基于Fuzzy-AHP的钢桁梁供应链责任主体风险研究——以白居寺长江大桥为例

孙翔君 SUN Xiang-jun

（中交第二航务工程局有限公司，武汉 430040）

0 引言

主桥上部为双层钢桁梁，结构用钢量大，高强螺栓用量多，钢杆件加工制作精度要求高。钢桁梁供应链中参与者众多，增加了其复杂性。故本文将从狭义建设供应链角度，分析建设单位、设计单位、制造单位、运输单位及施工单位的责任风险，利用Fuzzy-AHP进行定量化处理，找出风险最大的责任主体，并相应提出对策建议。

1 供应链风险评估指标体系的构建

对于钢桁梁供应链来讲，其风险是指在工程项目的施工过程中，影响供应链正常运行，给链上各成员企业带来损失，给项目的工期、质量、投资、安全带来不利影响的各种不确定因素。传统现浇预应力混凝土连续梁属于劳动密集型行业，钢结构属于技术密集型行业，其建造环节各方面均发生了很大的转变，主要为：设计标准化、制造工厂化、施工机械化以及管理信息化。通过对设计、制造、运输以及施工4个重点环节分析供应链的风险来源，将风险来源按照责任主体进行优化整合，得钢桁梁供应链风险评价指标体系，见表1。

表1 钢桁梁供应链风险评估指标

①建设单位。钢桁梁供应链涉及主体较多，情况较为复杂，建设单位会面临项目计划以及各方责任主体的责权关系统筹不当的风险。

②设计单位。现浇预应力混凝土连续梁设计阶段可与施工各阶段独立分开，钢桁梁供应链管理必须从全寿命周期角度考虑，所有设计流程工作需前置，将制造以及施工阶段可能出现的问题提前到设计阶段解决，设计不合理、图纸变更以及非标准化、单一化的工程设施会增加项目风险。

③制造单位。钢桁梁工业化的生产方式实现了整个建造过程生产的自动化和控制现代化。杆件生产应重视质量管理，与设计、施工统筹考虑，避免生产计划方案不准确、供需变动以及延期交货等产生风险。

④运输单位。钢桁梁在存储、运输、吊装等环节发生损坏很难修复，产生的质量问题会耽误工期和成本损失，因此钢桁梁的存储与物流组织非常重要。需要制定科学的运输方案计划，考虑第三方物流、运输标准以及运输环境等是否可靠。

⑤施工单位。钢桁梁杆件之间采用栓焊连接形式，在节能降耗和保证大桥质量的同时，对施工技术水平也提出了更高的要求，期间也暴露出一些风险因素：杆件质量不稳定、吊装机械故障、安全事故发生以及工期控制不当等。

2 基于Fuzzy-AHP的风险评估模型构建

2.1 风险评估方法的选择

Fuzzy-AHP是将传统层次分析法与模糊评价法相结合的理论方法，对于评判模糊性指标具有较好的优势。

阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征(OSAHS)是临床常见的睡眠呼吸障碍性疾病。有报研究指出OSAHS与人类心血管疾病的发生具有有较密切的关系,临床可导致高血压、冠心病等心血管系统疾病的发生[2]。

层次分析法是一种将定量与定性分析相结合的决策方法，在选取风险评估指标时，存在许多定性因素，故需要采用层次分析法对指标进行定量转化。模糊评价法是应用模糊变换原理和最大隶属度原则，考虑评价系统的各个相关因素，对其进行综合评价的方法。该方法对于多因素、多层次的复杂问题评判效果较好。

2.2 风险评估模型的构建

①由于钢桁梁供应链风险评价指标比较多，故利用层次分析法对其进行相对重要性分析。对同一层次的不同指标进行两两比较，构建层次评价矩阵，通过求解特征值得到相应指标的权重。记一级风险指标为Ui（i=1，2，…，5）；二级风险指标Uij（i=1，2，…，5）。

②建立判断矩阵。设定判断矩阵对比标度，如表2所示，利用1-9比例标度法构造判断矩阵。

表2 判断矩阵标度说明表

④一致性检验。计算判断矩阵的最大特征根λmax，计算，若CI≤0.10，则认为判断矩阵具有一致性。

⑤求解风险因素隶属度。隶属函数为：

根据隶属度函数求风险因素Uij对责任主体Ui的隶属度rij。设立评判集V={v1，v2，v3，v4，v5}={低，较低，中等，较高，高}五个等级，对应分值设为{0.1，0.3，0.5，0.7，0.9}。

