基于AHP-CIM模型的热电联产项目施工阶段风险评估研究

（内蒙古科技大学经济与管理学院，包头 014010）

0 引言

热电联产项目就是将电能和热能的生产有机地结合起来，利用锅炉燃料燃烧生产出的过热且高品质的蒸汽，主要部分通过汽轮机做功进行发电，过剩部分的蒸汽送至供热站进行供暖，这样既生产了电能又生产了热能。同热电分产相比较，热电联产具有减少能源消耗、提高燃料利用率、提升锅炉燃烧效果和减少环境污染等特点[1]。截至目前，我国的热电联产技术非常成熟，利用热电联产供热已占据全国总供热的39%以上。然而，随着热电联产项目建设得越来越多，项目安全问题、风险管理问题也越来越严峻。风险往往具有突发性，给企业和项目会带来巨大的冲击和损失，甚至造成企业破产、项目失败、严重的财产损失和人员伤亡等一系列恶性后果[2]。

现有的项目风险管理研究大多数是从提高风险管理的准确性和可靠性出发，运用不同的风险管理方法及工具来进行风险管理研究，国内学者对项目风险管理研究的方法有德尔菲法、灰色关联分析法、层次分析法、模糊综合评价法等等，其中层次分析法运用较多。虽然层次分析法可以将定性的思维过程以定量的方式表现出来，但是层次分析法的比较和判断过程比较粗糙，通过采用单一方法获得风险评价结果和权重时，主观因素指标权重与实际指标的权重相差较大[3]。因此，为了尽可能提高计算精度，本文采用层次分析法与CIM模型法相结合的方法进行风险评估，CIM模型可以精准且客观地算出项目风险评估结果，而AHP可以填补CIM模型中缺少权重影响的不足，通过一系列操作得到整个项目的风险结果。因此，本文创新性地运用AHP-CIM模型对SY热电联产项目施工阶段风险评估进行研究，可以有助于提高热电联产项目施工阶段的风险管理水平，为项目二期工程更健康、更安全和更顺利建设并投入使用。

1 项目风险因素识别

1.1 项目简介

SY热电联产项目位于HB省SY市西部，距市中心约5.6km，占地面积约1500余亩。项目规划建设4×350MW超临界燃煤发电机组一期工程建设2×350MW超临界燃煤发电机组，总投资约40.06亿元，1号和2号机组分别于2018年12月、2019年3月投入商业运营，二期工程建设1×350MW超临界燃煤发电机组，已于2021年6月28日核准，计划2021年底开工建设，2023年供热季前正式投产。

1.2 风险因素识别

SY项目具有建设程序复杂、可参考类似基建项目较少、资料不完备等特征。在风险识别之前，在对SY热电联产项目实施情况进行实地考察基础上，本文采用问卷调查和专家打分相结合的方法进行风险识别。结合该项目的实际管理情况，从进度风险、质量风险、安全风险和成本风险四个方面设计项目风险因素调查表。

初步识别，向从事过热电联产项目建设投资方、施工方、设计方、材料供应商等相关的管理人员和作业人员共计发放100份调查问卷，其中决策层管理人员发放问卷25份、管理层发放问卷25份、作业层管理人员及作业人员发放问卷50份，收回98份，有效问卷94份，有效率96%。本次问卷经信效度分析均可通过，信度分析各个检测变量的Cronbach's Alpha系数均大于0.8，效度运用SPSS分析KMO值为0.914，大于0.5，P值为0.000，在Bartlett球形检验的范围标准内。问卷收回后，对有效的问卷进行统计，整理出共计25个风险因素，并形成SY热电联产项目施工阶段初步风险识别清单。

二次识别，从涉及该项目的施工单位、监理单位、设计单位、政府部门等各相关单位抽选出10位专家组成风险研判小组。选取的专家应对SY热电联产项目施工阶段非常熟悉且从事该行业的经验非常丰富。在项目负责人的召集下，项目风险研判小组就SY热电联产项目施工阶段初步风险识别清单进行研判。会上项目召集对项目的具体背景、打分的要求、风险识别初步清单作了详细的说明，打分采用多轮且不记名方式进行。第一轮向研判小组的专家发放打分表10份，回收有效打分表10份，根据第一轮研判小组的意见调整下一轮打分表，然后进行第下一轮打分。最终经过三轮的统计结果显示，项目风险研判小组对风险因素的意见已经趋近一致，再将第三轮的统计结果发放到项目风险研判小组各成员进行讨论，各成员也无修改意见。由此确定出SY热电联产项目施工阶段最终风险识别清单，风险识别结果表1所示。

