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      基于GERT技術(shù)的核電項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)量化分析

      2019-06-20 18:48:38趙天宇趙文昭于航

      趙天宇 趙文昭 于航

      中圖分類號(hào):TM623 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí):A 文章編號(hào):1674-1145(2019)2-191-02

      摘 要 本文通過研究圖解評(píng)審技術(shù)GER T,以某重要設(shè)備的設(shè)計(jì)制造測(cè)試過程為例,采用解析法對(duì)工期結(jié)果進(jìn)行了計(jì)算,使得在計(jì)劃制定前期考慮設(shè)備研發(fā)風(fēng)險(xiǎn)成為可能。

      關(guān)鍵詞 隨機(jī)網(wǎng)絡(luò) GER T PER T CPM 風(fēng)險(xiǎn)量化

      一、引言

      定量的風(fēng)險(xiǎn)分析作為定性風(fēng)險(xiǎn)分析的補(bǔ)充和升級(jí),在項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)管理中正在占據(jù)越來越重要的地位。對(duì)于工程項(xiàng)目來說,各種風(fēng)險(xiǎn)大多最直觀的體現(xiàn)在進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)上,尤其是工期按期實(shí)現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn),是各方關(guān)注的重點(diǎn)。

      隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)分析技術(shù)是一種有效的風(fēng)險(xiǎn)分析工具,根據(jù)各項(xiàng)作業(yè)的持續(xù)時(shí)間是否確定和邏輯關(guān)系是否肯定,可分為四種類型,即作業(yè)的持續(xù)時(shí)間確定,邏輯關(guān)系確定(CPM);作業(yè)的持續(xù)時(shí)間不確定,邏輯關(guān)系確定(PERT);作業(yè)的持續(xù)時(shí)間確定,邏輯關(guān)系不確定(DCPM);作業(yè)的持續(xù)時(shí)間不確定,邏輯關(guān)系不確定(GERT)。

      項(xiàng)目建設(shè)中應(yīng)用的很多具有研發(fā)性質(zhì)的新設(shè)備,很多因素具有非常大的不確定性,意味著作業(yè)的持續(xù)時(shí)間和邏輯關(guān)系均存在不確定性,在這種情況下,應(yīng)用這兩種方法在解決工期的合理制定問題時(shí)均具有一定的局限性。

      圖解評(píng)審技術(shù)GERT是一種新型廣義的隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)分析方法。它與早期的網(wǎng)絡(luò)模型甘特圖、關(guān)鍵路徑法CPM、計(jì)劃評(píng)審技術(shù)PERT相比具有無可替代的優(yōu)越性,因此廣泛應(yīng)用于工程技術(shù)、生產(chǎn)組織和經(jīng)營(yíng)管理系統(tǒng)。

      二、GERT模型建立與求解

      (一)GERT隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)介

      1.GERT隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。GERT隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)圖是由節(jié)點(diǎn)、枝線、流3個(gè)要素組成的。節(jié)點(diǎn)是枝線的連接點(diǎn),它既表明各枝線間的相互關(guān)系,又表示了前面枝線的結(jié)束和后面枝線的開始。除了源節(jié)點(diǎn)和終節(jié)點(diǎn)外,每個(gè)節(jié)點(diǎn)都是由輸入端和輸出端組成的。枝線又稱有向邊或傳輸元素,它是從一個(gè)節(jié)點(diǎn)出發(fā),到一個(gè)節(jié)點(diǎn)結(jié)束的有向線段。在隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)中,它可以表示具體的作業(yè),也可以表示作業(yè)的結(jié)果或兩條作業(yè)間的相互關(guān)系。流用來反映網(wǎng)絡(luò)中各種定量參數(shù)和節(jié)點(diǎn)間(或枝線)的相互制約關(guān)系,如作業(yè)的時(shí)間、費(fèi)用、消耗的各種資源、效益以及實(shí)現(xiàn)的概率等。

      在GERT隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)圖中,輸入端有三種邏輯關(guān)系,輸出端有兩種邏輯關(guān)系,共同構(gòu)成六種不同功能的節(jié)點(diǎn)。如表1所示。

      值得一提的是,PERT網(wǎng)絡(luò)是GERT隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)的特例。在GERT網(wǎng)絡(luò)中,如果網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)之間的傳遞參數(shù)唯一地服從β分布,則該網(wǎng)絡(luò)屬于PERT類型。如果這些傳遞參數(shù)都是肯定型的,則直接退化為CPM網(wǎng)絡(luò),即肯定型網(wǎng)絡(luò)了。

      類比到帶研發(fā)性質(zhì)的設(shè)備制造工期上,則意味著各條作業(yè)由原來的確定會(huì)實(shí)施變?yōu)榱丝赡軙?huì)實(shí)施,而且我們可以給出具體的實(shí)施概率。同時(shí)每條作業(yè)所遵循的分布不再只是β分布,還可以為正態(tài)分布。如果某條作業(yè)完成后,還可以允許有一定的概率將該條作業(yè)再次執(zhí)行一次或多次。

