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%9c的石油化工工程建設(shè)項目管理績效評價

發(fā)布時間:2016-12-18 08:00

  本文關(guān)鍵詞:基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的石油化工工程建設(shè)項目管理績效評價,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。



石油學(xué)報(石油加工) 2010年6月
ACTA PETR01.EI SINICA(PETROl,EUM PROCESSING SECTION)

第26卷第3期

文章編號:1001—8719(2010)03一0317一07

基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的石油化工工程建設(shè) 項目管理績效評價
韓志國1,王基銘1’

2,陳智高1
(1.華東理工大學(xué),上海200237;2.中國石油化工集團公司,北京100728)

摘要:針對非線性多輸入多輸出的石油化工工程建設(shè)項目管理績效評價問題,應(yīng)用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN)構(gòu)建評價
模型。使用50個項目的287個學(xué)習(xí)案例數(shù)據(jù),以10個影響因素為輸入,6個指標(biāo)為輸出,對BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、基于

遺傳算法的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與廣義回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)4類網(wǎng)絡(luò)模型進行訓(xùn)練和測試。通過均方誤差 的比較,發(fā)現(xiàn)基于遺傳算法的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)于一般的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),廣義回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的測試結(jié)果優(yōu)于BP神經(jīng) 網(wǎng)絡(luò),徑向基甬?dāng)?shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有最好的誤差精度。Z個應(yīng)用示例表明,人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于石油化工工程建設(shè)項目
管理績效的評價是可行和有效的。

關(guān)鍵詞:石油化工工程建設(shè)項目;項目管理;績效評價;人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN)
中圖分類號:F224 文獻標(biāo)識碼:A doi:10.3969/j.issn.1001-8719.2010.03.001

MANAGEMENT PERFORMANCE EVALUATION

IN

PETROCHEMICAL ENGINEERING

CONSTRUCTIoN PROJECT BY USlNG ARTIFICIAL NEURAL
HAN

NETWORK

Zhigu01,WANG Jimin91”,CHEN

Zhiga01

(1.EastChina University ofScience and Technology,Shanghai

200237,China;2.ChinaPetrochemicalCorporation,Beijin9100728。China)
for the management

Abstract:An

artificial

neural

network

model(ANN)was developed

performance evaluation of petrochemical

engineering construction project.By using the data from
as

287 samples of 50 projects,in which 10 factors were and
test

inputs and 6 indicators

as

outputs,training

were given

to

four kinds of ANN models,BP—NN,GA—based BP—NN,radial basis function

neural network(RBF—NN)and generalized regression neural network(G10NN).By comparing the mean square errors,it iS found that GA-based BP—NN iS prior
to

BP—NN,GR—NN
cases

iS

prior

to

former。and RBF-NN has best accuracy.It iS verified by the illustrations of two model is feasible and valid construction proj
ect. to

that ANN

the management performance evaluation of petrochemical engineering

Key words:petrochemical

engineering

construction

project;project

management;performance

evaluation;artificial neural network(ANN)

石油化工工程建設(shè)項目是高投入、高風(fēng)險的項 目,具有資金和技術(shù)高度密集、技術(shù)復(fù)雜、涉及專 業(yè)多、關(guān)聯(lián)范疇廣、集成程度高、質(zhì)量要求高、工 程投資大、建造周期長的特點。工程建設(shè)項目管理 水平的高低將直接決定項目的投資效益,決定建設(shè)

項目的成敗,決定石油化工企業(yè)的持續(xù)有效發(fā)展。 少投入、多產(chǎn)出、快建設(shè)、高質(zhì)量、保投產(chǎn)始終是 工程項目建設(shè)中必須要解決好的重大命題Ⅲ。因此, 石油化工工程建設(shè)項目的管理及其績效評價有其特 殊意義。目前,針對石油化工工程管理績效評價展

收稿日期:2010—02—05 通訊聯(lián)系人:韓志國,Tel:010—59962309;E-mail:hanzg@sinopec.corn.cn

萬方數(shù)據(jù)

318

石油學(xué)報(石油加-12)

