技術復雜型建設項目進度風險分析

徐勇戈

摘要： 定義技術復雜型建設項目，提出結合TRRA風險矩陣與風險鏈的技術復雜型建設項目進度風險分析方法：識別進度風險因素，得到復雜技術風險；借鑒風險鏈的相關理論，評價進度風險因素間的相關關系，分割出風險鏈；描述并定義TRRA風險矩陣中技術成熟度等級和技術需求值，評估風險因素對工序時長造成的影響；將項目進度計劃、風險鏈、進度風險發生的影響等的信息輸入蒙特卡洛模擬，以評估結果為依據對風險進行估算并分析。在實例中應用該方法。

Abstract： The definition of complex technical construction projects is put forward， and a novel approach is proposed for analyzing schedule risks. Firstly， schedule risk factors are identified to get complex technical risks. Secondly， based on the relevant theory of risk chain， the correlation between the risk factors of the schedule is evaluated and the risk chain is separated. Thirdly， the technical maturity levels and technical requirements in the TRRA risk matrix are described and defined， and the impact of risk factors on process duration is assessed. Fourthly， the information of project schedule，risk chain and schedule risk are input into Monte Carlo simulation，the risk is estimated and analyzed based on the assessment results. Finally， the method is applied in the example.

關鍵詞： 技術復雜型建設項目；項風險鏈；技術成熟度；進度風險；風險分析

Key words： technical complex construction projects；risk chain；technology maturity level；schedule risks；risk analysis

中圖分類號：F284 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）11-0008-04

0 引言

隨著全球化、城市化和技術的進步，工程的規模越來越龐大，建筑形態、結構形式也越來越多樣，涌現出一大批技術復雜型建設項目。相比于其他建設項目，技術復雜型建設項目如央視主樓、奧運會主體育館等，具有建筑形態新穎、結構復雜等特點，這些特征使得這些建設項目成為一個技術復雜型的系統。建設項目的技術復雜性使得該類型項目進度風險分析的難度大大增加。

對于建設項目的風險分析，通常所采用的方法有：認為風險因素間與工序間均相互獨立的貝葉斯網絡[1]、人工神經網絡[2]等；認為工序間存在邏輯關系與相關性的CEV模型[3]、NECTOR模型[4]、BN-CPM模型[5]等；認為風險因素間和工序間均存在關聯性的CSRAM 模型、相關性系數-關鍵路徑、風險鏈-仿真模擬[6]等。對于技術復雜型項目，目前國內外通常所采用的風險分析的方法有：概率-影響矩陣、蒙特卡洛模擬法、決策樹法、模糊分析法等；考慮技術復雜部分無經驗或經驗少，采用TRRA風險矩陣代替概率-影響矩陣[7]。然而，技術復雜型建設項目進度風險分析的研究方法卻比較少見。文章將技術復雜型建設項目作為研究對象，關注風險因素相關性和工序關聯性，引入TRRA風險矩陣，并結合風險鏈與仿真模擬，對其進度風險進行分析。并對該方法進行實際應用。

1 風險鏈與TRRA風險矩陣的相關理論

1.1 風險鏈的概念

某一風險元引發風險事件，可能造成另一風險元引發風險事件，這些風險元的集合就是風險鏈[6]。風險鏈在實踐中顯而易見，例如：某施工工序采用新工藝會導致施工人員需要花費較多時間研究，由于施工人員對該工藝不熟練影響施工效率，從而引起工期延誤，同時也容易導致返工的概率增加等。因此，風險鏈體現了風險之間的相關性。

1.2 TRRA風險矩陣

采用技術成熟度（TRL）、技術需求值（TNV）、技術困難度（R&D3），構成風險矩陣。該矩陣中，風險發生的概率由技術困難度（R&D3）來替代，風險發生的影響程度用技術成熟度差值（？駐TRL，目標技術成熟度與值之差）與技術需求值（TNV）替代。采用該方法易量化技術風險發生的可能性和影響程度[7]。

