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风险管理
通过风险分析规划项目控制：石油管道铺设项目
Prasanta Dey，Mario T Tabucanon和Stephen O Ogunlana *
亚洲理工学院先进技术学院工业工程与管理项目，GPO Box 2754，曼谷10501，泰国
*亚洲技术学院土木工程学院，GPO Box 2754，泰国曼谷10501
在计划阶段，可以通过应用风险分析来有效控制暴露于不确定环境中的项目。层次分析法是一种多属性决策技术，可用于分析和评估本质上是客观的或主观的项目风险。除其他优点外，该过程在逻辑上将规划过程中的各个元素集成在一起。然后，通过概率论的应用，将风险分析和活动分析的结果用于为项目制定合理的应急预备金。应急预备金分为两个部分：（a）技术应急，和（b）管理应急。这为不断变化的项目环境中的决策提供了基础。通过限制相关工作包的货币应急预备金范围内的变化，以及通过适当的应急拨款，可以对项目进行有效控制。整个方法应用于印度的管道铺设项目，并证明了其在项目控制中的有效性。
关键词：风险分析，项目计划与控制，多属性决策，应急拨款，石油管道铺设
由于设计、材料和设备的供应，承包商的能力、气候环境、经济和政治环境以及法规等因素，建筑项目处于不确定的环境中。而且，不确定性随着项目的规模（实际规模，人力需求和财务价值）、项目的复杂性（受相关学科的数量影响）、
外部机构的参与程度（例如政府法规的影响）、环境问题的影响程度（如天气、当地环境）、国际贸易条件和货币波动的影响程度、未知水平的通货膨胀（对于长期项目来说）、融资的复杂性。
尽管风险和不确定性影响所有项目，但“规模”可能是造成风险的主要原因。其他风险因素包括项目的复杂性、施工速度、项目位置及其熟悉程度。
跨国石油管道建设项目执行的复杂性，由于缺乏某些设计条件（水深、地面条件、管道尺寸等）的经验，以及超出人类控制范围的外部因素的影响、限制资源可用性（设备和技术）的外部因素、各种环境影响、政府法律法规以及经济和政治变革环境。费用和时间超支以及项目质量不尽人意是导致管道组织管理失望的普遍根源。
在这种情况下，执行项目规划的传统方法是不够的，因为它不能使项目管理团队在基本设计参数之间建立适当的关系（技术要求、施工进度、投资计划和相关支出），并在项目早期（可行）阶段创建参考文档（时间表、成本估算）。需要使用这些关系和文档来提高评价的准确性，为项目的各个阶段制定监控方案，为项目团队提供快速、简便的技术和经济信息参考，并在项目团队成员之间建立紧密的合作。
本文的主要目的是建立一个从施工角度分析项目风险的系统程序。本文还尝试得出项目的应急金，并通过适当的应急拨款来控制项目的实现。
本文的其余部分分为四个部分，内容涉及（a）使用层次分析法进行风险分析，（b）应急分配，（c）方法在印度管道项目中的应用以及（d）项目通过应急拨款控制成本。
风险分析模型
风险分析包括两个过程：风险因素的识别以及对风险因素对项目的影响的评估。近来，已经提出了许多系统模型用于风险管理过程的风险评估阶段。Kangari和Riggs将这些方法分为两类：经典模型（即概率分析和蒙特卡罗模拟）和概念模型（即模糊集分析）。他们指出，概率模型有两大局限性。有些模型需要详细的定量信息，而这些信息通常在计划时是不可用的，并且由于参与项目的机构在制定精确决策方面存在问题，因此此类模型在实际项目风险分析中的适用性有限。这些问题定义不清且含糊不清，因此需要进行经典模型无法处理的主观评估。
因此，需要一种主观的方法来进行项目风险评估，并且该方法学必须具有客观性。由 Saaty 开发的分析层次结构流程 （AHP） 提供了一种灵活且易于理解的项目风险分析方法。它是一种多标准决策方法，可以在项目风险分析中考虑主观因素和客观因素。AHP 允许决策者积极参与达成协议，并为管理者提供合理的决策依据。
第一步，以分层结构的形式制定决策问题。在典型的层次结构中，顶层反映了决策问题的总体目标（重点）。影响决策的要素以中间级别表示。最低级别包括决策选项。构造层次结构后，决策者将开始优先级设置过程，以确定层次结构每个级别中元素的相对重要性。将每个级别的元素在考虑中的决策方面的重要性进行成对比较。AHP 中使用的口头尺度使决策者能够以直观和自然的方式融合主观性、经验和知识。在创建比较矩阵之后，过程继续进行到为各个元素导出相对权重的阶段。计算每个级别的元素相对于相邻较高级别中的元素的相对权重，作为与它们的比较矩阵的最大特征值关联的归一化特征向量的分量。然后，通过在层次结构中汇总权重来确定决策备选方案的综合权重。这是通过遵循从层次结构顶部到最低层的每个替代路径的路径，并沿路径的每个段乘以权重来完成的。这种聚合的结果是所有选项权重的标准化向量。Saaty已经建立了确定权重的数学基础。
