2022年2022年灰色系统理论在工程项目风险管理系统中的应用 .pdf

?!?#灰色系统理论简介在系统论和控制论中，颜色的深浅常用来形容信息的完备程度。一般用“ 白”表示信息完全，系统的结构、参数、特征等全部确知，明明白白；“ 黑”表示信息一无所知，即所谓的“ 黑箱”；介于“ 白”与“ 黑”之间，信息不充分、不完全称为 “ 灰”。进而有，信息不完全的数称为灰数，信息不完全的元素称为灰元，信息不完全的关系称为灰关系。若某系统中有信息不完全或不确知的现象则称为系统的灰色性。具有灰色性的系统便称为灰色系统。对于抽象系统，由于系统没有物理原型，其作用机制、边界关系、状态、结构等均难以精确描述，人们只能凭逻辑推理，运用某种观念意识，某些准则对系统进行论证，然后建立各种模型加以表达，这种抽象系统称为本征性灰色系统。如社会系统、经济系统、生态系统和管理系统等。严格地说，人类认识和改造的对象 客观世界，并不是“ 白的”，也不是“ 黑的”，而是“ 灰的”。只是在处理实际问题时，人们对一些不确知的因素忽略不计或加以假设，才把某些灰色系统当作白色系统来认识和处理。所以，灰色系统是普遍存在的，是绝对的，而白色系统和黑色系统则是相对的。灰色系统理论以本征灰系统为研究对象。灰色系统理论有广泛的应用，是一门横断面大、渗透性强的新兴边缘学科，其应用主要涉及系统分析、建模、预测、决策与控制五个领域。#$#系统的灰色关联分析系统分析就是要确定在影响系统的诸多因素中，哪些因素是主要的，哪些因素是次要的。传统的系统分析方法大多是数理统计方法，如回归分析、方差分析、主成分分析等。其中，回归分析用得最为普遍，但它有较大的局限性。如要求大样本量，要求样本数据有较好的分布规律，计算量大，有可能出现量化结果与定性分析结论不符的现象等。系统的灰色关联分析是灰色理论提出的独特的系统分析方法，它是根据因素间发展态势的相似或相异程度来衡量因素间关联程度的方法。由于灰色关联分析是按系统的数据发展趋势作分析，所以克服了传统的数理统计分析的种种弊病，而成为一种全新的量化系统分析方法。#$系统的灰色建模灰色系统理论建模的主要任务，是根据灰色系统的行为特征数据，寻找因素之间或因素本身的数学关系。现有的其它建模方法是用离散的数据序列，建立一个按时间作逐段分析的模型，即递推的离散模型。由于这种模型有较大的局限性，所以灰色系统理论用离散的数据序列建立了连续的微分方程模型，从而解决了这个一向被认为不能解决的问题，这正是灰色系统理论的重要贡献之一。#$%灰色预测预测是人们对客观事物发展变化的一种认识与估计。灰色预测主要是依托灰色模型& (#) #*进行的预测，按其功用与特征可分为以下几类：(#*数列预测，是对系统行为特征值大小的发展变化所作的等时距预测。如预测工业生产系统未来钢产量的多少。( *灾变预测，是对系统行为特征量超出某个设定的临界值的异常值将在何时再现的预测。显然，灾变预测的建模数据是异常值 (称为灾变值 *出现的时间间隔序列，预测的结果是灾变值可能出现的时间。如预测未来某年长江流域爆发特大洪水。(%*季节灾变预测，若系统的行为特征量灾变值的出现是在一年中某个特定的时区，呈现一定的季节性，对这种灾变值将在何时再现的预测称为季节灾变预测。(+*拓扑预测，是对一段时间里系统行为特征数据波形的预测，是整体预测。(, *系统预测，将系统中包含的几个量一起预测，预测变量之间发展变化的关系，预测系统中主导因素的作用。#$+灰色决策决策是指选定一个合适的对策，去对付某个事件的发生，以取得最佳效果。之所以称为灰色决策指的是对策模型的建立，都是按灰色思想处置，按灰色模型得到的。灰色决策的特点是对策效果存在一个满意区域，称为灰靶。#$,灰色控制所谓灰色控制是指本征性灰色系统的控制，或系统中含有-摘要 . 工程项目风险管理系统中有许多灰色待征，是一个典型的本征性灰色系统；把灰色理论和方法应用于工程项目风险管理系统的研究，是一种新的安全定量分析、预测、决策和控制方法。