اصلاح آنالیز ریسک برنامه‌ای و مدل مدیریت پیشرفته برای کل ریسک‌های چرخه‌ عمر پروژه

ضرورت داشتن یک تکنیک مناسب برای رسیدگی به ریسک‌های ناشی از شکست در ساخت

 مصطفی خوش طبخ

احسان‌ا… اشتهاردیان

چکیده

آنالیز ریسک برنامه‌ای و مدل مدیریت پیشرفته APRAM)) یکی از روش‌های توسعه یافته اخیر است که می‌تواند برای آنالیز ریسک و اهداف مدیریت باتوجه به ریسک‌های زمان‌بندی هزینه و کیفیت به‌طور همزمان مورد استفاده قرارگیرد. این مدل، ریسک‌های منجر به شکستی را که تنها در طول مراحل طراحی و ساخت یک چرخه‌ حیات پروژه رخ می‌دهد، درنظر می‌گیرد و می‌تواند برای پروژه‌هایی که هزینه‌ مورد نیاز دوره عملیاتی آنها بسیار کم‌تر از بودجه مورد نیاز در طول دوره ساخت است، مناسب باشد، بنابراین می‌بایست در ارتباط با پروژه‌های زیربنایی اصلاح شود چرا که هزینه‌های مرتبط در طول چرخه‌ دوره عملیاتی مهم هستند. دراین مقاله، سعی بر این است که مروری شود بر روش‌های موجود برای استفاده در مدیریت ریسک در صنعت ساخت و در نهایت مدل APRAM اصلاح شده با این هدف که بتواند به عنوان یک ابزار پشتیبانی تصمیم‌گیری کارآمد برای مدیران درصنعت خانه‌سازی که درآن ممکن است از نظر فنی گزینه‌های مختلفی موجود باشد، مورد استفاده قرارگیرد.