表1 SY热电联产项目施工阶段风险因素清单

2 构建AHP-CIM风险评估模型

首先利用层次分析法计算各风险因素权重，然后再通过CIM模型计算各风险因素的概率分布，最后两种方法相结合进行综合评估。

2.1 层次分析法确定风险因素指标权重

2.1.1 建立层次模型结构模型

层次分析结构模型一般有三个层次，包括目标层、准则层、方案层。其中，准则层的风险因素隶属于目标层，同时对方案层的风险因素有支配作用，每一层级的风险因素一般不超过10个[4]。前面我们利用调查问卷法和专家打分法，识别出了SY热电联产项目施工阶段16种主要风险因素。按照层次分析法的步骤要求，我们先要搭建SY热电联产项目施工阶段层次分析结构模型，如图1所示。

图1 层次分析法分层图示

2.1.2 构建两两判断矩阵

层次分析法最重要的就是构建两两判断矩阵，根据第一步的结构层次模型可以看出，准则层风险B1、B2…Bn影响目标层A，方案层风险因素C11、C12…C1n影响B1，以此类推，可以得出该层次分析判断矩阵，如表2所示。

表2 风险判断矩阵

对风险因素进行两两比较时，确定哪个风险更重要，要借助风险标度表进行风险评估，风险标度含义表如表3所示。

表3 标度含义表

2.1.3 计算权重并做一致性检验

我们对同层次的风险因素进行对比构建判断矩阵后，还需要求出矩阵的最大特征根λmax以及特征向量w′，最后对矩阵进行一致性检验，来判断矩阵偏离程度。

求得矩阵每行风险因素相乘积：

①对Si求n次方根：

②进行归一化处理得到该矩阵的特征向量：

③进行一致性检验，求得对比矩阵的最大特征值λmax：其中，A为两两对比矩阵，n为矩阵A的阶数，（Aw）i表示为向量Aw的第i个元素。

④计算CI将上步求得λmax带入下公式即可：

⑤计算该矩阵的一致性比率CR：

式（6）中的RI随机一致性指标取值情况见表4。

表4 随机一致性指标值

当RI＜0.1时，那么我们就认为该矩阵符合一致性，否则应该做出调整。

考虑该项目的独特性和代表性，本文选取打分的专家为SY市供热企业及供电企业在职人员10名，并且要具有五年以上工作经验及评定为中级以上职称的相应条件。参与打分的专家主要从项目的安全保卫、工程管理、质量管理、物资供应、财务办事、经营管理和综合管理等相关部门选取。本次调查表共发放10份，收回10份，有效回收率为100%。根据10位专家的打分情况，进行加权平均，建立两两判断矩阵，利用公式进行处理，结果10份数据的判断矩阵，CI≤0.1一致性检验均可通过。将一级风险因素指标权重和二级风险因素指标权重结果进行汇总整理，汇总整理结果如表5所示。

表5 SY热电联产项目施工阶段风险因素综合权重统计表

2.2 CIM模型计算概率分布

CIM模型即控制区间和记忆模型，控制区间就是将原有的概率区间进行分解，使得整个概率区间缩小，进而减少叠加误差。“记忆”就是指当有两个以上的随机变量需概率分布叠加时，可以用“记忆”的方式来考虑。也就是说，记住前一个概率分布的叠加结果，并使用“控制区间”方法将其与下一个变量的概率分布叠加，直到计算出最后一个变量[5]。首先构建并联叠加响应模型，我们把概率乘法的思想运用在该模型的概率叠加中，即对两个风险因素的概率相乘，相乘结果再与第三个风险因素概率相乘，如图2所示，风险因素B1与B2风险概率先叠加，叠加结果B12再与B3叠加，以此类推，一直到叠加到风险因素概率P，这种风险因素组合的概率公式如式（7）所示。

