基于可拓云模型的建設(shè)工程質(zhì)量檢測機構(gòu)運行風(fēng)險評價研究

劉心男，李 瑞，王家慧，紀(jì)穎波，郭 奇

（1.北方工業(yè)大學(xué) 土木工程學(xué)院，北京 100144，E-mail：yingboji@126.com；2.中航長沙設(shè)計研究院有限公司，湖南 長沙 410014；3.北京中質(zhì)華興工程技術(shù)研究院有限公司，北京 102499）

建設(shè)工程質(zhì)量是百年大計，關(guān)乎人民群眾生命財產(chǎn)安全和高品質(zhì)生活需要[1，2]。建設(shè)工程質(zhì)量檢測是工程質(zhì)量監(jiān)管的重要手段，能反映出建造階段的工程實體質(zhì)量是否符合設(shè)計要求，還可為工程質(zhì)量評價提供依據(jù)[3，4]。隨著我國檢測機構(gòu)市場化改革的不斷推進(jìn)，檢測機構(gòu)之間的競爭愈發(fā)激烈，導(dǎo)致個別建設(shè)工程質(zhì)量檢測機構(gòu)為追求利益而出具不實報告甚至虛假報告。在國家加快推動“高質(zhì)量發(fā)展”的背景下[5]，建設(shè)工程質(zhì)量檢測機構(gòu)運行風(fēng)險管理愈來愈受到重視。因此，科學(xué)合理地量化評價建設(shè)工程質(zhì)量檢測機構(gòu)運行風(fēng)險等級，對促進(jìn)建設(shè)質(zhì)量檢測市場健康有序發(fā)展、保障建設(shè)工程質(zhì)量具有重要意義。

目前學(xué)者對建設(shè)工程質(zhì)量檢測機構(gòu)的信用評估、質(zhì)量管理成熟度評價和檢測方法優(yōu)化等方面進(jìn)行富有成效的研究。葉穆平等[6]運用扎根理論與病態(tài)指數(shù)等統(tǒng)計學(xué)方法，構(gòu)建了符合高質(zhì)量發(fā)展內(nèi)涵的工程質(zhì)量檢測機構(gòu)信用評估指標(biāo)體系。李顧媛[7]基于K-PMMM 等典型的成熟度模型對建筑工程檢測機構(gòu)質(zhì)量管理成熟度進(jìn)行了評價。鐘梟政等[8]開發(fā)了結(jié)合博弈論組合賦權(quán)的模糊Borda 法的住宅工程質(zhì)量檢測方法優(yōu)選決策模型。然而，目前尚缺乏對建設(shè)工程質(zhì)量檢測機構(gòu)運行風(fēng)險評價方法的深入研究。

本文通過文獻(xiàn)研究和文本挖掘方法系統(tǒng)識別工程質(zhì)量檢測全過程風(fēng)險因素，進(jìn)而構(gòu)建建設(shè)工程質(zhì)量檢測機構(gòu)運行風(fēng)險評價指標(biāo)體系，在群決策層次分析法和可拓云理論的基礎(chǔ)上構(gòu)建建設(shè)工程質(zhì)量檢測機構(gòu)運行風(fēng)險綜合評價模型，并進(jìn)行案例應(yīng)用。

1 評價指標(biāo)體系構(gòu)建

本文將建設(shè)工程質(zhì)量檢測機構(gòu)運行風(fēng)險界定為建設(shè)工程質(zhì)量檢測機構(gòu)在承接及開展檢測業(yè)務(wù)的過程中，由于檢測機構(gòu)內(nèi)部各種不確定因素的存在進(jìn)而影響到檢測機構(gòu)穩(wěn)定運行，主要包括檢測質(zhì)量風(fēng)險和檢測工作合規(guī)風(fēng)險。