⑥构造隶属度矩阵。表示风险因素Uij与评判集Vm之间的模糊关系，矩阵元素表示各风险因素对各个等级的隶属度。令风险因素Ui对评判集V的隶属向量Ri={ri1，ri2，…，rim}（i=1，2，…，n），得到隶属度矩阵R。

⑦选择风险责任主体。根据隶属度矩阵Ri求得最终评价矩阵Ri=WR，综合评价值Ni=VRi，得出最大风险责任主体。

3 案例分析

3.1 项目概况

白居寺长江大桥主梁为板－桁结合钢桁梁，主桁为三角桁架，两片主桁，桁间中心距为18m。全桥用钢总量约4.3万吨，10.9S级高强螺栓约101.4万套，主要有M20、M24、M30，钢桁梁主体结构钢材采用Q345qD、Q370qD、Q370qE。钢桁梁主体结构包括：主桁上弦杆、下弦杆、腹杆、边纵梁、斜拉杆。杆件之间采用栓焊连接形式，除上弦杆顶板之间、上弦杆顶板和上层钢桥面板之间、下弦杆顶板与下层钢桥面板之间采用现场焊接外，其余全部杆件的现场连接均采用高强度螺栓连接。钢结构在专业厂家内制造，船运至桥位临时码头，桅杆吊卸船后转运至预拼场。

3.2 风险评估

①由项目专家及现场工作人员对该工程责任主体风险管理评估指标的打分赋予相应的权重，通过两两对比，得出U-Ui、U1-U1j、U2-U2j、U3-U3j、U4-U4j、U5-U5j的判断矩阵如表3～表8所示。利用yaahp软件进行判断矩阵的计算并进行一致性检验，计算结果如表9所示。

表3 U-Ui判断矩阵

表4 U1-U1j判断矩阵

表5 U2-U2j判断矩阵

表8 U5-U5j判断矩阵

表9 判断矩阵权重表

②为了确定责任主体的风险程度，建立评价尺度集，邀请20位专家及工程作业人员进行打分，以此求解隶属度得风险评估多级模糊评价表见表10。

表10 风险评估多级模糊评价表

表6 U3-U3j判断矩阵

表7 U4-U4j判断矩阵

③通过模糊评价并考虑权重系数后，得到U1-U1j、U2-U2j、U3-U3j、U4-U4j、U5-U5j的评价结果分别为：

根据公式Ni=VRi求得最终评价结果为N1=0.486，N2=0.676，N3=0.671，N4=0.579，N5=0.682，按大小排序为N5＞N2＞N3＞N4＞N1，故施工单位风险程度最大。根据上述分析结果可知，在钢桁梁供应链所涉及的责任主体之中，施工单位的风险程度最大，设计单位、制造单位次之，故应对施工单位进行重点风险管理。施工单位的6个风险因素按重要性从大到小依次为杆件质量不稳定、施工技术方案不合理、施工现场安全事故发生、工期进度控制不当、技术专业水平和设备故障。故需按照风险因素的重要性，有针对性提出风险控制建议：

①针对杆件进出场质量验收、现场堆放条件进行重点把控；②针对项目的特点编制完善施工组织设计和专项施工方案，设立施工经理进行现场管理；③施工前进行安全技术措施交底，吊装机械安装前应编制安全专项方案，实际操作过程中，安排专门技术人员进行旁站监督；④利用建筑信息模型对施工全过程及关键工艺进行信息化模拟，对工期进度进行精确控制；⑤对现场施工人员要进行施工前的技术交底工作并进行生产培训，优化流水施工作业；⑥吊装设备应按国家现行有关标准的规定进行专门设计、工厂化制作以及试验检验，其支座应根据结构特点单独设计，并经设计单位、设备生产单位确认。

4 结语

本文基于狭义建设供应链角度，对钢桁梁责任主体的风险进行识别，通过运用模糊评价的相关理论，得出施工方是供应链中风险最大的责任主体，并运用层次分析法对影响施工方的风险因素进行重要度分析，对风险因素有针对性的提出了具体的应对建议。