第26卷

開的研究還不多,對于工程建設(shè)項目管理績效評價 的研究主要涉及兩方面的內(nèi)容,即評價指標(biāo)體系和 評價方法。對于不同類型的項目和不同的評價者, 由于對象和角度的差異,項目管理績效評價的指標(biāo) 和方法有所不同。 石油化工工程建設(shè)項目管理績效的評價是一類 典型的非線性多輸人多輸出問題。筆者基于人工智
能領(lǐng)域神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法的優(yōu)勢,研究石油化工工程建

定量,不得不依靠經(jīng)驗法給出管理績效的評價意見。 盡管現(xiàn)在已經(jīng)產(chǎn)生了許多客觀的方法,項目管理績 效的某些指標(biāo),例如技術(shù)水平、質(zhì)量等,以及評價 方法中指標(biāo)權(quán)重的設(shè)定等,依然離不開經(jīng)驗判斷法。 定量的分析決策方法又可分為技術(shù)經(jīng)濟評價法 和多因素評價法。例如凈現(xiàn)值法[63和掙值法¨3便是 常用的技術(shù)經(jīng)濟評價法。因為許多評價指標(biāo)已經(jīng)超 出經(jīng)濟因素的范圍,單純的技術(shù)經(jīng)濟評價法已不能 完整地評價工程建設(shè)項目管理的績效。多因素評價 法中以統(tǒng)計分析方法居多,其中最常用的是權(quán)重取 決于專家經(jīng)驗的多層次指標(biāo)值加權(quán)綜合法∞],其次
是回歸分析方法一叫虬和結(jié)構(gòu)方程建模法。11】。多層次

設(shè)項目管理績效的評價模型,為此類項目管理績效 的科學(xué)評價提供可選擇的新途徑。


已有的相關(guān)石油化工工程建設(shè)項目管理績

效評價的研究
1.1

分析法凹壩0常用于設(shè)定多指標(biāo)加總的權(quán)重。除統(tǒng)計 分析方法之外,多因素評價方法中還有基于最佳實 踐比較的標(biāo)桿法口2““、綜合多層次多因素平衡發(fā)展 思想的平衡計分卡[1“、模糊決策方法o]、數(shù)據(jù)包絡(luò)
分析法u 5】、系統(tǒng)動力學(xué)-6-171和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) (ANN)E18—19j等。 2

工程建設(shè)項目管理績效的評價指標(biāo)

工程建設(shè)項目管理績效評價指標(biāo)分為綜合性評 價指標(biāo)和局部性評價指標(biāo)兩類。綜合性評價指標(biāo)一 般包括局部性評價指標(biāo),局部性評價指標(biāo)中又以經(jīng) 濟指標(biāo)為主。綜合性的項目管理績效研究中, BrydeL21參考EFQM(European
quality foundation for

management)業(yè)務(wù)卓越模型提出的項目管理
management performance

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及其在工程建設(shè)項目管理中

績效評價PMPA(Project

的應(yīng)用
人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種通過物理器件或計算機來 模擬生物體中神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的某些結(jié)構(gòu)與功能的技術(shù), 在結(jié)構(gòu)上由許多人工神經(jīng)元相互連接而成。實際中 使用最廣泛的是BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(BP—NN,Back
propagation neural

assessment)模型最具代表性。PMPA模型面向各種 類型的項目,設(shè)有項目管理的領(lǐng)導(dǎo)、人員、策略、 合作關(guān)系和資源、生命周期管理過程(時間、成本、 工作范圍的計劃、風(fēng)險管理、質(zhì)量管理等16項活 動)、關(guān)鍵績效指標(biāo)(KPI)6個評價準(zhǔn)則,其最主要 的特點是將項目管理及其結(jié)果作了區(qū)分,即從因和 果的兩個方面來區(qū)別績效指標(biāo)。 成本、時間和質(zhì)量構(gòu)成的鐵三角∞]是最基本的 項目管理績效評價指標(biāo)。隨著時代的進步和項目管 理領(lǐng)域的發(fā)展,不同類別的項目分別按需要增加一 些新的指標(biāo)或管理成功與否的判斷準(zhǔn)則。例如,面 向特定用戶的開發(fā)項目增設(shè)客戶滿意度或客戶利益 的指標(biāo)一],因安全與環(huán)境保護意識的增強而加入了 “健康?安全?環(huán)!保ǎ龋樱牛┲笜(biāo)_],因長期發(fā)展戰(zhàn) 略的需要而增加了可持續(xù)性指標(biāo),等等。 1.2工程建設(shè)項目管理績效的評價方法 目前,關(guān)于工程建設(shè)項目管理績效的評價方法 的研究主要在于普適性方法的應(yīng)用研究和其他領(lǐng)域 評價方法的借鑒應(yīng)用研究。常見的項目績效評價方 法大致上可分為定性的經(jīng)驗判斷法和定量的分析決
策法。

network),即誤差反向傳播神經(jīng)