基于質(zhì)量管理5M1E 原則，將檢測質(zhì)量風(fēng)險劃分為檢測人員風(fēng)險、儀器設(shè)備風(fēng)險等6 個二級指標(biāo)；按檢測工作開展的順序及其工作內(nèi)容，將檢測工作合規(guī)風(fēng)險劃分為檢測委托階段風(fēng)險、取樣送檢階段風(fēng)險等5 個二級指標(biāo)。為提取具有運行風(fēng)險特性的因素，在知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫中以“檢測機構(gòu)”“工程質(zhì)量檢測機構(gòu)”“風(fēng)險”為關(guān)鍵詞進(jìn)行文獻(xiàn)檢索，遴選出15 篇高相關(guān)文獻(xiàn)，并運用文本挖掘方法從各地住建部門自2017 年1 月1 日至2023 年8 月1 日發(fā)布的174 份建設(shè)工程質(zhì)量檢測機構(gòu)檢查通報中識別出含有運行風(fēng)險因素特性的關(guān)鍵詞[9]。將風(fēng)險識別結(jié)果進(jìn)行合并、歸類后，最終確定了34 個三級評價指標(biāo)，并進(jìn)行了定性與定量的區(qū)分。此外，根據(jù)《計量法》《認(rèn)證認(rèn)可條例》《建設(shè)工程質(zhì)量檢測管理辦法》等法律法規(guī)，整理出了6 個控制項指標(biāo)，建設(shè)工程質(zhì)量檢測機構(gòu)若存在控制項指標(biāo)中的行為直接評為最高等級風(fēng)險，如表1 所示。

表1 建設(shè)工程質(zhì)量檢測機構(gòu)運行風(fēng)險評價指標(biāo)體系

2 評價指標(biāo)權(quán)重確定

將群決策理論與層次分析法進(jìn)行結(jié)合，可以克服一個專家對指標(biāo)權(quán)重認(rèn)識的有限性和片面性。本文采用一種集成多個專家不同意見的群決策層次分析法，以確定建設(shè)工程質(zhì)量檢測機構(gòu)運行風(fēng)險評價指標(biāo)的權(quán)重。具體步驟如下：

（1）m位專家使用1~9 標(biāo)度法對各層次中影響因素的相對重要程度判斷，得出兩兩比較矩陣，再運用幾何平均法集成多個專家給出的不同的兩兩比較矩陣，集成m個專家意見后得到兩兩比較矩陣B。

（2）求解n個指標(biāo)的權(quán)重w=(w1，w1，…，wn)T。

（3）計算判斷矩陣的最大特征根λmax。

（4）計算判斷矩陣的檢驗系數(shù)CR，當(dāng)CR<0.1時，表示一致性檢驗通過，否則，就需對判斷矩陣進(jìn)行重新調(diào)整。

表2 RI 取值

3 基于可拓云模型的評價模型構(gòu)建

可拓云模型是一種結(jié)合可拓學(xué)理論與云模型的評價方法?？赏貙W(xué)以物元和可拓集合理論為基礎(chǔ)，能夠較好反映評價目標(biāo)的綜合水平，但不能充分考慮評價目標(biāo)的模糊性和隨機性。而云模型可以很好地反映事物的模糊性和隨機性，彌補了可拓學(xué)理論的缺陷，解決評價指標(biāo)邊界模糊的問題，能夠較好地適用于定量與定性分析相結(jié)合的評價指標(biāo)體系。因此本文采用可拓云理論來構(gòu)建建設(shè)工程質(zhì)量檢測機構(gòu)運行風(fēng)險評價模型。

3.1 可拓云理論

將建設(shè)工程質(zhì)量檢測機構(gòu)運行風(fēng)險作為目標(biāo)層物元N，C為指標(biāo)，物元的不同特征由對應(yīng)的評價指標(biāo)描述，對應(yīng)特征的量值R由指標(biāo)的樣本值和等級區(qū)間描述。由于正態(tài)云模型的普適性，將其融入物元分析，結(jié)合（Ex，En，He），對傳統(tǒng)物元模型中的特征R進(jìn)行描述，構(gòu)造云物元模型，可以體現(xiàn)出事物不同特征邊界的模糊性，進(jìn)而可以對被評價的物體進(jìn)行準(zhǔn)確的描述、分析和評價。

