史玉芳，王秀芬，康 珅

（西安科技大學(xué)管理學(xué)院， 陜西 西安 710054）

可靠性理論是近年來管理科學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，它是一門涉及眾多領(lǐng)域的交叉性學(xué)科，廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)制造、機(jī)械、航空、航天、土木建筑等領(lǐng)域.在建筑領(lǐng)域，關(guān)于可靠性方面的研究主要限于結(jié)構(gòu)工程方面，在施工管理領(lǐng)域仍處于探索階段[1].工程項(xiàng)目施工系統(tǒng)與上述傳統(tǒng)可靠性應(yīng)用領(lǐng)域如航天、航空及制造業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)等具有一定的相似性，施工流程與其他生產(chǎn)制造系統(tǒng)中的生產(chǎn)工藝流程一樣都具有錯(cuò)綜復(fù)雜的邏輯關(guān)系.因此，也可以用可靠性來研究施工管理問題.

盡管施工可靠性并沒有作為一個(gè)專門的工程項(xiàng)目管理研究問題被提出，但實(shí)際上很早以前與之有關(guān)的很多施工管理工作早已被重視和研究，如工藝技術(shù)可靠性研究、工程項(xiàng)目施工方法可靠性研究等，都屬于技術(shù)層面的可靠性分析，但未體現(xiàn)工程項(xiàng)目的施工目標(biāo)管理要求.上個(gè)世紀(jì)八十年代，前蘇聯(lián)學(xué)者 C·A·烏沙茨基提出了反映流水施工質(zhì)量的可靠性指標(biāo)，對流水施工系統(tǒng)可靠度進(jìn)行了計(jì)算[2].截止目前，廣泛運(yùn)用于工程項(xiàng)目進(jìn)度管理的網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃，如GERT、PERT、VERT、QGERT等這些網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃技術(shù)，均運(yùn)用了概率方法進(jìn)行施工進(jìn)度可靠性分析.如 GERT，是在 1962年埃斯的廣義網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃技術(shù)基礎(chǔ)上經(jīng)過埃爾瑪格拉比等人不斷完善發(fā)展而來，它運(yùn)用隨機(jī)型解決不受限制的工作流向，按隨機(jī)變量的方法對符合概率分布的工作時(shí)間進(jìn)行分析和判別其時(shí)間可靠性[3].

國內(nèi)相關(guān)研究方面，鄧鐵軍教授對工程結(jié)構(gòu)可靠性進(jìn)行了定義，指出結(jié)構(gòu)可靠性的研究重點(diǎn)為如何在施工期內(nèi)確保工程結(jié)構(gòu)達(dá)到原設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)方案的可靠性[4].陸寧等對國內(nèi)外施工項(xiàng)目工期、成本和質(zhì)量三大目標(biāo)管理進(jìn)行了分析，提出以施工工序?yàn)榛窘M件對施工項(xiàng)目三大目標(biāo)的可靠性進(jìn)行衡量和分析[5].

綜上所述，引入施工可靠性思想研究工程項(xiàng)目管理問題具有理論研究基礎(chǔ)和實(shí)踐應(yīng)用空間，基于該視角研究工程項(xiàng)目管理具有一定的可行性.然而，受研究領(lǐng)域技術(shù)基礎(chǔ)、管理體制等各方面條件的限制，可靠性理論和方法在不同領(lǐng)域的應(yīng)用模式并不相同，可靠性技術(shù)、可靠性管理的應(yīng)用程度和范圍基本上都是結(jié)合具體行業(yè)和不同項(xiàng)目的特點(diǎn)以獨(dú)自的形式發(fā)展.具體到建筑施工領(lǐng)域而言，其施工可靠性更具有自身的特點(diǎn)，需要一套與自身相適應(yīng)的工程項(xiàng)目施工可靠性理論與方法體系.

1 工程項(xiàng)目施工可靠性理論體系

1.1 工程項(xiàng)目施工可靠性內(nèi)涵界定

根據(jù)國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，可靠性是指產(chǎn)品在規(guī)定的時(shí)期內(nèi)，在規(guī)定條件下，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力[6].工程項(xiàng)目這類特殊的產(chǎn)品，同樣也可以用可靠性指標(biāo)來衡量.工程項(xiàng)目管理是一種多目標(biāo)管理，不僅僅涉及產(chǎn)品質(zhì)量問題，它更具有多個(gè)目標(biāo)形成的目標(biāo)體系.H. Kerzner認(rèn)為成功的項(xiàng)目管理可以定義為在下列條件下實(shí)現(xiàn)了項(xiàng)目目標(biāo)[7]：（1）在一定的時(shí)間內(nèi)；（2）在一定的費(fèi)用內(nèi)；（3）在要求的性能或技術(shù)水平下；（4）高效有力地運(yùn)用分配的資源；（5）被顧客認(rèn)可.可以理解為，前三個(gè)目標(biāo)是項(xiàng)目管理的基本目標(biāo)，第四個(gè)目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)前三個(gè)目標(biāo)的手段，第五個(gè)目標(biāo)是項(xiàng)目的總體和最終的目標(biāo).

