水利工程項(xiàng)目管理中改進(jìn)模糊層次分析的應(yīng)用研究

林世巍

(營(yíng)口市水利勘測(cè)建筑設(shè)計(jì)院,遼寧 營(yíng)口 115000)

1 概 述

水利工程項(xiàng)目是我國(guó)的基礎(chǔ)民生建設(shè)項(xiàng)目,在洪水防治、土地灌溉、電力供應(yīng)等方面都占有重要地位,我國(guó)水利工程項(xiàng)目涵蓋了各類水庫(kù)、湖泊治理、水土流失治理等多方面。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,我國(guó)農(nóng)村水利工程項(xiàng)目也得到越來(lái)越多的重視,大力推動(dòng)了農(nóng)村水利項(xiàng)目的建設(shè)和發(fā)展[1-2]。

在水利工程項(xiàng)目施工建設(shè)中,如果管理不力,導(dǎo)致項(xiàng)目質(zhì)量不達(dá)標(biāo),將會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。如法國(guó)的馬爾帕賽壩,由于工程質(zhì)量缺陷,在第一次蓄水時(shí)發(fā)生崩毀,造成巨大的人員傷亡及經(jīng)濟(jì)損失。因此,水利工程項(xiàng)目的管理,是水利工程建設(shè)的重中之重[3-4]。

模糊層次分析是一種常用的評(píng)價(jià)體系建立方法,在各領(lǐng)域的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建中均有重要作用。因此,為了提升水利工程項(xiàng)目的管理質(zhì)量,本文構(gòu)建水利工程風(fēng)險(xiǎn)管理模型,并采用模糊層次分析法構(gòu)建風(fēng)險(xiǎn)管理評(píng)價(jià)模型,對(duì)所提出的水利工程風(fēng)險(xiǎn)管理模型進(jìn)行評(píng)價(jià)。本文首次提出利用模糊層次分析法,對(duì)項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)管理模型進(jìn)行評(píng)價(jià),可為水利工程項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)管理提供理論指導(dǎo)。

2 基于改進(jìn)模糊層次分析的水利工程項(xiàng)目管理研究

2.1 水利工程項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)管理

項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)是指項(xiàng)目遭受失敗的概率,大多數(shù)情況下,風(fēng)險(xiǎn)與回報(bào)是成正比的,回報(bào)越高,風(fēng)險(xiǎn)越大。但風(fēng)險(xiǎn)并不是不可控的,只要提前做好準(zhǔn)備,就可以將風(fēng)險(xiǎn)帶來(lái)的危害降至最低,使工程在收獲高回報(bào)的同時(shí),無(wú)需面對(duì)高風(fēng)險(xiǎn)[5-6]。項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)由3部分組成,分別是風(fēng)險(xiǎn)因素、風(fēng)險(xiǎn)事故及風(fēng)險(xiǎn)損失。風(fēng)險(xiǎn)因素是風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的主要原因;風(fēng)險(xiǎn)事故是直接造成生命財(cái)產(chǎn)安全受損的事故;風(fēng)險(xiǎn)損失是風(fēng)險(xiǎn)事故造成的損失量。

項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)管理主要是對(duì)風(fēng)險(xiǎn)因素的管理,風(fēng)險(xiǎn)因素具有以下4個(gè)特點(diǎn):①在具有不確定性的同時(shí),具有一定的規(guī)律性;②風(fēng)險(xiǎn)因素是普遍且客觀存在;③風(fēng)險(xiǎn)是變化的;④風(fēng)險(xiǎn)具有多層次性。按照項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)的性質(zhì)及目標(biāo)對(duì)象,可對(duì)項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分類。以風(fēng)險(xiǎn)性質(zhì)劃分,可分為4類,分別是組織風(fēng)險(xiǎn)、經(jīng)濟(jì)與管理風(fēng)險(xiǎn)、技術(shù)要素風(fēng)險(xiǎn)及自然環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。以目標(biāo)對(duì)象對(duì)項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分類,可分為6類,分別是工期風(fēng)險(xiǎn)、經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)、質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)、審計(jì)風(fēng)險(xiǎn)、信譽(yù)風(fēng)險(xiǎn)及安全風(fēng)險(xiǎn)。

水利工程項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)的影響因素較多,如工程工期、質(zhì)量、造價(jià)等,都會(huì)對(duì)水利工程項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)造成影響。常見的水利工程風(fēng)險(xiǎn)影響因素見圖1[7-8]。

圖1 水利工程項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)的影響因素

水利工程項(xiàng)目的影響因素可分為自然因素、技術(shù)因素、組織因素及管理因素。自然因素的影響主要體現(xiàn)在氣候、地質(zhì)條件、自然災(zāi)害等自然因素;技術(shù)因素主要體現(xiàn)在圖紙質(zhì)量、施工方案及勘察報(bào)告上;組織因素則體現(xiàn)在組織架構(gòu)、相關(guān)能力及流程是否完善上;管理因素的影響較其他因素更多,體現(xiàn)在宏觀經(jīng)濟(jì)、政策法規(guī)、管理制度的完善及執(zhí)行以及項(xiàng)目資金情況4個(gè)方面。