網(wǎng)絡(luò)模型,主要用來進行非線性系統(tǒng)的多輸入多輸
出映射關(guān)系建模。

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在工程建設(shè)項目管理中的早期應(yīng)用可 見于20世紀(jì)90年代后期。當(dāng)時的應(yīng)用主要有建筑 需求的預(yù)測:20]、預(yù)算績效‘21]、現(xiàn)金流預(yù)測:2 2|、建 筑計劃和管理o¨等。近幾年來,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在工程建 設(shè)項目管理中的應(yīng)用不斷拓展和深化。Dikmen 等口8|、Cheung等,24一開發(fā)了支持建筑工程項目招投 標(biāo)決策的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,Elhag等_5:構(gòu)建了用于橋 梁維護項目風(fēng)險評估的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型和結(jié)合回歸分 析的混合模型,Cheng等。6:提出了一個綜合遺傳算 法以及模糊邏輯和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢的進化模糊神經(jīng)參 考模型,用以支持工程建設(shè)項目的前期管理。 已有的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在工程建設(shè)項目管理中的應(yīng)用 主要集中在單項的項目管理,在綜合性的項目管理 績效評價中的應(yīng)用非常少見。Ling等盈73構(gòu)建的由 65個影響因素為輸入,分別以成本、工期、質(zhì)量、

由于工程建設(shè)項目的管理績效涉及面廣且難以

萬方數(shù)據(jù)

第3期

基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的石油化工工程建設(shè)項目管理績效評價

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業(yè)主4類11個績效指標(biāo)為輸出的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,是 一個不多見的綜合性項目管理績效評價模型。該模 型用于預(yù)測新加坡DB管理模式下的項目績效,能 夠相當(dāng)精確地預(yù)估項目的績效指標(biāo)。閏文周等u釘綜 合考慮項目的工期、質(zhì)量、費用和安全四大控制指 標(biāo)所建立的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,也是一個不多見的綜合 性工程項目管理績效評價模型。

含有單個隱層的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以任意逼近含 有多個隱層的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),因此筆者選用由輸入 層、隱層和輸出層構(gòu)成的3層BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。輸入 和輸出層的神經(jīng)元數(shù)目及其角色與具體的研究對象 有關(guān);陧椖拷ㄔO(shè)過程的實踐,筆者所在的石油 化工工程建設(shè)項目管理研究課題組提出了項目組織、 項目策劃、溝通協(xié)調(diào)、進度管理、費用管理、質(zhì)量 管理、HSE管理、技術(shù)管理、合同管理和風(fēng)險管理 10個影響項目管理績效的參數(shù),從全面評價的角度 提出了質(zhì)量水平、造價、建設(shè)工期、HSE、技術(shù)水 平和效益水平6個項目管理績效評價指標(biāo)。這些參 數(shù)和指標(biāo)構(gòu)成“因一果”關(guān)系,并已采集到有效的樣本 數(shù)據(jù)。因此,這10個參數(shù)和6個指標(biāo)可分別設(shè)為神 經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入變量和輸出變量。 根據(jù)以上思路,構(gòu)建了面向石油化工工程建設(shè) 項目管理績效評價的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,如圖1所 示。該模型設(shè)10個輸入變量和6個輸出變量,分別 用zi和Y,表示(i=1,2,…10;.j=1,2,…6)。

3石油化工工程建設(shè)項目管理績效的神經(jīng)網(wǎng) 絡(luò)建模與數(shù)據(jù)采集
3.1神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模包括網(wǎng)絡(luò)類型的選擇、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 的設(shè)計、網(wǎng)絡(luò)各層神經(jīng)元數(shù)目及其角色的設(shè)計。不 同類型的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有不同的特點和適用性,筆者 以目前應(yīng)用較為普遍的3層BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)作為基準(zhǔn)網(wǎng) 絡(luò),以基于遺傳算法的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、徑向基函數(shù)神 經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和廣義回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)作為參選網(wǎng)絡(luò),通過這 4類網(wǎng)絡(luò)測試誤差的比較確定最佳的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)類型。
Quality
兒 COSt 咒 Time 乃

