風險量化方法在核電項目工期分析的應(yīng)用研究

汪捷 趙天宇 李霞 夏新沛

中圖分類號：TM623 文獻標識：A 文章編號：1674-1145（2019）2-191-02

摘 要 采用新技術(shù)的核電項目由于其缺乏實際建設(shè)的經(jīng)驗數(shù)據(jù)，建設(shè) 過程中設(shè)計、采購、設(shè)備制造、建造施工、調(diào)試等過程中都存在很多不確定性因素，采用傳統(tǒng)的關(guān)鍵路徑方法分析得到的總工期目標實現(xiàn)概率偏低，故而引入風險量化方法分析項目工期。本文通過對GER T技術(shù)的研究與實踐，建立更加符合現(xiàn)實的進度風險模型，經(jīng)過蒙特卡洛模擬得到總工期概率分布圖和敏感性因素分析圖，給風險管理者以及進度管理者一定的目標導(dǎo)向指引，提高整個工程建設(shè)項目的進度管控及風險管控。

關(guān)鍵詞 核電進度 風險 風險量化 進度分析

一、引言

以往核電項目，工程總工期常用關(guān)鍵路徑法（CPM）進行分析。CPM往往適用于以往曾執(zhí)行過多次、持續(xù)時間明確的項目活動。在項目實際工作中，部分活動的持續(xù)時間是不確定的（如建設(shè)過程中主設(shè)備、DCS預(yù)計到貨時間屢屢推后），實際執(zhí)行中往往會受到各種因素的影響而產(chǎn)生變化，總工期的關(guān)鍵線路也不一定唯一，CPM得到的總工期分析結(jié)果實現(xiàn)的概率偏低，次關(guān)鍵路徑的分析準確性不高。為此引入風險量化分析方法，結(jié)合蒙特卡洛仿真模擬分析計算項目總工期目標，同時還能篩選出影響總工期實現(xiàn)的高敏感風險因素及任務(wù)作業(yè)，給風險管理者以及進度管理者一定的目標導(dǎo)向指引，明確重點作業(yè)高概率發(fā)生風險因素，進而集中開展風險防范、應(yīng)對控制等積極動作，有的放矢，提高整個工程建設(shè)項目的進度管控及風險管控能力。

二、核電進度工期分析方法現(xiàn)狀

某核電首堆示范工程的項目前期階段，由于其缺乏實際建設(shè)的經(jīng)驗數(shù)據(jù)，建設(shè)過程中設(shè)計、采購、設(shè)備制造、建造施工、調(diào)試等過程中都存在很多不確定性因素，采用傳統(tǒng)的關(guān)鍵路徑方法較難確定項目總工期，故而引入風險量化方法分析項目建造總工期，并根據(jù)分析結(jié)果確定了項目工期（包括基礎(chǔ)工期和風險預(yù)留工期）。

針對工期不確定的進度計劃進行風險量化分析，是以一個概率分布區(qū)間代替?zhèn)鹘y(tǒng)的確定的工期輸入，對進度模型中的作業(yè)工期采用三點估算法確定進度風險區(qū)間，輸入最樂觀值、最可能值、最悲觀值，通過蒙特卡洛模擬，得到總工期概率分布和敏感性因素分析圖。項目管理者在實際項目實施階段，往往存在更多不確定性，例如邏輯關(guān)系不確定，主要體現(xiàn)在：

1.設(shè)計的反復(fù)迭代過程，尤其是對于首堆，設(shè)計方案變化頻繁，從初步設(shè)計到詳細設(shè)計，可能又由于一些原因再回到初步設(shè)計，而且設(shè)計的變化對設(shè)備制造、施工會形成一個疊加和放大效應(yīng)。

2.新設(shè)備的研制也存在反復(fù)的過程。

3.現(xiàn)場施工作業(yè)會根據(jù)不同的預(yù)計圖紙出版時間和設(shè)備交貨時間調(diào)整邏輯關(guān)系，以減少其對現(xiàn)場工期的影響。

GERT圖示評審技術(shù)可應(yīng)用于工期不確定、邏輯不確定的的問題，網(wǎng)絡(luò)中可以出現(xiàn)回路，可以有多個概率分支來建立邏輯不確定的模型。本文將主要通過對GERT技術(shù)的研究與實踐，建立更加符合現(xiàn)實的進度計劃模型，幫助我們制定更加科學(xué)合理可行的進度計劃，找到計劃執(zhí)行中需要關(guān)注的關(guān)鍵點，確保項目目標能夠在理想的進度和費用條件下實現(xiàn)。

三、風險量化分析流程

（一）確定風險分析目標

進度風險分析通常以總工期為目標，計算項目總工期實現(xiàn)的概率，在項目啟動初期為確定項目總工期目標、進度管理方案（預(yù)留風險工期）、合同談判進度部分提供數(shù)據(jù)支持。進度風險分析也可以以某個重要里程碑節(jié)點為目標。

（二）識別風險，并進行定性分析，初步判明風險的嚴重程度

風險是不確定性對目標的影響，分為外部風險和內(nèi)部風險。對于國內(nèi)核電項目，外部風險主要是指政策風險和業(yè)主風險；對于國外項目，外部風險就要考慮政治風險、法律法規(guī)風險、匯率風險等。在進行風險識別時，首先要分析當前項目的具體情況，從工程初始清單的眾多風險中找出對實現(xiàn)工程目標有影響的主要風險事件，作為風險評價的主要對象。識別出的風險包括風險類別/領(lǐng)域、風險事件、風險原因、影響的后果。