式中，N為待評價建設(shè)工程質(zhì)量檢測機構(gòu)；Cn為第n項建設(shè)工程質(zhì)量檢測機構(gòu)運行風(fēng)險評價指標(biāo)；（Exnj，Ennj，Henj）為Cn對各風(fēng)險等級的云描述。

3.2 基于可拓云模型的評價方法

3.2.1 建立評價指標(biāo)等級界限

本文將建設(shè)工程質(zhì)量檢測機構(gòu)運行風(fēng)險劃分為低風(fēng)險、一般風(fēng)險、較高風(fēng)險和高風(fēng)險4 個等級，風(fēng)險水平依次增高。將各定量指標(biāo)和定性指標(biāo)的等級界限及對應(yīng)的指標(biāo)值整理如表3 所示。

表3 建設(shè)工程質(zhì)量檢測機構(gòu)運行風(fēng)險評價指標(biāo)界限表

3.2.2 確定評價指標(biāo)等級標(biāo)準(zhǔn)云

利用各評價指標(biāo)風(fēng)險等級對應(yīng)的取值區(qū)間的上下限計算建設(shè)工程質(zhì)量檢測機構(gòu)運行風(fēng)險評價指標(biāo)云模型的3 個特征值（Ex，En，He）。

（1）Ex的確定。

（2）En的確定。云熵En的變化是云關(guān)聯(lián)度的直接影響因素，他表示各等級邊界模糊不確定性的度量，目前存在兩種云熵En計算規(guī)則。其中定量指標(biāo)有明確和直觀的等級劃分界限，具有分明性。而定性指標(biāo)等級劃分的依據(jù)是該指標(biāo)與標(biāo)準(zhǔn)條例的符合程度，具有一定的模糊性和不確定性。為了更準(zhǔn)確地體現(xiàn)各項指標(biāo)的特性，在建立等級標(biāo)準(zhǔn)云模型時，定量指標(biāo)采用基于“3En”規(guī)則的云熵計算方法，定性指標(biāo)采用基于“50%關(guān)聯(lián)度”云熵計算方法。

基于“3En”規(guī)則的計算規(guī)則。由該規(guī)則得到的相鄰等級可拓云在邊界處分隔清晰，體現(xiàn)了等級劃分的嚴(yán)苛性和分明性，該規(guī)則下的云熵計算方法如下式：

基于“50%關(guān)聯(lián)度”規(guī)則的計算規(guī)則。由該規(guī)則得到的相鄰等級可拓云在邊界處分隔模糊，表示臨界值同時隸屬于上下2 個等級，體現(xiàn)了等級劃分的模糊性，該規(guī)則下的云熵計算方法如下式：

（3）He的確定。

3.2.3 計算云關(guān)聯(lián)度

云關(guān)聯(lián)度代表建設(shè)工程質(zhì)量檢測機構(gòu)運行風(fēng)險的某項指標(biāo)取值與該項指標(biāo)等級標(biāo)準(zhǔn)云之間的關(guān)聯(lián)程度。計算步驟如下：

將各項評價指標(biāo)的分值當(dāng)作一個云滴，并生成一個符合期望值為Ex、標(biāo)準(zhǔn)差為He的正態(tài)隨機數(shù)En′。各項評價指標(biāo)的分值x與風(fēng)險評價指標(biāo)等級標(biāo)準(zhǔn)云模型之間的云關(guān)聯(lián)度k，并將云關(guān)聯(lián)度形成優(yōu)化后的綜合評判矩陣U。