1.2.1 技術成熟度

技術成熟度，是指技術在現階段可以使得項目最終能夠順利實施的程度。技術成熟度等級（Technology Readiness Level，TRL），是對技術成熟程度進行度量的標準[8]。文章在航天工程、設備制造工程、復雜新型產品[11]等不同行業界定技術成熟度等級所采用通用原則的基礎上，結合工程建設項目中所采用技術的特點，給出工程建設中某項技術的技術成熟度等級。如表1所示。

1.2.2 技術需求值

技術成熟度和技術困難度均存在無法體現整個項目進行過程中該項技術重要程度的問題，因此，就需要在TRRA風險矩陣中設置“技術需求值”（TNV），一個可以描述技術重要性的參數。文章參照航天工程、設備制造工程等行業的定義并結合工程建設項目的特點，給出工程建設項目的技術需求值。如表2所示。

由于風險發生的概率通過仿真會得以體現，因此，僅將TRRA風險矩陣中技術成熟度差值與技術需求度值的乘積來量化復雜技術風險對進度的影響程度。

2 風險鏈-TRRA進度風險分析方法

采用該方法對獨立的風險鏈進行分析，具體步驟為：①項目進度網絡計劃圖的建立；②風險鏈的識別，包含識別進度風險因素及其關聯性，并分割出風險鏈；③仿真及評估，創建模型并對進度進行模擬，根據輸出值進行計算。

2.1 識別風險鏈

識別風險鏈主要包括風險因素的識別、風險因素間關系的確立、關系網絡的創建和風險鏈的分割等四部分。

風險因素識別的主要方法有德爾菲法、專家會議法、頭腦風暴法等。也可通過查閱類似項目歷史資料和參考風險列表來完成。

風險因素間關系的確立通常采用專家打分法，由于這種方法存在較大的主觀性，需要消除應用該方法所帶來的影響。因此文章采用以下措施：專家對風險因素間的相關性給出評價值；采用0，1，2，3來確定（0-無關，1-相關性弱，2-相關性強，3-相關性很強），參照表3最終確定風險因素間的是否相關[6]。其中，X為評價值的平均數，P表示0、1的數量，Q表示2、3的數量。具體如表3所示。

風險因素間關系網絡的建立依據前述評價結果。創建網絡時，如果存在r1和r2相關，并且r1可能誘發r2，則從r1至r2用有向線連接起來；如果不相關，則不連接。如圖1所示。

風險鏈的分割是在風險因素相關關系網絡創建的基礎，主要依據以下步驟：①將所有進度風險因素的集合定義為R={r1，r2，，…rn}。②任一風險因素ri及其所影響R中元素的集合，叫做ri的影響集，記為Y（ri），如圖2，Y（r1）={r1，r3，r5}。③任一風險因素ri及其影響ri元素的集合，叫做ri的被影響集。記為B（ri）。如圖2，B（r3）={r1，r3}。④任一風險因素ri的影響集與被影響集的交集，叫做ri的共同集。記為G（ri）。如圖2，Y（r3）={r3，r5}，B（r3）={r1，r3}得到G（r3）={Y（r3）∩B（r3）}={r3}。⑤若風險因素ri，有Y（r3）=G（r3），則ri為該風險鏈的起點。⑥風險因素關系網絡，若任兩個起點re，rf存在Y（re）∩Y（rf）≠？覫，則Y（rj），Y（rk）中風險因素屬于在同一風險鏈上，說明該風險因素關系網絡不可分割；若有兩個起點re，rf，存在Y（re）∩Y（rf）=？覫，說明風險因素關系網絡可分割，且分割出風險鏈的組成元素就是Y（re）和Y（rf）。

將圖2中的部分作為研究對象，說明風險鏈的分割過程。如表4所示。

由表4的分割過程可知該網絡有兩個起點分別是r1和r2，易得Y（r1）∩Y（r2）=？準，說明以兩個風險因素為起點的風險鏈為單獨風險鏈。因此，該網絡分割的風險鏈為2條，分別是：r1→r3→r5，r2→r4。