کلمات کلیدی: پروژه، مدیریت ریسک، مدیریت ساخت، آنالیز ریسک

۱- مقدمه

بسیاری از پروژه‌های مهندسی بنا به دلایل بسیاری با محدودیت بودجه و زمان به‌خصوص در شرایط اقتصادی کنونی جهان روبه‌رو هستند. یک پروژه موفق معمولاً با توانایی آن در تکمیل به موقع و در محدوده بودجه و منطبق با نیازهای فنی شناخته می‌شود. به منظور دستیابی به این اهداف، مدیران ساخت می‌بایست به ابزارهای پشتیبانی تصمم‌گیری کارآمدی مجهز شوند که بتواند به بهبود توزیع منابع اختصاص شده به پروژه‌ باتوجه به هزینه، زمان و کیفیت و در عین حال به حداقل رساندن ریسک‌های ناشی از شکست پروژه به صورت همزمان کمک کند. حفظ تعادل تخصیص منابع و ریسک‌های شکست پروژه وقتی پیچیده‌تر می‌شود که منابع پروژه مقیدتر شوند. مدیران نیازمند تصمیم‌گیری‌های مهمی هستند که بر نتایج پروژه اثرگذار است. آنها ناگزیر به انتخاب سبکی امکان‌پذیر از ساخت هستند، زیرا مسایل و مشکلاتی در طراحی و ساخت (D&C) ممکن است به وجود بیاید که با درنظر گرفتن شکست‌های مدیریتی و فنی بالقوه و همچنین مشکلات خدمات، ممکن است بر عملکرد کل پروژه تأثیر بگذارد. به همین دلیل انتخاب سبک در طراحی و ساخت (D&C) بسیار اهمیت دارد. مرور بر ادبیات تحقیق نشان می‌دهد که انواع مختلفی از روش‌های موجود برای استفاده در مدیریت ریسک در صنعت ساخت وجود دارد، اگرچه اغلب این روش‌ها و تکنیک‌ها، یا ریسک‌هایی هستند که صرفاً مربوط به هزینه، زمان‌بندی یا قابلیت اطمینان سازه هستند و یا مربوط به ترکیبی از ریسک‌های هزینه و زمان. در برخی از پروژه‌ها تعداد زیادی از اجزای وابسته از جمله هزینه، زمان‌بندی و عملکرد فنی دخیل هستند که منجر به تعامل پیچیده بین عناصر ریسک رقابتی می‌شود. برای مثال، یک تجاوز از برنامه‌ زمان‌بندی ممکن است باعث افزایش هزینه کلی ساخت ناشی از هزینه‌های اضافی جرثقیل و یا کامیون اجاره‌ای شود. بنابراین، داشتن یک تکنیک مناسب که بتواند به ترکیبات ریسک‌های مختلف ناشی از شکست در ساخت رسیدگی کند، ضروری است. آنالیز ریسک برنامه‌ای و مدل مدیریت پیشرفته (APRAM)، ابتدا در صنعت هوا و فضا به‌ویژه در بحث مدیریت مأموریت‌های فضایی بدون سرنشین «سریع‌تر، بهتر، ارزان‌تر» ناسا مطرح شد. این وظایف با تلاش برای تولید سیستم مدیریت کیفیت در یک زمان کوتاه و در کاهش هزینه به روش‌های سنتی مشخص می‌شوند. APRAM یکی از تکنیک‌هایی است که می‌تواند به عنوان یک ابزار پشتیبانی تصمیم‌گیری کارآمد برای مدیریت ریسک شکست‌های پروژه ساخت مورد استفاده قرار گیرد. مدل به منظور رسیدگی به نیاز برای تعادل انواع مختلف ریسک‌های پروژه به‌طور همزمان توسعه داده شده است و اجازه بهینه‌سازی کمی، صریح و تخصیص ذخایر بودجه را از طریق موازنه ریسک‌های شکست فنی و مدیریتی براساس اولویت‌های تصمیم‌گیرنده‌ها می‌دهد. همچنین اجازه بررسی این را می‌دهد که آیا ریسک‌های فنی و مدیریتی با آستانه مقبولیت مواجه می‌شوند یا خیر. Imbeah و Guikema (2009) اظهار داشتند که این روش می‌تواند در صنعت خانه‌سازی برای کمک به مدیران پروژه مورد استفاده قرار گیرد به‌طوری که به تمام ریسک‌های شکست قابل شناسایی، رسیدگی کنند و روش‌های بالقوه مختلف ساخت را مقایسه کنند. نکته قابل توجه این که در رسیدن به این نتیجه، آنها فقط بخش‌های طراحی و ساخت را در نظر می‌گیرند. بنابراین برخی از اصطلاحات مورد نیاز برای استفاده صحیح از این روش نه تنها هزینه‌های اولیه یک پروژه را پوشش می‌دهد بلکه هزینه‌های کل چرخه عمر پروژه را شامل طراحی، ساخت، بهره‌برداری و نگهداری نیز پوشش می‌دهد. این اصلاحات ضروری هستند تا مشخص کنند که آیا هزینه‌های اولیه بالاتر یک پروژه از لحاظ اقتصادی با کاهش در هزینه‌های آینده در مقایسه با گزینه‌ای دیگر با هزینه پایین‌تر اولیه هزینه‌ای بالاتر آینده توجیه دارد یا خیر.

این مقاله یک مدل APRAM اصلاح شده را مطرح می‌کند به‌طوری که می‌تواند ریسک‌های بالقوه پروژه‌ای را که ممکن است در طول کل چرخه عمر پروژه رخ دهد در نظر بگیرد، ازجمله ریسک‌های شکست فنی و مدیریت. این مقاله با تشریح گام‌های استفاده از APRAM شروع می‌شود و با بحثی در ارتباط با نیاز به قراردادن هزینه چرخه عمر در مدل APRAM ادامه می‌یابد که به دنبال آن، پیاده‌سازی مدل APRAM اصلاح شده و به عنوان یک مطالعه موردی، امکان استفاده از سازه‌های قاب فولادی (CFS) به‌کار گرفته شده است. در پایان، یافته‌های مطالعه به‌طور خلاصه بیان می‌شود.

۲- آنالیز ریسک برنامه‌ای و مدل مدیریتی پیشرفته (APRAM)

