建設(shè)工程實施階段的工程質(zhì)量DEA評價
本文關(guān)鍵詞：建筑工程質(zhì)量多層次模糊綜合評價方法的原理與應(yīng)用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
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建設(shè)工程實施階段的工程質(zhì)量DEA評價
發(fā)布日期： 2012-03-22 發(fā)布：
2010年第5期目錄 本期共收錄文章20篇
摘要:在建立工程質(zhì)量評價指標(biāo)體系的基礎(chǔ)上,構(gòu)建了工程質(zhì)量評價DEA評價模型,給出了工程質(zhì)量評價模型的步驟及評價標(biāo)準(zhǔn),并以某單位工程在施工階段的12個分部工程為例,進(jìn)行了建設(shè)項目的質(zhì)量實證評價,對有效的分部工程進(jìn)行排序,對非有效的分部工程針對不足的地方提出了改進(jìn)措施。通過評價,可以總結(jié)出在管理過程中的經(jīng)驗與教訓(xùn), 以便管理者進(jìn)行剖析與總結(jié), 從而有效地對工程質(zhì)量進(jìn)行控制。
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Abstract: Based on building construction quality assessment system, DEA assessment model is built and so are procedures and standards of construction quality assessment model. 12 sub- constructions which are in the implementation phases are taken as example to do the empirical assessment of construction project quality. Effective sub-constructions are ranked and the improvement measures for the weaknesses of ineffective sub-constructions are put forward. The experience and lessons are summarized in the process of assessment in order to analyze and summarize for manager and to control construction quality effectively.
關(guān)鍵詞:建設(shè)工程;實施階段;工程質(zhì)量;DEA
Key words: construction works;implement phases;construction quality;DEA
中圖分類號:TU201.2文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1006-4311(2010)05-0130-03
0引言
工程質(zhì)量作為建設(shè)行業(yè)的一個關(guān)鍵所在,對其評價是建筑管理的重要環(huán)節(jié)。通過在施工過程中利用所得信息對評價工程的質(zhì)量作出科學(xué)評價,及時發(fā)現(xiàn)工程施工中的問題,采取有效的措施從而降低質(zhì)量事故[1,2]。
目前對建設(shè)項目質(zhì)量的評價研究較多。張軍、王民壽建立了工程結(jié)構(gòu)層次模型,利用層次分析技術(shù)和模糊統(tǒng)計方法計算各組成要素的權(quán)重和隸屬度,從而對工程質(zhì)量進(jìn)行評價[1];楊玲、姜帆和逄麗凡應(yīng)用多層次模糊評價理論,建立建筑工程施工質(zhì)量綜合評價的數(shù)學(xué)模型評價建筑工程質(zhì)量[3];王昌貴、 胡常勝應(yīng)用灰色系統(tǒng)理論與方法建立了評價工程建設(shè)質(zhì)量的灰色多層次決策模型對工程質(zhì)量進(jìn)行評價[2];張冉、張立寧和李偉結(jié)合人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和遺傳算法兩種算法實現(xiàn)對建筑工程質(zhì)量水平的評價[4]。
