多目标管理模式在非稳态建设环境中的应用

陆 威

（广州城市建设咨询有限公司，广东 广州 510000）

0 引言

随着现代建筑业的发展，建设工程涉及的工程内容不断丰富，建设环境的开放性也逐步增强。工程建设过程受到自然、经济和政策环境的影响，新型施工技术的应用和人员结构的调整都增强了建设系统的不稳定性和复杂性。陈富华等[1]研究了非稳态环境下的建设工程风险因素，认为其具有随机和无序性特征，提倡利用层次分析法和综合分析法建立多目标联合规划系统实现建设项目整体效益最优。张佰尚等[2]认为非稳态环境造成的不确定性包括管理决策的不确定性和客观环境的不确定性，通过构建多种方式的模糊模型，利用自适应遗传算法对多目标管理模型进行了改进，提高了优化效率。面对管理与环境的不确定性，张连营等[3]证明多目标与多路径管理模式可有效地适应其动态管理的决策需求，实现工程项目各目标之间均衡最优。因此通过进行非稳态环境分析，建立成熟的质量控制体系，可以最终获得细化的、具有自适应性的管理方案。

1 多目标质量管理

1.1 非稳态环境分析

非稳态环境是指工程建设环境意外性因素复杂且易发，决策环境的动态变化性强，不稳定的政治环境和自然条件的变化都可能会对工程建设产生负面影响。这些不稳定因素的解决过程中不仅需要解决具体问题，还需要重视各因素之间的作用关系。与稳定环境相比，动态的环境变化导致管理情景本身具有模糊性，因此管理目标需要呈现纵向的动态变化性。在进行决策组织的过程，清晰的工程组织可有效实现工程管理内容，组织过程中主体价值的多元性，采用柔性的人员组织政策来落实管理内容[4]。

通过对非稳态工程建设环境案例的分析发现，此类工程项目行之有效的管理措施多是在前期资料的有效迭代的基础上，形成的能够对环境变化做出及时反应的方案。方案是多学科、多领域内容和知识的融合，问题边界没有明确的界定但是要素清晰，有稳定的输入和输入关系和清晰的内部关联特征。

1.2 多目标动态化管理

多目标多路径的管理模式和非稳态环境下工程建设项目的管理需求，是综合性较强的现代化质量管理模式，重视对于工程基础数据和工程技术数据的深入挖掘，在数据统计学的基础上，建立动态管理体系并实现对资源的优化配置。管理模式的适应性主要体现构建一个全面管理体系，通过对各类施工措施和管理方法的不断优化，逐步迭代形成一个完整的管理链[5]。对于突发性问题和难处理的问题进行及时的反馈，灵活地调整工程目标，将多种建设要素调动起来，形成对于人员、材料、机械、技术和环境的协调统筹体系，构建出融合型的多路径管理制度。多目标动态化管理要求将施工管理内容精细化并落实到生产的各部分，采取的措施包括设立专门的质检员监督重点施工内容；成立专门的路径管理分队，根据工程建设内容调整监督检查计划，制定质量评分记录表，真正保证及时发现问题并采取措施。

2 质量控制体系的建立

2.1 贝叶斯网络参数学习

针对非稳态建设环境，建立多目标工程质量管理体系的首要任务是识别关键管理因素，本次研究采用贝叶斯网络法，通过敏感性分析解释各因素之间的内在联系。贝叶斯网络法常用于进行参数的学习和推理，通过参数估计法得到最大似然估计，利用算法交替和最大化步骤进行目标优化。本次研究数据来源于广州地区部分建筑工程的调研材料，将数据集合设定为D，集合D中的各组数据构成的向量之间满足独立同分布，数据集之间形成的模型[6]参数为：

可采用GeNle内置的最大似然函数进行参数求解。如参数模型中设计多个变量，可对每个变量进行分解，分解后的变量记为j，每个节点可根据样本计算出发生的条件概率。条件概率为贝叶斯网络分析的目标参数，路径概率最终乘积证明因素发生概率越大，在进行质量管理过程中需要采取一定的措施进行防范[7]。

以建筑工程为例，本次识别出的非稳态因素内容如表1所示（损失等级越高表明质量风险越大）。

表1 建筑工程非稳态因素识别表

表2 建筑工程C类因素条件概率表

其形成的关联路径如图1所示。

图1 非稳态因素贝叶斯关联路径图

2.2 多联通网络推理

在建立了贝叶斯网络连接结构后，需要根据工程数据来进行概率计算，本次采用GeNle软件的节点计算方法，在确定节点有连接后，需要计算得到软件摩尔图。连接计算过程中，将各节点作为变量组合，采用拟合法建立组合分布函数，利用传递推理计算法，得到路径分布函数。如图1所示，关联路径即为联合树雏形，根据其路径特征进行概率计算，设定连接集团B、C、D之间有i个节点，节点有Xi个状态，自然就有个组合形式，运算中用表示对应的第j个路径的分布函数[8]，具体表示为：

