基于层次分析法的施工项目风险分析模糊综合评判研究

基于层次分析法的施工项目风险分析模糊综合评判研究摘要：综合考察了影响施工项目风险分析的项目业主风险、项目自身风险，项目管理风险和项目环境风险等因素，介绍了层次分析法基本原理，将其引入建设工程项目风险决策过程，通过某建筑公司参与某项目投标的实例进行分析，运用层次分析法对项目风险进行具体分析和测算，据此进行了风险决策。不仅采用层次分析法进行权重分配，还构建了施工项目风险分析的模糊综合评判模型，减少了人为主观因素对评判结果的影响，使评判结果更为准确和科学。关键词：层次分析法；模糊综合评判法；工程项目；风险决策Abstract：Theinfluencingfactorsofconstructionprojectoftheriskanalysisincludingtheprojectownerstorisk,projectitsownrisk,projectmanagementriskandprojectenvironmentalrisketc.wereinvestigatedcomprehensively.Thisarticleintroducedthebasicprincipleofanalytichierarchyprocess,usedthismethodinriskdecisionmakingprocessofconstructionproject,carriedontheconcreteanalysisandthereckoningusingtheanalytichierarchyprocesstotheprojectriskthroughtheexamplethatsomegeneralcontractorparticipatedinsomeprojectbid,accordingtotheabovehascarriedontheventuredecision.Afuzzycomprehensiveevaluationmodelfortheconstructionprojectriskanalysiswassetupbytheuseofweightingallocationscheme,whichmadeupthedefectsintraditionalsensoryevaluationanddiminishedmanmadesubjectiveeffectsontheevaluation.Suchmodelcouldgetmorescientificandaccurateevaluationresults.Keywords：AnalyticHierarchyProcess(AHP);FuzzyComprehensiveEvaluation(FCE);Project;RiskDecision建设工程项目投资大，工期长，牵涉面广，在建设过程中不可避免地面临着各种风险。风险会造成工程项目实施的失控现象，可能导致工程经济效益降低，甚至项目失败。现代工程项目的特点是规模大、技术新颖、持续时间长、参加单位多、与环境接口复杂，可以说在项目过程中危机四伏[1]。目前权重的确定主要采用打分法，但由于打分小组成员对同一样品的感官评价不同，主观随意性较强，再加上评价指标难以定量，导致评价很大程度上受人为因素的影响，评价结果不确定性较大。层次分析法（Theanalytichierarchyprocess）简称AHP，由美国运筹学家托马斯·塞蒂在20世纪70年代中期正式提出[2]，是一种定性和定量相结合的、系统化的、层次化的分析方法，可将那些难于完全用定量方法来分析的、决策准则较多且不易量化的决策问题分解成若干层次，在比原问题简单得多的层次上逐步分析，将人的主观判断用数量形式表达和处理，使之条理化，科学化，从而避免由于人的主观性判断而导致权重预测与实际情况相矛盾的现象[3]，在生产生活各方面都有较广泛的应用[4~7]。