（三）確定項目主要活動及邏輯關(guān)系，建立進度風險模型

1.列出進度風險模型中的作業(yè)條目。2.確定邏輯關(guān)系。在進度計劃的作業(yè)之間通常有四種邏輯關(guān)系：完成到開始（FS）、完成到完成（FF）、開始到開始（SS）、開始到完成（SF）。但項目實際執(zhí)行情況中，工程設(shè)計和設(shè)備研發(fā)階段的進度計劃都存在循環(huán)的可能，可能是帶反饋的回路也可能是帶概率分支的邏輯關(guān)系。

（四）數(shù)據(jù)收集，輸入模型中各項作業(yè)的工期

工期不確定性大多服從三角分布、β分布，因此最常用到的概率分布方式就是三角分布和β分布。

每項作業(yè)的最樂觀工期、最可能工期、最悲觀工期三個參數(shù)通常采用德爾菲法獲取，由專家對工期提出意見，將專家的意見加以整理、歸納，經(jīng)過多輪反復(fù)，得到比較一致、可靠性高的結(jié)論。

（五）風險影響評估和方案選擇

通過蒙特卡洛模擬，進行多次仿真運行，得到總工期概率分布和敏感性分析圖。

四、核電項目建造工期分析

根據(jù)以往工程建設(shè)的經(jīng)驗反饋，并結(jié)合國內(nèi)外先進的建造技術(shù)，某核電項目建造采取的技術(shù)將進一步進行設(shè)計優(yōu)化和工期優(yōu)化。對于設(shè)計優(yōu)化帶來的不確定性，將以邏輯不確定和工期不確定相結(jié)合的方式進行建立進度風險模型。

（一）PRA軟件介紹

Primavera Risk Analysis（簡稱PRA）是一款基于蒙特卡洛法的成本和進度風險分析軟件，通過直接與項目進度計劃以及費用估算相集成來建立風險和不確定性模型。

（二）建立核島建安進度仿真模型

某核電項目在采用“開頂法”施工方案后，核島建安關(guān)鍵路徑發(fā)生了變化，土建和安裝交叉施工更加密集。原核島建安以里程碑節(jié)點“穹頂?shù)跹b”為分界點，開頂法施工是在反應(yīng)堆廠房內(nèi)部混凝土+16.0m平臺施工完后，先引入設(shè)備就位，后吊裝穹頂，土建安裝交叉進行。

開頂法施工導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力張拉推遲，進度上影響后續(xù)貫穿件安裝、外穹頂砼和安全殼打壓以及裝料節(jié)點。為了減小其對總工期的影響，必須將預(yù)應(yīng)力張拉工期由9個月壓縮至7個月，扶壁柱區(qū)域的貫穿件和管道安裝工期、項目調(diào)試工期都做了部分壓縮。因此在模型中針對預(yù)應(yīng)力張拉的工期使用概率分支設(shè)置為實現(xiàn)概率不同的兩個工期，并據(jù)此調(diào)整后續(xù)作業(yè)施工邏輯及工期。施工主邏輯簡圖如圖1：

（三）數(shù)據(jù)采集及錄入

模型中每項作業(yè)的最樂觀工期、最可能工期、最悲觀工期三個參數(shù)是采用德爾菲法，邀請工程公司、業(yè)主、施工單位等各方專家評估每項作業(yè)的工期。

（四）核島建安工期仿真模擬

建安工期以冷態(tài)功能試驗開始為這一階段的結(jié)束點，通過PRA軟件里運行10000次模擬仿真，生成建安工期概率分布曲線如圖2：

實現(xiàn)概率為50%的建安工期為50個月（冷態(tài)功能試驗開始時間為2023-11-30），實現(xiàn)概率為80%的建安工期為51.5個月（冷態(tài)功能試驗開始時間為2024-1-18），而47個月的期望工期實現(xiàn)概率不到1%。

五、分析與結(jié)論

通過使用PRA軟件，運用風險量化分析方法計算得到某核電項目建安工期和總工期如下表所示：

通過蒙特卡洛抽樣模擬得到的結(jié)果，某核電項目實現(xiàn)建安工期的期望工期的概率不到1%，主要風險因素是預(yù)應(yīng)力張拉、預(yù)應(yīng)力張拉結(jié)束后的扶壁柱相關(guān)區(qū)域管道、貫穿件安裝和壓力容器等主要設(shè)備供貨進度。某核點項目在以往項目的基礎(chǔ)上做了大量的設(shè)計優(yōu)化，關(guān)鍵路徑也較示范工程發(fā)生了部分偏移，在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)47個月的項目建安期望工期存在較大的挑戰(zhàn)。

綜上，使用風險量化的方法分析項目進度可以計算出50%、80%實現(xiàn)概率的工期，以及項目的敏感性因素分析，據(jù)此給領(lǐng)導(dǎo)決策項目進度目標提供技術(shù)支持，并根據(jù)敏感性因素分析結(jié)論，明確項目較大風險事項以進行有針對性的重點管理。