مدل APRAM می‌تواند توسط مدیران پروژه به منظور شناسایی ۳ گام متوالی بهینه‌سازی مورد استفاده قرار گیرد. گام اول شناسایی همه گزینه‌های طراحی فنی محتمل با در نظر گرفتن بودجه‌ای که می‌تواند در پروژه به منظور به حداقل رساندن احتمال فنی شکست (PF) برای هر گزینه صرف شود، است. در این گام، همه اجزای ممکن برای بخش‌های اصلی ساختمان مانند شالوده، سقف، روکش فلزی و همچنین برآورد هزینه اولیه آنها می‌بایست مشخص شود. سپس حداقل هزینه برای هر یک از گزینه‌های طراحی فنی در نظر گرفته شده و بودجه باقی‌مانده مقتضی آن شناسایی می‌شود. بودجه باقی‌مانده اشاره به تفاوت بین بودجه کل پروژه و حداقل هزینه هر گزینه است که برای بهبود این پروژه چه از لحاظ فنی و یا مدیریتی در دسترس است. مرحله بعدی، گام شامل بهینه‌سازی بودجه باقی مانده اختصاص داده شده در طول اجزای مختلف هر گزینه طراحی و سپس انتخاب گزینه فنی بهینه است. برای این منظور، امکان بهبود جنبه‌های فنی هر گزینه، براساس بخش اختصاص داده شده بودجه باقی مانده هر گزینه، به‌عنوان یک مسأله بهینه‌سازی غیرخطی بررسی می‌شود. هزینه اختصاص داده شده برای حل مسایل بهینه‌سازی می‌تواند از صفر تا ۱۰۰ درصد بودجه باقی مانده متغیر باشد. در گام دوم می‌بایست ریسک‌های مدیریتی بر روی محدوده مشخصی از بودجه ذخیره بالقوه شناسایی شده و سپس برای هرگزینه با استفاده از استراتژی‌های بهینه‌سازی مناسب به حداقل برسد. این استراتژی‌‌‌ها با تعیین ریسک‌های مدیریتی بالقوه که ممکن است برای هر گزینه طراحی فنی رخ دهد و همچنین هرگونه اقدامات کاهشی امکان‌پذیر که می‌تواند برای هریک از ریسک‌های مدیریتی به‌کار گرفته شود، انتخاب می‌شود. درواقع این گام شبیه به گام اول است با این تفاوت که بهینه‌سازی در تخصیص بخشی از بودجه، برای کاهش ریسک‌های مدیریتی شامل مسایل مربوط به زمان‌بندی و بودجه اعمال می‌شود.

گام آخر تعیین کردن گزینه طراحی فنی بهینه باتوجه به ریسک‌های فنی و مدیریتی است. هر گزینه طراحی و فنی ممکن است نیازمند یک بخش متفاوتی از بودجه باقی مانده از طریق موازنه ریسک‌های شکست فنی و مدیریتی بر مبنای اولویت‌های تصمیم‌گیرنده‌ها باشد. درنهایت، مدیران پروژه می‌بایست گزینه‌ای را انتخاب کنند که بهترین ارزش را باتوجه به احتمالات شکست پروژه و هزینه‌های شکست مربوطه ارایه دهد. در صورت رضایت‌بخش نبودن، منابع اختصاص داده شده می‌بایست تا زمانی که گزینه انتخاب شده با آستانه مقبولیت مواجه شود، افزایش یابد.

۳- هزینه چرخه عمر (LCC)

هزینه چرخه عمر (LCC) یک پروژه به عنوان هزینه‌های کلی پروژه تعریف می‌شود، به‌طوری که در طول تمام مراحل چرخه عمر کل پروژه صرف می‌شود، ازجمله طراحی، ساخت، بهره‌برداری، نگهداری و تعمیر و حتی تخریب. LCC انرژی‌های عملیاتی و ضمنی را دربر می‌گیرد، یعنی انرژی‌های چرخه عمر، مربوط به ساختمان‌ها در طول دوره آن‌ها.

مدل APRAM می‌بایست اصلاح شود تا کل هزینه چرخه عمر پروژه را با درنظر گرفتن ارزش زمانی پول پوشش دهد. همان‌طور که ارزش زمانی پول با زمان تغییر می‌کند، هزینه‌های انجام شده نیز در زمان‌های مختلف یکسان نیستند. روش ارزش حاضر (PV) که توسط استاندارد ASTM E917-05 به تصویب رسید برای این منظور به‌کار گرفته شده است.

نرخ تنزیل در تغییر ارزش پول در طول زمان درنظر گرفته می‌شود و به‌طورکلی دربرگیرنده ۳مؤلفه اصلی است، شامل: هزینه فرصت واقعی سرمایه (cc)، حق بیمه‌ مورد نیاز برای ریسک مالی سرمایه‌گذاری (fr) و نرخ پیش‌بینی تورم (pi). هر مؤلفه به عنوان یک نمایش درصدی از نرخ افزایش سالانه (یا کاهش، در صورت تورم منفی اقتصادی) اعلام شده است، بنابراین نرخ تنزیل در حال حاضر می‌تواند به صورت آنچه که در ادامه می‌آید محاسبه شود.