矩陣U中kij為各項評價指標(biāo)ci取值與第j級風(fēng)險等級標(biāo)準(zhǔn)云模型之間的關(guān)聯(lián)度，其計算公式為kij= exp[- (x-Ex)2/2(En")2]，其中i=1，2，3……n，j=1，2，3，4，n為評價指標(biāo)的個數(shù)，j為風(fēng)險等級。

3.2.4 確定風(fēng)險等級

根據(jù)最大關(guān)聯(lián)度原則，確定建設(shè)工程質(zhì)量檢測機構(gòu)的風(fēng)險等級。將得到的綜合評判矩陣U與運行風(fēng)險評價指標(biāo)權(quán)重矩陣W相結(jié)合，通過下式計算可得到評價對象的評價向量。

式中，Kj為待評價建設(shè)工程質(zhì)量檢測機構(gòu)關(guān)于第j級風(fēng)險等級的關(guān)聯(lián)度；wi為相應(yīng)的指標(biāo)權(quán)重；Kj(ci)為待評價建設(shè)工程質(zhì)量檢測機構(gòu)的指標(biāo)ci關(guān)于第j級風(fēng)險等級的關(guān)聯(lián)度。

由上式計算出的關(guān)聯(lián)度最大的Kj對應(yīng)的j即為待評價建設(shè)工程質(zhì)量檢測機構(gòu)的風(fēng)險等級。

4 案例應(yīng)用

北京市某建設(shè)工程質(zhì)量檢測機構(gòu)是依法設(shè)立的第三方專業(yè)檢測公司，通過了CMA計量認(rèn)證認(rèn)可，擁有一批素質(zhì)高經(jīng)驗豐富的檢測鑒定人員。公司主要承擔(dān)建筑工程檢測（主體結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)）和既有建筑的安全性與抗震鑒定等工作。

4.1 評價指標(biāo)權(quán)重確定

本文組織了6 位專家完成評價指標(biāo)權(quán)重的確定。專家來自有代表性的建設(shè)工程質(zhì)量檢測機構(gòu)、檢測機構(gòu)的終端客戶、行業(yè)主管部門。專家結(jié)合檢測項目特點及其專業(yè)背景給出各項指標(biāo)的關(guān)系和指標(biāo)間重要程度，根據(jù)指標(biāo)體系及問卷數(shù)據(jù)構(gòu)造判斷矩陣并計算出各指標(biāo)權(quán)重，結(jié)果如表4 所示。

表4 建設(shè)工程質(zhì)量檢測機構(gòu)運行風(fēng)險評價指標(biāo)權(quán)重

4.2 風(fēng)險等級確定

建設(shè)工程質(zhì)量檢測機構(gòu)評價指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)云模型如表5 所示。

表5 建設(shè)工程質(zhì)量檢測機構(gòu)評價指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)云模型

以檢測人員流動性和定性指標(biāo)為例，運用Matlab軟件繪制出定量指標(biāo)“檢測人員流動性”和定性指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)云狀態(tài)圖如圖1、圖2 所示。

圖1 基于“3En”規(guī)則的檢測人員流動性標(biāo)準(zhǔn)云

圖2 基于“50%關(guān)聯(lián)度”規(guī)則的定性指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)云

由圖1 和圖2 可以看出，基于“3En”準(zhǔn)則下檢測人員流動性標(biāo)準(zhǔn)云狀態(tài)圖界限分明，可以反映出定量指標(biāo)分界的嚴(yán)苛性，基于“50%關(guān)聯(lián)度”準(zhǔn)則下的定性指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)云狀態(tài)圖界限模糊，可以反映出定性指標(biāo)等級劃分的模糊性。

通過計算kij可分別得出建設(shè)工程質(zhì)量檢測機構(gòu)各項評價指標(biāo)的數(shù)據(jù)與各項指標(biāo)的風(fēng)險等級標(biāo)準(zhǔn)云的關(guān)聯(lián)度，如表6 所示。

