基于风险分析的天然气管道工程工期计算研究 4页

■■研究探讨石油-程建设基于风险分析的天然气管道工程工期计算研究侯金桥中石油昆仑燃气有限公司，北京100101doi：10．3969／j．issn．1001—2206。2015．05．005摘要科学地分析和计算施工进度，对合理进行施工进度控制具有重要意义。结合天然气管道项目特点，在风险分析基础上对天然气管道项目工期计算方法进行研究。在强制评分法与层次分析法的基础上，建立了基于强制评分法的工期风险层次分析模型。通过在全概率条件下工期风险权重的计算，定义了工期风险权重与PERT网络时间参数关系的算法，建立了基于工期风险权重的PERT网络时间参数计算模型，应用蒙特卡洛方法求解。在上述工作的基础上，制订了完整的天然气管道工程工期风险分析流程，搭建了管道工程工期风险权重与工期计算的联系。关键词HOUJinqiaoPetrochinaKunlunGasCo．，Ltd．，Beijing100101，ChinaAbstractScientificanalysisandcalculationofprojectscheduleareimportanttocontrofreasonableconstructionschedule．ThisthesisstudiesthenaturalgaspipelineprojectschedulecalculationmethodbasedonriskanalysisandcombinedwiththecharacteristicsofnaturaIgaspipelineproject，0nthebasisofFDmethodandAHPmethod。itestablishesthedurationriskanalytichierarchymode1．ThroughthecalculationofactivitydurationriskweightswhichundertotaIprobabilityconditions，thealgorithmofdurationriskweightandPERTnetworktimepa—rameterssdefined，thusthemodeIofPERTnetworktimeparametersbasedonthescheduleriskweightsiSsetup，andtheMonteCarlomethodSapplied．Basedontheabovework，theintegratedactivitydurationriskanalysisprocessofrouteengineeringinnaturaIgaspipelineprojectiSworkedout．TherelationofpipelineprojectdurationriskweightandschedulecalculationiSstructured．Keywordsrisk；naturalgaspipeline；schedulecalculation；MonteCarlomethod；PERT天然气管道项目工期目标的实现对企业与社会一方面是对工程项目工期风险因素与风险因素的传递有着重要的意义，而工期风险管理对工期目标的实现机理的研究，一般通过定性的方法进行分析，主要包起着至关重要的作用。建设单位往往比较重视工期目括头脑风暴法、结构化半结构化访谈法等n。另一标的设定，而忽略了工期风险的识别、分析、应对的方面是对项目工期预测模型的改进和模拟，一般通过过程，或者采用方法不当等，造成工期管理失控。定量或者半定量的方法进行分析，主要包括计划评审国内对工程项目工期风险的研究分为两个方面：技术方法(以下简称PERT：Program／ProjectE—■■—●202015年10月\n侯金桥：基于风险分析的天然气管道工程工期计算研究研究探讨_valuationandReviewTechnique)、蒙特卡洛方法、容易操作，计算的权重带有主观性、模糊性，不需模糊网络计划和模糊综合评判法等。要进行一致性检验；层次分析法准确性高，需要一对工期风险的研究成果在房屋建设领域得到了一致性检验，但工程实施过程中很难精确量化打分，定的应用，但受到天然气管道项目起步较晚等原因限对实施人员的素质要求较高。制，对此类项目的研究仍然较少。现有工期风险的研本文通过两种方法的结合建立基于强制评分法的究成果不能直接借鉴，需要结合天然气管道项目的特工期风险模糊层次分析模型。