-关键词 . 灰色系统理论；工程项目风险管理系统；灰色分析灰色系统理论在工程项目风险管理系统中的应用王冬霞齐中英(哈尔滨工业大学管理学院，黑龙江哈尔滨#,/#*技术经济与管理研究/!年第 +期012345125456728 9:4:;161423?A + /!名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 3 页 - - - - - - - - - ? ! ?灰参数的控制，或用#$ %& &(模型构成的预测控制。)工程项目风险管理系统的灰色特征工程项目风险管理系统是一个多因素、多层次、多目标的相互联系、相互制约的系统，其运行过程是由许多错综复杂的关系所组成的灰色动态过程。它包括了人、物、环境、技术、管理等浩繁的信息网络，是一项由社会系统、技术系统、经济系统、环境系统有机地组合而成的复杂的抽象系统，具有明显的灰色性质，是一个典型的本征性灰色系统。)* &系统层次的灰色特征 复杂性从横向看，工程项目风险管理系统里有许多灰色子系统和亚子系统，如工程项目风险分析系统、工程项目风险识别系统、工程项目风险预测系统、工程项目风险决策系统、工程项目风险控制系统等为子系统，而每一子系统又有若干亚子系统，如工程项目风险分析系统中有工程进度风险分析、工程财务风险分析、工程质量风险分析、工程安全风险分析、工程政治风险分析等工程项目风险分析系统。从纵向看，工程项目风险管理系统中各子系统有纵多层次的亚子系统，且亚子系统之间不乏相互交叉的灰色关系。所以工程项目风险管理系统中有很多灰色层次，每一层次又有灰元或灰因素构成，并以灰关系连接，于是工程项目风险管理系统组成了一个多因素在多层次环节中具有多功能的、纵横交错的复杂的灰色立体系统。)* )系统结构关系的灰色特征 模糊性首先，工程项目风险管理系统本身是没有物理原型的抽象系统，其结构、状态、边界等都难以精确描述，对系统的运行机制，人们更是不甚明了。其次，工程项目风险管理系统内部各因素与因素之间，子系统与子系统之间，上下层次之间以及与整个系统之间，相互交叉的种种关系是复杂的，模糊的，难以量化描述。如人、物、环境、技术、管理五要素之间以及各要素内部元素之间的关系是怎样的+谁是影响工程项目风险管理的主要因素 +它们各自在工程项目风险管理系统中所占的比重怎样 +五者之间及与系统之间的关系能否用数学模型加以描述等，人们只能有一个模糊的认识。对工程项目风险管理的领导措施、预防措施、技术措施、教育措施和管理措施四者之间相互关系的认识也是如此。在具体的工程项目风险事件分析过程中，当某起风险事件的事实真相被某种因素所干扰时，风险事件的直接原因、间接原因、基础原因或主要原因与次要原因等的区分常常是困难的，各种原因之间的边界更是模糊的。由于上述系统结构的模糊性，人们对它的认识自然就是灰色的。)* 系统动态变化的灰色特征 随机性工程项目风险管理系统与其它许多系统一样，是个变化发展的动态系统，其中的各种因素随时都在改变自身的状态，且这种变化多数是随机的。如正常情况下，人的行为、机器故障、原料价格、法律政策规范及天气状况等均具有明显的随机性。工程项目风险事件的发展过程是随机过程，工程项目风险事件的发生是随机事件，而随机性正是灰色性的显著特征。可见，事实上工程项目风险事件的发展过程是一个灰色过程，风险事件本身是一个灰色事件。工程项目风险管理系统动态变化的随机性，增加了人们认识上的灰色度，这就难以有足够的信息来描述和掌握系统的发展规律，从而使得工程项目风险管理系统难以控制。)* ,系统数据指标的灰色特征 不确定性工程项目风险管理系统内容、性质、功能等特征的描述和评价，常用几组能反映各类因素特征的数量指标所组成的指标体系来表达。事实上，工程项目风险管理系统中的很多数据指标是指标灰色区间值的白化值，如工程项目计划完成度、工程项目质量合格率、工程项目预算执行度等。