HSE
y4

Technology
ys

Profit y6

呲岍

眥岍
呲岍
x2 x3 x‘x,x6 x1 xs xq XlO

scheme

comm四‘- cat]on&
COOrdination

schedule
manage

cost
mana2e

Quality
manage

HSE manage

Technology manage

contract manage

Risk manage

圖l面向石油化工工程建設(shè)項目管理績效評價的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型
Fig.1 BP-NN model of

project management performance evaluation for petrochemical engineering construction

面向石油化工工程建設(shè)項目管理績效評價的 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型中,隱層的神經(jīng)元個數(shù)是決定神 經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型精度的影響因素之一,筆者將討論隱層 神經(jīng)元個數(shù)的設(shè)定。 3.2數(shù)據(jù)采集與檢驗 筆者采用問卷調(diào)查數(shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)源,考察項目管 理要素與項目績效的“因一果”關(guān)系,用判斷抽樣和配 額抽樣相結(jié)合的方法抽取樣本,于2009年5月下旬 至7月中旬在中國石油化工集團公司內(nèi)部選。常布 單位52個重大或大型石油化工工程建設(shè)項目所參與

的業(yè)主、管理商、承包商、監(jiān)理等專家回答問卷。實 際共回收樣本324份。在剔除異常樣本后,實際獲得 有效樣本287份,涉及50個項目占總問卷數(shù)的88.6%。 將樣本數(shù)據(jù)中的10個管理要素作為輸入、6個 績效指標(biāo)作為輸出,用于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的訓(xùn)練和測 試。10個輸入變量的樣本數(shù)據(jù)各由3個測量變量數(shù) 據(jù)構(gòu)成,因此還需要對這些變量的樣本數(shù)據(jù)按其負(fù) 荷系數(shù)作加權(quán)歸總處理。30個測量變量和6個輸出 變量都。薄分g的定距尺度,值越大表示水平或 績效越好,反之亦然。

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石油學(xué)報(石油加工)

第26卷

樣本數(shù)據(jù)的檢驗由信度和效度2個指標(biāo)考察。 信度即可靠性,是指采用同一方法對同一對象進行 調(diào)查時,調(diào)查結(jié)果的穩(wěn)定性和內(nèi)部一致性。筆者以 常用的Cronbach’S口法來檢驗由測量變量構(gòu)成的輸
Table 1 The reliability
test

入,結(jié)果列于表1?谟脕砗饬浚苯M測量變量的線性 組合在多大程度上能夠表示被測變量,它的值在 O~1之間,通常a>O.7即可信。由表1可知,各輸 入變量的口均大于0.7,因此可信。

表1用于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的輸入變量和輸出變量的Cronbach’s口法信度檢驗
of input and output variables for BP-NN model by Cronbaeh。s口

效度(Validity)是指測量工具或手段能夠準(zhǔn)確測 出客觀事物的程度。效度又分為內(nèi)部效度和外部效 度,內(nèi)部效度可以理解為研究者的判斷可以取得共 識并成為知識的程度,外部效度描述研究者已證實 的假設(shè)可供推廣的程度。內(nèi)部效度可以用驗證性因 子分析來檢驗,當(dāng)所有測量變量對于被測變量的負(fù) 荷系數(shù)A>o.5時,內(nèi)部效度理想。本研究的30個 測量變量的A都大于0.76,因此可以認(rèn)為外部效度 有效。

72個測試樣本。 隱層神經(jīng)元個數(shù)的設(shè)置沒有專門的方法,一般 通過對比不同神經(jīng)元個數(shù)情況下的訓(xùn)練及測試效果 后得出。為進行確定隱層神經(jīng)元個數(shù),訓(xùn)練與測試 的參數(shù)取MATLAB 7.6.0的默認(rèn)值。 在15~40個神經(jīng)元個數(shù)區(qū)間內(nèi),以5個神經(jīng)元 為間隔,通過試差法對比隱層不同神經(jīng)元個數(shù)下的 訓(xùn)練及測試效果,得到如表2所示的結(jié)果。表2中 均方誤差(Mean 絕對誤差(Mean
square