点与风险因素，进行适应性改进。(1)建立层次结构模型。在深入分析实际问题的基础上，将有关的因素按照不同属性自上而下分解1建立天然气管道建设项目WBS—RBS矩阵成若干层次，同一层的因素从属于上一层的因素或对管道工程中，同一风险因素对项目不同阶段、不上一层因素有影响，同时受到下一层因素的作用。最同部位和工作的工期会有不同的影响。如：不可预见上层为目标层，通常只有一个因素，最下层为对象的工程地质条件在管沟开挖作业中经常遇到，而在管层，中间层可以有一个或几个层次，通常为准则层或道焊接与回填等作业中却不会遇到。将工作分解结构指标层。(以下简称WBS)与风险分解结构(以下简称RBS)(2)构造对比矩阵。从层次结构模型的第二层关联，不仅可以判断出风险对管道工程不同阶段的影开始，对于从属于上一层的诸因素，进行两两比较，响，也可以判断出不同风险在管道工程同一阶段对各按照强制评分法，确定因素的指标得分。项工作的影响。(3)计算指标权重。同层次结构内部指标权重项目的进度计划是以工序工期为基础的，利用之和为1，层次内指标权重按9因素指标得分除以各PERT方法进行网络计算也是以工序的“三时估计”因素总得分计算，因素指标得分为本指标权重乘以其为基础，这样不仅可以提高工期估计的可靠性，也更隶属的层次结构权重。容易进行量化计算。如果对项目分解的层次较少，末(4)因素权重排序。按照因素指标得分的大小层结构未分解至作业层次，“三时估计”中的。、m、进行因素权重排序，所有因素权重之和为1。6值将无法量化计算，仅凭经验与专家判断将可能造3定义PERT网络中时间参数值的算法成数据的较大失真，因此WBS应尽量~mYL；。如一般线路工程可分解至测量放线、扫线、运管等作业层次。一般情况下，“三时估计”的o、6值都是通过在WBS—RBS矩阵中，某个作业所对应的某种专家判断方法确定，o是不考虑任何风险因素时的完风险状态分为“有”和“无”，当某项风险对某项工成时间，即B(。)=0，B()表示分布密度函作的工期产生影I]r~B,-：t，该项风险与该项工作所对应的数厂()的累计概率；b是考虑全概率风险时的完成单元格取值为“1”，当某项风险对某项工作的工期不时间，是最悲观的时间，即(6)=0，一般通过专产生影1]88I，该项风险与该项工作所对应的单元格取家判断方法确定。m值一般通过施工定额测算确定。值为“0”。根据预算定额按生产某种产品的社会平均必要劳2基于强制评分法的工期风险层次分析模型动时间来确定其价值和施工定额，按照正常的施工条件下，大多数生产者经过努力能够达到和超过水平的强制评分法通俗易懂、操作方便，被广泛用于编制原则，n值的确定可利用施工定额由式(1)计工程实践，在实际操作中只需对各因素两两比较，算得出，m值的确定应当利用预算定额计算得出。根据重要性确定因素得分，再将同一因素得分累加(1)口的确定：除以总得分，得出该因素的重要Jl1生系数；层次分析n=(1)法是通过建立层次结构模型，构造对比矩阵，计算式中旷一工作的最短持续时间，是完成该作业所权向量，并对其进行一致性检验等过程实现对指标需的最短时间；的定量分析。两种方法在指标权重的计算上有相似D一最短工作持续时间；之处：都是通过因素的两两比较确定指标权重，都p——工作的工程量，以实物度量单位表示；是在定性研究的基础上进行定量研究的方法。两种R——人力或机械设备的数量，以人数或台数方法也有其自身特点，比如：强制评分法实施简单，\nl研究探讨石油l{jc建设表；5基于风险的天然气管道项NT期计算流程Js—施工产量定额，以单位时间完成的工程量表示，S=定额计量单位／施工定额根据蒙特卡洛方法仿真步骤建立天然气管道工程含量。工期风险分析流程，见图1。(2)m的确定：Dm蒜(2)式中m——工作正常持续时间，指在正常工况下一般企业均可以完成该工作的时间；D——工作持续时间；s一预算产量定额，以单位时间完成的工程量表示，Srn=定额计量单位／预算定额含量。(3)时间参数b为工作最长持续时间，是考虑管道工程各种工期风险因素后的最长工作时间，是最难通过计算估算的时间参数。基于强制评分法的工期风险层次分析模型是在全概率条件下，由各因素两两比较确定，是在风险发生概率均为100％条件下，对风险因素发生时工期受影响程度的比较。由：虹：，：∑“：可知：5i+1厶iSl只要确定一个风险发生时对工序工期的影响大小，就可以按下式推算出整个风险因素对工序工期的影响。