風(fēng)險(xiǎn)量化方法在核電項(xiàng)目工期分析的應(yīng)用研究

汪捷 趙天宇 李霞 夏新沛

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 采用新技術(shù)的核電項(xiàng)目由于其缺乏實(shí)際建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，建設(shè) 過程中設(shè)計(jì)、采購、設(shè)備制造、建造施工、調(diào)試等過程中都存在很多不確定性因素，采用傳統(tǒng)的關(guān)鍵路徑方法分析得到的總工期目標(biāo)實(shí)現(xiàn)概率偏低，故而引入風(fēng)險(xiǎn)量化方法分析項(xiàng)目工期。本文通過對GER T技術(shù)的研究與實(shí)踐，建立更加符合現(xiàn)實(shí)的進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)模型，經(jīng)過蒙特卡洛模擬得到總工期概率分布圖和敏感性因素分析圖，給風(fēng)險(xiǎn)管理者以及進(jìn)度管理者一定的目標(biāo)導(dǎo)向指引，提高整個(gè)工程建設(shè)項(xiàng)目的進(jìn)度管控及風(fēng)險(xiǎn)管控。

關(guān)鍵詞 核電進(jìn)度 風(fēng)險(xiǎn) 風(fēng)險(xiǎn)量化 進(jìn)度分析

一、引言

以往核電項(xiàng)目，工程總工期常用關(guān)鍵路徑法（CPM）進(jìn)行分析。CPM往往適用于以往曾執(zhí)行過多次、持續(xù)時(shí)間明確的項(xiàng)目活動(dòng)。在項(xiàng)目實(shí)際工作中，部分活動(dòng)的持續(xù)時(shí)間是不確定的（如建設(shè)過程中主設(shè)備、DCS預(yù)計(jì)到貨時(shí)間屢屢推后），實(shí)際執(zhí)行中往往會(huì)受到各種因素的影響而產(chǎn)生變化，總工期的關(guān)鍵線路也不一定唯一，CPM得到的總工期分析結(jié)果實(shí)現(xiàn)的概率偏低，次關(guān)鍵路徑的分析準(zhǔn)確性不高。為此引入風(fēng)險(xiǎn)量化分析方法，結(jié)合蒙特卡洛仿真模擬分析計(jì)算項(xiàng)目總工期目標(biāo)，同時(shí)還能篩選出影響總工期實(shí)現(xiàn)的高敏感風(fēng)險(xiǎn)因素及任務(wù)作業(yè)，給風(fēng)險(xiǎn)管理者以及進(jìn)度管理者一定的目標(biāo)導(dǎo)向指引，明確重點(diǎn)作業(yè)高概率發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)因素，進(jìn)而集中開展風(fēng)險(xiǎn)防范、應(yīng)對控制等積極動(dòng)作，有的放矢，提高整個(gè)工程建設(shè)項(xiàng)目的進(jìn)度管控及風(fēng)險(xiǎn)管控能力。

二、核電進(jìn)度工期分析方法現(xiàn)狀

某核電首堆示范工程的項(xiàng)目前期階段，由于其缺乏實(shí)際建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，建設(shè)過程中設(shè)計(jì)、采購、設(shè)備制造、建造施工、調(diào)試等過程中都存在很多不確定性因素，采用傳統(tǒng)的關(guān)鍵路徑方法較難確定項(xiàng)目總工期，故而引入風(fēng)險(xiǎn)量化方法分析項(xiàng)目建造總工期，并根據(jù)分析結(jié)果確定了項(xiàng)目工期（包括基礎(chǔ)工期和風(fēng)險(xiǎn)預(yù)留工期）。

針對工期不確定的進(jìn)度計(jì)劃進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)量化分析，是以一個(gè)概率分布區(qū)間代替?zhèn)鹘y(tǒng)的確定的工期輸入，對進(jìn)度模型中的作業(yè)工期采用三點(diǎn)估算法確定進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)區(qū)間，輸入最樂觀值、最可能值、最悲觀值，通過蒙特卡洛模擬，得到總工期概率分布和敏感性因素分析圖。項(xiàng)目管理者在實(shí)際項(xiàng)目實(shí)施階段，往往存在更多不確定性，例如邏輯關(guān)系不確定，主要體現(xiàn)在：

1.設(shè)計(jì)的反復(fù)迭代過程，尤其是對于首堆，設(shè)計(jì)方案變化頻繁，從初步設(shè)計(jì)到詳細(xì)設(shè)計(jì)，可能又由于一些原因再回到初步設(shè)計(jì)，而且設(shè)計(jì)的變化對設(shè)備制造、施工會(huì)形成一個(gè)疊加和放大效應(yīng)。

