建设项目风险评估与分析的模糊方法：建设项目风险管理体系外文翻译资料

 2022-04-03 10:04

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建设项目风险评估与分析的模糊方法：建设项目风险管理体系

摘要

建筑业受风险困扰，结果往往不佳。虽然风险管理技术已经得到应用，但缺乏正式的方法却产生了不一致的结果。在本文中，分层风险分解结构被描述为代表定性风险评估的正式模型。风险因素，风险及其后果之间的关系用案例和效果图表示。可以使用描述性语言变量来定义风险描述及其后果。使用模糊近似和组合，可以一致地识别和量化风险源与项目绩效评估结果之间的关系。

关键词：定性风险评估与管理; 模糊逻辑; 语言变量

介绍

建筑行业可能比其他行业更容易受到风险的困扰，但这并不总是得到充分处理，往往导致业绩不佳，成本增加和时间延迟。随着建筑业绩效提高和合同义务增加的需要，有效的风险管理方法的要求从未如此必要。市场上的风险管理软件工具越来越多，虽然这些软件包提供的工具差别很大，但其基础方法通常建立在20世纪50和60年代为运营研究开发的原则和技术上。因此，统计技术的使用是司空见惯的，并且没有考虑其他方面。建筑项目的性质日趋复杂和动态，采用新的采购方法意味着承包商不得不重新考虑他们在项目和组织中处理风险的方式。

风险评估是一个笼统模糊和不确定性的复杂主题。模糊的术语是不可避免的，因为个人经常发现用定性的语言术语来描述风险比较容易。这是一个大型项目，旨在采取不同的风险管理方法，有望与个别组织一起成长，并增加项目管理成功的机会。在本文中，描述了以一致的方式对风险和补救措施进行分类的方案。引入模糊集合理论来使定性风险评估描述能够以数学方式进行建模。风险因素，风险及其后果之间的关系表现在因果图上。使用模糊关联和组合，可以识别风险源与项目绩效度量结果之间的关系。介绍了用时间，成本，质量和安全变化来表示风险敞口的方法。

风险管理流程概述

为了克服施工风险管理缺乏形式，正式风险管理流程的发展近来备受关注。项目经理协会（APM）已经开发了项目风险分析和管理（PRAM），正如查普曼所描述的。遵循许多风险管理系统的典型模式，PRAM定义了风险过程描述的多个阶段。在这种情况下，有九个阶段：定义，重点，识别，结构，所有权，估算，评估，计划和管理。同样，Ka#39;#39;hko#39;#39;nen定义了一个风险和项目管理流程，但阶段较少：组织和范围，风险识别，风险分析，风险策略，响应计划，持续控制和反馈。尽管阶段较少，但它们倾向于覆盖与PRAM中使用的范围相同的范围。土木工程师学会和精算师学会最近采用的方法已经产生了一个更全面的项目风险分析和管理过程（RAMP），旨在涵盖整个项目的生命周期。RAMP的体系结构遵循更复杂的多级分解结构。该结构中的顶级流程是：流程启动，风险审核，风险管理和流程关闭。较低级别的进程将进一步打破这些顶级进程。

PRAM和RAMP方法试图克服大多数风险管理工作的非正式性。PRAM和RAMP本质上是流程模型，尽管已经通过对风险管理流程的深思熟虑的方法进行了深思熟虑。因此，它们作为方法而不是实施的软件系统存在。当前工作的目标之一是建立诸如PRAM和RAMP等系统的基础，使用通用语言作为风险描述的基础基础，并开发可以测试风险方法的软件原型。

风险分类和基础系统逻辑

文献中已经提出了很多方法来分类风险。Perry和Hayes给出了来自多个来源的广泛的因素清单，并根据承包商，顾问和客户保留的风险进行分类。库珀和查普曼根据其性质和规模对风险进行分类，将风险分为主要风险和次要风险两大类。Tah等人=使用风险分解结构根据风险来源和风险在项目中的位置对风险进行分类。Wirba等人采用Tah等人的方法的协同组合和Cooper和查普曼认为前者用于全面分类所有风险，后者则用于将风险分为主要风险和次要风险。在本文中，风险使用Tah等人的分层风险分解结构进行分类。对结构进行微小的修改以提供更丰富的内容。