در مطالعه حاضر، نرخ تنزیل و طول عمر خدماتی ساختمان باقی مانده به ترتیب ۱۲ درصد و ۵۰ سال فرض می‌شود. لازم به ذکر است به منظور ارزیابی هزینه‌های مربوطه که در طول عمر خدماتی و یا عمر عملیاتی یک پروژه رخ می‌دهند، داشتن یک مطالعه عمیق محلی باتوجه به سابقه اقتصادی مشابه ساختمان‌ها، ضروری است. با این حال، این مطالعه از برخی از اسناد و مشخصات هزینه‌یابی چرخه عمر محلی که توسط برخی از محققان اتخاذ شده است، استفاده می‌کند و در آن هزینه‌های عملیاتی یک ساختمان با هزینه‌های توسعه ساختمان برابر فرض شده است، یعنی ۵۰ درصد هزینه‌های کل چرخه عمر پروژه.

۴- پیاده‌سازی مدل APRAM اصلاح شده

در این مطالعه، روش آنالیز ریسک برنامه‌ای و مدل مدیریتی پیش رفته برای ارزیابی امکان استفاده از سازه‌های CFS در مناطق لرزه‌ای در مقایسه با دیگر ساختمان‌های مورد استفاده معمولی به‌کار برده می‌شود. برای این منظور، دو طبقه ساختمان مسکونی معمولی به مساحت ۳۸۴ متر مربع واقع در کرمان (منطقه‌ای لرزه‌ای در ایران) درنظر گرفته شده است. نقشه‌ها و مشخصات واقعی برای ایجاد محدوده کاری به‌کار گرفته شده‌اند.

مشخص شده است که کارفرما در نظر دارد یک سرمایه اولیه به میزان ۱۵۰هزار دلار برای طراحی و ساخت پروژه بپردازد. این مبلغ شامل تمام هزینه‌هایی است که برای صرف شدن در ساخت ساختمان مورد نیاز است، همچنین تمامی وجوه اضافی ضروری به منظور بهبود پروژه چه به لحاظ فنی و چه مدیریتی را شامل می‌شود.

هزینه‌ها و احتمالات شکستی که در این مطالعه به‌کار گرفته شده‌اند براساس مطالعات محلی و مصاحبه با مدیران ساخت، پیمانکاران و مشاوران برآورد شده‌اند همچنین فرض شده است که منابع اضافی سالانه که برای هزینه چرخه عمر خدماتی پروژه مورد نیاز است (برای مثال بهره‌برداری و نگهداری، تعمیر، نوسازی و تخریب) توسط کارفرما در طول عمر خدماتی ساختمان تأمین می‌شوند، این منابع شامل سرمایه‌گذاری اولیه نیستند.

۵- شناسایی گزینه‌های طراحی فنی محتمل

باتوجه به سنت‌های منطقه‌ ساخت، دو گزینه‌ طراحی فنی اصلی می‌تواند در ساخت یک ساختمان مسکونی دو طبقه در نظر گرفته شود. این دو گزینه عبارتند از: سیستم ساخت معمولی (CCS) و سیستم قاب‌دار CCS.CCS در این مطالعه اشاره به استفاده از دیوارهای بنایی ترکیب شده با مهارهای بتنی به عنوان سیستم سازه‌ای اصلی دارد. در مدل APRAM شخص می‌بایست اجزایی را که می‌توانند برای CCS و CFS مورد استفاده قرار گیرند طبقه‌بندی کند.

۶- تعیین بودجه باقی مانده

هنگامی که اجزای آن گزینه‌های ساختی که از لحاظ فنی امکان‌پذیر است، مورد ارزیابی قرار گرفت حداقل هزینه توسعه برای هر گزینه تعیین می‌شود، همچنین هزینه‌های عملیاتی اسنادی مشخص می‌شوند. همان‌طور که در بخش ۳ مورد بحث قرار گرفت، هزینه عملیاتی در این‌جا برابر با هزینه توسعه ساختمان در نظر گرفته می‌شود. براساس قیمت‌های محلی برای دو سیستم سازه‌ای متفاوت، CCS و CFS، برآورد می‌شوند. بودجه باقی مانده (RB) برای هر گزینه با محاسبه تفاوت بین بودجه اولیه کل پروژه (TB) و هزینه کلی توسعه‌ ساخت تعیین می‌شود.

