多因素影响下的Monte+Carlo进度风险分析模型

保 密 女 2年申请同济大学管理学硕士学位论文多因素影响下的Monte Carlo进度风险分析模型培养单位 .经济与管理学院 一级 学科： 管理科学与工程 二级 学科： 建筑工程管理 研 究 生 ： 李 修 华 指 导 教 师 ： 胡 文 发 副 教 授二00 七年一月 mllnn HiY1811156保 密 女 2年A dissertation submitted to Tongji University in conformity with the requirements for the degree of Master of ManagementThe Monte Carlo analysis Model of Progress Risk Under Multi-factorsSchool/Department: School of Economy and ManagementDiscipline: Management Science and EngineeringMajor: Construction Management Candidate: Xiu-Hua Li Supervisor: Wen-Fa HuJanuary 2007学位论文版权使用授权书本人完全了解同济大学关于收集、保存、使用学位论文的规 定，同意如下各项内容：按照学校要求提交学位论文的印刷本和 电子版本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影 印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供目 录检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权 按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子 版；在不以赢利为目的的前提下，学校可以适当复制论文的部分 或全部内容用于学术活动。学位论文作者签名月M同济大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行 研究工作所取得的成果。除文中己经注明引用的内容外，本学位论文 的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的 作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集 体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任 由本人承担。学位论文作者签名:摘要摘要在实际的工程项目施工过程中，由于诸多风险因素的影响，使得工程进度表 现出了一定的风险不确定性。面对这种风险不确定性，尤其是针对大型工程或工 期要求紧的项目，如何才能准确地计算工期和预测风险，成为我们急需要处理和 解决的问题。此前，前人们提出了许多理论和方法，但其精度和实用性都难以达 到要求，基于此，本文提出了多因素影响下的Monte Carlo风险分析模型，以期 更加准确的模拟和计算工程项目中的风险。本文首先分析了国内外工程进度风险分析领域的各类算法，在确定各类方法 的优缺点后，选择了 Monte Carlo法作为本模型的基本方法。方法确定后，本文 又简要介绍了与本文相关的风险分析、工程管理、工程进度管理等各方面知识， 为下一步分析，打好理论基础。之后，本文又分析了影响工序持续时间的各风险 因素的分类及量化情况，为本模型的建立，提供了数据支持和前期准备。最后， 根据以上的分析结果，从研究风险影响因素的关系入手，建立起了考虑多因素随 机影响性的MC进度风险模型，通过实例演算，取得了令人满意的效果。本文取 得的成果有：1.突破了普通Monte Carlo法将工序持续时间看作是随机变量的原 则，而是将影响工序持续时间的风险因素看作是符合随机分布的随机变量来处 理。将工序风险因素看作是随机变量以后，各工序持续时间参数将不再具有独立 性了，同时，也消除了普通Monte Carlo法中并行工序的模拟失真情况的干扰， 从而使模拟计算更加准确和接近实际情况。2.增强了本模型的模拟统计分析功 能，附加了工序级统计指标ACI参数，增强了本模型的实用性。最后，根据以上成果，提出了本模型中需要改进和继续研究的地方，明确了 下一步研究的方向性问题。关键词：施工进度风险，Monte Carlo模拟法，工序风险因素， PERT网络IABSTRACTABSTRACTIn the process of actual project, many risk factors often cause the project progress to display the uncertain risks. Facing this kind of risk determinism, particularly aiming at the big-scale work or the time limit for a project requests the tight project, it is an essential task how to calculate the time limit for a project and forecast the risk. However, the precisions and usability of the theories which the predecessors advanced cannot be met this requirement. Based on this, this article proposed the Monte Carlo model under multi- factors to simulate accurately. This article firstly analyze varieties of algorithm about the domestic and foreign progress risk analysis, after determining the good and bad points of the method, choose the Monte Carlo method as the essential method. After that, this article briefly