可以看出,目前學(xué)者對工程質(zhì)量的評價方法側(cè)重于層次分析法和模糊綜合評價法,但這些方法均帶有很大的主觀性。而DEA評價方法從最有利于決策單元的角度進(jìn)行評價,不需要專家打分等,避免了人為確定指標(biāo)權(quán)重的主觀性,從而使評價更具客觀性。因此,本文試圖運用DEA評價方法對建設(shè)項目實施階段的工程質(zhì)量進(jìn)行評價。
1工程質(zhì)量評價指標(biāo)體系的建立
從建設(shè)工程建設(shè)實施階段來看,質(zhì)量包括決策階段、計劃階段、勘察階段、設(shè)計階段、施工階段、回訪保修階段的質(zhì)量。從分類來看,工程質(zhì)量評價包括分項工程、分部工程、單位工程、單項工程直至整個建設(shè)項目的質(zhì)量評價。
目前,相關(guān)學(xué)者在這方面的研究如下:傅鴻源等將工程質(zhì)量評估體系分為:適用性、安全性、有效性、可維修性和經(jīng)濟(jì)性[5];張冉、張立寧、李偉將影響建筑工程質(zhì)量評價的因素確定為:工程項目實體質(zhì)量、質(zhì)量保證資料、工程觀感質(zhì)量、設(shè)計質(zhì)量、對環(huán)境的影響等5個方面[4];朱宏亮、張偉構(gòu)建了“建設(shè)工程質(zhì)量評價空間”模型,從工程類型、質(zhì)量形成階段及質(zhì)量特性三個方面對建設(shè)工程質(zhì)量內(nèi)涵及其評價要點進(jìn)行了具體描述[6];楊玲、姜帆和逄麗凡將評價指標(biāo)分為工程項目實體質(zhì)量、質(zhì)量保證資料、工程觀感質(zhì)量、設(shè)計質(zhì)量、對環(huán)境的影響等五個方面的一級評價指標(biāo)[3];陸寧、馮妍萍將項目實際質(zhì)量水平評價指標(biāo)歸納為適用性、安全性、維修性和經(jīng)濟(jì)性[7]。
因此,本文借鑒以往學(xué)者的研究,在遵循科學(xué)性、獨立性、代表性的原則的基礎(chǔ)上,結(jié)合工程項目的質(zhì)量特性,選擇了功能適用性、與環(huán)境的協(xié)調(diào)性、外形美觀性、耐久性、安全性、經(jīng)濟(jì)性六大指標(biāo)建立工程質(zhì)量評價指標(biāo)體系。
建立建設(shè)項目施工階段項目質(zhì)量水平的評價指標(biāo)體系如圖1所示。
(1)功能適用性:包括平面、空間的布置合理,通風(fēng)、采光、隔聲、隔熱等功能以及使用者的要求。
(2)與環(huán)境的協(xié)調(diào)性:指與生態(tài)環(huán)境、社會環(huán)境、周圍建筑物環(huán)境等相協(xié)調(diào)。
(3)外形美觀性:包括造型、體形和裝飾風(fēng)格以及感觀質(zhì)量等。
(4)耐久性:指工程的使用壽命要求。
(5)安全性:指工程在使用過程中的安全程度。包括防火要求和強度要求、穩(wěn)定要求等結(jié)構(gòu)可靠性。
(6)經(jīng)濟(jì)性:這里主要指質(zhì)量成本,即指生產(chǎn)方和使用方為確保滿意的質(zhì)量所發(fā)生的費用以及當(dāng)質(zhì)量不令人滿意時所遭受的損失。包括質(zhì)量管理成本和質(zhì)量故障成本[8]。
2構(gòu)建工程質(zhì)量評價DEA評價模型
數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法(DEA)是一種適用于多投入多產(chǎn)出的復(fù)雜系統(tǒng)的評價方法。以決策單元的輸入和輸出數(shù)據(jù)的權(quán)重為變量,從最有利于決策單元的角度進(jìn)行評價,避免了人為確定指標(biāo)權(quán)重的主觀性,從而使評價更具客觀性。