图2 风险因素概率并联响应相乘叠加示意图

其中B12为风险因素B1与风险因素B2并联叠加后的组合风险因素，di为控制区间，n为分组数。

结合SY热电联产项目施工阶段风险的特点，我们首先将风险因素分为五个等级，分别是高风险、较高风险、一般风险、较低风险和低风险。设计CIM模型风险因素概率调查表，然后邀请涉及热电联产项目方面的10位专家对风险因素发生的概率进行投票。根据各专家投票情况，结果整理统计得出如表6所示。

表6 SY热电联产项目施工阶段CIM模型风险因素概率调查统计表

我们再通过CIM模型计算出SY热电联产项目施工阶段的各风险因素概率分布。例如进度风险的概率计算如表7所示。

表7 进度风险概率调查统计表

首先，根据CIM模型的计算方法，我们将C11与C12的风险等级概率进行并联叠加计算，计算过程如表8所示。

表8 风险因素C11与C12风险等级概率计算过程表

然后，我们把C11与C12的风险等级概率进行并联叠加结果再与C13进行并联叠加，计算结果如表9所示。

叠加计算过程如表10所示。

表10 风险因素C11与C12叠加结果与C13风险等级概率计算过程表

最后，以此计算方法进行类推，我们可以得出SY热电联产项目各阶段进度风险的风险等级发生概率，计算结果如表11所示。

表11 SY热电联产项目施工阶段一级指标风险等级概率分布统计表

2.3 综合评估

算出各风险因素权重及风险概率后，我们把风险因素权重W和风险发生概率P相乘后，就可以得出SY热电联产项目施工阶段的总体风险概率，具体公式如下：

我们经风险评估后可以获得SY热电联产项目施工阶段的风险概率总体分布，针对较高风险因素发生的概率，我们要重点关注和防范。

前面，我们计算出了一级风险指标的权重A=（0.56950，0.26847，0.06712，0.09492）和一级指标风险等级概率分布情况，然后根据式（8）进行计算，可以得出SY热电联产项目施工阶段的风险概率分布情况，结果如表12所示，项目的风险概率分布柱形图如图3所示。

表12 该热电联产项目施工阶段整体风险概率分布统计表

图3 SY热电联产项目施工阶段风险概率分布

3 风险评估结论

通过本文所运用的AHP-CIM风险评估模型对SY热电联产项目施工阶段风险进行评估，我们可以发现：该项目风险综合评价概率大部分分布在“较低风险”和“低风险”上，它们的概率分别为33.6%和56.7%，占据了整个项目概率风险90%，由此可见，该热电联产施工项目处于低风险状态，具有较高的可行性。在该项目的准则层的指标权重中，进度风险的权重最高为0.5695，占比约57%；其次就是质量风险占比约27%；这表明在SY热电联产项目施工阶段中要特别关注进度风险、重点关注质量风险。通过表3-4方案层指标综合权重排序可以发现，首先，工程量的变更权重最大为0.2616，占比为约26%，这表明该项目工程量的变更是一件很常见或者必然要遇见的一件事情。工程量的变更会影响人力成本和材料成本增加，也会导致施工技术方案发生变化，甚至会影响质量风险和安全风险，因此在方案成要重点关注工程量的变更。其次，施工质量和技术不到位综合权重为0.1449占比约15%、传染病风险占比约8.3%、建材质量不过关占比约8%；施工管理组织不到位，占比约7.3%；施工的质量和技术是建设项目基础性技能，如果该指标不过关，那么会影响项目的质量、进度和安全等结果。传染病风险指标之所以占比这么高，是因为2019年末的新冠肺炎疫情的影响，彻底对颠覆了传染病对建设工程项目的影响，因此传染病风险占比较大。然后，施工技术和工艺不达标占比约6.5%、人力及建材成本上涨占比约6.5%、项目施工效率偏低占比约6%，这三项风险指标在建设工程项目中也是较为常见的风险，要多加防范和控制。总体来说，该热电施工项目的风险等级较低，项目的物有所值评价报告与本论文的风险评估结果相吻合，同时也验证了本文所建立的SY热电联产项目施工阶段风险评估模型的可行性和可操作性。