error)為各測試樣本實際輸 error)為各測試樣本實際

4石油化工工程建設(shè)項目管理績效的神經(jīng)網(wǎng) 絡(luò)模型的函數(shù)選擇與隱層神經(jīng)元個數(shù)設(shè)定
神經(jīng)元的傳遞函數(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練函數(shù)、權(quán) 值和閾值等參數(shù)是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的重要構(gòu)成。筆者 使用MATLAB 7.6.0的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱進行網(wǎng)絡(luò) 的設(shè)計,選擇傳遞函數(shù)時以常用者為準(zhǔn)則。選擇 Sigmoid型函數(shù)Transig()為隱層神經(jīng)元的傳遞函 數(shù)、線性函數(shù)Purelin()為輸出層神經(jīng)元的傳遞函 數(shù)。選擇基于數(shù)值優(yōu)化理論的Trainlm()函數(shù)訓(xùn)練 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。Trainlm()函數(shù)與傳統(tǒng)的梯度下降法 相比,具有收斂速率快和精度高等特點。權(quán)值和閾 值的初始化采用Newff()函數(shù)自動完成。 Sigmoid型函數(shù)輸出O~1之間的連續(xù)值,對較 大值的輸入收斂速率慢,易陷入局部極值。因此樣 本數(shù)據(jù)需要歸一化處理。由式(1)所示的線性函數(shù)對 10個輸入與6個輸出的樣本數(shù)據(jù)進行歸一化處理。 實際應(yīng)用時的輸出再由式(2)進行逆變換,得到原來 閾值的數(shù)值。
(1) (2)

出與期望輸出偏差平方和的平均值取平方根,平均
absolute

輸出與期望輸出偏差絕對值的平均值。平均絕對誤 差更直觀地反映了測試樣本實際輸出和期望輸出之 間的偏差程度。
表2采用試差法對比隱層不同神經(jīng)元個數(shù)下的
訓(xùn)練及測試結(jié)果
Table 2 The results of node number in hidden layer by the comparison of the trained and tested data
Node number in Training No.

Mean

square

Mean absolute
error

hidden
15 20 25 30 35 40

Iayer

error

0.0533 0.0481 O.0510 0.0507 0.0580 0.0715

0.1660 0.1560 0.1624 O.1744 0.1840 0.1974

表2表明,隱層神經(jīng)元個數(shù)為20時,測試樣本 實際輸出和期望輸出之間可以達到最好的均方誤差 0.048和誤差精度0.156。因此,圖1模型的隱層神 經(jīng)元的個數(shù)設(shè)置為20。

y=(z—z。。)/(上一一z。。)
y—Xou。。。!粒ǎ。。一z一)+z。ill

5用于石油化工工程建設(shè)項目管理績效評價 的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練與測試
5.1

式(1)和式(2)中的z。。=7、z。i。=1,XoIl。州為 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的輸出值。 按交叉驗證(Cross validation)的思想,將 287個樣本以3;1的比例劃分為215個訓(xùn)練樣本和

BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練與測試 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練首先要設(shè)定最大訓(xùn)練次數(shù)、目

標(biāo)精度(均方誤差)、學(xué)習(xí)率等參數(shù)。圖1模型在不

萬方數(shù)據(jù)

第3期

基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的石油化工工程建沒項目管理績效評價

32l

設(shè)置訓(xùn)練次數(shù)的情況下,最優(yōu)訓(xùn)練精度在訓(xùn)練 500次左右即穩(wěn)定于0.0076。但此時的測試樣本平 均絕對誤差達到了0.9711,出現(xiàn)了訓(xùn)練樣本過度學(xué) 習(xí)的過擬合現(xiàn)象。為防止過擬合現(xiàn)象的出現(xiàn),目標(biāo) 精度應(yīng)低于最優(yōu)值的水平,對訓(xùn)練次數(shù)不作限定。 基于樣本數(shù)據(jù)的測量誤差水平,并經(jīng)過試差法實驗 將訓(xùn)練目標(biāo)精度設(shè)為0.02。學(xué)習(xí)率是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)案例 學(xué)習(xí)的速率。如果學(xué)習(xí)率過大,就會造成學(xué)習(xí)過程 不穩(wěn)定。同樣,通過試差法將學(xué)習(xí)率設(shè)定為0.01。 在以上訓(xùn)練參數(shù)下,采用Trainlm()函數(shù)訓(xùn)練 用于石油化工工程建設(shè)項目管理績效評價的BP神 經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。經(jīng)過215個訓(xùn)練樣本的訓(xùn)練,72個測試樣 本的測試,得到各測試樣本實際輸出與期望輸出之 間的均方誤差為0.0258,平均絕對誤差為0.1223。 均方誤差曲線如圖2所示。