即b=m+=m+血=m+∑靠(3)I式中——各种风险因素造成工序工期增加值；——第种风险造成的工序工期增加值；广_一第种因素在该工序所涉及的所有因素中的权重。4建立基于蒙特卡洛方法的PERT网络求解模型图1基于风险的天然气管道项目工期计算流程示意天然气管道工程工期风险的蒙特卡洛方法仿真步骤为：6结束语(1)编制管道工程网络计划，确定时间参数。通过建立天然气管道工程工期风险WBS—RBS(2)计算分布形状参数r和s。矩阵，表明同一风险因素对不同作业的影响是不同(3)随机抽样得出。的，有的风险因素贯穿于各个作业过程，有的仅对几(4)采用CPM方法，计算第次仿真时的工个工序有影响。期。在强制评分法与层次分析法的基础上，建立了基(5)通过对的Ⅳ次模拟，得到管道工程计算于强制评分法的工期风险层次分析模型，该方法与层工期集合{}，分别计算平均值、标准差。次分析法相比具有更强的操作性，便于推广。\n侯金桥：基于风险分析的天然气管道工程工期计算研究研究探讨_通过对工期风险权重的计算，风险影响观测，建【6】王卓甫工程进度风险计算研究[D】．南京：河海大学，2002：25-30立了风险权重与PERT网络中的三个时间参数a、m、[7]胡业根．EPC模式下改进的PERT网络工期风险理论的应用．b的联系，建立了基于工期风险权重的PERT网络时项目管理技术，2011，9(9)：69—71间参数计算模型。修正了o、值计算的方法。通过【8】沙宏明基于计划评审技术MCS模型的工期风险分析[J]沈阳以工序的各个工期风险影响大小的权重与实际实施过建筑大学学报(社会科学版)，2011，13(3)：311—315．程中某种易于观测到的工期影响为基础，建立时间参[9】杜志达．基于风险因素与工期相关性的工程进度风险分析【J]l四数b的计算模型。使得PERT网络计算中不再单纯地川建筑，2011，31(3)：220—222．依赖于专家判断方法。同时也为利用蒙特卡洛方法进【1O1李春辉基于风险相关J性和随机性的工序工期预测模型【J】．武行工期模拟提供了数据基础。汉理工大学学报(信息与管理工程版)，2010，32(6)：1O18—1O21．建立了天然气管道工程工期风险分析流程，搭建【11]覃世光．网络计划工期风险的模糊综合评价【J]建筑工程，了管道工程工期风险权重与工期计算的联系。2011(9)：17O一171．参考文献【12】张清河．不确定性网络计划的工序作业时间研究[J】华侨大学学报(自然科学版)，2002，23(2)：5—8⋯张云波．工程项目工期延误原因分析【J]华侨大学学报(自然科【13]张清河．工序作业时间实现可能性的新判定方法【J]．系统工程学版)，2003，24(4)：369—373．与电子技术，2003，25(1O)：1225—1228【2】兰定筠．政府投资项目代建制制度设计研究【D】重庆：重厌大学，2008：104-117．作者简介【31祝迪飞．奥运场馆建设项目工期风险度量框架[J】l清华大学学报(自然科学版)，2007，47(6)：76—780侯金桥(1982一)，男，工程师，2005年毕业于中国石油大学【4】祝迪飞奥运场馆建设风险量度量设计⋯工程管理学报，(北京)土木工程专业，2013年毕业于中国科学院大学，硕士，2Olo，24(1)：23—28现从事项目管理工作。【5】陈耀明．工程工期延误风险分析与评价【J】工业技术经济，2Olo，29(1)：98—1O2收稿日期：2014—12—21本期广告索引封面：大庆石化公司炼油厂一套常减压装置安全节后插1：重庆运达科技有限公司能改造项目荣获2013—2014年度“国家优质后插2：成都熊谷加世电器有限公司工程奖”后插3：2015中国工程建设项目管理发展大会封2：大庆石化公司炼油厂一套常减压装置安全节后插4：2016中国国际管道大会能改造项目展示后插5：天华化工机械及自动化研究设计院有限公司扉页：欢迎订阅2016年《石油工程建设》后插6：沈阳飞研航空设备有限公司中插1拉页：中国石油集团海洋工程有限公司后插7：山东奥太电气有限公司中插2拉页：中国石油集团工程技术研究院后插8：雅致集成房屋(集团)股份有限公司中插3拉页：天津中油渤星工程科技有限公司封3拉页：中国石油集团海洋工程有限公司海工事业部中插4拉页：中国石油集团工程技术研究院建安所封3：东光县国新液压机械制造有限公司中插5拉页：中国石油集团工程技术研究院海工所封底：中国石油集团海洋工程有限公司工程设计院中插6拉页：中国石油天然气管道局第五工程公司广告编辑：翟义龙