۷-شناسایی ریسک‌های فنی و مدیریتی

برای ارزیابی ریسک‌های شکست پروژه، همه منابع احتمالی خطا در عملکرد ساختمان به عنوان شکست‌های فنی در نظر گرفته می‌شود. این شکست‌های فنی ممکن است قبل و یا بعد از اتمام ساخت رخ دهد و درنتیجه می‌تواند به عنوان شکست‌های فنی در بخش نمودارهای D&C یا بهره‌برداری و نگهداری O&M طبقه‌بندی شوند. شایان توجه است که براساس اطلاعات به دست آمده از مطالعات محلی و مصاحبه، در مراحل D&C پروژه، ریسک‌های شکست فنی و مدیریتی پروژه می‌توانند به‌طور منطقی مستقل در نظر گرفته شوند، درحالی که در طول مرحله عملیاتی چرخه عمر پروژه کاملاً با یکدیگر مرتبط هستند. این بدان معنی است که هر مسأله‌ای که هم هزینه ناشی از تعمیر یا تعویض و هم زمان را می‌افزاید از یک مسأله فن در ساختمان به وجود می‌آید. بنابراین تنها ریسک‌های شکست فنی در طول عمر عملیاتی در نظر گرفته می‌شود. این نتیجه‌گیری صرفاً برای مطالعه موردی در این مقاله در نظر گرفته شده است (یعنی ساختمان مسکونی دو طبقه) و ممکن است در تمامی موارد صحیح نباشد. بنابراین، برای به‌کار بردن درست مدل APRAM اصلاح شده، تحقیقات مناسب ضروری است.

علاوه بر این، شایان ذکر است که طول عمر خدمات ساختمان مانند سیستم گرمایی، معمولاً بسیار کوتاه‌تر از چرخه عمر ساختمان است. بنابراین انتظار می‌رود داشتن برخی از تجهیزات و یا خدمات که در طول عمر عملیاتی پروژه، تعویض یا بازرسی و نگهداری می‌شوند، ضروری است. به عبارت دیگر، رخدادهای ریسک مرتبط با خدمات ساختمان که در طول چرخه عمر خدماتی ساختمان اتفاق می‌افتد، باتوجه به صرفاً طول عمر مؤثرشان شناسایی می‌شوند. پدیده‌های شکست فنی و مدیرتی و احتمالاً شکست مربوطه و هزینه‌ها در طول کل عمر چرخه پروژه با استفاده از روش دلفی به دست آمده‌اند. روش دلفی یک تکنیک تصمیم‌گیری گروهی است که به منظور دستیابی به توافق عمومی میان گروهی از متخصصین با استفاده از یکسری پرسش‌نامه‌ها مبادرت می‌ورزد. برای این منظور ابتدا یک پرسش‌نامه بدون نام و به صورت جداگانه توسط هر عضو گروه شامل دو مدیر ساخت، دو پیمانکار و ۳ مشاور پاسخ داده شد که راجع به ریسک‌های بالقوه یک ساختمان مسکونی دو طبقه معمولی در کل چرخه عمر در محل مورد نظر سؤال شده بود. سپس پاسخ‌ها خلاصه شده و همراه با پرسش‌نامه‌ بعدی به اعضای گروه برگشت داده شد. این بار، از پاسخ دهندگان خواسته شد تا به هر رخداد شکست نمره‌ای اعتباری از صفر تا ۱۰ بدهند. در مرحله بعد، گراف خلاصه نتایج مجدد به پاسخ‌دهندگان برگشت داده شد. از آنها خواسته شد پاسخ‌های قبلی خود را دوباره ارزیابی کنند و همان سؤالات پرسیده شد. پس از آن خلاصه‌ای از پاسخ‌ها با نمایش میانگین و انحراف استاندارد به همه اعضای گروه فرستاده شد. از پاسخ‌دهندگان درخواست شد تا تمامی پیش فرض‌های جدید مشخص شده در دور دوم و آن‌هایی که در دور اول انحراف استاندارد بزرگی داشتند مجدد ارزیابی کرده و بار دیگر نمره‌ای اعتباری اختصاص دهند. در مرحله بعد، رخدادهای ریسک شکست قطعی براساس نتایج، نهایی شدند. همین روند برای محاسبه احتمالات مربوط به شکست انجام شد. پس از ۳بار تکرار، مقادیر نهایی برای احتمالات شکست، توافق خوبی در میان گروه گذاشت.