500代時,種群的適應(yīng)度趨于穩(wěn)定。適應(yīng)度函數(shù)是 度量群體中個體在優(yōu)化計算過程中可能達到或接近 最優(yōu)解的優(yōu)良程度。用此時的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)權(quán)值進行樣 本的訓(xùn)練與測試接近最優(yōu)狀態(tài)。 基于遺傳算法的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(簡稱基于GA的 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò))訓(xùn)練參數(shù)的設(shè)置仍采納5.1節(jié)中所述 的數(shù)值,將訓(xùn)練樣本目標(biāo)精度設(shè)為0.05,并同樣對 215個訓(xùn)練樣本進行訓(xùn)練,將訓(xùn)練后的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用 于72個測試樣本的測試。得到測試樣本的均方誤差 為0.0213,平均絕對誤差為0.1132,表明基于遺傳 算法的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)較單純的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在測試 樣本誤差精度上有所提高。 5.3徑向基函數(shù)與廣義回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練測試 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和基于遺傳算法的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)所 能達到的測試樣本平均絕對誤差仍顯稍大。因此考 慮利用函數(shù)逼近能力、學(xué)習(xí)速率和泛化能力等均優(yōu) 于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的徑向基函數(shù)(Radial 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(Generalized
basis

function)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(RBF—NN),及其變種廣義回歸
regression neural network,

GR—NN)對石油化工工程建設(shè)項目管理績效評價的 .】oe警T1口∞c礙Ql,、I 輸入輸出映射關(guān)系進行建模。 RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)采用徑向基函數(shù)神經(jīng)元,其傳遞 函數(shù)為高斯函數(shù)(Radbas),神經(jīng)元Radbas的輸人 為輸入向量和權(quán)值向量的距離乘以閾值。經(jīng)過多次
7Epochs

試差法比較,將訓(xùn)練目標(biāo)精度設(shè)置為0.02,散布常 數(shù)設(shè)置為0.25的情況下,得到測試樣本的均方誤差 為0.0182,平均絕對誤差為0.0997。 廣義回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有1個徑向基隱層和1個特 殊的線性層,同時,不需要進行參數(shù)的設(shè)置,得到測 試樣本的均方誤差為0.0199,平均絕對誤差為0.1128。
5.4

圖2用于石油化工工程建設(shè)項目管理績效評價的
BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)測試誤差曲線
Fig,2 The
test

a刪cm^le of

perrormnce

evaluation of

petrochemical蜘岫riIlg

BP-NN for

project management
construction

(1)Trainl(2)Goal

4類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練與測試結(jié)果的比較 表3為上述4類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型經(jīng)過訓(xùn)練后的測

5.2基于遺傳算法的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)初始權(quán)值設(shè)置 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的初始權(quán)值在很大程度上決定了訓(xùn)練 結(jié)果,不同的初始權(quán)值設(shè)置會對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練時 間、收斂性和泛化能力產(chǎn)生影響,F(xiàn)階段,對如何 有效地確定網(wǎng)絡(luò)的初始權(quán)值尚無成熟的理論指導(dǎo), 往往只能通過隨機選取或者大量實驗來確定,這就 可能導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練時間過長,容易陷入局部極值。 遺傳算法具有全局搜索能力強、收斂速率快的優(yōu)點, 利用遺傳算法優(yōu)化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的初始權(quán)值,可以得到 較好的均衡效果。 隨機生成網(wǎng)絡(luò)的權(quán)值后,程序調(diào)用遺傳算法對 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的權(quán)值進行優(yōu)化計算。當(dāng)遺傳算法迭代
表3

試誤差。
4類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練與測試的均方誤差和平均絕對誤差 Mean square
error