2.新設(shè)備的研制也存在反復(fù)的過程。

3.現(xiàn)場施工作業(yè)會(huì)根據(jù)不同的預(yù)計(jì)圖紙出版時(shí)間和設(shè)備交貨時(shí)間調(diào)整邏輯關(guān)系，以減少其對現(xiàn)場工期的影響。

GERT圖示評(píng)審技術(shù)可應(yīng)用于工期不確定、邏輯不確定的的問題，網(wǎng)絡(luò)中可以出現(xiàn)回路，可以有多個(gè)概率分支來建立邏輯不確定的模型。本文將主要通過對GERT技術(shù)的研究與實(shí)踐，建立更加符合現(xiàn)實(shí)的進(jìn)度計(jì)劃模型，幫助我們制定更加科學(xué)合理可行的進(jìn)度計(jì)劃，找到計(jì)劃執(zhí)行中需要關(guān)注的關(guān)鍵點(diǎn)，確保項(xiàng)目目標(biāo)能夠在理想的進(jìn)度和費(fèi)用條件下實(shí)現(xiàn)。

三、風(fēng)險(xiǎn)量化分析流程

（一）確定風(fēng)險(xiǎn)分析目標(biāo)

進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)分析通常以總工期為目標(biāo)，計(jì)算項(xiàng)目總工期實(shí)現(xiàn)的概率，在項(xiàng)目啟動(dòng)初期為確定項(xiàng)目總工期目標(biāo)、進(jìn)度管理方案（預(yù)留風(fēng)險(xiǎn)工期）、合同談判進(jìn)度部分提供數(shù)據(jù)支持。進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)分析也可以以某個(gè)重要里程碑節(jié)點(diǎn)為目標(biāo)。

（二）識(shí)別風(fēng)險(xiǎn)，并進(jìn)行定性分析，初步判明風(fēng)險(xiǎn)的嚴(yán)重程度

風(fēng)險(xiǎn)是不確定性對目標(biāo)的影響，分為外部風(fēng)險(xiǎn)和內(nèi)部風(fēng)險(xiǎn)。對于國內(nèi)核電項(xiàng)目，外部風(fēng)險(xiǎn)主要是指政策風(fēng)險(xiǎn)和業(yè)主風(fēng)險(xiǎn)；對于國外項(xiàng)目，外部風(fēng)險(xiǎn)就要考慮政治風(fēng)險(xiǎn)、法律法規(guī)風(fēng)險(xiǎn)、匯率風(fēng)險(xiǎn)等。在進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別時(shí)，首先要分析當(dāng)前項(xiàng)目的具體情況，從工程初始清單的眾多風(fēng)險(xiǎn)中找出對實(shí)現(xiàn)工程目標(biāo)有影響的主要風(fēng)險(xiǎn)事件，作為風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的主要對象。識(shí)別出的風(fēng)險(xiǎn)包括風(fēng)險(xiǎn)類別/領(lǐng)域、風(fēng)險(xiǎn)事件、風(fēng)險(xiǎn)原因、影響的后果。

（三）確定項(xiàng)目主要活動(dòng)及邏輯關(guān)系，建立進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)模型

1.列出進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)模型中的作業(yè)條目。2.確定邏輯關(guān)系。在進(jìn)度計(jì)劃的作業(yè)之間通常有四種邏輯關(guān)系：完成到開始（FS）、完成到完成（FF）、開始到開始（SS）、開始到完成（SF）。但項(xiàng)目實(shí)際執(zhí)行情況中，工程設(shè)計(jì)和設(shè)備研發(fā)階段的進(jìn)度計(jì)劃都存在循環(huán)的可能，可能是帶反饋的回路也可能是帶概率分支的邏輯關(guān)系。

（四）數(shù)據(jù)收集，輸入模型中各項(xiàng)作業(yè)的工期

工期不確定性大多服從三角分布、β分布，因此最常用到的概率分布方式就是三角分布和β分布。

每項(xiàng)作業(yè)的最樂觀工期、最可能工期、最悲觀工期三個(gè)參數(shù)通常采用德爾菲法獲取，由專家對工期提出意見，將專家的意見加以整理、歸納，經(jīng)過多輪反復(fù)，得到比較一致、可靠性高的結(jié)論。