借鑒可靠性理論及管理思想，并結(jié)合 Harold Kerzner對成功項(xiàng)目管理的描述，此處界定施工可靠性的含義如下：施工可靠性是指在工程項(xiàng)目施工生產(chǎn)過程中，在限定的工期內(nèi)，在規(guī)定的成本目標(biāo)范圍內(nèi)，能使規(guī)定的工程質(zhì)量安全有效地實(shí)現(xiàn)的能力.這一指標(biāo)在此具有特定的內(nèi)涵，也即實(shí)現(xiàn)將實(shí)際成本控制在目標(biāo)成本內(nèi)的經(jīng)濟(jì)性，達(dá)到工期要求可信性，確保施工過程的安全性以及達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的實(shí)用性，即成本經(jīng)濟(jì)性、工期可信性、施工安全性和質(zhì)量可達(dá)性.

1.2 工程項(xiàng)目施工可靠性理論體系研究內(nèi)容

工程項(xiàng)目施工可靠性理論與方法體系，屬于較新的一個(gè)研究課題.該課題的研究內(nèi)容大致分以下幾個(gè)方面[8]：

（1）工程項(xiàng)目施工可靠性的概念設(shè)定；

（2）工程項(xiàng)目施工生產(chǎn)流程分解及施工網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)構(gòu)建；

（3）預(yù)測工程項(xiàng)目施工系統(tǒng)各工作單元的時(shí)間可靠性、成本可靠性、質(zhì)量可靠性和安全可靠性；

(4) 根據(jù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可靠性計(jì)算的不交化最小路集原理，計(jì)算工程項(xiàng)目施工系統(tǒng)可靠性；

(5) 確定工程項(xiàng)目施工可靠性的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)；

(6) 在施工可靠性約束條件下，對工程項(xiàng)目多目標(biāo)協(xié)同優(yōu)化進(jìn)行研究.

本文主要涉及（1）、（5）兩個(gè)方面，也即在對各工作單元施工可靠性科學(xué)預(yù)測及整個(gè)系統(tǒng)施工可靠性計(jì)算完成的前提下，為工程項(xiàng)目施工管理水平確定評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，對施工系統(tǒng)可靠性進(jìn)行評價(jià)研究，其余相關(guān)研究見文獻(xiàn)[9-11].

2 基于模糊數(shù)學(xué)理論劃分施工可靠性的評價(jià)區(qū)間

長期以來，在對工程項(xiàng)目管理進(jìn)行評價(jià)時(shí)，項(xiàng)目管理者通常采用定性評價(jià)方法來衡量施工管理工作的好與壞.定性評價(jià)容易導(dǎo)致主觀性太強(qiáng)，因而對工程項(xiàng)目管理工作有效的評估需要一個(gè)能綜合反映各管理目標(biāo)的量化指標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)，引入工程項(xiàng)目施工可靠性這一綜合指標(biāo)可有效解決這個(gè)問題.文獻(xiàn)[8-11]已經(jīng)為施工可靠性的進(jìn)一步研究提供了理論基礎(chǔ)，但迫切需要建立一個(gè)“度”的衡量標(biāo)準(zhǔn)，從量化的角度出發(fā)對工程項(xiàng)目施工管理工作進(jìn)行科學(xué)的評價(jià).合理劃分工程項(xiàng)目施工可靠性的評價(jià)區(qū)間，有利于對工程項(xiàng)目施工狀況做出更具體、更科學(xué)地評價(jià).

目前，各個(gè)學(xué)科領(lǐng)域定量化、數(shù)學(xué)化已是當(dāng)代科技發(fā)展的趨勢之一，將評價(jià)區(qū)間這些模糊概念定量化的數(shù)學(xué)方法已成為迫切需求.模糊數(shù)學(xué)理論為該問題提供了很多有價(jià)值的思想和方法.模糊數(shù)學(xué)在經(jīng)濟(jì)管理、科學(xué)管理、社會科學(xué)等方面被廣泛應(yīng)用.如，研究者經(jīng)常用貧困型、溫飽型、小康型、富裕型等模糊的概念對某個(gè)領(lǐng)域的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平進(jìn)行評價(jià)，必須通過模糊數(shù)學(xué)模型方能得到符合實(shí)際的評價(jià).同理，工程項(xiàng)目施工可靠性的概念也是模糊的，如可靠，較可靠，很可靠，很不可靠等，故可以采用模糊數(shù)學(xué)的方法對其進(jìn)行界定和評價(jià).

