基于FANP 的工程項目精益能力分析

孫禮源

(天津大學管理與經濟學部，天津 300072)

0 引言

近年來我國建筑工程行業發展迅猛，對我國整體國民經濟發展產生了長足而深遠的影響，不僅對經濟增長及相關產業發展起到了積極的帶動和促進作用，而且提高了人民生活水平和改善了居住條件。但是在建筑工程領域普遍出現的成本、質量、生產效率、進度、社會印象差和事故率高等問題已經成為建筑行業的頑疾［1］。傳統的項目管理方式過于粗放，導致工程項目中材料資源浪費、效率較低等問題。

精益思想在生產和制造行業應用較為廣泛，在提高行業整體效率方面做出了積極的貢獻。將精益思想引入建筑行業，對于我國優化建筑行業的工作方式和理念具有重要價值［2］。然而在精益建造方面，目前的研究缺少對于工程項目管理精益能力的框架性思考，因此本文在總結和分析以往文獻的基礎上，對工程項目管理精益能力進行深入分析，從而推動建筑行業的科學發展。

目前常見的風險評估分析方法有層次分析法(AHP)［3］、模糊綜合評價法(FCE)等。在風險評估過程中未考慮指標之間的關聯性是可能造成風險評價不準確性的要因之一。以往文獻常常默認指標體系中指標之間的關系是相互獨立的，但實際的工程項目管理精益能力問題是一個復雜決策系統，各類因素之間是相互影響、相互作用且是非獨立的，即具有關聯性。而且這種關聯性對于最終評價的合理性有著不可小覷的影響。陳禮靖使用模糊層次分析法(FAHP)對精益建造能力進行評價研究，一定程度上克服了指標屬性值或隸屬度難以確定等問題，但未考慮風險評價指標之間的關聯性關系。

基于FANP 理論的工程項目管理精益能力評價深入地解析各類指標之間的作用機理，能夠更準確地描述指標之間的聯系，同時克服主觀評價的缺點，為基于精益模式的工程項目管理提供更加貼合實際、有效的評價和分析框架。

1 精益能力指標體系

1.1 精益能力體系層次

由于建筑工程項目一般具有周期長、投入資金量大、資金變現能力差等特點，需要統籌考慮工程技術復雜性、精益建造的特點、工程項目合理性等因素。只有在對各類因素綜合考量、提煉的基礎上，從工程項目的精益施工能力、精益采購能力、精益協同能力、精益組織能力等維度著手，進而將其逐步拓展、細化。同時借鑒近期國內有關工程項目精益建造相關研究，詳見文獻［4-5］，建立工程項目管理精益能力體系層次，見圖1。

圖1 工程項目管理精益能力體系

1.2 指標關聯性及對計算的影響

工程項目管理普遍存在依賴性和相互影響的特點。比如精益施工能力中標準化管理能力與消除浪費能力是存在相互關聯的，如果在實際工作中實現標準化管理自然會對消除浪費起到利好效應。因此需要考量和深入分析指標體系中關聯性和非獨立性的問題，從而使精益能力評價更貼近實際。

邀請10 名專家對工程項目管理精益能力指標體系中關聯性進行評價，專家分別是建筑工程領域的從業人員(包括管理人員、技術人員)以及高校教授。分別征詢專家對工程項目管理評價指標體系關聯性的意見，采用德爾菲法，對關聯性意見進行整理、歸納和統計，再把統計結果反饋給各專家。房地產項目投資風險指標關聯性統計圖范例如圖2 所示。

圖2 房地產項目投資風險指標關聯性統計圖范例

圖中縱橫交叉的格子中字母含義如下:A 表示橫向指標因素對縱向因素有影響;B 表示縱向指標因素對橫向因素有影響;C 表示兩者互有影響。交叉格中為空白表示兩者無關聯關系。圖2 中左圖實際意義為供應商選擇與管理能力對準時采購能力和按需采購能力有影響，通過箭頭轉化為ANP 網絡結構中示意圖，其他因素同理得到工程項目精益能力ANP 模型網絡結構，如圖3 所示。

在第3 節精益能力評價中，將根據圖3 的關聯性關系計算因素的關聯性影響向量，從而構建權重超矩陣，得出經過關聯性影響的綜合權重，具體計算方式不在此贅述。

圖3 工程項目管理精益能力ANP 模型網絡結構

2 基于FPP 的FANP 求解方法

網絡分析法(ANP)是T. L. Saaty 考慮了指標之間的關聯性、非獨立性，在層次分析法的基礎上發展而形成的一種新的實用決策方法［6］。

在網絡結構評價過程中，由于評價過程的主觀性和模糊性的限制，本文采用的是模糊優先規劃方法(Fuzzy Preference Programing，FPP)，該方法是Mikhailov 提出用于求解FANP［7］模型的一種方法。其核心思路如下:

假設A= (lij，uij)表示第n 個指標的區間判斷矩陣，lij、uij、mij分別表示專家評價的下界、上界、最可能值。FPP 據此參數和矩陣計算出權向量，其中應滿足

對于不一致判斷矩陣而言，有下式成立

式(2)表示權向量要盡可能滿足的判斷意見。

對于用三角模糊數表示的專家判斷意見，權向量可通過計算關于wi/wj的隸屬函數得到，如式(3)所示。

上述隸屬函數在區間(－ ∞，mij)內為線性遞增，在區間(mij，∞)內為線性遞減。當wi/wj＜lij或wi/wj＞uij時，uij＜0;當wi/wj=mij時，uij取到最大值1。在區間(lij，uij)內，上式與三角模糊判斷(lij，mij，uij)一致。

根據FPP 法，可將解權向量的問題變為規劃問題，如式(4)所示

考慮到隸屬函數(3)的特殊形式，式(4)可轉化為非線性規劃問題，如式(5)所示

3 精益能力評價

3.1 根據模糊優先規劃法-熵權法求指標相對局部權重

建立基于兩兩指標成對比較的三角模糊數判斷矩陣，在此定義基于三角模糊數相對重要性的語言變量。如三角模糊數(6，7，8)表示很重要，如表1 所示。

表1 基于三角模糊數的語言變量

根據由問卷調查所得到數據處理的結果分析，建立三角模糊數判斷矩陣，本文以精益施工管理能力二級指標為例，經過處理的數據如表2所示。

表2 精益施工管理能力三角模糊數判斷矩陣

根據FPP 方法，可將表3 中的精益施工管理能力二級指標的三角模糊數判斷矩陣轉化為以下非線性規劃問題。

利用Matlab 軟件計算判斷矩陣構成的非線性規劃問題，即可得到精益施工管理能力局部權重向量wH

1 = (w11，w12，w13) = (0.558，0.122，0.320)。同理可得一級指標和其他風險因素二級指標的局部權重，如下。

3.2 構建超矩陣求綜合局部權重

根據網絡結構分別得到以各因素為次準則的對比矩陣，計算關聯性影響向量，并由各因素的關聯性影響向量組成超矩陣。以社會風險為例，根據圖2 可知，對城市規劃風險產生影響的因素有區域發展風險和公共干預風險，得到以城市規劃為次準則下的關聯性影響向量，見表3。

表3 城市規劃為次準則下的關聯性影響向量

同理可求得以其他精益采購能力指標為次準則時的關聯性影響向量。最后由這些向量構成社會風險因素的超矩陣wN5，如表4 所示。

表4 精益采購能力因素的超矩陣wN5

3.3 計算綜合全局權重以及確定總排序

再由一級指標的權重分別和二級指標的綜合權重進行相乘運算，可得所有風險因素二級指標的全局權重，從而得到房地產投資風險因素的總排序結果，如表5 所示。

表5 房地產投資風險總排序表

(續)

從以上的計算過程和結果可以得到，工程項目管理的精益能力指標排序前3 名因素依次是標準化管理能力、客戶需求管理能力、全面質量施工管理能力。

4 結語

采用模糊層次分析法對工程項目管理精益能力進行評價，不僅綜合地考量了工程技術復雜性、精益建造的特點、工程項目管理合理性等特性，而且深入地解析了各指標之間的關聯性，從而使精益能力分析結果更加貼近實際情況。在項目的實際運作中，項目管理者在標準化管理能力、客戶需求管理能力、全面質量施工管理能力方面要著重加強精益工程管理水準，從而提高工程管理效率。

［1］ 王華. 針對精益建造體系的建筑管理模式運用研究［J］.中國科技投資，2014 (A07):59.

［2］ 陳勇強，張浩然. 精益建造理論在工程項目管理中的應用［J］. 中國港灣建設，2007 (4):74-76.

［3］ 陳禮靖，佘健俊，李梅. 基于精益價值鏈理論的建筑業企業精益建造能力評價研究［J］ . 工程管理學報，2013(4):116-120.

［4］ 張園. 住宅虛擬企業精益建造實施能力研究［D］. 天津:天津大學，2012.

［5］ 丁波濤，孫凌云，賈玉明. 精益建造理論下的項目管理及決策評價方法［J］. 質量與市場，2014 (1):60-63.

［6］ 張洪亮，牛占文. 基于ANP-SPA 的精益管理實施水平系統性評價［J］. 工業工程，2013 (2):97-103.

［7］ 周岳富. 精益建造體系的建筑管理模式研究［J］. 建材與裝飾:中旬，2013 (7):217-218.

［8］Mikhailov L. Deriving priorities from fuzzy pairwise comparison judgments ［J］. Fuzzy Sets and Systems，2003，134 (3):365-385. PMT