分层风险分解结构（HRBS）已经形成，其结构为风险的分层分类和制定描述项目风险的术语提供了基础。HRBS允许将风险分为与管理相对可控的内部资源相关的风险和在相对难以控制的外部环境中普遍存在的风险。内部风险可能影响个人任务或工作包，或可能影响项目本身，因此分别定义为本地和全球。风险由其在项目中影响的中心来定义，并且自身受风险因素的影响。风险因素不直接影响项目或活动，而是通过风险来实现。这种分类使我们能够根据存在一个或多个风险因素来查看风险的存在。这是因为风险因素是更具体的风险抽象，并定义了可以用有限数量的模糊信息或事实进行单独评估的情况。风险和风险因素的关键属性是可能性，严重程度和时间安排。

风险目录是使用通用语言和HRBS定义的风险集合。它在本质上是完全通用的，其中包含的所有项目都是已经确定的潜在风险。表中列出了部分风险目录的示例。风险目录中的项目用作定义项目特定风险的基础。目录中的每个项目都由风险类型，范围，中心，风险和风险因素定义。鉴于系统内使用风险因素，风险可以定义为风险或风险因素。行动目录也已经制定。这在设计上与风险目录类似，它具有类型，范围和中心，但具有行动和行动因素，而不是风险等值。

这些定义了缓解系统内定义风险的补救措施。 此外，还有第三个目录定义风险与行动之间的关系。这些关系也是通用的，因此对于确定的项目风险，可以选择一组行动来帮助减轻或克服风险。这些关系是依赖于上下文的，并且基于工作分类。 有关HRBS的更详细描述以及用于描述风险和补救措施的通用语言的使用，请参阅参考文献。

这些定义了缓解系统内定义风险的补救措施。 此外，还有第三个目录定义风险与行动之间的关系。这些关系也是通用的，因此对于确定的项目风险，可以选择一组行动来帮助减轻或克服风险。这些关系是依赖于上下文的，并且基于工作分类。 有关HRBS的更详细描述以及用于描述风险和补救措施的通用语言的使用，请参阅参考文献。

风险信息建模和风险过程

虽然有几种风险管理标准流程模型或框架，但它们都有共同的目标并具有相似的特征。 其目的是提供一种系统的风险管理方法，包括：识别风险来源; 量化其效应; 制定对这些风险的回应; 并在项目估算中控制剩余风险。使用软件开发的标准方法来生成代表风险管理框架的过程和信息模型。IDEF0活动图是IDEF建模技术的一个组成部分，用于产生风险管理过程的综合模型。用例图和类图技术是UML方法的两个组成部分，用于生成信息模型。由于文章限制，本文不会提供这些模型的细节，读者以参考参考文献中的细节。本工作使用的过程模型确定了构成风险管理模型的五个过程：识别，评估，分析，处理和监控。这些将在稍后用于原型系统中详细描述。

模糊集合和模糊逻辑理论

模糊集合最早是由Lukasiewicz在20世纪20年代提出的，目的是为了产生能够表示涵盖从0到1的所有实数的一系列真值的系统。在20世纪60年代，Zadeh可能性理论引入到用于表示和操纵“模糊”项的数学逻辑形式系统中，称为模糊逻辑。这被定义为使用集合中的隶属度而不是严格的真/假成员的逻辑分支。 使用模糊逻辑，集合可以定义为模糊的语言术语，如良好的市场条件，非常有吸引力的项目或高风险。这些术语不能用精确的单一值来有意义地定义，但模糊集合理论提供了一种方法，通过这些方法可以在数学逻辑中正式定义这些术语。

利用模糊逻辑的尝试有限，Kangari在施工风险管理领域内提出了一个基于知识的综合系统，施工风险管理采用模糊集合。该系统称为专家风险，在两种情况下进行风险分析：施工前和施工期间。Chun和Ahn提出使用模糊集理论来量化事故发展事件树的不精确性和判断性不确定性。Peak等人提出使用模糊集合评估建筑项目的投标价格。Tah等人采用模糊逻辑，在应急分配招标阶段尝试采用语言学方法进行风险管理。Ross和Donald描述了一种基于模糊逻辑和相似性度量的风险评估方法。这种方法使用了模糊性和主观性的语言变量来制定评估危险废物场地管理的规则。Ross和Donald也将模糊集理论用于风险评估问题中所用的故障树和事件树的数学表示。Wirba等人。也使用语言变量。该方法考虑了使用语言变量和模糊逻辑量化风险事件发生的可能性，风险之间的相关性水平以及风险事件严重程度的方法。

以前在建筑风险管理中使用模糊逻辑的方法已被证明对于在现实世界中的使用来说过于简单，或者在其方法中非常具体，针对构建的特定区域来对其进行操作或专注于特定类型的风险。这些方法都不是通用的，代表性也不够充分，并且没有一个系统具有足够的可扩展性和可靠性，无法用于建设领域的主要问题。 需要认真思考一个足够通用的知识表示法，以便在整个项目生命周期和整个施工供应链中应用，并且足够强大以适用于实践。下面介绍的模型是旨在实现这些目标的重大项目的一部分。