2.1 模糊語言算子與隸屬函數(shù)

模糊數(shù)學(xué)是一種研究不確定性或模糊性問題的理論方法，美國著名的計(jì)算機(jī)與控制論專家扎德（L.A.Zadeh）教授于1965年提出了模糊集的概念，模糊數(shù)學(xué)從此誕生，如今模糊數(shù)學(xué)已成為一個(gè)較為完善的數(shù)學(xué)分支.運(yùn)用模糊數(shù)學(xué)研究工程項(xiàng)目施工可靠性的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，主要思路是基于模糊數(shù)學(xué)中的模糊語言變量和語氣算子，確定其隸屬函數(shù)，根據(jù)隸屬函數(shù)運(yùn)算規(guī)則合理劃分評價(jià)區(qū)間.

2.1.1 模糊語言變量與語言算子

語言變量的概念是模糊數(shù)學(xué)理論中模糊邏輯與近似推理的一個(gè)基本工具，也稱高階變量.一個(gè)語言變量用一個(gè)五元組[12]（X,U,W（x）,G,M）表示.其中：X為變量名；U是論域；W（x）（簡記為W）為x的術(shù)語集合，即U上x的模糊集名稱的詞或術(shù)語的集合， )(xWX∈ 也被稱作x的語言值，是一個(gè)模糊變量；G是用于產(chǎn)生x的語言值的一個(gè)語法規(guī)則；M為一個(gè)語義規(guī)則.

自然語言中，一些詞語如“略”、“稍許”、“很”、“比較”、“非?！钡?，把這些表示程度的詞語綴在一個(gè)單詞前面，如以“好”這一單詞為主體形成“比較好”、“很好”[8]等，便改變了該詞詞義的肯定程度，使原來的單詞變成一個(gè)新詞.因此，可以分別把這些詞當(dāng)做一種算子，也即前述的語氣算子.嚴(yán)格定義如下：

設(shè) X為 論 域 ， 對 λ ∈ R+， 定 義 映 射Δ λH (λ)A→(A),(A)(x)=(A(x))，稱 為語氣算子；當(dāng)λ＞1時(shí)，H(λ)稱為集中化算子；當(dāng)λ＜1時(shí)， H(λ)稱為弱化算子.

設(shè)[極]= H(4)，[很]= H(2)，[相當(dāng)]= H(1.25)，[比較]= H(0.75)，[有點(diǎn)]= H(0.5)（=[略]），[稍微有點(diǎn)]= H(0.25).

2.1.2 隸屬函數(shù)

在模糊數(shù)學(xué)理論中，其基本思想就是隸屬程度的思想.在研究中需要建立實(shí)際問題與模糊集之間的紐帶，這是研究的核心，而這一紐帶就是隸屬函數(shù).因此，建立符合實(shí)際的隸屬函數(shù)是應(yīng)用模糊數(shù)學(xué)方法的關(guān)鍵所在.運(yùn)用模糊變量和模糊算子對工程項(xiàng)目施工可靠性評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行劃分，需要確定合理的隸屬函數(shù)，這是研究的前提所在.

加強(qiáng)相關(guān)工作人員的責(zé)任心。檔案工作目前還存在著，資料歸檔、整理不及時(shí)，工程施工、檢查記錄與工程施工不同步、資料與實(shí)際情況不相符及記錄不規(guī)范的現(xiàn)象。我們采取了一是項(xiàng)目部設(shè)有專人負(fù)責(zé)工程資料的收集；二是編制了統(tǒng)一的表格，盡量使記錄表格化，并細(xì)化相關(guān)填寫標(biāo)準(zhǔn)；三是公司本部及項(xiàng)目部技術(shù)人員，分別經(jīng)常性地組織檢查，按檢查結(jié)果進(jìn)行獎(jiǎng)懲等措施，努力提高管理工作水平。

2.2 工程項(xiàng)目施工可靠性評價(jià)區(qū)間的劃分

2.2.1 運(yùn)用模糊語言算子界定評價(jià)區(qū)間

對工程項(xiàng)目施工可靠性的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行制定時(shí)，語言變量為施工可靠性，在論域[0，1]也即可靠性取值范圍內(nèi)，運(yùn)用模糊數(shù)學(xué)中的語氣算子，可將其劃分為七個(gè)基本模糊子集，分別是：很可靠A1、可靠 A2、略可靠 A3、臨界可靠 A4、略不可靠A5、不可靠A6、很不可靠A7.

