng)目質(zhì)量控制，產(chǎn)生的總返工成本分別為18.9萬(wàn)元、16.3萬(wàn)元。本文方法較文獻(xiàn)方法的成本分別少15.2萬(wàn)元、12.6萬(wàn)元。

綜上所述，運(yùn)用云計(jì)算技術(shù)后，可以得到更加準(zhǔn)確的控制點(diǎn)質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果，生成合理的返工方案，使得供熱工程項(xiàng)目總返工成本有效降低。其原因是本文提出的方法建立了供熱工程項(xiàng)目質(zhì)量自動(dòng)控制機(jī)制，在確定最初出現(xiàn)質(zhì)量缺陷的控制點(diǎn)后，針對(duì)該點(diǎn)直接進(jìn)行質(zhì)量控制處理。定義質(zhì)量狀況控制點(diǎn)為狀況節(jié)點(diǎn)，并設(shè)置質(zhì)量狀況控制影響因素為影響因素節(jié)點(diǎn)，將這兩種節(jié)點(diǎn)看作貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的基本節(jié)點(diǎn)，結(jié)合供熱工程項(xiàng)目質(zhì)量管理專家的經(jīng)驗(yàn)以及以往施工工程案例的施工經(jīng)驗(yàn)，分析不同節(jié)點(diǎn)之間的關(guān)聯(lián)性，形成完整的貝葉斯網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。在上述內(nèi)容基礎(chǔ)上，結(jié)合最小的施工成本情況，可提升整個(gè)工程項(xiàng)目的質(zhì)量，一定程度上有利于降低總返工成本。

3 結(jié)束語(yǔ)

為了實(shí)現(xiàn)供熱工程項(xiàng)目施工要求越來(lái)越復(fù)雜，項(xiàng)目質(zhì)量控制方法的研究越來(lái)越受到重視。本文以供熱工程項(xiàng)目為研究對(duì)象，定義提升項(xiàng)目施工質(zhì)量、降低項(xiàng)目投資為目標(biāo)，設(shè)計(jì)一種結(jié)合了云計(jì)算技術(shù)的自動(dòng)控制方法。在大量數(shù)據(jù)的支持下，判斷每個(gè)控制點(diǎn)的實(shí)際質(zhì)量情況，從而制定科學(xué)的動(dòng)態(tài)控制策略。

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