لازم به ذکر است که احتمالات شکست در سازه‌های CFS معمولاً در مقایسه با سازه‌های CCS، پایین‌تر است. این عمدتاً به خاطر نه تنها ساخت کارخانه‌ای CFS و درنتیجه کیفیت کنترل شده است بلکه اغلب چرخه عمر یک ساختمان CFS از چرخه عمر یک ساختمان CCS مشابه به مراتب کوتاه‌تر است. لازم به ذکر است که اگرچه احتمالات شکست برای ساختمان CCS عمدتاً پایین‌تر است، اما هنوز شخص نیاز به استفاده از یک مدل مناسب دارد، برای مثال مدل APRAM اصلاح شده، برای توجیه این است که آیا استفاده از سازه‌های CFS امکان‌پذیر است یا خیر، چراکه هزینه‌های توسعه CFS از CCS بالاتر است. علاوه بر این، APRAM تفاوت بین هزینه‌های شکست در هردو سبک ساختمانی را که می‌بایست به عنوان بخشی از مقایسه دو سبک در نظر گرفت، به دقت مورد بررسی قرار می‌دهد.

در این مقاله اختلاف در عدم قطعیت‌های احتمالات و هزینه‌ها بین مراحل مختلف پروژه به عنوان داده‌های ورودی منتج شده از به‌کارگیری روش دلفی که توسط گروه خبره انجام شده است، به حساب آورده نشده‌اند. اگرچه این نکته‌ی مهمی است و می‌تواند در مطالعات بعدی نظر گرفته شود.

ریسک‌های فنی و مدیریتی به دو بخش تقسیم می‌شوند: ریسک‌های جزیی و کلی. درحالی‌که در شکست‌های کلی فنی (TTF) اشاره دارد به امکاناتی که ممکن است باعث شود ساختمان طبق مشخصات فنی به عنوان غیرقابل استفاده طبقه‌بندی شود، شکست‌های فنی کلی (PTF) شامل آن شکست‌هایی است که ساختمان را قابل استفاده ارایه می‌دهد ولی تنها در سطح بسیار پایینی از عملکرد. ریسک‌های مدیریتی عبارتند از احتمالاتی که در آن پروژه‌ها نمی‌توانند در محدوده‌ بودجه‌ی اختصاص داده شده و جدول زمانی فراهم شده به اتمام رسند. شواهد موجود نشان می‌دهد که ساختمان‌های مسکونی در محل مورد نظر به صورت قابل ملاحظه‌ای خارج از هزینه و زمان ساخته می‌شود. بنابراین همه ریسک‌های مدیریتی در این مطالعه درنظر گرفته شده‌اند و تمامی ریسک‌های شکست مدیریتی شناسایی شده به عنوان شکست‌های مدیریتی جزیی طبقه‌بندی می‌شوند. مشابه رخدادهای ریسک‌های فنی ساختمان در طول عمر عملیاتی پروژه که به عنوان شکست‌های فنی جزیی در نظر گرفته شدند، همین فرض شده است چراکه انتظار می‌رود این شکست‌‌‌ها بر عملکرد کلی ساختمان تأثیر نمی‌گذارد. موازنه مناسب میان این ریسک‌های شکست برای دستیابی به عملکرد بهینه ساختمان ضروری است. برای مثال صرف زمان و پول بیش‌تر بر روی طراحی برای کاهش ریسک‌های شکست فنی ممکن است احتمال شکست مدیریتی تجاوز از هزینه زمان را افزایش دهد. احتمالات شکست ریسک‌های شکست فنی و مدیریتی کلی و جزیی براساس مدل درخت خطا محاسبه شده است.