表6 檢測機構(gòu)各項指標(biāo)云關(guān)聯(lián)度

根據(jù)式（9），可以通過表6 中三級指標(biāo)與各級風(fēng)險等級的云關(guān)聯(lián)度計算結(jié)果和指標(biāo)權(quán)重，分別計算出建設(shè)工程質(zhì)量檢測機構(gòu)各級運行風(fēng)險指標(biāo)的風(fēng)險等級，如表7 所示。

表7 檢測機構(gòu)二級指標(biāo)風(fēng)險等級

最后根據(jù)表8 計算結(jié)果可以計算出建設(shè)工程質(zhì)量檢測機構(gòu)運行風(fēng)險綜合關(guān)聯(lián)度。

表8 檢測機構(gòu)一級指標(biāo)風(fēng)險等級

根據(jù)關(guān)聯(lián)度最大原則，該建設(shè)工程質(zhì)量檢測機構(gòu)運行風(fēng)險的綜合等級為低風(fēng)險。

4.3 評價結(jié)果分析

評價結(jié)果顯示，該機構(gòu)運行風(fēng)險綜合等級為低風(fēng)險，說明該機構(gòu)整體運行情況較好，與該機構(gòu)的信用等級一致。該機構(gòu)一直以國家、行業(yè)和地方的專業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范為依據(jù)，以先進(jìn)的檢測設(shè)備和熟練的檢測技術(shù)為基礎(chǔ)，能為客戶提供“公正、科學(xué)、專業(yè)、高效”的檢測報告，運行管理水平較高。但是，從二級指標(biāo)來看，該機構(gòu)的檢測委托階段風(fēng)險為一般風(fēng)險，檢測機構(gòu)在此階段的風(fēng)險管理仍有一定不足，說明檢測機構(gòu)在資質(zhì)維護(hù)、檢測合同簽訂方面仍有待加強。從三級指標(biāo)來看建設(shè)工程質(zhì)量檢測機構(gòu)的儀器設(shè)備管理、質(zhì)量管理體系也有進(jìn)一步的提升空間。

對檢測機構(gòu)而言，通過對指標(biāo)關(guān)聯(lián)度的計算使其更清楚地認(rèn)識到自身的風(fēng)險來源與薄弱環(huán)節(jié)，及時制定并采取有針對性的風(fēng)險處理措施，從而提高自身的檢測質(zhì)量和檢測工作合規(guī)性。而對住建部門來說，可以根據(jù)檢測機構(gòu)在工作中經(jīng)常出現(xiàn)的問題采取有針對性的監(jiān)督管理措施，明確對檢測機構(gòu)的各種行為采取獎懲措施，還可將評價結(jié)果其與監(jiān)督力度和頻次優(yōu)相關(guān)聯(lián)，促進(jìn)機構(gòu)自覺地發(fā)揮其公正、專業(yè)的服務(wù)屬性，進(jìn)而降低其運行風(fēng)險。

5 結(jié)語

本文基于檢測質(zhì)量和檢測工作合規(guī)性，構(gòu)建了一套建設(shè)工程質(zhì)量檢測機構(gòu)運行風(fēng)險評價指標(biāo)體。在指標(biāo)權(quán)重確定方面，運用了群決策層次分析法綜合考慮多位專家的信息，得到指標(biāo)綜合權(quán)重。建立了基于可拓云理論的建設(shè)工程質(zhì)量檢測機構(gòu)運行風(fēng)險評價模型，應(yīng)用該模型對某建設(shè)工程質(zhì)量檢測機構(gòu)進(jìn)行了風(fēng)險評價，驗證了該評價模型的可操性、準(zhǔn)確性與合理性。本文研究成果對指導(dǎo)建設(shè)工程質(zhì)量檢測機構(gòu)風(fēng)險管理，維護(hù)建設(shè)工程質(zhì)量檢測行業(yè)秩序，促進(jìn)我國建設(shè)工程質(zhì)量檢測市場的健康發(fā)展具有重要參考價值。