史玉芳，王秀芬，康 珅

（西安科技大學管理學院， 陜西 西安 710054）

可靠性理論是近年來管理科學領域的研究熱點，它是一門涉及眾多領域的交叉性學科，廣泛應用于生產(chǎn)制造、機械、航空、航天、土木建筑等領域.在建筑領域，關于可靠性方面的研究主要限于結構工程方面，在施工管理領域仍處于探索階段[1].工程項目施工系統(tǒng)與上述傳統(tǒng)可靠性應用領域如航天、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綜復雜的邏輯關系.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專門的工程項目管理研究問題被提出，但實際上很早以前與之有關的很多施工管理工作早已被重視和研究，如工藝技術可靠性研究、工程項目施工方法可靠性研究等，都屬于技術層面的可靠性分析，但未體現(xiàn)工程項目的施工目標管理要求.上個世紀八十年代，前蘇聯(lián)學者 C·A·烏沙茨基提出了反映流水施工質(zhì)量的可靠性指標，對流水施工系統(tǒng)可靠度進行了計算[2].截止目前，廣泛運用于工程項目進度管理的網(wǎng)絡計劃，如GERT、PERT、VERT、QGERT等這些網(wǎng)絡計劃技術，均運用了概率方法進行施工進度可靠性分析.如 GERT，是在 1962年埃斯的廣義網(wǎng)絡計劃技術基礎上經(jīng)過埃爾瑪格拉比等人不斷完善發(fā)展而來，它運用隨機型解決不受限制的工作流向，按隨機變量的方法對符合概率分布的工作時間進行分析和判別其時間可靠性[3].

國內(nèi)相關研究方面，鄧鐵軍教授對工程結構可靠性進行了定義，指出結構可靠性的研究重點為如何在施工期內(nèi)確保工程結構達到原設計結構方案的可靠性[4].陸寧等對國內(nèi)外施工項目工期、成本和質(zhì)量三大目標管理進行了分析，提出以施工工序為基本組件對施工項目三大目標的可靠性進行衡量和分析[5].

綜上所述，引入施工可靠性思想研究工程項目管理問題具有理論研究基礎和實踐應用空間，基于該視角研究工程項目管理具有一定的可行性.然而，受研究領域技術基礎、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域的應用模式并不相同，可靠性技術、可靠性管理的應用程度和范圍基本上都是結合具體行業(yè)和不同項目的特點以獨自的形式發(fā)展.具體到建筑施工領域而言，其施工可靠性更具有自身的特點，需要一套與自身相適應的工程項目施工可靠性理論與方法體系.

1 工程項目施工可靠性理論體系

1.1 工程項目施工可靠性內(nèi)涵界定

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

借鑒可靠性理論及管理思想，并結合 Harold Kerzner對成功項目管理的描述，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)定的成本目標范圍內(nèi)，能使規(guī)定的工程質(zhì)量安全有效地實現(xiàn)的能力.這一指標在此具有特定的內(nèi)涵，也即實現(xiàn)將實際成本控制在目標成本內(nèi)的經(jīng)濟性，達到工期要求可信性，確保施工過程的安全性以及達到質(zhì)量標準所規(guī)定的實用性，即成本經(jīng)濟性、工期可信性、施工安全性和質(zhì)量可達性.

1.2 工程項目施工可靠性理論體系研究內(nèi)容

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

（1）工程項目施工可靠性的概念設定；

（2）工程項目施工生產(chǎn)流程分解及施工網(wǎng)絡系統(tǒng)構建；

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

(4) 根據(jù)網(wǎng)絡系統(tǒng)可靠性計算的不交化最小路集原理，計算工程項目施工系統(tǒng)可靠性；

(5) 確定工程項目施工可靠性的評價標準；

(6) 在施工可靠性約束條件下，對工程項目多目標協(xié)同優(yōu)化進行研究.

本文主要涉及（1）、（5）兩個方面，也即在對各工作單元施工可靠性科學預測及整個系統(tǒng)施工可靠性計算完成的前提下，為工程項目施工管理水平確定評價標準，對施工系統(tǒng)可靠性進行評價研究，其余相關研究見文獻[9-11].

2 基于模糊數(shù)學理論劃分施工可靠性的評價區(qū)間

長期以來，在對工程項目管理進行評價時，項目管理者通常采用定性評價方法來衡量施工管理工作的好與壞.定性評價容易導致主觀性太強，因而對工程項目管理工作有效的評估需要一個能綜合反映各管理目標的量化指標和標準，引入工程項目施工可靠性這一綜合指標可有效解決這個問題.文獻[8-11]已經(jīng)為施工可靠性的進一步研究提供了理論基礎，但迫切需要建立一個“度”的衡量標準，從量化的角度出發(fā)對工程項目施工管理工作進行科學的評價.合理劃分工程項目施工可靠性的評價區(qū)間，有利于對工程項目施工狀況做出更具體、更科學地評價.