مرحله بعدی تعیین کردن چگونگی تغییر احتمالات شکست ریسک‌های مختلف است. چنان‌که بودجه باقی مانده صرف می‌شود. فرض بر این است که احتمالات شکست به‌طور مداوم کاهش می‌یابد. این فرض که در اصل توسط Guikema و Paté-Cornell (2002) ارایه شده است، مربوط به این کار تحقیقاتی است و سازگاری آن نیز توسط Imbeah و Guikema تأیید شده است. این مدل شامل یک تابع ریسک کلی- هزینه برای سیستم‌های مدل‌سازی است، با فرض این که احتمالات شکست یک سیستم، به عنوان مثال بودجه باقی مانده‌ای را که برای افزایش استحکام و عملکرد سیستم صرف می‌شود، به صورت نمایی کاهش می‌دهد. بنابراین، به منظور بهینه کردن بودجه باقی مانده‌ تخصیص داده شده در گزینه‌های شناسایی شده و برای برآورد کاهش مورد انتظار احتمال شکست با تخصیص بخشی از بودجه باقی مانده، منحنی‌های نزولی نمایی برای هر ریسک شکست شناسایی شده است.

برای ارزیابی پارامترهای معادله، کشف این‌که چه مقدار از حالت شکست هر رخداد ریسک برای مقدار مشخصی از سرمایه‌گذاری کاهش می‌یابد، ضروری است. این کاهش با تعریف فاکتور کاهش تشریح می‌شود که آن نسبت بین احتمال شکست هر رخداد ریسک، قبل و بعد از سرمایه‌گذاری خاص است.

۸- بهینه‌سازی بودجه تقویت فنی در طول چرخه عمر D&C

بودجه تقویت فنی به عنوان بخشی از بودجه باقی مانده تعریف می‌شود که می‌تواند برای تقویت یا بهبود ویژگی‌های فنی ساختمان مورد استفاده قرار گیرد.

بودجه باقی مانده به عنوان بخشی از هزینه سرمایه اولیه پروژه به‌طور مستقیم برای بهبود شکست‌های فنی پروژه در طول چرخه عمر عملیاتی آن صرف نمی‌شود زیرا این شکست‌‌‌ها در طول کل چرخه عمر رخ می‌دهد، به عنوان مثال از لحاظ اقتصادی منطقی نیست مبلغ زیادی برای استفاده احتمالی در آینده کنار گذاشته شود. بنابراین بودجه باقی مانده در واقع برای رخدادهای شکست شناسایی شده در طول چرخه عمر D&C ساختمان صرف می‌شود، در نظر گرفتن ریسک‌های فنی بالقوه که ممکن است در طول عمر عملیاتی رخ دهد، قبلاً تشریح شد. مرحله بعد بهینه‌سازی بودجه باقی مانده تخصیص داده شده بر اجزای فنی هرگزینه است. برای این منظور، یک الگوریتم بهینه‌سازی غیرخطی مشابه آنچه که استفاده کردند، به‌کار گرفته شد، جهت ارضای شرایط برای بهینگی تابع لاگرانژ از نرم‌افزار ریاضیات استفاده شد. شرایط KKT برای حل مسأله بهینه‌سازی غیرخطی لازم است فراهم شود به‌طوری که برخی از شرایط قاعده ارضا شود. بهینه‌سازی، کسری بودجه باقی مانده مورد نیاز برای پرداخت هر جزء که سود کارفرما را بهینه می‌کند، فراهم می‌آورد که اساساً باتوجه به اولیت‌های تصمیم‌گیری تعریف می‌شود. سودمندی در این مورد خاص، حداقل هزینه مورد انتظار شکست است.

۹-بهینه‌سازی بودجه تقویت مدیریتی

رویکرد بهینه‌سازی غیرخطی، برای بهینه کردن بودجه تقویتی بر رخدادهای ریسک شکست شناسایی شده مختلف در طول چرخه عمر D&C استفاده می‌شود. بخشی از بودجه باقی مانده که برای بهبود حالت‌های شکست مدیریتی باقی مانده است به عنوان ذخیره مدیریتی در نظر گرفته می‌شود.

مجدداً سودمندی که به عنوان حداقل هزینه مورد انتظار شکست در نظر گرفته شد، می‌تواند برای هر تخصیص بودجه تقویت مدیریتی تعیین شود. همان‌طور که پیش‌تر گفته شد رخدادهای ریسک مدیریتی شناسایی شده در صنعت خانه‌سازی به عنوان ریسک‌های شکست جزیی که در طول چرخه عمر D&C رخ می‌دهند، در نظر گرفته می‌شوند. به عبارت دیگر فرض شده است که هر رخداد شکستی که در طول چرخه عمر عملیاتی پروژه رخ می‌دهد نتیجه‌ای از یک مسأله فنی است که ممکن است نیازمند اصلاح زمان یا هزینه و یا هر دو باشد.