      (二)某設(shè)備設(shè)計(jì)制造測(cè)試隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)圖

      某設(shè)備的設(shè)計(jì)制造測(cè)試主要分為兩部分,一部分是軟件的設(shè)計(jì)制造測(cè)試,另一部分是硬件的設(shè)計(jì)制造測(cè)試。根據(jù)實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn),硬件的設(shè)計(jì)制造測(cè)試相比軟件的設(shè)計(jì)制造測(cè)試過程來說更加成熟,風(fēng)險(xiǎn)較小,因此為簡(jiǎn)化模型,降低后續(xù)建模難度和減小解析計(jì)算量,我們選取某設(shè)備的軟件設(shè)計(jì)制造、測(cè)試出廠直至到場(chǎng)的過程進(jìn)行計(jì)算和仿真模擬。整個(gè)過程為:設(shè)計(jì)輸入-設(shè)計(jì)凍結(jié)1-基礎(chǔ)設(shè)計(jì)-設(shè)計(jì)凍結(jié)2-軟件設(shè)計(jì)-軟件集成測(cè)試-測(cè)試成功-系統(tǒng)集成測(cè)試準(zhǔn)備-系統(tǒng)集成測(cè)試-測(cè)試成功-出廠驗(yàn)收-到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)。

      結(jié)合上述GERT隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)圖繪制的方法和梳理出的某設(shè)備設(shè)計(jì)制造測(cè)試流程圖,繪制出相應(yīng)的GERT隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)圖,如圖1所示。

      (三)模型求解

      應(yīng)用德爾菲法對(duì)需要的工序時(shí)間進(jìn)行專家調(diào)查,由每位專家給出每條工序的時(shí)間參數(shù)估計(jì)值,在這里我們假設(shè)每位專家給出的數(shù)據(jù)都是獨(dú)立隨機(jī)變量。我們?cè)诠こ讨辛?xí)慣用三角分布TRIA(a, m, b)來表示,其中a為最小值,b為最大值,m為最可能值。根據(jù)中心極限定理,大量獨(dú)立隨機(jī)變量和的極限分布為正態(tài)分布,因此最終我們將選取正態(tài)分布來表示每一條作業(yè)的時(shí)間參數(shù)分布。我們用NORMAL(μ,σ^2)表示每條作業(yè)的工期參數(shù),其中μ為均值,σ^2為方差。

      將收集到的專家-數(shù)據(jù)進(jìn)行整理,錄入Crystal Ball軟件,給每位專家賦予相同的權(quán)重,

      所有數(shù)據(jù)按正態(tài)分布進(jìn)行擬合。最終得到每條作業(yè)按正態(tài)分布的參數(shù)。

      在GERT模型中有兩種類型的參數(shù),一種是在傳遞過程中為累乘量的,如實(shí)現(xiàn)概率,被稱為乘因子型參數(shù);另一種是在傳遞過程中為累加量的,如時(shí)間、費(fèi)用等,被稱為加因子型參數(shù)。對(duì)于乘因子型參數(shù),采用控制系統(tǒng)、自動(dòng)化領(lǐng)域用于求系統(tǒng)傳遞函數(shù)的梅森公式對(duì)任意節(jié)點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)值進(jìn)行計(jì)算。該公式表示為:

      因此,在完全不考慮返工的情況下,所有作業(yè)只按最可能完成的時(shí)間考慮時(shí),工期約35個(gè)月。只考慮此設(shè)備軟件部分的設(shè)計(jì)制造測(cè)試過程中的返工時(shí),整個(gè)設(shè)備的設(shè)計(jì)制造測(cè)試過程大約需要1187天,約39.6個(gè)月的周期,離散程度為123.4天,按期實(shí)現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)度為10.4%。

      三、結(jié)語

      通過對(duì)某設(shè)備設(shè)計(jì)制造測(cè)試過程的解析計(jì)算和仿真計(jì)算,使得在工期計(jì)算中考慮返工的情況所造成的影響成為可能。最終得到35+5+4的此設(shè)備設(shè)計(jì)制造測(cè)試周期,符合目前實(shí)際項(xiàng)目此設(shè)備的交貨周期的實(shí)際情況。

      通過使用不同的數(shù)據(jù)計(jì)算發(fā)現(xiàn),正態(tài)分布的標(biāo)準(zhǔn)差對(duì)于最終計(jì)算結(jié)果有非常重要的影響。因此,在收集專家數(shù)據(jù)時(shí),要控制專家數(shù)據(jù)的質(zhì)量和準(zhǔn)確度,對(duì)專家數(shù)據(jù)的離散程度進(jìn)行分析,同時(shí)結(jié)合歷史數(shù)據(jù),對(duì)每條作業(yè)的最大、最小、最可能進(jìn)行分析,剔除過于離散的數(shù)據(jù)點(diǎn),得到盡量準(zhǔn)確的標(biāo)準(zhǔn)差數(shù)據(jù)。

      參考文獻(xiàn):

      [1] 趙天宇,楊臆璁.核電項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)量化分析方法淺析[J].城市建設(shè)理論研究,2017,1(3):74-75.

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