2.1 輸入輸出指標(biāo)的確定按照DEA算法,經(jīng)驗上要求模型滿足決策單元總數(shù)是輸入指標(biāo)和輸出指標(biāo)總個數(shù)的2倍或2倍以上。
按照DEA模型的要求,應(yīng)將每個待評價的分部工程作為一個決策單元構(gòu)造輸入輸出系統(tǒng)。在此,將越大越好的指標(biāo)作為輸入指標(biāo),將越小越好的指標(biāo)作為輸出指標(biāo)。因此,輸入指標(biāo)取功能適用性、與環(huán)境的協(xié)調(diào)性、外形美觀性、耐久性、安全性,輸出指標(biāo)取經(jīng)濟(jì)性。但在用DEA進(jìn)行評價時,希望用盡量少的投入獲得盡量多的產(chǎn)出,即輸入指標(biāo)越小越好,輸出指標(biāo)越大越好。故而,在運用模型前先將收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,并且將所有輸入輸出指標(biāo)數(shù)據(jù)取倒數(shù)進(jìn)行處理。
2.2 構(gòu)建工程質(zhì)量評價的模型在此引進(jìn)查恩斯和庫伯提出的具有非阿基米德無窮小的C2R模型來評價DMUj的效率[9]。
(D■)min[θ-ε(■Ts■+e■s■)]=V■s.t.■x■λ■+s■=θx■■y■λ■-s■=y■λ■ ?叟0(1?燮j?燮n)s■?叟0,s■?叟0(1)
根據(jù)計算結(jié)果判斷評價單元的有效性:如果θ達(dá)到最大值1,則稱DMUj是有效的,否則,則DMUj為非有效的。但在實際問題中經(jīng)常存在多個評價單元的效率值同時為1的情況,針對這種情況,在此要引入虛擬單元DMUn+1進(jìn)行排序[10]。設(shè)DMUn+1的輸入輸出為(xi,n+1,yk,n+1),其中xi,n+1=■(i=1,2,…,m),yk,n+1=■(k=1,2,…,p)。故評價系統(tǒng)的評價單元排序效率指數(shù)由下述規(guī)劃問題求出:
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而未達(dá)到規(guī)模有效或技術(shù)有效時,需要對非DEA有效的評價單元進(jìn)行分析,指出造成的原因,并以此改進(jìn)為具有DEA有效性的評價單元。這里運用“投影”原理,將原來無效的單元“投影”到相對有效的面上。
■■=θ■x■-s■,■■=y■+s■(3)
2.3 工程質(zhì)量評價模型的步驟及評價標(biāo)準(zhǔn)
工程質(zhì)量評價模型的步驟及評價標(biāo)準(zhǔn)如下:
(1)將輸入輸出數(shù)據(jù)處理后代入式(1)求解,計算出θ、s■、s■。如果θ達(dá)到最大值1,則稱DMUj是有效的,否則,則稱DMUj為非有效的。
(2)對DEA均有效的單元進(jìn)行排序。引入虛擬單元DMUn+1,運用式(2)計算得各評價單元的排序指數(shù)從而按大小排序。
(3)對DEA非有效的單元進(jìn)行改進(jìn)。根據(jù)式(3)計算輸入和輸出指標(biāo)的目標(biāo)改進(jìn)值,從而提出改進(jìn)措施。
3示例
3.1 工程質(zhì)量評價模型示例根據(jù)要求,對某單位工程的12個分部工程對其工程質(zhì)量進(jìn)行評價。我們選取功能適用性(x1)、與環(huán)境的協(xié)調(diào)性(x2)、外形美觀性(x3)、耐久性(x4)、安全性(x5)為輸入指標(biāo),輸出指標(biāo)取經(jīng)濟(jì)性(y1)。可以看出建立的評價指標(biāo)均為定性指標(biāo)。因此,這里的數(shù)據(jù)通過問卷調(diào)查方式取得,將評價等級分為V={很好,好,一般,差,很差},并采用語言評價方法將其轉(zhuǎn)化,相對應(yīng)為{5,4,3,2,1}。經(jīng)處理后,數(shù)據(jù)如表1所示。
由于上述模型涉及大量的線性規(guī)劃問題,可以借助lingo軟件進(jìn)行計算。應(yīng)用非阿基米德無窮小的模型Dε求解,得DEA有效性評價結(jié)果如表2。