以A-B-B1路径为例，路径概率由A经过B到B1，概率分布：

经过多个分支的计算，最终形成一个全局一致的联合分布整体，表示为：

而后，将部分节点视为变量，引入变量e来作为添加代表项。此时节点B满足：

由此类推，得到最终变量A的概率分布为：

以节点C为例，其条件概率的计算结果如表所示，其余节点计算与分析过程同理（1为事件发生，0表示事件未发生）。

可见，在此非稳态环境建设项目中，事故组合可能性较大情况为C3事件单独发生和C3、C4事故同时发生。在实际生产过程中，荷载变化及其相关风险是引发建筑失稳的重要因素。分析结果体现了各因素之间的关联性的同时，也预测了事故发生的联合形态。在进行施工管理的过程中，需针对结果中的联合事故情景进行管理预案，做到重点管理和风险预防。

2.3 评价矩阵的构建

在进行管理方法调整时，需要突出多目标多路径管理方法在责任具体化和管理标准化方面的优势，增强工程现场统筹能力，避免出现工序混乱的问题。由于非稳态建设环境中的工程建设影响因子具有动态性和深度不确定性，因此可考虑利用模糊评价法来构建管理控制评价体系。本次评价将管理分为环境、施工、技术三个层面，采用资料分析法建立细化评价指标。以广州市A项目基础设施工程为例，建立的基本要素评级评价判断矩阵如下：

2.4 矩阵计算结果与分析

由T计算结果可知，项目评价最大特征指标值为0.35，表示项目质量评价效果良好。从指标之间的对比来看，非稳态环境中，工程质量更多受到施工阶段因素的影响。施工阶段的内容的综合权重在评价体系中最高，强化施工管理是提高工程质量的重要手段。以A工程为例，其工程内容涉及框架结构施工的问题，因此装配与工艺对工程质量产生的影响较大，D4新工艺的应用风险便主要集中于此，框架结构施工过程中应用标准成型结构可以缩短工期，在保证荷载能力的前提下节省材料。在进行装配工艺检核和管理过程中，需要严格对标施工标准，对接头实验和墙柱模板安装施工过程中，记录工程数据，督促水电预埋安装工作积极与模板安装工作相配合，提高施工效率。

3 质量控策略

3.1 多目标质量控制策略

针对非稳态环境下的工程建设问题，管理优化需要聚焦复杂多变情景特点，这是具有客观属性的环境构成。管理体系必须包含工程内容本身与周围自然环境以及施工环境的关联性，建立起指标合集。此时可以从关联性和整体性的角度出发，根据分析结果，运用情景研究的方式建立起多目标控制体系。此时需要制定质量管理细化方案，对于引入的新技术和新工艺进行重点质量审查，对于识别出的非稳态环境下的工程质量影响因素进行重点排查，增加关键工序的申请、批准、验收与记录。在进行施工阶段管理优化时，可对机械设备配置进行重点管理，机械设备的合理使用是顺利完成建设目标的重要保障，进行有效的机械管理可督促施工人员按照标准进行操作和对设备的维护保养，使得设备最大限度处于良好的工作状态[11]。

3.2 多目标管理的人员管理策略

进行多目标施工质量控制的最终目标是提高工程建设质量，打造优势且具有竞争力的项目。因此，在进行成果评价时，必须做好评价策划，从全面提高工程质量水平的角度出发，对管理流程和方法进行不断的调整，实现完整的过程质量管理和施工组织设计。针对非稳态环境，不同的管理人员的经验和意识会对管理决策产生不同的影响，采用多目标管理法就是逐步弱化内置因素对管理方法造成的变动性，因此需要不断进行管理人员专业技能培训，提高管理人员责任心和交流配合，建立一整套的管理机制。

4 结论

（1）随着建筑业的不断发展，建筑工程的主体多元性和开放性不断增加，非稳态环境下工程建设管理优化需加深其对不确定因素影响路径的分析和讨论。本文利用贝叶斯网络分析法，识别出了重点影响因子，并建立了关联路径图。

（2）本次研究在工程实践基础数据的基础上，利用多联通网络推理法，对工程问题之间的发生概率和内在联系性进行了分析，对稳态工程环境的情景建设和管理优化提供了参考。

（3）针对具体工程案例，利用专家打分法和模糊评价法建立了多目标评价矩阵，根据最终评价指标T的表现，实现了对管理结果和重点问题的评价与分析讨论

（4）根据分析评价结果，从建立质量检测小组、优化机械管理结构、提高人员管理水平三个方面，提出了多目标管理优化策略。