各种统计、观测数据，由于人为因素、技术方法等的影响，可能存在各种误差、虚假和短缺的现象。又如，工程项目安全事故经济损失值，尽管直接经济损失相对符合实际，但间接经济损失值几乎全部是近似数。当然国家颁布的工程项目安全事故经济损失统计标准本身就是不精确的，也不可能做到精确，所以，任何一起工程项目安全事故经济损失值都是个灰数，这是由工程项目风险管理系统的灰色特性决定的。灰色理论在工程项目风险管理系统中的应用* &工程项目风险管理系统的灰色关联分析灰色关联分析通过求因素间的灰色关联度，来分析系统中各因素间的关系。它应用于工程项目风险管理系统分析主要在以下几个方面：* &*&用于影响工程项目风险的主次因素分析现代工程项目中，影响风险的各种因素错综复杂，它们所起的作用也非等同，不同的工程项目情况变化更大，为了有效地操作风险管理系统，控制风险事件损失，就要进行主次因素分析。在给出了若干反映工程项目风险管理系统特征数据序列后，便能够通过计算因素间的关联度，分析出影响工程项目风险的主次因素。这种主次因素分析不同于数理统计分析，它能进行多方位的综合分析，而数理统计分析则是单一的，不一定能客观地反映系统内部的真实情况。如某大型工程项目，现有项目总体及各个子项目的计划进度达成率、预算费用完成率，安全作业率、工程质量合格率、安全管理达标率等特征数据，若采用数理统计法就很难达到划分主次因素的目的，如用灰色关联分析，就可综合地分析出各子项目对工程项目总体风险的影响程度大小，进而动态分析下去，就能观察到各子项目及项目总体风险的发展趋势。这实际上是个工程项目内部的风险评价过程。* &*)用于工程项目风险管理投资效益分析工程项目风险管理的投资主要用于安全教育，资源储备，个体防护装备，信息管理系统，跟踪反馈系统，关键环节的管理，施工方案的论证，事故的紧急处置，危险作业的技术工艺改造和日常风险管理费用十个方面。这十个方面并不是彼此孤立的，它们之间有着内在的联系，且一个方面的投资可能同时在其它几个方面产生效应。每项投资规模对总的项目效益的影响程度，每项投资对自身单方面的安全效益及对其它方面的安全效益的影响程度，可以通过建立工程项目风险管理的投资 效益关联矩阵来加以分析，从关联矩阵中可以清楚地看出名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 3 页 - - - - - - - - - ?!?每项投资产生的效益情况。工程项目风险管理的投资效益的灰色关联分析，可为未来的工程项目风险管理投资提供比较全面、科学的依据。需要指出的是，由于工程项目风险管理的投资与效益间有一定的时间差，因此在计算工程项目风险管理的投资 效益关联矩阵时，应将效益指标滞后一定时间与投资相对应。#$%$ #用于比较工程项目风险管理优劣的评价灰色关联分析用于工程项目风险管理评价的基本思路是：先规定几项需要考察的风险管理指标，并分别列出每个工程项目的各项指标值，然后以相对优化原则组成参考序列，相应求出每个工程项目各项指标序列对参考序列的关联度，再比较各关联度的大小，即可评价出工程项目间风险管理状况的优劣。这无疑是一种综合性的易于操作的定量风险管理评价方法，其局限性在于只能做工程项目间的风险管理状况的优劣排队，而不能进行分类。#$&工程项目风险管理系统的灰色预测灰色理论的五种预测法都可应用于工程项目风险管理系统。%(数列预测。这种方法简便易行，可直接应用于反映工程项目风险管理系统特征的若干指标发展态势的预测，建模数据序列是系统的特征值本身，既可以是相对指数也可以是绝对指数。我国项目管理学界的有关学者较早地运用了数列预测，取得了令人满意的效果，并认为它有所需数据量少、模型精度高、预测结果准确等优点。 &(灾变预测。