由表2中的DEA有效值可知A3、A6、A7的θ值都等于1,松弛變量s+、s-也都為0,證明均為DEA有效單元,說明這三個分部工程的質(zhì)量相對有效率;而其余分部工程的DEA有效值都小于1,為DEA非有效,且其質(zhì)量水平從優(yōu)到劣為:A11、A12、A1、A10、A8、A4、A5、A 2、A9。θ值越小,說明其分部工程的質(zhì)量水平越低。
在此A3、A6、A7是DEA有效的,但不能排序。因此必須引入虛擬單元,運用式(2)計算后得12個分部工程的排序指數(shù)為(0.5355,0.2809,2.7143,0.4287,0.3307,1.6667,3.000,0.4510,0.2500,0.4631,0.6197,0.5715)。即該單位工程12個分部工程的質(zhì)量水平由優(yōu)到劣的總排序為:A7、A3、A6、A11、A12、A1、A10、A8、A4、A5、A2、A9。
對分部工程質(zhì)量為非有效的,運用“投影”原理,可計算輸入和輸出的目標(biāo)改進(jìn)。如θ值小于1的A1,其松弛變量S2-=0.1648、S4-=0.0432,說明該分部工程的與環(huán)境的協(xié)調(diào)性、耐久性都具有改變的潛力。將其代入式(3)得:與環(huán)境的協(xié)調(diào)性的改進(jìn)值可降到0.5355×0.5000-0.1648=0.1030,耐久性改進(jìn)值可降到0.5355×0.2500-0.0432=0.0907。再通過無量綱化函數(shù)的反函數(shù),得出其與環(huán)境的協(xié)調(diào)性應(yīng)由2增強到9.71,耐久性應(yīng)由4增強到11.03。同理,可以計算得出其他非DEA有效單元的目標(biāo)改進(jìn)值。具體改進(jìn)情況如表3。
3.2 工程質(zhì)量改進(jìn)措施建議
3.2.1 功能適用性由表3可知,分部工程A5、A9、A12在功能適用性這方面做得不夠,需在這方面加大力度。因此,可以通過合理布置建筑物的平面、空間,在施工過程中嚴(yán)格按照使用者要求保證其功能性。
3.2.2 與環(huán)境的協(xié)調(diào)性由表3可知,除分部工程A12外,其余各非DEA有效分部工程在與環(huán)境的協(xié)調(diào)性這方面做得不夠。因此,需要結(jié)合周圍建筑物環(huán)境、生態(tài)環(huán)境和社會環(huán)境,保證其協(xié)調(diào)性。
3.2.3 外形美觀性由表3可知,各分部工程在這方面做得很好,已經(jīng)達(dá)到完全有效,不需要進(jìn)一步的改進(jìn)。
3.2.4 耐久性由表3可知,分部工程A1、A4、A5、A8、A9、A12在耐久性這方面做得不夠,需在這方面加大力度。因此,可以從建筑材料、設(shè)備、工藝、結(jié)構(gòu)質(zhì)量上進(jìn)行控制。
3.2.5 安全性由表3可知,分部工程A2、A10、A11在安全性這方面做得不夠,需在這方面加大力度。因此,主要在結(jié)構(gòu)強度、穩(wěn)定要求方面加強。
4結(jié)語
(1)通過實例分析可以看出,將DEA評價方法應(yīng)用于工程質(zhì)量評價是可行的,不僅避免了人為確定指標(biāo)權(quán)重的主觀性,使評價更具客觀性,而且方法簡潔明了。
(2)通過DEA模型對分部工程質(zhì)量的評價,明確分部工程的質(zhì)量是否達(dá)到規(guī)模有效和技術(shù)有效,并對有效的分部工程進(jìn)行排序,對非有效的分部工程采用投影原理以提出改進(jìn)措施。通過評價,可以總結(jié)出在管理過程中的經(jīng)驗與教訓(xùn),方便管理者進(jìn)行剖析與總結(jié),有效地對工程質(zhì)量進(jìn)行控制。
(3)此方法不僅適用于對建設(shè)工程實施階段分部工程質(zhì)量的評價,也可應(yīng)用于對整體工程的質(zhì)量評價。
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