通常，风险分析是在整个项目级别上进行的。因此，风险分析应显示风险因素对项目绩效的影响（在时间，成本和质量目标方面）。故尽管从投资决策和可行性研究的角度来看，项目层面的风险分析对于小型项目来说可能就足够了，但该技术对于大型项目却有其局限性。
Cooper, MacDonald和Chapman建议，在“风险工程”方法中，可以通过将项目细分为主要要素，并详细分析与每个要素相关的风险和不确定性来进行系统的风险评估。此外，与项目有关的风险严重性因活动而异。某些活动比其他活动对特定风险的反应更快。因此，要对项目进行风险分析，首先确定要分析风险的活动水平。
AHP已被Mustafa和Al-Bahar用于风险分析，用于从评估的角度评估建筑项目中的风险。据作者所知，关于使用AHP进行建设项目的风险管理，目前还没有其他工作。如果将该技术的思想扩展到在工作包级别使用，就可以有效地控制项目成果。
以下是制定风险分析模型时应采取的步骤：
- 步骤1：通过工作分解结构（WBS）对整个项目的范围进行分类。根据活动的相似性，整个项目被分为可管理的工作包。对于各种工作包，将分别进行风险分析。
- 步骤2：该步骤包括识别特定工作包的风险因素和子因素，以及为相关工作包建立分层风险结构。从简单的访谈和分析师自身经验的运用到德尔菲技术的多种技术都可以用于识别风险因素和子因素。
- 步骤3：根据风险的严重程度，通过成对比较确定各种风险因素和子因素的相对权重。这将对所考虑的工作包中有关风险严重性的风险因素和子因素的排名进行详细分析。
- 步骤4：根据高，中，低风险确定每个子因素的可能性水平。
- 步骤5：综合确定风险等级的可能性。在此步骤中，通过汇总层次结构中的相对权重来确定高，中和低风险的可能性。
- 步骤6：进行敏感性分析。上述分析的结果高度依赖于管理层建立的层次结构，并对问题的各个要素做出了相对的判断。层次结构或判断的更改可能会导致结果更改。可以通过计算机包“专家选择”的敏感性分析实用程序来检查更改的影响。
- 步骤7：确定工作包的总体风险。风险的可能性级别和不同风险级别的权重相结合，以确定工作包的总体风险。
- 步骤8：根据风险概率和严重程度对工作包进行排序。确定工作包的整体风险的结果用于对工作包的风险进行排名。
应急分配模型
估算是对未来成本的预测。由于未来并非总是可预测的，因此通过确定哪种预算足以实现其目标来分配应急方案，以使项目适应其环境。较大的应急费用可能会使提案缺乏吸引力，并给管理层带来整体损失，而应急费用分配较低则可能意味着该项目的资金可能不足。因此，应急分配应具有强大的逻辑基础，应考虑到项目固有的不确定性以及项目活动的规格。
应急预备金的传统方法，即使用统一的“百分比率”和“估计类别”，过于简单化，严重依赖于估算者对自己经验的信念。由于应急分配在很大程度上是判断和武断的问题，估算者经常发现他们的估算难以证明或辩护。现实的估计很重要，因为它是决策有关项目建议的商业可行性的基础，也是项目控制的基准。Yeo因此提出了一种应急分配模型，如下所述，并进行了必要的扩展，
应急分配模型具有六个逻辑步骤：
- 组织和分析估计参数；
- 计算估算者的基本估算；
- 评估风险水平；
- 分配风险类别；
- 制定偶发机会估算和工程意外津贴；
- 确定成功的可能性，管理的意外性和成本目标。
Yeo的方法基于使用概率概念评估的风险，创建了可防御的两层应急分配。
提议的应急分配模型如图2所示。该模型将使用AHP进行的风险分析与Yeo建议的应急分配模型相结合。
该模型使用有关活动的基本成本估算信息和风险分析数据作为系统的输入。基本成本的估算导致使用范围定义对活动进行分析，从而最终确定每个活动的乐观和悲观估计。使用活动分析和中心极限定理可以确定工作包的预期成本或机会估计。偶发机会估算与基本成本估算之间的差异是应急费用，由于与具体工作包相关的活动范围定义不充分，因此产生了应急费用。偶发机会的偶然性的产生意味着项目成本有50％的机会在预期成本之内。但是，由于不确定的项目环境，在考虑应急措施时还有其他要求。工作包级别的风险分析输出显示每个工作包的风险级别，这最终确定了工作包的总体风险百分比。每个工作包的总体风险水平会影响成本在目标成本（包括了应急费用）内的机会。目标成本和基本成本之间的差额是工作包的总应急费用。可以通过使用表1从承包商最可能的估算得出乐观和悲观的成本。