۱۰- انتخاب گزینه‌های بهینه و مطابق با بودجه باقی مانده

گام آخر گزینه‌های بهینه با در نظر گرفتن هر دو ریسک شکست فنی و مدیریتی و بررسی کسری بودجه باقی مانده است که سود کارفرما را بیشینه می‌کند و به عنوان حداقل هزینه‌ی مورد انتظار شکست تعریف می‌شود. منظور از وقوع شکست شامل هر دو شکست فنی و مدیریتی در طول کل چرخه عمر پروژه است. شکست‌های مدیریتی قبل از شکست‌های فنی رخ می‌دهند، زیرا شکست فنی تنها پس از ساخته شدن ساختمان به وقوع می‌پیوندد.

باتوجه به نتایج ریاضی به دست آمده (که در اینجا عملیات انجام شده ذکر نشد)، هزینه شکست و احتمال ریسک شکست برای CFS بسیار پایین‌تر از CCS است. بنابراین از مقایسه هر دو گزینه به روشنی می‌توان نتیجه گرفت که استفاده از سازه‌های CFS برای ساخت ساختمان دو طبقه در منطقه مورد نظر مقرون به صرفه‌تر است.

باید تأکید کرد که مدل APRAM اصلاح شده‌ی ارایه شده، دربرگیرنده یک تابع ریسک کلی هزینه برای سیستم مدل‌سازی است، با فرض این‌که احتمالات شکست یک سیستم به عنوان مثال بودجه باقی مانده‌ای را که برای افزایش استحکام و عملکرد سیستم صرف می‌شود، به صورت نمایی کاهش می‌دهد. قابلیت اطمینان این فرضیات می‌بایست در مطالعات بعدی با استفاده از داده‌های تاریخی بر روی پروژه‌های مشابه و یا مرتبط ارزیابی شود. همچنین مدل تنها جنبه‌های اقتصادی پروژه شامل زمان، هزینه و کیفیت را در نظر می‌گیرد. این مطالعه می‌تواند با درنظر گرفتن سایر فاکتورهای پایداری مانند فاکتورهای زیست‌محیطی و اجتماعی بهبود پیدا کند.

۱۱- نتیجه گیری

این مقاله، آنالیز برنامه‌ای و مدل مدیریت پیشرفته APRAM را به عنوان یک ابزار پشتیبانی تصمیم‌گیری مناسب برای مدیران ساخت ارایه می‌دهد به‌طوری که می‌توانند به‌طور همزمان به ریسک‌های شکست هزینه، زمان و کیفیت رسیدگی کنند. درحالی که مدل اصلی APRAM تنها آن دسته از ریسک‌هایی را که در طول مراحل طراحی و ساخت چرخه عمر پروژه ازجمله مرحله عملیاتی رسیدگی می‌کند. به منظور تشریح این روش، یک ساختمان واقعی دو طبقه مورد مطالعه قرار گرفت. ریسک‌های شکست و احتمالات آنها و هزینه شکست‌‌‌ها با استفاده از روش دلفی که با گروهی از خبرگان محلی انجام شده بود، ارزیابی شد. دو گزینه سازه‌ای امکان‌پذیر، در نظر گرفته شد. اگرچه CCS نیاز به سرمایه‌گذاری کم‌تری دارد، اما هزینه شکست آن نسبت به CFS بسیار بالاتر است. بنابراین، با استفاده از نتایج مدل نهایی، تصمیم گیرندگان به روشنی آن گزینه‌هایی را که پایدارتر و قابل اعتمادتر هستند را تصمیم‌گیری می‌کنند. همچنین آنها می‌توانند قضاوت کنند که آیا گزینه انتخاب شده می‌تواند با آستانه مقبولیت باتوجه به تمامی ریسک‌های شکست فنی و مدیریتی در طول کل چرخه عمر پروژه مواجه شود یا خیر.

مدل APRAM اصلاح شده با درنظر گرفتن نه تنها ریسک‌های طراحی و ساخت، بلکه ریسک‌های در طول مراحل بهره‌برداری و نگهداری می‌تواند به مدیران ساخت در گرفتن یک تصمیم بهتر با انتخاب بهترین گزینه، کمک کند.

منبع: ارایه شده در هفتمین کنگره ملی مهندسی عمران- ۱۳۹۲