風(fēng)險(xiǎn)是客觀存在的,因此風(fēng)險(xiǎn)也一定是可管控的。項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)管理是指工程建設(shè)的施工方、業(yè)主對(duì)工程施工中可能存在的意外情況進(jìn)行識(shí)別,并制定相關(guān)的管理方案,最大程度地避免風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生,或減小風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生時(shí)造成的損失。項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)管理可以通過(guò)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、預(yù)測(cè)等手段,減小風(fēng)險(xiǎn)損失。因此,在風(fēng)險(xiǎn)管理過(guò)程中,需要考慮項(xiàng)目匯總不同部分的融洽程度。風(fēng)險(xiǎn)管理目標(biāo)應(yīng)滿足以下4個(gè)條件:①具有明確的管理對(duì)象;②可以兼容項(xiàng)目進(jìn)程中,不利于管理有效執(zhí)行的措施;③具有合理的體系;④具有合理的、統(tǒng)一的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)。

基于上述條件,研究將風(fēng)險(xiǎn)管理目標(biāo)分為風(fēng)險(xiǎn)前管理目標(biāo)及風(fēng)險(xiǎn)后管理目標(biāo)。風(fēng)險(xiǎn)前管理目標(biāo)為降低風(fēng)險(xiǎn)管理成本,減少工程憂慮;風(fēng)險(xiǎn)后管理目標(biāo)為風(fēng)險(xiǎn)后盡力保證公司正常運(yùn)轉(zhuǎn),可最快恢復(fù)生產(chǎn)。在滿足上述目標(biāo)的同時(shí),使得項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)管理具有了綜合性、主動(dòng)性、目標(biāo)性及分析性的特點(diǎn)。項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)的管理過(guò)程不是單次管理過(guò)程,而是一個(gè)循環(huán)往復(fù)的管理過(guò)程,由風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別、評(píng)估、規(guī)劃、控制、監(jiān)督及總結(jié)構(gòu)成。在風(fēng)險(xiǎn)管理中,若不及時(shí)關(guān)注新出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)因素,就可能造成較大的損失。因此,風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估也是一個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程,可隨時(shí)修正。

2.2 基于改進(jìn)模糊層次分析法的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型

風(fēng)險(xiǎn)管理不僅需要管理,還需要對(duì)管理效果進(jìn)行評(píng)價(jià),以決定是否需要對(duì)管理方法進(jìn)行改進(jìn)。常用的風(fēng)險(xiǎn)管理評(píng)價(jià)方法中,模糊評(píng)價(jià)法可以兼顧主觀及客觀因素之間的平衡;層次分析法可以反映具體管理方法的缺陷及優(yōu)點(diǎn)。因此,研究提出層次分析法,對(duì)模糊評(píng)價(jià)法進(jìn)行改進(jìn),并利用改進(jìn)后的模糊層次分析法,對(duì)研究提出的風(fēng)險(xiǎn)管理模型進(jìn)行評(píng)價(jià)。

模糊綜合評(píng)價(jià)是基于模糊數(shù)據(jù)變換理論、最大隸屬度等相關(guān)理論,對(duì)事物評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行全面綜合考量的評(píng)價(jià)方法。模糊綜合評(píng)價(jià)法的執(zhí)行步驟分為5步,第一步是確定評(píng)價(jià)指標(biāo)的評(píng)判域A,A應(yīng)滿足式(1)[9-10]:

A=(a1,…,an)T

(1)

式中:ai為可對(duì)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估產(chǎn)生影響的評(píng)價(jià)指標(biāo)。

第二步是確定評(píng)價(jià)指標(biāo)的評(píng)語(yǔ)等級(jí)域B,B應(yīng)滿足式(2):

B=(b1,…,bn)T

(2)

式中:bi為風(fēng)險(xiǎn)管理評(píng)價(jià)指標(biāo)評(píng)價(jià)等級(jí)。

第三步是計(jì)算評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重向量。權(quán)重向量的計(jì)算結(jié)果還需要進(jìn)行歸一化,才可滿足模糊綜合評(píng)價(jià)法的要求。

第四步是建立評(píng)判矩陣C,公式如下:

式中:cij為指標(biāo)ai對(duì)評(píng)價(jià)等級(jí)bi的隸屬度。

第五步是利用上述4個(gè)步驟合成模糊算子。

由于水利工程項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)管理涉及領(lǐng)域眾多,為了滿足評(píng)估需求,需構(gòu)建一個(gè)多層次、全面化的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型。在構(gòu)建多層次風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型時(shí),需要針對(duì)不同層次的具體情況,建立不同的評(píng)價(jià)指標(biāo)和評(píng)語(yǔ)等級(jí)范圍,并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行評(píng)估工作。水利工程的風(fēng)險(xiǎn)管理是建立在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型之上的,因此在構(gòu)建水利工程風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型時(shí),需要該模型滿足各種風(fēng)險(xiǎn)目標(biāo)的評(píng)價(jià)分析,并可根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)因素的變化,調(diào)整該因素對(duì)應(yīng)的影響因素權(quán)重,使管理者可以根據(jù)變化,調(diào)整管理措施,實(shí)現(xiàn)降低風(fēng)險(xiǎn)、減小損失的目的。風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型的建立,需要符合科學(xué)性原則、最優(yōu)化原則、相對(duì)獨(dú)立原則、靈活性原則、實(shí)用性原則及目標(biāo)導(dǎo)向性原則。

水利工程對(duì)地區(qū)社會(huì)環(huán)境的影響是屬于長(zhǎng)期作用的,其工程質(zhì)量更是工程項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)管理的核心。因此,研究將風(fēng)險(xiǎn)管理模型分為兩個(gè)部分。第一部分是工期風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型,見圖2。

圖2 工期風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)

水利工程項(xiàng)目的施工過(guò)程可以分為多個(gè)階段,如圍堰、截流、導(dǎo)流渠、明渠等階段。大部分水利工程都從圍堰工程階段開始,以創(chuàng)造干燥的施工環(huán)境。圍堰工程完成后,再展開壩基開挖工程,并對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行處理和夯實(shí),此時(shí)若發(fā)現(xiàn)壩底地基有斷層,需要及時(shí)處理。此外,還需要對(duì)壩基周圍的山坡和堤圍進(jìn)行護(hù)岸處理。完成基礎(chǔ)處理后,可以進(jìn)行主壩體和船閘等工程的施工。最后是發(fā)電系統(tǒng)工程,包括主副廠房和尾水渠的施工,同時(shí)也可以進(jìn)行變壓器場(chǎng)等建設(shè),自動(dòng)化系統(tǒng)的安裝調(diào)試工作通常是在其他工作都完成后進(jìn)行。因此,研究構(gòu)建的工期風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型,將工程劃分為4個(gè)階段,分別進(jìn)行評(píng)價(jià)。第一階段是圍堰工程階段;第二階段是基礎(chǔ)工程階段;第三階段是主壩工程階段;第四階段是發(fā)電系統(tǒng)工程階段。

風(fēng)險(xiǎn)管理模型的第二部分是質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)管理評(píng)價(jià)模型,見圖3。

在水利工程質(zhì)量評(píng)估中,通常以實(shí)體工程為基礎(chǔ),工程建設(shè)的質(zhì)量與許多因素相關(guān)。研究在建立質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型時(shí),考慮工程建設(shè)的相關(guān)人員、物資材料、各方的管理監(jiān)督以及自然條件等因素,確定在質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)控制中需要重點(diǎn)關(guān)注的因素。研究構(gòu)建的評(píng)價(jià)模型參考圖1內(nèi)容,并結(jié)合工程特點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整,分為4個(gè)方面,分別是相關(guān)方能力、物資、管理監(jiān)督及自然條件,同時(shí)對(duì)這4個(gè)方面進(jìn)行了進(jìn)一步的細(xì)化。

圖3 質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)

多層次風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型的應(yīng)用順序是自下而上的,首先對(duì)最底層的評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行模糊綜合評(píng)估,再逐步向上推進(jìn)到上層評(píng)價(jià)指標(biāo)矩陣的形成,最終應(yīng)用于高層次的模糊評(píng)價(jià)過(guò)程,得出最終的模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)果,完成評(píng)價(jià)任務(wù)。層次分析法是為了解決定量分析法在實(shí)際應(yīng)用中遇到的困難而提出的,層次分析法在應(yīng)用過(guò)程中,可分析研究人員的思維特征,并將其轉(zhuǎn)化為模型,使用數(shù)學(xué)方法進(jìn)行系統(tǒng)化的分析。而且層次分析法在決策問(wèn)題中應(yīng)用時(shí),需要相關(guān)因素都清晰明確,與風(fēng)險(xiǎn)管理評(píng)價(jià)契合度較高。

因此,研究將其與模糊綜合評(píng)判法進(jìn)行結(jié)合,使用改進(jìn)模糊層次分析法對(duì)水利工程風(fēng)險(xiǎn)管理模型進(jìn)行評(píng)價(jià)。模糊層次分析綜合評(píng)價(jià)的評(píng)判過(guò)程分為8個(gè)步驟:第一步是建立風(fēng)險(xiǎn)因素層次分析模型;第二步是構(gòu)建模糊互補(bǔ)判斷矩陣;第三步是將互補(bǔ)判斷矩陣轉(zhuǎn)化為一致矩陣;第四步是計(jì)算相關(guān)權(quán)重;第五步是建立影響關(guān)系矩陣;第六步是修正各層次的權(quán)重值,并重新排序;第七步是建立隸屬度矩陣;第八步是風(fēng)險(xiǎn)管理的模糊綜合評(píng)判。