2.2.2 確定隸屬函數(shù)

根據(jù)扎德（L.A.Zadeh）1973年提出的“真”和“假”的隸屬函數(shù)[13]，“可靠”的隸屬函數(shù)A2(x)

根據(jù)扎德（L.A.Zadeh）1973年提出的“真”和“假”的隸屬函數(shù)[13]，“可靠”的隸屬函數(shù)A2(x)為

其中：x=(1+a)/2稱為交叉點(diǎn)，]1,0[∈a是一個(gè)參數(shù)，它表示關(guān)于x的最小值的主觀判斷.

用 A1（x）、A2（x）…A7（x）分別表示界定的七個(gè)模糊子集的隸屬函數(shù)，根據(jù)前述對模糊語氣算子的定義，可得到七個(gè)模糊子集之間的隸屬函數(shù)關(guān)系式為

這七個(gè)基本模糊自己之間存在模糊包含關(guān)系，有

通過下列一些關(guān)系式，可根據(jù)“挖掘”的辦法，推導(dǎo)出不具備模糊包含關(guān)系的相互獨(dú)立的七個(gè)新的隸屬函數(shù)：

根據(jù)以上運(yùn)算規(guī)則，計(jì)算出它們的隸屬函數(shù)分別如下所示：

2.2.3 評價(jià)區(qū)間求解

根據(jù)以上求得的七個(gè)隸屬函數(shù)，畫出其曲線圖，如圖1所示.

由圖1可看出，可靠性的取值空間[0,1]被七條曲線的六個(gè)交點(diǎn)分成七個(gè)互不包容的區(qū)間，由最大隸屬度原則可判斷出各區(qū)間對應(yīng)的模糊語言值.

對各交點(diǎn)對應(yīng)的可靠度值分別進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果為

X5=0.5（1－a），X6=0.383（1－a）.

圖1 隸屬函數(shù)曲線及交點(diǎn)Fig.1 Membership function curve and intersections

則概率區(qū)間[X1，1]對應(yīng)的語言值為“很可靠”，[X2，X1]對應(yīng)“可靠”，[X3，X2]對應(yīng)“略可靠”，[X4，X3]對應(yīng)“臨界可靠”，[X5，X4]對應(yīng)“略不可靠”，[X6，X5]對應(yīng)“不可靠”，[0，X6]對應(yīng)“很不可靠”.

2.2.4 評價(jià)區(qū)間中參數(shù)a的確定

由上述分析結(jié)果可見，隸屬函數(shù)中的參數(shù)a的取值直接影響評價(jià)區(qū)間的劃分.a的取值因不同地域、不同類型的工程項(xiàng)目的判別標(biāo)準(zhǔn)不同而發(fā)生變化，由此來體現(xiàn)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的差別性和動(dòng)態(tài)性.實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)選取各地區(qū)典型工程，對其往年歷史資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，對其隸屬函數(shù)及參數(shù)a合理取值，這是對施工可靠性評價(jià)區(qū)間合理確定的關(guān)鍵.

假定a=0.6，則各評價(jià)區(qū)間如表1所示.

表1 工程項(xiàng)目施工網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可靠性評價(jià)區(qū)間Tab.1 Evaluation interval of construction reliability for engineering project

3 結(jié) 論

基于系統(tǒng)可靠性理論，將施工可靠性引入工程項(xiàng)目管理中，對工程項(xiàng)目施工可靠性及評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)開展了探索性研究，主要取得以下幾點(diǎn)結(jié)論：

（1）界定了工程項(xiàng)目施工可靠性的概念，其含義是指工程項(xiàng)目的工期可信性、成本經(jīng)濟(jì)性、質(zhì)量可達(dá)性和施工安全性.

（2）基于模糊數(shù)學(xué)理論中的模糊語言算子對施工可靠性評價(jià)區(qū)間進(jìn)行了合理劃分.

可靠性取值空間可分為“很可靠”、“可靠”、“略可靠”、“臨界可靠”、“略不可靠”、“不可靠”、“很不可靠”七個(gè)模糊子集，根據(jù)語氣算子之間的運(yùn)算關(guān)系得出各模糊子集的隸屬函數(shù)，可靠性的取值空間[0,1]被七條函數(shù)曲線的六個(gè)交點(diǎn)分成七個(gè)相互獨(dú)立的評價(jià)區(qū)間，由最大隸屬度原則判斷各區(qū)間對應(yīng)的模糊語言值.由隸屬函數(shù)所得的評價(jià)區(qū)間的劃分受隸屬函數(shù)中的參數(shù) a的影響.a值因不同地域、不同類型的工程項(xiàng)目判別的不同而改變，由此來體現(xiàn)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的差別性和動(dòng)態(tài)性原則.

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