2.2 仿真模型

風險本身的不確定性，導致通過單一數據無法真實反映風險因素對進度的影響。另外，各工序對項目總工期的影響程度也有所不同。因此，通過仿真技術重復模擬多次，不僅可以得到風險產生影響的期望值等數據，并且可以更客觀的描述出風險鏈對總工期的影響程度。仿真模型如圖2所示。

2.3 評價方法

其中：Xj是斯皮爾曼秩相關系數，指工序j的時長與總工期之間的相關度；N是模型運行次數；lm，j是工序Aj在第m次模擬中工序時長與總工期的秩次差。

2.4 風險因素對工序時長的影響

3 實例

廣州某劇院是廣州市二十一世紀重點工程之一。該項目造型奇特、結構復雜；室內空間曲線曲面類型多、高精度預埋及預留多。同時，項目施工方對上述方面存在無施工經驗或經驗不足的情況，屬于文章所研究的技術復雜型建設項目。因此，采用大劇場這一單項工程的簡化數據，以其進度風險為例對文章前述研究方法進行實際應用，并分析結果。

3.1 項目進度計劃

大劇場的進度計劃如表5所示。

3.2 風險鏈的識別

首先采用專家調查法對項目可能存在的各風險因素進行識別，然后按照前述消除主觀性方法的具體步驟，得到風險相關關系網絡進而得出風險鏈。

專家成員共10名，均是有豐富類似工程項目的從而經驗，通過收集基礎資料、外部環境信息、相似項目資料等，采用多種手段，識別所有項目風險因素，梳理出關鍵的風險因素，見表4所示。

接下來專家小組對項目基本信息和相關資料，給出風險發生對項目進度產生的影響，并在上表“進度影響”中列出。其中復雜技術風險的進度影響采用TRRA風險矩陣中的TNV·？駐TRL計算，認為建設工程項目目標技術成熟度是TRL=9，而當前TRL′值與TNV則項目基礎文件評價得出。由于篇幅原因，TRL′=5，？駐TRL=4；鋼結構的設計和制作對降低項目工期的影響較大，TNV=3；因此，該風險元對工序持續時間的影響為TNV·？駐TRL/5TRL=27%。

之后采用前述消除主觀性的方法，得到風險因素間的相互關系。根據分割風險鏈的方法，將風險關系網絡分割成8條風險鏈。分別為：R1：r1→r2→r3，R2：r5，R3：r6→r4，R4：r7，R5：r8，R6：r10→r9→r13，R7：r12→r11，R8：r14。

3.3 仿真結果分析

通過上述結果與分析，可以看出文章所采用的方法在復雜技術風險對進度產生影響研究上，可以準確評價該類風險因素的風險值以及是否應該重點關注。進而提出相應的對策、分析應對方案可以風險應對的要求后，確定并執行應對方案。

同時，隨著項目的推進和風險的變化情況及時對進度風險進行監控，調整應對措施，實現對進度風險的動態管理，降低風險對工期造成的影響。

4 結語

文章在技術復雜型建設項目的進度風險分析過程中，通過仿真模擬計算風險鏈對影響工序的累積效果值，以考慮風險因素相關性和工序關聯性；引入TRRA風險矩陣來評價復雜技術風險對工序時長造成的影響，以解決復雜技術風險無經驗可循或經驗少的問題，避免了以經驗來評估的缺陷，本身也符合實際情形；在實例應用中也得到了較理想的效果。因此，與其他方法相比該方法的評估結果更加精確、合理，對于技術復雜項目實施過程的進度管理，具有不可忽略的意義。

目前國內外對風險鏈理論的研究尚處于起步階段，復雜技術風險的TRRA風險矩陣中參數等級是一種新的描述與定義，引入TRRA風險矩陣的風險鏈在對技術復雜型建設項目進度風險評估方法屬于新的嘗試，雖然應用時有較好的反饋，但仍需對多個風險因素的相關關系與TRRA風險矩陣中參數等級的完善描述與定義，進行更深入的研究。

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