根据该方法，将不可预见费分两层分配给基本成本估算，如下所述，以承受预期和意外风险。
成功完成项目的成本目标有50％的机会，其成本是预期的（偶数机会估计），其中包括与工作范围有关的风险。但是，在动态项目环境中，即使估算者的知识所带来的成功机会也无法使管理层满意。项目还有其他不确定性因素。这些不确定性的发生肯定会增加使用偶数机会估计（基本成本估计加上工程应急费用）所设想的成本。必须为在时间，成本和质量上取得成功的高风险项目提供额外应急预备费。此应急方案已被 Yeo定义为“管理应急”。
从真正意义上讲，不确定性只能通过使用互动方法来量化，在这种互动方法中，会采访一组决策者。最终，他们的意见将通过AHP进行处理，以得出项目/工作包/活动的可能风险等级。AHP根据高，中和低来确定风险级别，并确定每个级别的百分比。业主的估计项目成本增加，增加了人们对项目可能成功的信心。
管理应急机制是通过概率论的应用计算的，如图3所示，其中是偶数机会估计，是目标成本，是目标成本小于X的概率，是标准偏差估算，B是基本成本估算，是预期的意外，是未预期的意外。
必须确定经过风险调整的目标成本，即 。这可以通过考虑项目成功的可能性来计算。成本位于目标成本之内的概率与成功的平均机会（50％）和工作包的总体风险百分比之和成正比。的度量完全是主观的，取决于管理层对项目的看法的定性结果。它还表明他们对实现工作包的成本，时间和质量目标的风险和信心表示关注。
以下表达式是正确的：
等于50％（偶数机会估计）与进度的总体百分比之和。Z是从正态分布表中为（百分比概率）计算得出的。
项目申请
风险分析方法已应用于印度的跨国管道铺设项目。典型的工作分解结构如图4所示。风险分析是在工作包级别进行的。为工作包创建了分层风险结构。图5显示了工作包的典型风险结构，例如特定点差中的管道建设。级别1表示总体目标。级别2和3分别包括与相关工作包相关的风险因素和子因素。最后一个级别是偏好/可能性级别，由高，中和低风险级别组成。通过评估风险因素和子因素的可能性和严重性来确定工作包的风险程度。严重性是通过风险因素和子因素的成对比较确定的，风险因素的概率是通过评估特定风险因素的高，中和低风险的可能性水平来确定的。
表2中显示了典型管道铺设的结果，并解释了结果以及考虑特定风险因素的原因。相应的高，中和低风险水平分别为0.602、0.209和0.188。每个工作包的总风险由不同风险级别的权重计算*确定，并与风险分析结果结合在一起。对于正在研究的项目，高，中和低风险等级的权重分别计算为0.55、0.28和0.17。因此，包装的总风险为0.42。同样，计算其他包的总体风险，并将其与其他包进行比较，以从风险角度得出工作包的总体排名。
工作包的应急津贴是使用“应急分配模型”计算的。步骤与上述模型中的步骤完全相同。计算得出的工作包的预期成本和成本差异（包括特定点差中的管道铺设）分别为9986.35和41399.91（详细计算如表3所示）。工作包的总风险为0.42。成本高于平均值的概率为0.92（0.42 OSO），正态分布表中的相应值为2为1.76。目标成本计算如下：
因此，应急金为1522.73。使用类似的过程，可以计算所有工作包的意外情况。
通过应急拨款进行项目控制
详细的应急拨款程序如图6所示。如果更改仍在应急限制之内，或者决定从应急预备金总额中支出，则必须更新相应的应急预备金。在应急金不足以支付拨款或变更请求的情况下，项目经理会寻求额外的资金拨款，记录原因或需求。要么缩小项目范围，要么所有者决定为该项目安排额外的资金。如果授权金额未完全用于合同，则将其转回应急预备金。
观察
以下是有关风险分析模型的一些观察结果：
- 通过工作分解结构将项目划分为可控制的工作包，为此可以建立项目控制技术，从而使项目控制更有意义。
-
对与工作包相关的各种风险来源进行分类，并深入了解项目的工作范围。它确定了风险因素和子因素及其层
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