模糊风险分析模型

风险因素，风险及其后果之间的关系可以用因果图来表示。这些图和模糊关联和模糊组合的概念可以用来识别风险源与项目绩效评估结果之间的关系。该模型的第一步涉及到前面描述的分层结构中的风险问题的表述。将使用简单HRBS形式的概念模型来说明这些概念。 在层次结构中，顶层节点表示与工作包相关的本地风险。 第二级代表风险，按中心分组。 第三个层次代表影响风险的风险因素。 由有向弧描述的节点之间的依赖关系表示因果关系。两个节点之间没有弧表示条件独立。主要目标是评估基于风险成分的模糊估计，风险暴露考虑整个项目的时间，成本，质量和安全绩效指标的后果。

知识表示

当风险成为问题时，会导致系统故障。这里的系统代表任务，工作包或项目。风险或问题是影响系统正常功能行为的干扰。问题通过一系列影响系统故障的确定性效应链传播到系统的结构中以表现出来。 此处采用的风险评估方法假定风险因素影响风险的严重程度，这又会导致系统性能指标（即持续时间，成本，质量和安全性）的变化。 在监视和评估系统状态时，这些措施也可以看作是要观察到的症状。图1中的图表说明了风险因素 - 分别表示为关系M和R的风险（原因）和风险 - 症状（效应）依赖关系。 通过分析风险因素与风险之间的因果关系以及风险与绩效指标之间的因果关系，可以确定工作包绩效所引起的变化。

假设存在发生概率L，严重度V和风险因子E的影响之间的关系，用双重前提规则表示。

L，V和E的变化值存在着许多这样的关系。这些关系可以用Kosko提出的方法用模糊联想记忆（FAMs）表示。 这涉及组装两个FAM矩阵MTHE和MVE，以将每个前提与规则中两个房屋各自的结论相关联。 给定似然度LI和严重度VI的风险因子，对E的影响或诱发模糊集合可以通过组合独立地找到，因此模糊逻辑交点算子用于加入或重新组合两个感应模糊集合，这将给出单个FAM的效果EI。如果存在m条规则，则总效应E可以通过执行结果量值模糊集合的模糊联合来确定。

E的值是对具有确定的可能性和严重性值的给定风险因子的影响。给定受n个风险因素影响的风险R，用于计算风险总效应E的传统模糊技术是使用模糊联合算子对所有影响因素的影响进行汇总，类似于Eq。但是，这种技术倾向于产生平均结果这对于风险分析是不现实的。因此，使用具有最大影响的风险因子E最大的值。剩余风险因素的影响可以被用来将其修改另外的量s，计算修正系数s的适当方法的确定是进一步研究的主题，并且为了方便起见，这里假定值为1。

接下来我们考虑项目任务或工作包所带来的风险变化。给定（6）中计算的严重性效应E的风险，任务引发的时间T，成本C，质量Q和安全S的变化可以用一定规则表示。

存在很多这样的关系，对于每个风险具有不同的E，T，C，Q和S值。 这些关系是可以从项目和风险管理专家获得的规则，可以表示为模糊联想记忆（FAM）。 这涉及对于将规则前提与结论相关的每个规则组合FAM矩阵，M与，MEC，MEQ，MES。 考虑到EI效应的风险，T，C，Q和S分别为TI，CI，QI和SI，那如果每个风险效应有n个FAM，则可以通过对结果模糊集进行模糊联合来确定T，C，Q，S。在任务或工作包受到很多风险影响的情况下，用于计算时间T，成本C，质量Q和安全S的总变化的传统模糊技术是对个体风险的变化进行模糊组合。但是，会产生具有产生平均结果的趋势，因此使用来自具有最大影响的风险的T，C，Q和S的值。 然后使用其余值对每个受影响的性能度量进行进一步的修改。

这些反映了给定任务的绩效度量的变化。由给定模糊集合表示的语言变量可以通过去模糊化来确定。 接下来的例子用来说明计算过程。

例子

用一个简单的例子来说明模糊风险评估模型的应用。考虑与主要项目的工厂密集型土方工程相关的风险。本例中包含的概念和计算已经在风险分析和管理软件中进行了编码，后面将对此进行介绍。

第一步是确定风险来源。显示利益相关者已经确定了工厂生产力和地面条件是影响该项目土方工程的主要风险。该图还显示了使这些风险起作用的风险因素。将风险因素可能性和严重程度与风险程度相关联的模糊联

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