GM模型在礦建工程施工目標集成管理中的應(yīng)用研究

張召冉，許 炳，牛天勇

(北方工業(yè)大學(xué)經(jīng)濟管理學(xué)院，北京 100041)

GM模型在礦建工程施工目標集成管理中的應(yīng)用研究

張召冉，許 炳，牛天勇

(北方工業(yè)大學(xué)經(jīng)濟管理學(xué)院，北京 100041)

質(zhì)量、成本、工期是項目管理的三大目標，而傳統(tǒng)掙值管理缺少對質(zhì)量目標的管理，結(jié)合掙值管理加入質(zhì)量系數(shù)來實現(xiàn)項目管理目標的集成管理。針對傳統(tǒng)掙值管理具有的只能根據(jù)現(xiàn)有數(shù)據(jù)進行趨勢預(yù)測的缺點，利用GM模型能進行數(shù)據(jù)序列預(yù)測的優(yōu)勢對礦建工程數(shù)據(jù)建立GM(1,1)模型。以井筒建設(shè)為例建立模型，從預(yù)測結(jié)果看，模型預(yù)測具有臨近時點精度高，“累計造價”的預(yù)測誤差(1%左右)小于對“月度造價”誤差(3%左右)的特點。所以，GM(1，1)模型與掙值管理的聯(lián)合應(yīng)用完全能夠?qū)ΦV井建設(shè)的施工起到指導(dǎo)作用。

礦建工程；掙值管理；集成管理；GM模型

煤炭作為我國的能源支柱之一，近幾年，不斷有大型礦井建成投產(chǎn)，而礦建工程建造投資也節(jié)節(jié)攀升，煤礦礦建項目具有規(guī)模大，耗資多，時間長的特點[1]，建設(shè)施工階段對成本、進度、質(zhì)量、安全等目標的控制對項目成敗就顯得格外重要。做好投資計劃，確定質(zhì)量水平，確保施工進度是此階段項目管理的重要內(nèi)容，所以準確預(yù)測和了解項目進行的狀態(tài)和項目發(fā)展的趨勢對項目管理至關(guān)重要。目前，煤礦建設(shè)項目成本、進度管理大多采用一種較簡單的分析方法，那就是簡單的計劃與實際相比較，這種方法僅能反映實際與計劃的偏離程度，反映不出費用效率以及成本和進度的雙重控制，更不用說三目標的集成控制。項目管理者關(guān)心的不僅是項目完工時需要的總成本，而且需要知道接下來時間內(nèi)較為準確的費用需求，便于及時其調(diào)整費用計劃，掙值管理和GM模型能解決這兩個問題。

1 掙值管理與GM模型

掙值(Earned Value，EV)是專門用來有效地度量和比較己完成作業(yè)量和計劃要完成作業(yè)量的一個變量，項目掙值管理方法被稱為項目管理最佳實踐[2]。掙值管理的基本原理就是在偏差分析的基礎(chǔ)上，引進一個中間變量，即“掙值”來分析項目進度和成本，以便項目管理者能夠?qū)椖窟M度和成本進行集成管理，并對它們各自未來的發(fā)展趨勢做出科學(xué)的預(yù)測與判斷。掙值管理有三個基本的參數(shù)，BCWS，計劃工作量的預(yù)算值，也稱計劃值(Planed Value，PV)；BCWP，已完成工作量的預(yù)算值，也稱掙值(Earned Value，EV)；ACWP，已完成工作量的實際費用，也稱實際值(Actual Value，AV)；還有進度偏差系數(shù)等參數(shù)[3]。

掙值分析方法有一個重要的功能就是對完工尚需成本估計和完工成本估算。傳統(tǒng)掙值法，重點強調(diào)對完工成本的預(yù)測，根據(jù)這種預(yù)測分析和推斷往往誤差較大，不能做到對后續(xù)鄰近各個檢查時點進行預(yù)測。而灰色預(yù)測中的GM(1,1)模型能夠利用數(shù)據(jù)能夠預(yù)測其趨勢的發(fā)展和具體值的大小，據(jù)此項目管理者更直觀的認識和明確的管理方向。

GM(1，1)模型預(yù)測步驟[4-5]如下所示。

1)給出原始數(shù)據(jù)列。令{ACWPi}={X(0)(i)}。

4)作一次累加。以母序列作為預(yù)測對象的歷史發(fā)展時間序列{X(0)(i)}做一次累加得到{X(1)(i)}。

(1)

(2)

7)回代檢驗。由步驟(6)可得到預(yù)測序列。

9)預(yù)測。模型建立成功，可進行預(yù)測。

2 三目標集成掙值管理

傳統(tǒng)的掙值管理是工期不變?yōu)榧僭O(shè)對成本的一種預(yù)測，而忽視了質(zhì)量目標的控制,如圖1所示。項目三大目標工期、成本、質(zhì)量之間相互關(guān)聯(lián)，相互影響,對于礦建工程來講，工程質(zhì)量是最重要的一環(huán)，質(zhì)量的好壞直接影響到礦井的運作和生產(chǎn)，甚至危及到井下作業(yè)人員的生命安全。