Table 3

and mean absolute

error of

four kinds of ANN

由表3可知,就筆者所取學(xué)習(xí)案例的情況下, 石油化工工程建設(shè)項目管理績效評價的4類神經(jīng)網(wǎng) 絡(luò)模型中,基于遺傳算法的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)于一般

萬方數(shù)據(jù)

322

石油學(xué)報(石油加工)

第26卷

的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),這2類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性差,表現(xiàn)為 多次訓(xùn)練測試得到的測試樣本誤差值波動較大;廣 義回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的測試結(jié)果優(yōu)于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),徑 向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的測試結(jié)果是最優(yōu)的。

6.3532,6.3390,6.0000,6.6706,5.6758,6.3314]; input_gy=[o.8858,1.0000,0.8906,0.7804,0.8922, 0.8898,0.8333,0.9451,0.7793,0.88863 示例2:input=[6.3805,4。6817,5.0000,4.0000, 5.oOoo,4.6659,5.o000,6.3340,4.3238,5.oooo]; input__gy=[o.8968,0.6136,0.6667,0.5000,0.6667, 0.6110,0.6667,0.8890,0.5540,0.6667] (2)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型計算 通過output=sim(net,input—gY)函數(shù)的計 算,得到2個示例的管理績效輸出。 示例1:output一[1.0027,0.7557,0.7484, 0.8243,0.9941,0.8460] 示例2:output一[0.7571,0.6805,0.7709, 0.6316,0.7957,0.86913 (3)輸出數(shù)據(jù)的逆變換 采用式(2)對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型給出的計算結(jié)果進行 逆變換,得到2個示例1~7值區(qū)間的質(zhì)量水平、造 價、建設(shè)工期、HSE、技術(shù)水平和效益水平6個管 理績效指標(biāo)數(shù)據(jù),結(jié)果列于表4。由表4的期望輸 出和模型輸出的比較可知,人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用于石油 化工工程建設(shè)項目管理績效的評價是可行和有效的。
petrochemical engineering construction project by RBFoNN

6用于石油化工工程建設(shè)項目管理績效評價 的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型應(yīng)用示例
以中國石油化工集團公司的2個石油化工工程 建設(shè)項目的管理績效評價結(jié)果為例,說明筆者所建 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的應(yīng)用有效性。應(yīng)用已訓(xùn)練和測 試好的徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,按以下步驟進行 數(shù)據(jù)處理計算。 (1)管理績效影響參數(shù)的處理與輸入 將待評價項目的管理績效影響參數(shù),用式(1)所 示線性函數(shù)進行歸一化處理。各由3個測量變量組 合構(gòu)成影響參數(shù),按負(fù)荷系數(shù)加權(quán)歸總,得到項目 組織、項目策劃、溝通協(xié)調(diào)、進度管理、費用管理、 質(zhì)量管理、HSE管理、技術(shù)管理、合同管理和風(fēng)險 管理10個的參數(shù)值,進行歸一化處理,并通過 Input()函數(shù)輸入模型。 示例1:input=[6.3148,7.0000,6.3434,5.6822,
Table 4 The management performance evaluation results of
two

表4應(yīng)用徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型(RBF-NN)評價2個石油化工工程建設(shè)項目管理績效的結(jié)果



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在既定學(xué)習(xí)案例的前提下,通過BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、 基于遺傳算法的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng) 絡(luò)和廣義回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)4類網(wǎng)絡(luò)的測試誤差比較, 確定選用精度最優(yōu)的徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型求解 石油化工工程建設(shè)項目管理績效評價問題。應(yīng)用示 例表明,應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建石油化工工程建設(shè)項目 管理績效評價模型是可行和有效的。相比于專家經(jīng) 驗、層次分析法等權(quán)重設(shè)定方法、解釋多個自變量 與多個因變量之間的關(guān)系的結(jié)構(gòu)方程建模方法,基 于案例學(xué)習(xí)的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有顯著的優(yōu)勢。
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作者簡介:

韓志國,男,高級工程師,博士研究生,從事石油化工工程管理;
王基銘,男,中國工程院院士,從事煉油、石油化工及工程管理;

陳智高,男,教授,從事信息系統(tǒng)、知識管理、知識系統(tǒng)工程、科技管理。

萬方數(shù)據(jù)