（五）風(fēng)險(xiǎn)影響評(píng)估和方案選擇

通過蒙特卡洛模擬，進(jìn)行多次仿真運(yùn)行，得到總工期概率分布和敏感性分析圖。

四、核電項(xiàng)目建造工期分析

根據(jù)以往工程建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)反饋，并結(jié)合國內(nèi)外先進(jìn)的建造技術(shù)，某核電項(xiàng)目建造采取的技術(shù)將進(jìn)一步進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化和工期優(yōu)化。對于設(shè)計(jì)優(yōu)化帶來的不確定性，將以邏輯不確定和工期不確定相結(jié)合的方式進(jìn)行建立進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)模型。

（一）PRA軟件介紹

Primavera Risk Analysis（簡稱PRA）是一款基于蒙特卡洛法的成本和進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)分析軟件，通過直接與項(xiàng)目進(jìn)度計(jì)劃以及費(fèi)用估算相集成來建立風(fēng)險(xiǎn)和不確定性模型。

（二）建立核島建安進(jìn)度仿真模型

某核電項(xiàng)目在采用“開頂法”施工方案后，核島建安關(guān)鍵路徑發(fā)生了變化，土建和安裝交叉施工更加密集。原核島建安以里程碑節(jié)點(diǎn)“穹頂?shù)跹b”為分界點(diǎn)，開頂法施工是在反應(yīng)堆廠房內(nèi)部混凝土+16.0m平臺(tái)施工完后，先引入設(shè)備就位，后吊裝穹頂，土建安裝交叉進(jìn)行。

開頂法施工導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力張拉推遲，進(jìn)度上影響后續(xù)貫穿件安裝、外穹頂砼和安全殼打壓以及裝料節(jié)點(diǎn)。為了減小其對總工期的影響，必須將預(yù)應(yīng)力張拉工期由9個(gè)月壓縮至7個(gè)月，扶壁柱區(qū)域的貫穿件和管道安裝工期、項(xiàng)目調(diào)試工期都做了部分壓縮。因此在模型中針對預(yù)應(yīng)力張拉的工期使用概率分支設(shè)置為實(shí)現(xiàn)概率不同的兩個(gè)工期，并據(jù)此調(diào)整后續(xù)作業(yè)施工邏輯及工期。施工主邏輯簡圖如圖1：

（三）數(shù)據(jù)采集及錄入

模型中每項(xiàng)作業(yè)的最樂觀工期、最可能工期、最悲觀工期三個(gè)參數(shù)是采用德爾菲法，邀請工程公司、業(yè)主、施工單位等各方專家評(píng)估每項(xiàng)作業(yè)的工期。

（四）核島建安工期仿真模擬

建安工期以冷態(tài)功能試驗(yàn)開始為這一階段的結(jié)束點(diǎn)，通過PRA軟件里運(yùn)行10000次模擬仿真，生成建安工期概率分布曲線如圖2：

實(shí)現(xiàn)概率為50%的建安工期為50個(gè)月（冷態(tài)功能試驗(yàn)開始時(shí)間為2023-11-30），實(shí)現(xiàn)概率為80%的建安工期為51.5個(gè)月（冷態(tài)功能試驗(yàn)開始時(shí)間為2024-1-18），而47個(gè)月的期望工期實(shí)現(xiàn)概率不到1%。

五、分析與結(jié)論

通過使用PRA軟件，運(yùn)用風(fēng)險(xiǎn)量化分析方法計(jì)算得到某核電項(xiàng)目建安工期和總工期如下表所示：

通過蒙特卡洛抽樣模擬得到的結(jié)果，某核電項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)建安工期的期望工期的概率不到1%，主要風(fēng)險(xiǎn)因素是預(yù)應(yīng)力張拉、預(yù)應(yīng)力張拉結(jié)束后的扶壁柱相關(guān)區(qū)域管道、貫穿件安裝和壓力容器等主要設(shè)備供貨進(jìn)度。某核點(diǎn)項(xiàng)目在以往項(xiàng)目的基礎(chǔ)上做了大量的設(shè)計(jì)優(yōu)化，關(guān)鍵路徑也較示范工程發(fā)生了部分偏移，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)47個(gè)月的項(xiàng)目建安期望工期存在較大的挑戰(zhàn)。

綜上，使用風(fēng)險(xiǎn)量化的方法分析項(xiàng)目進(jìn)度可以計(jì)算出50%、80%實(shí)現(xiàn)概率的工期，以及項(xiàng)目的敏感性因素分析，據(jù)此給領(lǐng)導(dǎo)決策項(xiàng)目進(jìn)度目標(biāo)提供技術(shù)支持，并根據(jù)敏感性因素分析結(jié)論，明確項(xiàng)目較大風(fēng)險(xiǎn)事項(xiàng)以進(jìn)行有針對性的重點(diǎn)管理。