模糊综合评判（FuzzyComprehensiveEvaluation）简称FCE，就是以模糊数学为基础，应用模糊关系合成的原理，将一些边界不清、不易定量的因素定量化，从多个因素对被评价事物隶属等级状况进行综合性评价的一种方法，在食品感官质量鉴定上有很好的应用[8~11]，可减少人的主观因素影响，使评判结果更加科学和有效[12]。本研究在对施工项目进行风险分析时，在层次分析的基础上，采用模糊综合评判法对施工项目的风险进行评价，从而减少了人为主观因素的影响，弥补了传统评价方法中随意性较强的缺陷，使评判结果更为科学和有效。1.风险分析与方法步骤1.1风险分析的特点及意义工程项目施工风险具有如下特点：（1）风险具有客观性，即风险是无处不在、无时不在，是不可避免的。（2）风险具有多样性，即在一个项目中施工企业面临着许多种类的风险，如政治风险、经济风险、法律风险、自然风险、合同风险、人员风险等。这些风险之间存在着复杂的内在联系。（3）风险在整个项目的施工周期中都存在，从工程的投标到工程的竣工和结算，而不仅仅是实施阶段。（4）风险的影响是全面的而不是局部的，例如反常的气候造成工程的停滞，影响工程的工期，进而会造成费用的增加，造成对工程质量的危害。（5）风险具有一定的规律性，是可以预测的。重要的是人们树立风险意识，加强风险管理，对风险进行全面地控制。风险和机会同在，通常只有风险大的项目才能有较高的盈利机会。风险控制能获得非常高的经济效果，同时它有助于竞争力的提高，管理素质和管理水平的提高。因此对工程项目的风险进行系统分析，从而实现有效的风险控制和风险管理至关重要。1.2项目概念及结构工程项目及其风险起初看起来是没有结构，看不到内在联系的矛盾体。通过归纳演绎、初步分析就可以建立起能描述项目风险的有关概念。这些概念就是复杂系统的组成部分或因素，依靠这些因素就可以把整个项目分解成可管理的工作包，然后才能进行进一步分析。建立项目概念或项目各因素，最好的方法是工作分解结构。根据建立的工作包构造项目的阶梯层次结构。应用风险识别方法对每一个工作包都进行风险识别，并依据所识别的风险整理出该工作包的风险图。1.3工程项目施工风险模糊综合评断模型的建立首先确定被评价对象（工程项目施工风险）的因素集合评价集；再根据层次分析法确定各因素的权重及其隶属度向量，获得模糊评判矩阵；最后把模糊评判矩阵与因素的权重向量进行模糊运算，归一化，得模糊综合评价结果。1.3.1确定评价对象的因素论域将评判工程项目施工风险的因素分为m类，即从这些方面来对工程项目施工风险进行评判描述。因素集U由m个因素子集构成：U={u1，u2，⋯，um}每个因素子集ui（i=1，2，⋯，m）又由n个元素构成，即：Ui={ui1，ui2，⋯，uin}其中元素uij=（i=1，2，⋯，m；j=1，2，⋯，n）为第i类因素子集的第j个因素。1.3.2确定评语等级论域评语等级是评价者对被评价对象可能做出的各种总的评价结果所组成的集合。将产品分成p个等级，这些等级就组成了一个模糊评判等级论域V。V={v1，v2，⋯，vp}1.3.3确定评价因素的模糊权向量各因素子集Ui都有一个相应的权重ai(i=1，2，…，m)来反映其重要程度，ai≥0，∑ai=1，各权重ai所组成的模糊集合就是权重集A。A=（a1，a2，…，am）确定权重的方法主要有专家评判法、统计法等[13]。本研究采用两两比较的层次分析法作为工程项目施工风险评价模糊权重向量。首先将有关的因素按照不同属性自上而下地分解成若干层，同一层的因素从属于上一层的因素或对上一层的因素有影响，同时又支配下一层的因素或受到下层因素的作用。最上层为目标层，最下层为对象层，中间为准则层和其进一步分解出来的子准则层。从层次结构模型的第二层开始，对从属于上一层同一个因素的同一层诸因素，用成对两两比较法和1~9的比较尺度构造成对比较矩阵，计算成对比较矩阵最大特征根λmax及所对应的特征向量，利用一致性指标CI、随机一致性指标RI和一致性比率CR做一致性检验。