基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的石油化工工程建設(shè)項目管理績效評價
作者: 作者單位: 刊名: 英文刊名: 年,卷(期): 被引用次數(shù): 韓志國, 王基銘, 陳智高, HAN Zhiguo, WANG Jiming, CHEN Zhigao 韓志國,陳智高,HAN Zhiguo,CHEN Zhigao(華東理工大學(xué),上海,200237), 王基銘,WANG Jiming(華東理工大學(xué),上海,200237;中國石油化工集團公司,北京,100728) 石油學(xué)報(石油加工) ACTA PETROLEI SINICA(PETROLEUM PROCESSING SECTION) 2010,26(3) 0次

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相似文獻(3條) 1.期刊論文 肖谷芬.Xiao Gufen 淺談如何在搶工期的同時保證施工質(zhì)量 -科學(xué)之友2010,""(18)
在"時間就是生命,效率就是金錢"的觀念深入人心的今天,在加快經(jīng)濟建設(shè)的大環(huán)境下,越來越多的石油化工工程建設(shè)項目成了"邊設(shè)計、邊采購、邊 施工"的"三邊工程","搶工期"成了不可避免的現(xiàn)實問題.但是,工程質(zhì)量也始終是項目管理的重中之重.文章就如何正確的處理工期和質(zhì)量的關(guān)系,在搶工 期的同時保證施工質(zhì)量,結(jié)合筆者近幾年的項目管理經(jīng)驗,淺談一點粗淺的看法.

2.學(xué)位論文 那喜山 石油化工工程建設(shè)項目風(fēng)險管理 2009
石油化工行業(yè)是我國的重要支柱產(chǎn)業(yè),對我國社會和經(jīng)濟的發(fā)展具有十分重要的意義,石油化工生產(chǎn)裝置大多具有易燃易爆、高溫高壓、強腐蝕劇 毒等特點。石油化工建設(shè)項目投資規(guī)模大、建設(shè)周期長、工藝復(fù)雜、涉及專業(yè)及風(fēng)險因素多等特點,因此,建設(shè)階段必須加強風(fēng)險管理。 工程項目風(fēng)險管理是工程項目管理與風(fēng)險管理相結(jié)合的一門學(xué)科,是工程項目建設(shè)的重要組成部分,項目建設(shè)實施階段的風(fēng)險管理是保證項目順利 建成并發(fā)揮社會效益和經(jīng)濟效益的重要保證。 石油化工工程建設(shè)項目風(fēng)險控制,屬于工程項目管理范疇。本文從工程建設(shè)項目投資者的角度,首先,在風(fēng)險管理理論及工程項目建設(shè)風(fēng)險管理研 究的基礎(chǔ)上,結(jié)合石油化工建設(shè)項目特點,依據(jù)工作分解結(jié)構(gòu),對項目建設(shè)實施階段的全過程進行分解;然后,利用專家調(diào)查法對影響項目建設(shè)的進度 、質(zhì)量、投資、HSE四個方面的主要風(fēng)險因素進行識別、分析,分階段制定風(fēng)險對策表;最后,結(jié)合吉林石化公司丙烯腈裝置擴建項目工藝管道安裝工程 質(zhì)量控制,進行全過程的風(fēng)險識別、分析,制定處應(yīng)對措施,形成了管道安裝工程質(zhì)量控制風(fēng)險對策表。 本文的分析過程和制定的風(fēng)險對策表,對石油化工建設(shè)項目的風(fēng)險識別、分析和應(yīng)對工作,具有一定的參考意義。

3.學(xué)位論文 沙裕 石油化工工程總承包項目工廠設(shè)計系統(tǒng)(PDS)應(yīng)用研究 2001
中石化上海金山工程公司是具有國家一級工程總承包資質(zhì)的項目管理公司,正在積極推廣應(yīng)用工廠設(shè)計系統(tǒng)(PDS)于總承包項目.該文就中國石油化工 工程建設(shè)項目管理模式的發(fā)展歷史、國外工程公司在項目管理中的PDS應(yīng)用、信息技術(shù)為項目管理帶來的競爭優(yōu)勢作了系統(tǒng)介紹,對上海金山工程公司的 項目管理和PDS應(yīng)用存在的技術(shù)和管理問題作了歸納和分析.該文結(jié)合公司自身的特點,提出了企業(yè)在制度、技術(shù)、人力資源管理和項目管理實務(wù)等方面管 理創(chuàng)新的探索和思考.

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