3 仿真試驗(yàn)結(jié)果分析

3.1 指標(biāo)權(quán)重的確定結(jié)果對(duì)比

研究以廣東省某水利樞紐工程為研究對(duì)象,對(duì)研究構(gòu)建的風(fēng)險(xiǎn)管理評(píng)價(jià)模型進(jìn)行驗(yàn)證。該工程的蓄水位40m,庫(kù)容量3.656×108m3,電站容量100MW,占地面積2 278.6×104m2。研究首先比較模糊層次分析法與改進(jìn)模糊層次分析法的關(guān)鍵指標(biāo)權(quán)重,結(jié)果見表1。

表1 部分評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重比較

由表1可知,在改進(jìn)模糊層次分析法中,工期風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型中,5號(hào)指標(biāo)的權(quán)重最高,16號(hào)指標(biāo)的權(quán)重最低,10號(hào)指標(biāo)與11號(hào)指標(biāo)的權(quán)重一致;質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型中,14號(hào)指標(biāo)的權(quán)重最高,6號(hào)指標(biāo)的權(quán)重最低。在模糊層次分析法中,工期風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型中,6號(hào)指標(biāo)的權(quán)重最高,14號(hào)指標(biāo)的權(quán)重最低,10號(hào)指標(biāo)與11號(hào)指標(biāo)的權(quán)重一致;質(zhì)量評(píng)價(jià)模型中,14號(hào)指標(biāo)的權(quán)重最高,11號(hào)指標(biāo)的權(quán)重最低,5號(hào)指標(biāo)與6號(hào)指標(biāo)的權(quán)重一致。

3.2 改進(jìn)模糊層次分析法與模糊層次分析的評(píng)價(jià)結(jié)果對(duì)比

研究分別利用模糊層次分析法與改進(jìn)模糊層次分析法,對(duì)工期風(fēng)險(xiǎn)管理模型、質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)管理模型進(jìn)行評(píng)價(jià)。其中,工期風(fēng)險(xiǎn)管理模型的評(píng)價(jià)結(jié)果見圖4。

圖4 工期風(fēng)險(xiǎn)管理模型的評(píng)價(jià)結(jié)果

由圖4(a)可知,發(fā)電系統(tǒng)工程的完工概率最高,為85.42%;圍堰工程的完工概率最低,為74.56%。模糊層次分析法中,整體工程的完工概率為80.63%,完工風(fēng)險(xiǎn)為19.37%。由圖4(b)可知,仍然是發(fā)電系統(tǒng)工程的完工概率最高,為86.67%;圍堰工程的完工概率最低,為79.50%;整體工程的完工概率為79.50%,完工風(fēng)險(xiǎn)為20.86%。

研究對(duì)質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)管理模型的評(píng)價(jià)結(jié)果見圖5。

圖5 質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)管理模型的評(píng)價(jià)結(jié)果

由圖5(a)可知,物資保障目標(biāo)的完成概率最高,為97.74%;管理監(jiān)督目標(biāo)的完成概率最低,為79.74%;整體質(zhì)量目標(biāo)的完成概率為87.02%;完成風(fēng)險(xiǎn)為12.98%。由圖5(b)可知,與模糊層次分析法的目標(biāo)完成概率非常接近,物資保障目標(biāo)的完成概率為97%;管理監(jiān)督目標(biāo)的完成概率為80.91%;整體質(zhì)量目標(biāo)的完成概率為86.32%;完成風(fēng)險(xiǎn)為13.68%。

4 結(jié) 論

在水利工程項(xiàng)目施工過(guò)程中,為了規(guī)避施工風(fēng)險(xiǎn),本文提出了水利工程項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)管理模型,并采用改進(jìn)的模糊層次分析法,對(duì)水利工程風(fēng)險(xiǎn)管理模型進(jìn)行評(píng)價(jià)。結(jié)果顯示,改進(jìn)模糊層次分析法評(píng)估的工期完成風(fēng)險(xiǎn)為20.86%,質(zhì)量目標(biāo)完成風(fēng)險(xiǎn)為13.68%;模糊層次分析法評(píng)估的工期完成風(fēng)險(xiǎn)為19.37%,質(zhì)量目標(biāo)完成風(fēng)險(xiǎn)為12.98%。研究表明,改進(jìn)模糊層次分析法評(píng)估的項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)更高,可以提升項(xiàng)目管理人員制定風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)措施的質(zhì)量。