introduces the basic knowledge of risk analysis, project management. Then, this article analyses the classification and the quantification situation of the risk factors, and establish this model.At last, through an examples calculation, it can be successfully met the situation. This article obtains the achievement includes: One, break through the ordinary Monte Carlo method and regard the risk factors as random variable. Two, strengthen the statistical fimction of this model and attach the ACI parameter to strengthen this models usability.Finally, according to above achievement, this article proposes briefly the unperfected aspect.Key word: Construction progress risk, Monte Carlo simulation, working procedure risk factor, PERT network *0录目录第 1章 绪 论 .11.1引言 .11.2工程进度风险研究现状 .11.3 PERT网络的计算方法与评价 .21.3.1经典PERT网络的计算方法 .21.3.2 PERT网络的改进计算方法 .41.4本文的主要工作和改进 .61.5本章小结 .6第2 章进度风险分析的基本理论 . 82.1风险的内涵 .82.1.1风险的定义 .82.1.2风险的特征与属性 .82.1.3风险的分类 .92.1.4风险分析的内涵 .92.2工程管理的基本理论 . 102.2.1工程进度管理 .102.2.2进度计划的编制 .102.3风险因素对工程进度的影响 .112.3.1风险因素对工程进度的影响途径 .112.3.2工序风险因素对各工序持续时间的影响 .122.3.3各工序持续时间的相关性分析 .132.4本章小结 .13第3 章进度风险因素的分类及量化 .153.1进度风险因素的分类 .153.1.1施工进度风险因素分析 .15IIIB录3.1.2工程进度风险因素的系统分类 .173.2进度风险因素的量化与评价 .173.3进度风险因素随机分布规律的确定 .203.4本章小结 .21第 4章 多 因 素 影 响 下 的 Monte Carlo进度风险分析模型的建立 224.1 Monte Carlo法原则 .224.2对传统Monte Carlo法改进的思考 .224.3多因素影响下的Monte Carlo进度风险分析模型的建立 .234.3.1 Monte Carlo进度风险模型的引入 .234.3.2 Monte Carlo进度风险模型的描述 .254.3.3随机分布选取的原则 .304.3.4随机数的设计与产生 .314.3.5 Monte Carlo进度风险模型的统计信息功能分析 .314.3.6 Monte Carlo进度风险模型流程的实现 .334.4本 章 小 结 .36第 5章 工 程 算 例 . 375.1工 程 概 况 .375.1.1工程整体概况 .375.1.2工程施工部署情况 .385.1.3施工进度计划 .395.2工序的风险影响因素分类 .405.2.1 丁.序的风险影响因素类贺划分 .405.2.2工序风险影响因素的比重确定 .415.2.3工序风险影响因素随机分布的确定 .425.3 Monte Carlo模拟计算的程序实现 .475.3.1程序功能模块的划分 .475.3.2程序功能模块的实现 .47IV目录5.4结果输出及其分析评价 .485.5本模型与其他模型的对比分析 .535.5.1 经典 CPM/PERT 法 .535.5.2普通Monte Carlo模拟方法 .555.6本模型的评价及改进 .585.7本章小结 .58第 6章 结 论 与 展 望 . 596.1 596.2进一步研究的方向 . .596.3结束语 .59麵 . 61参考文献 . 62附录A 多因素影响下的MC进度风险计算程序 . 66个人简历在读期间发表的学术论文与研究成果 . 78绪论第 1章 绪 论1.1引 言在工程项目实施过程中，进度是“三大控制”（进度、质量、费用）过程中 非常重要的一方面，也是项目组织目标能否最终实现的重要内容。从业主角度讲， 如果项目能在规定的时间完成，项目就可以按时投入运营，产生直接的经济效益; 如果项目工期拖延，会使业主蒙受因不能按时投产回收投资或偿还贷款而产生的 损失。从承包商的角度讲，如果项目按时或提前完成，可以及时的把人、材、机 调到工期吃紧的其他项目上，也可能获得额外的收益和有效的提升企业形象；如 果项目工期拖延，不但会造成赔偿业主的误期赔偿金损失，还会造成大量的人力， 财力和物力浪费，严重的还会影响到企业的信誉度和形象。虽然进度控制在整个施工项目实施过程中，显得非常重要，并且也引起了足 够的重视，但是目前国内工期拖延的情况仍然非常严重。据有关文献对采用 CPM/PERT方法计算的工程工期的调查分析 25P6:用 PERT算得的项目工期几 乎总小于实际统计平均值，误差可达30%;用CPM方法在多数情况下求得的工 期得以实现的可能性甚至小于25%。从中我们可以发现，工程施工进度中，存在 的潜在风险还是非常大的。因此，如何更加合理地估计工程施工中的进度风险, 如何采取有效的措施减少风险发生的概率，将是我们急需要解决的问题。1.2工 程 进 度 风 险 研 究 现 状在工程施工进度控制过程中，主要关心的有两方面的问题：一方面，是施工 进度的合理性问题，即进度优化问题。其中包括工期与费用的优化问题、工期与 资源的优化问题、以及进度与费用的联合集成优化问题等；另一方面是施工进度 的风险问题，即分析施工实现规定工期的可能性或按期完工的风险，为施工进度 控制的方案和措施提供信息支持。目前，大中型施工项目的进度研究，主要集中 在这两个方面。目前，国内外专家、学者在工