圖1 傳統(tǒng)掙值曲線

圖2 目標集成掙值曲線

為了能夠使掙值管理理論能夠?qū)崿F(xiàn)三目標集成管理的目的，在傳統(tǒng)掙值管理中的掙值(EV)基礎(chǔ)上引入一中間變量“質(zhì)量掙值”EQV(Earned Quality Value)，實現(xiàn)項目三大目標的集成管理，如圖2所示，其計算公式見式(3)。

(3)

式中：i代表某一核定報價單項；n代表核定報價單項數(shù)；t代表時段；j代表當(dāng)前時段；Qe為質(zhì)量指數(shù)，代表實際質(zhì)量與計劃質(zhì)量的差距程度，其計算公式見式(4)。

Qe=(AQ/BQ)×100%

(4)

式中：AQ代表驗收質(zhì)量水平；BQ代表計劃質(zhì)量水平。

因為EV=EV×100%，所以EV值可等同于計劃質(zhì)量價值，利用EV和EQV的邏輯關(guān)系能夠得到項目質(zhì)量評價指標，見式(5)和(6)。

QV=EQV-EV

(5)

QPI=QV/EV=(EQV-EV)/EV

(6)

式中：QV代表質(zhì)量偏差；QPI代表質(zhì)量完成績效指數(shù)。

這個兩個指標的大小反應(yīng)項目質(zhì)量的偏差狀況，將其與掙值管理其他評價指標進行綜合分析，可得到成本、質(zhì)量、進度的更全面的消息。

3 GM(1，1)模型與掙值聯(lián)合應(yīng)用實例

3.1 工程概況

兗礦集團趙樓礦主井井筒直徑為7.0m，全深921.158m，凍結(jié)掘砌537m，標準段211層，層間距為4m，雙系統(tǒng)提升。表土層采用凍結(jié)法施工，基巖段采用爆破法施工。主井計劃工期為30個月，計劃質(zhì)量為優(yōu)秀，井筒凍結(jié)掘砌概算造價為43914772元。兗礦集團趙樓礦主井井筒2006年1月至12月數(shù)據(jù)如表1所示。GM模型可以預(yù)測未來某期的工程造價，來預(yù)測11月和12月的項目目標數(shù)據(jù)，來說明GM(1，1)模型在預(yù)測掙值各指標中的應(yīng)用。

3.2AV、EV、EQV預(yù)測

GM(1,1)模型的建模過程如上所述。下面只給出計算和預(yù)測結(jié)果。表2為1～10月施工數(shù)據(jù)和預(yù)測數(shù)據(jù)，表3為GM(1,1)模型根據(jù)1～10月數(shù)據(jù)預(yù)測的11月和12月AV數(shù)據(jù)。

3.2.1AV值的預(yù)測

AV值的預(yù)測見表2，其結(jié)果分析見表3。

表1 檢查時點造價統(tǒng)計表/萬元

表2 1～10月AV實際值和預(yù)測值表/萬元

表3 結(jié)果分析表

3.2.2 EV值的預(yù)測

EV值以前8個月的數(shù)據(jù)(表4)來預(yù)測后9～12月數(shù)據(jù)，如表5所示。

3.2.3 EQV的預(yù)測

對于EQV來說，為了Qe便于計算，將工程質(zhì)量的等級分為優(yōu)秀、優(yōu)良、良好、及格、不及格五個等級，對于不同的質(zhì)量等級我們賦予不同的值，以此來量化AQ和BQ，如表6所示。

由于已經(jīng)對EV進行了預(yù)測，對各個月的掙得值已經(jīng)清楚的得到。根據(jù)式(3)，根據(jù)已知EV值和Qe預(yù)測值推導(dǎo)出EQV的值，下面給出工程1～8月的質(zhì)量檢查結(jié)果等級，根據(jù)式(4)量化評定結(jié)果(表7)，根據(jù)掙值管理原理計算1～8月計算值和預(yù)測值(表8)，然后以9～12月(表9)為對象說明對EQV的預(yù)測。

表4 EV預(yù)測值表/萬元

表5 結(jié)果分析表

表6 質(zhì)量等級量化表

表7 質(zhì)量等級評定量化表

表8 Qe預(yù)測值表

3.3 預(yù)測結(jié)果分析

1)通過GM模型對AV、EV、EQV的預(yù)測可知(預(yù)測結(jié)果分析見表3、表5、表9)，預(yù)測精度較高，模型在掙值管理中應(yīng)用可行。通過對各指標數(shù)據(jù)的觀測發(fā)現(xiàn)，成本數(shù)據(jù)在逐漸降低，這是由于井筒施工初期施工難度和施工組織比較容易，隨著井筒深度的加大，施工及組織和管理難度加大，7月份后進入到基巖段施工，鉆眼速度、爆破效率、出渣效率都顯著降低，施工進度明顯變緩，導(dǎo)致成本數(shù)據(jù)降低。

表9 結(jié)果分析表

2)通過模型預(yù)測AV、EV數(shù)據(jù)與實際指標值相差較小，如表3和表5所示，誤差都在允許的范圍內(nèi)，驗證模型建立的正確。同時可看出當(dāng)月造價和累計造價的精度還是有所差別，累計造價預(yù)測精度稍高于月度造價。