若CR0.1，则认为判断矩阵满足一致性要求，特征向量即为权向量W。1.3.4模糊综合评判1.3.4.1一级模糊综合评判对某一类中的单个因素进行单独的综合评判时，采用一级模糊综合评判法，即在构造等级模糊评判子集后，逐个对被评价对象从因素U上进行量化，确定被评价对象对各等级模糊子集的隶属度rik，得到一级模糊综合评判的评判矩阵R：R=(r11⋯r1p⋮⋱⋮rm1⋯rmp)其中rik(i=1，2，⋯，m；k=1，2，⋯，p)表示某个被评价对象从因素u来看对v等级模糊子集的隶属度。应用模糊变换原理，该类因素的模糊综合评判为BB=A∙R=(a1，a2，⋯，am)(r11⋯r1p⋮⋱⋮rm1⋯rmp)=（b1，b2，⋯，bp）对其进行归一化处理，得B′=(b1’，b2’，…，bp’)，再根据最大隶属度原则选择最大的bk′所对应的v作为最终评判结果。1.3.4.2二级模糊综合评判当考虑各类因素的综合影响时，就应采取二级模糊综合评判。二级模糊综合评判的单因素评判矩阵应为一级模糊综合评判。即：R=(B1B2⋮Bm)=(A1∙R1A2∙R2⋮Am∙Rm)R中不同的行反映了某个被评价对象从不同的单因素来看对各等级模糊子集的隶属程度。用模糊权向量A将R中不同的行进行综合，得到该被评价对象从总体上来看对各等级模糊子集的隶属程度，即模糊综合评价结果向量B。于是，二级模糊综合评判矩阵B为：B=A∙R=(a1，a2，⋯，am)(A1∙R1A2∙R2⋮Am∙Rm)=（b1，b2，⋯，bp）其中bj(j=1，2，…，n)是由A与R的第j列运算得到的，为二级模糊综合评判指标，表示被评级对象从整体上看对vj等级模糊子集的隶属程度。1.3.5模糊综合评判结果分析模糊综合评价的结果是被评价对象对各等级模糊子集的隶属度，是一个模糊向量，而不是一个点值，因而能提供比其他方法更丰富的信息。可根据最大隶属度原则判断被评价对象的模糊综合评判结果。2实证分析2.1工程简介2005年某地钢铁集团投资20亿元人民币进行技术改造，其中重点项目之一就是新建高炉，总投资3亿元人民币。该工程采取公开招标。青岛市某建筑公司参与投标。在该工程投标前，对项目风险进行分析，确定工程项目的风险。2.2建立因素集根据工程项目特点，采用德尔菲法对该工程项目进行风险描述，确定工程项目风险因素并建立了该工程项目风险的评判集。因素集U={u1，u2，u3，u4}={项目业主风险，项目自身风险，项目管理风险，项目环境风险}；各因素子集分别为U1={资金筹措方式，业主资信等级，业主管理经验，业主经济实力}，U2={设计可靠度，施工技术成熟度，工程成本}，U3={项目组织，公司技术水平，公司经济实力，物资采购}，U4={通货膨胀，政府法规政策，项目相关单位，气候自然条件}。2.3层次分析法建立权重集2.3.1构造层次分析模型根据2.2构造层次分析模型，如图1所示。图1工程项目施工风险评价指标体系2.3.2各评价因素权重的确定基于图1，将同一层次中的各个因素关于上一层次中某一准则的重要性进行两两比较，构成判断矩阵，计算权重向量。构造准则层B关于目标层A所构成的A-B判断矩阵和准则层C1~C2关于目目标层A工程项目施工风险A准则层B准则层C项目业主风险B1项目自身风险B2项目管理风险B3项目环境风险B4资金筹措方式C1业主资信等级C2业主管理经验C3业主经济实力C4设计可靠度C5施工技术成熟度C6工程成本C7项目组织C8公司技术水平C9通货膨胀C12政府法规政策C13气候自然条件C15项目相关单位C14公司经济实力C10物资采购C11待评项目D标层B1的B1-C判断矩阵，如表1、表2，计算评价因素C1、C2相对于总目标A的权重值W1、W2。表1准则层B关于目标层A构成A-B判断矩阵A-B判断矩阵B1B2B3B4权重WB11211WB1=0.29B21/211/21WB2=0.18B31221WB3=0.29B41111WB4=0.24λmax=4.06，CR=0.02240.1表2准则层C1~C4关于目