当考察某工程项目中历年的风险事件经济损失数据序列时，会发现每隔一定时区就有突变性的异常值出现，假若给定一个阈值，那么高于阈值的特征量为灾变值，若干灾变值之间的时间间隔值组成一列数据序列作为)*%+ %(建模的原始数据进行预测，即可预测出未来可能出现灾变值的时间。可见灾变预测的功能是预测灾变值出现的时间，而不能预测灾变值本身的大小。#(季节灾变预测。在统计分析某工程项目的安全事故损失数据序列时，会发现事故的发生带有季节性特点，如冬季常常就是安全事故的高发季节，对于这种在一年中特定季节出现事故灾变值的时间的预测，就是安全系统的季节灾变预测。 (拓扑预测。用于预测工程项目风险管理系统中整体数据序列的波形发展态势。通过它可以预测工程项目未来总的风险管理运行状态，能较为全面地了解工程项目风险管理系统的动态发展过程。 , (系统预测。将用于描述人、物、环境、技术、管理及投资等的几个指标一起预测，观察影响工程项目风险管理的主要因素变量间相互关系的发展态势，预测工程项目风险管理系统中主导因素的作用变化。#$#工程项目风险管理系统的灰色评价工程项目风险管理系统的灰色评价方法有两种：一种是前面介绍过的灰色关联分析评价，这种评价方法的优点是简便易行，但只能进行工程项目风险管理的优劣排队，而不能分类，因而在实际应用中有一定的局限性。另一种是灰聚类评价，这种方法解决了分类问题，且能综合评价工程项目风险管理系统的状况，是一种有效的定量评价方法，其不足之处是数学过程比较复杂。#$工程项目风险管理的灰色决策工程项目风险管理的灰色决策，主要是运用灰色局势决策理论对以下几项内容作出定量的科学决策。 %(工程项目风险管理的宏观决策；&(工程项目风险管理的投资决策； #(工程项目风险管理工作重点的决策；(工程项目建设中的安全决策； , (工程项目风险预防及控制方案的决策。可以认为，工程项目风险管理的过程就是工程项目安全决策的过程，要实现工程项目风险管理的科学化就离不开科学的决策，而灰色决策原理在工程项目风险管理中的应用，将是实现工程项目风险管理决策科学化的有效途径之一。#$,工程项目风险管理系统的灰色控制工程项目风险管理决策的执行称为工程项目风险控制。传统的风险控制方法，是通过判断工程项目已经发生的行为是否符合管理者的要求进行的控制，这是一种事后控制。大量事实说明，传统的事后控制，已经远不能适应现代工程项目风险管理的需要，之所以如此，是因为事后控制存在下述不足：%(不能防患于未然；&(不能作到适时控制，信息反馈和系统运行不灵敏； #(系统适应性不强。工程项目风险管理系统的灰色控制则通过分析系统的风险事件损失数据列，寻找系统中风险损失的发展变化规律，并按照已掌握的规律，预测系统未来的风险损失情况，采取相应的控制对策。这种建立在预测基础之上的灰色风险控制可以作到防患于未然，达到及时控制，并提高适应能力，从而克服了传统风险控制方法的不足。工程项目风险管理的目的和任务就是要控制风险事件的发生并最大限度的降低风险损失。传统的工程项目风险管理运用经典的事后控制方法，使得风险管理工作显得被动和事倍功半，现代工程项目风险管理的一个重要标志就是事前预测控制，显然灰色控制理论用于工程项目风险管理，能起到积极的作用。-参考文献 .-%. 邓聚龙$ 灰色系统理论教程$武汉：华中理工大学出版社， %/0$-&. 白雪梅，赵松山$灰色关联判别分析模型及其应用$南京经济学院学报， &00% 年第 , 期 $-#. 唐敏康 $灰色聚类及其应用$南方冶金学院学报，%/, 年%& 月，第 %!卷第 期 $- . 刘思峰 +郭大榜 +党耀国等$灰色系统理论及其应用$北京：科学出版社，%/$-, . 樊新海 +苗卿敏 +王华民 $灰色预测)* %+ % (模型及其改进与应用 $装甲兵工程学院学报$&00#$ !$名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 3 页 - - - - - - - - -