目前，各個學科領域定量化、數(shù)學化已是當代科技發(fā)展的趨勢之一，將評價區(qū)間這些模糊概念定量化的數(shù)學方法已成為迫切需求.模糊數(shù)學理論為該問題提供了很多有價值的思想和方法.模糊數(shù)學在經(jīng)濟管理、科學管理、社會科學等方面被廣泛應用.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領域的經(jīng)濟發(fā)展水平進行評價，必須通過模糊數(shù)學模型方能得到符合實際的評價.同理，工程項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)學的方法對其進行界定和評價.

2.1 模糊語言算子與隸屬函數(shù)

模糊數(shù)學是一種研究不確定性或模糊性問題的理論方法，美國著名的計算機與控制論專家扎德（L.A.Zadeh）教授于1965年提出了模糊集的概念，模糊數(shù)學從此誕生，如今模糊數(shù)學已成為一個較為完善的數(shù)學分支.運用模糊數(shù)學研究工程項目施工可靠性的評價標準，主要思路是基于模糊數(shù)學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)運算規(guī)則合理劃分評價區(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)學理論中模糊邏輯與近似推理的一個基本工具，也稱高階變量.一個語言變量用一個五元組[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的術語集合，即U上x的模糊集名稱的詞或術語的集合， )(xWX∈ 也被稱作x的語言值，是一個模糊變量；G是用于產(chǎn)生x的語言值的一個語法規(guī)則；M為一個語義規(guī)則.

自然語言中，一些詞語如“略”、“稍許”、“很”、“比較”、“非常”等，把這些表示程度的詞語綴在一個單詞前面，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新詞.因此，可以分別把這些詞當做一種算子，也即前述的語氣算子.嚴格定義如下：

設 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λ＞1時，H(λ)稱為集中化算子；當λ＜1時， H(λ)稱為弱化算子.

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

2.1.2 隸屬函數(shù)

在模糊數(shù)學理論中，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，建立符合實際的隸屬函數(shù)是應用模糊數(shù)學方法的關鍵所在.運用模糊變量和模糊算子對工程項目施工可靠性評價標準進行劃分，需要確定合理的隸屬函數(shù)，這是研究的前提所在.

加強相關工作人員的責任心。檔案工作目前還存在著，資料歸檔、整理不及時，工程施工、檢查記錄與工程施工不同步、資料與實際情況不相符及記錄不規(guī)范的現(xiàn)象。我們采取了一是項目部設有專人負責工程資料的收集；二是編制了統(tǒng)一的表格，盡量使記錄表格化，并細化相關填寫標準；三是公司本部及項目部技術人員，分別經(jīng)常性地組織檢查，按檢查結果進行獎懲等措施，努力提高管理工作水平。

2.2 工程項目施工可靠性評價區(qū)間的劃分

2.2.1 運用模糊語言算子界定評價區(qū)間

對工程項目施工可靠性的評價標準進行制定時，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)，運用模糊數(shù)學中的語氣算子，可將其劃分為七個基本模糊子集，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，]1,0[∈a是一個參數(shù)，它表示關于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，可得到七個模糊子集之間的隸屬函數(shù)關系式為

這七個基本模糊自己之間存在模糊包含關系，有

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

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

2.2.3 評價區(qū)間求解

根據(jù)以上求得的七個隸屬函數(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]被七條曲線的六個交點分成七個互不包容的區(qū)間，由最大隸屬度原則可判斷出各區(qū)間對應的模糊語言值.

對各交點對應的可靠度值分別進行計算，結果為

X5=0.5（1－a），X6=0.383（1－a）.

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

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

2.2.4 評價區(qū)間中參數(shù)a的確定

由上述分析結果可見，隸屬函數(shù)中的參數(shù)a的取值直接影響評價區(qū)間的劃分.a的取值因不同地域、不同類型的工程項目的判別標準不同而發(fā)生變化，由此來體現(xiàn)評價標準的差別性和動態(tài)性.實際應用中，應選取各地區(qū)典型工程，對其往年歷史資料進行統(tǒng)計分析，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區(qū)間合理確定的關鍵.

假定a=0.6，則各評價區(qū)間如表1所示.

表1 工程項目施工網(wǎng)絡系統(tǒng)可靠性評價區(qū)間Tab.1 Evaluation interval of construction reliability for engineering project

3 結 論

基于系統(tǒng)可靠性理論，將施工可靠性引入工程項目管理中，對工程項目施工可靠性及評價標準開展了探索性研究，主要取得以下幾點結論：

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

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

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”七個模糊子集，根據(jù)語氣算子之間的運算關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)曲線的六個交點分成七個相互獨立的評價區(qū)間，由最大隸屬度原則判斷各區(qū)間對應的模糊語言值.由隸屬函數(shù)所得的評價區(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、不同類型的工程項目判別的不同而改變，由此來體現(xiàn)評價標準的差別性和動態(tài)性原則.

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