3)對于質(zhì)量掙值的預(yù)測可以達到很高的預(yù)測精度，如表9所示。說明輸入數(shù)據(jù)一致性越高的預(yù)測精度越高。同時說明施工中質(zhì)量管理措施得力，管理水平較高，達到了項目預(yù)期的質(zhì)量水平，在后面施工中，繼續(xù)保持原先的質(zhì)量管理水平和措施，工程質(zhì)量是能夠得到保障的。

4 結(jié)論

1)通過引入質(zhì)量掙得值的概念，使得成本進度質(zhì)量三大管理目標能夠?qū)崿F(xiàn)集成管理。為了方便進行質(zhì)量成本的量化，通過對質(zhì)量等級的劃分和賦值使得質(zhì)量掙得值得以更直觀和有效，方便管理者了解因質(zhì)量問題導(dǎo)致的成本的偏差。

2)掙得管理在過去施工成本數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上具有的誤差大的缺點，通過GM(1，1)模型具有對序列預(yù)測的優(yōu)點彌補，使得對管理目標的預(yù)測更加準確。從預(yù)測結(jié)果看，模型預(yù)測具有臨近時點精度高，“累計造價”的預(yù)測誤差(1%左右)明顯低于對“月度造價”誤差(3%左右)的特點。所以GM(1，1)模型與掙值管理的聯(lián)合應(yīng)用完全能夠?qū)ΦV井建設(shè)的施工起到指導(dǎo)作用。

[1] 周曉宏.掙值方法在煤炭項目管理中的應(yīng)用[J].中國煤炭，2008,34(12):18-20.

[2] 熊琴琴,毛曄.國外項目掙值管理研究述評[J].科技管理研究，2013(19):166-169.

[3] 陳愛韋.基于掙值法的施工項目集成管理與績效評價[D].重慶大學(xué)，2012.

[4] 余曉鐘.基于掙值管理的項目工期預(yù)測方法研究[J].統(tǒng)計與決策，2009(2):168-170.

[5] 陳新國，郭培培.基于掙值管理方法的煤礦項目成本與進度控制研究[J].財會通訊，2013(4):99-101.

全國煤炭年產(chǎn)量14年來首次下降

中國煤炭工業(yè)協(xié)會新聞發(fā)布會公布“去年全國煤炭年產(chǎn)量出現(xiàn)自2000年以來的首次下降。”2014年前11個月，全國煤炭產(chǎn)量累計完成35.2億t，同比下降2.1%，預(yù)計全年產(chǎn)量同比減少2.5%左右。

受價格走低、庫存增加、出口下降、投資回落等因素影響，去年煤炭行業(yè)效益應(yīng)聲而下。據(jù)統(tǒng)計，去年全國規(guī)模以上煤炭企業(yè)利潤1104.5億元，同比下降44.4%，虧損企業(yè)虧損額達683億元，同比增長61.6%，虧損面70%以上。

數(shù)據(jù)顯示，2014年末，中國煤炭價格指數(shù)為137.8，雖在經(jīng)歷年初大幅下滑、10月10日觸底后有小幅回升，但仍比年初下降24點；年末全國重點發(fā)電企業(yè)存煤9455萬t，比年初增長17.1%，可用24天；全年煤炭出口574萬t，同比下降23.5%；全年全國煤炭采選業(yè)固定資產(chǎn)投資4682億元，與“十一五”期間年均增速26.7%相比回落了36.2個百分點，其中民間固定資產(chǎn)投資同比下降10.9%。

中國煤炭工業(yè)協(xié)會副會長姜智敏表示，今年全國煤炭市場供求關(guān)系或?qū)⒅鸩降玫礁纳疲┐笥谇髴B(tài)勢難以根本性改變，企業(yè)經(jīng)營壓力依然較大，整個行業(yè)運行形勢依然嚴峻。

GM model application in mine construction objectives integrated management

ZHANG Zhao-ran，XU Bing，NIU Tian-yong

(School of Economics and Management，North China University of Technology，Beijing 100041，China)

Quality，cost and schedule are the three objectives of project management，earned value management and lack of traditional quality management objectives，combined with earned value management added mass coefficient to achieve integrated management project management goals.For the shortcomings of traditional Earned Value Management has predicted the trend can only be based on existing data，the use of GM model can predict the data sequence advantage of mine construction project data to establish GM (1,1) model.From the prediction results，the model predictions with high accuracy near the point，the “total cost” of the prediction error (about 1%) is less than the “monthly cost” error (about 3%) features.So GM (1,1) model with a combination of earned value management is fully capable of building on the construction of mine play a guiding role.

mine construction;earned value management;integrated managemert;GM model

2014-05-05

國家自然科學(xué)基金煤炭聯(lián)合基金項目資助(編號：51134025)；北方工業(yè)大學(xué)科研啟動基金資助項目(編號：20140419)

張召冉(1981-)，男，博士，講師，主要從事煤礦礦建工程方面的研究工作。E-mail：zhaoran2011@foxmail.com。

C931.2

A

1004-4051(2015)02-0030-05