基于AHP-SPA的大型工程组织复杂性评价研究

2019-05-21刘英杰傅强佟瑶

人民珠江 2019年5期

刘英杰，傅强，佟瑶

(华北水利水电大学水利学院，河南郑州450046)

近年来，随着中国经济和科技的快速发展，大型工程项目的数量日益增多、规模日趋庞大，其复杂性日渐明显[1-2]。大型工程项目较之小型工程，由于组织内部结构层次复杂、信息传递和沟通困难、组织部门间职能冗叠等因素，而项目组织管理者又缺乏成功驾驭整个项目的能力，造成的进度延期、超支等后果更为严重[3]。因此，项目组织的复杂性管理在项目管理中显得尤为重要，对大型复杂工程的成功与否起着决定性作用[4]。

目前，已有学者对项目复杂性及复杂性管理做了研究并取得一定的成果，如：Baccarini将项目复杂性定义为项目是由许多不同的复杂性部分组成的，并且相互之间存在差异性和相关性[5]；郝丽风等人从内涵、成因及应用策略3个角度对组织复杂性进行了论述[6]；盛昭瀚将综合集成方法与大型工程项目组织管理理论相结合，提出了复杂性项目综合集成管理理念[7]。然而，影响工程组织复杂性的因素复杂繁多，如何有效识别复杂性影响因素并对其进行评价，仍然是工程项目管理过程中亟待解决的问题。传统的单一评价方法已经不能满足因素识别及评价的需要。本文考虑到集对分析在处理多因素间不确定性关系的优越性，并结合层次分析理论，建立了基于AHP-SPA的大型工程组织复杂性评价模型，并用实例进行验证，可以为管理者识别组织复杂性，具有一定的理论意义与实践指导作用。

1 大型工程组织复杂性评价指标及度量

1.1 组织复杂性评价指标的确定

对于大型工程组织复杂性评价指标研究，本文基于文献综述与内容分析法，根据科学性、客观性原则，共选取了结构复杂性、行为复杂性、职能复杂性、信息复杂性、环境复杂性5个一级指标及19个二级指标，见表1，以此对大型工程组织复杂性进行评价。

1.2 复杂性评价指标度量

为了准确量化大型工程组织复杂性等级，本文结合行业对复杂性等级划分达成的共识及专家咨询法，运用模糊函数确定方法，将组织复杂性分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ5个等级，分别对应轻度、一般、中度、高度、极度5种复杂程度，用评价等级K表示，并将评分区间[0,1]进行等分，以此作为评价标准，见表2。

表1 大型工程组织复杂性评价指标

表2 大型工程组织复杂性分级

2 基于AHP-SPA法构建大型工程组织复杂性评价模型

2.1 层次分析法(AHP)计算指标权重

层次分析法(AHP)是20世纪70年代初由美国运筹学家萨蒂首次提出的。层次分析法是将问题从复杂到简单分解成多个层次，并求下层各元素对上层某一元素的优先权重，最后加权和得出最终权重。其主要步骤包括建立层次结构模型、构建判断矩阵、权重计算及一致性检验。

a) 建立层次结构模型。

b) 构建判断矩阵A。

判断矩阵中ai j的值由1～9标度法结合专家意见赋值确定。

c) 权重的计算及排序。根据判断矩阵A求得权重向量ω，依据所得权重向量ω的大小进行单排序和总排序。

d) 一致性检验。

(1)

(2)

2.2 集对分析法(SPA)及联系度的计算

集对分析法[25-26]是中国学者赵克勤于1989年提出的一种新型系统分析方法，其原理是根据研究的实际问题，对两集合X、Y构成集对H的特性进行展开，可以得到N个特性，其中S个特性属于集对H2个集合X、Y所共有，而P个特性是集对H2个集合X、Y的对立，其余F=N-S-P个特性既不对立又不同一，由此建立X、Y两集合构成集对H在特定问题背景下的联系度μ:

(3)

式中i——差异性系数，取值区间为[-1，1]；j——对立性系数，一般取值为-1。

集对分析法是集对中两集合关系的量化，运用联系度[27-28]描述集对中两集合之间的复杂关系。依据集对分析理论，构建组织复杂性指标集中的值Xn与评价等级K之间的单联系度μnk。本文共有5个评价等级，且组织复杂性评价指标值Xn伴随着评价等级K的增大而增大。因此，运用式(4)—(8)计算各指标与评价等级之间的单指标联系度μnk。

(4)

(5)

(6)

(7)

(8)

式中xn——指标值；s0—s5——评价等级K的临界值，分别为0、0.2、0.4、0.6、0.8、1。各项指标与评价等级K之间的总联系度采用下式计算：

(9)

式中ωi——各指标权重；μik——各指标与评价等级之间的单联系度。

2.3 确定各项指标评价等级

依据最大隶属度原则，大型工程组织复杂性评价等级即为式(9)计算的联系度最大值所对应的评价等级，用公式表示为：

U=max(vik)

(10)

3 实例分析

镇平段输水工程是南水北调中线干线工程的重要组成部分，工程全长36.34 km，分为3个标段。该项目法人为南水北调中线干线建设管理局，建设管理单位为南水北调中线干线建设管理局河南分局，并接受南水北调工程建设管理中心的监督，由镇平代建处负责现场施工建设。项目进行过程中的工程信息都要汇总上报南水北调办记录备案。该工程自然环境恶劣，工程施工技术难度大，对社会民生影响广泛且涉及的利益相关主体众多。现利用上述模型对其进行评价。

3.1 计算指标权重

根据上述所构建的评价指标体系，聘请S1、S2、S3、S4、S55位专家对指标层C1、C2……C19共19项指标进行评判，依据表2的评分区间[0，1](分数越高表示复杂程度越大)进行打分。现以结构复杂性为例，其纵向复杂性C1、横向复杂性C2、空间复杂性C3、目标复杂性C44项指标打分，见表3。

表3 专家评分

根据专家打分得出判断矩阵，并运用层次分析法求得垂直复杂性C1、水平复杂性C2、空间复杂性C3、目标复杂性C44项指标的权重并用式(1)、(2)进行一致性检验，结果为：

ω=(0.279，0.150，0.102，0.469)

运用相同的方法，分别计算其他二级指标的最终权重，见表4。

表4 大型工程组织复杂性评价指标权重及排序

3.2 计算单指标联系度

将专家对各指标打分的平均值作为指标值xn，依据表2的评判标准得出单指标评价结果，见表5。

表5 单指标评价结果

依据式(4)—(8)分别计算出每个单指标与各评价等级之间的联系度μnk，见表6。

表6 各指标与评价等级之间联系度

3.3 计算各项指标单联系度及总联系度

根据式(9)，分别计算垂直复杂性C1、水平复杂性C2、空间复杂性C3、目标复杂性C44项指标的联系度，结果为：

v=(-0.25，-0.22，-0.19，0.22，0.19)

同理，分别计算其他二级指标的联系度及总联系度，见表7。

表7 大型工程组织复杂性指标联系度及复杂性评价

3.4 评价结果分析

综上，结构复杂性B1、行为复杂性B2、职能复杂性B3、信息复杂性B4、环境复杂性B5的最大联系度分别为0.22、0.16、0.24、0.20、0.23，对应的评价等级分别为高度、一般、高度、中度、一般。由以上分析可以得出，结构复杂性和职能复杂性是大型工程组织所面临的主要复杂因素。这与所选案例的实际情况相符合，进一步验证所用评价体系的可行性。