EPC项目管理成本估算法中包含分层级可能性费用分析模型的MAIMS原理.docx
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EPC项目管理成本估算法中包含分层级可能性费用分析模型的MAIMS原理
EPC项目管理成本估算法中包含分层级可能性费用分析模型的MAIMS原理
顾祥柏耿志强徐文兴朱群雄（北京化工大学中石油工程公司）
关键词层次费用分析模型成本管理战略信息效用最大化不确定性风险管理
文章摘要
本文介绍了两种新型的建立以在EPC项目总承包中WBS层级分析基础之上的引入了MAIMS原理的的层次概率成本分析（HPCA）模型。
该模型巧妙地解决了成本要素和的高效信息成本风险分析中的矛盾。
模型中有对宏观和微观的工程造价风险分析的有价值的考量。
文中的图表等信息说明了对于一个实际的EPC项目，上述理论及方法是有效且可行的。
1简介
实际经验和直觉都表明：
工程的成本取决于许多因素,这其中就包括了有关技术、组织、与行为的考虑。
不幸的是,今天的成本分析的典型问题是一个“理想”承担项目,这种模型是免于在实际中对工程的成败影响极大的人力资源和组织因素所影响的。
“钱是投入的资金分配”（MAIMS原则）。
成本中的计划的距离项目资金上限的缓冲份额很少能够对防止超支起作用，特别是当风险超过预期而超过了工程总造价（TPC）时。
因此，需要一个现实可行的进行成本估算及分析的综合概率模型，其成本管理策略主要有——预算分配、心理的影响（如过分依赖评估不确定性和成本当中元素）,意想不到的事件,以及其他通常未做规定的重要的考虑因素,
下列缺陷和应急管理费用建模对研究重大项目的高成本和超支已经取得了巨大成就:
（1）垃圾输入（,Walker&Cox,2003）;
（2）“钱是投入的资金分配”（MAIMS原则）（Gordon,
1997;Kujawski,Alvaro,&Edwards,2004）;（3）如使用无效的数学统计方算术-成本要素综合代替Gordon,（1997）和Kujawski（2004）
在当今竞争激烈的商业环境,N自然而然地，脱颖而出的关键是符合实际地提高成本估算法的准确性。
蒙特卡洛算法只是一个利用主元分析法PCA的数学工具,它不能补偿“扔垃圾/捡垃圾”GAGO（Walk&Cox,2003）。
与此同时,过度自信的影响也经常出现在评估过程的概率分布中。
Alpert和Raiffa（1982）说:
在任何情况下,,不管这两种定义如何极端,末梢的传播影响太小，尽管反馈传播的人确实有改善,但是这并不能完全消除过度自信的偏见。
Winkler,Hora,Baca（1992）提出集合多个专家的判断是有用的三个原因:
（1）研究中将提供一个更好的评价比个人知识分布（一个样品的意思是胜过一个人观察）;
（2）上年度分布有时候被看作代表某种共识;（3）这是更容易,为进一步分析使用一个单一的分布。
实证分析结果表明,无论理性或是感性,许多因素影响校准和善良的概率评估。
对非专业对象的研究回答了历年的问题,但没有提供有意义的概率评估,提供眼前的认知策略用于制造主观评估。
能力问题虽然大多数研究人员都同意反馈和训练是必要的,很少有系统的证据什么类型的反馈提高校准、歧视、及其他措施的善良。
很少有研究评估有效的训练是如何克服一定的认知机制的基础带来的弊端的（威尔逊,1999）。
正如Hogarth提到（Hogarth,1987）的,“任何策略的成功必然紧密依赖于一个适合任务特点的基础之上”。
他认为星航工程科的分类特点的评估工作,可以用于选择合适的捕获技术。
为EPC项目进行工作分解结构（WBS）很容易被认为是与这样的候选人分类方法相类似的技术。
一般来说,成本要素是有相互关系的,因为他们依赖于常见的因素,如国家技术、复杂性、临界、管理、员工、产品开发过程（Browning&Eppinger,2002）。
复杂的工程项目的风险成本元素往往相关;忽视相关的统计计算成本使其比它应有的扩散分布窄,（Kujawski等问题,2004）。
因此未能解释相关分析师进行了比起预想中肯定程度较小的分析。
所以,project-item成本之间的关系是一个评价在工程总造价的不确定性的关键因素。
这是标准的明确EPC总成本要素实践项目预算分配和维持一个预算留有余地地应急处理意外事件的程式。
MAIMS原则这一事实造成在这样的情况下,运行成本可以防止成本超任务工程总造价。
戈登（1997）的应用研究表明,一个现实的PCA需要解释造成的原则。
一个成功的项目提供一个最优的成本、项目管理需要调配“合理”的预算成本要素和动态管理应急处理基金作为一种激素——风险组合（Kujawski在项目层次,2002年
2002b）。
尽管建立在以上所有考量的基础上,但现实和有效实用的数学模型层次综合概率成本分析提出了几种流行的分析模型的,在现实中的影响PCAs和对管理项目反过来产生影响的弊端。
本文综述了第一节为复杂的EPC项目调查成本超支以及潜在的解决办法,。
第二部份是讲述工作分解结构（WBS）模型是如何对EPC成本分类起作用的。
在第三节宏观和微观的风险分析提供了工程造价元素,以确保输入到成本模型有实际意义,并且有现实意义。
在第四部分HPCA-hierarchy模型整合造成工作提出了建议。
如螺旋桨,占-矩阵的秩相关性和主题的成本要素,其可行的核查程序运动。
一些数学性质的产品——多元及实质进行了综述,在此之后,改进的层次结构成本估算模型的基础上,提出了普林斯顿原理。
在第五部分说明一个实际项目招标EPC整合造成HPCA-hierarchy证实提出模型证明和验证。
在第六部分是总结和结论。
2。
EPC项目的WBS
EPC项目的WBS的定义是:
（1）EPC项目目标树被比喻成设计、采购和施工。
这棵树结果取决于系统工程招投标阶段的努力。
（2）一个显示器和定义了结构工程,需要开发和/或执行。
叙述了元素的工作被完成对方,最终项目。
（3）EPC项目WBS可以表示到任何层次的利益。
一般来说,工作分解结构定义分解-从EPC项目问题的提出。
WBS的阶级关系的显示的EPC项目。
WBS的范围内,EPC承包商具有弹性使用工作-下元素打破支持持续的管理活动,如收集项目成本数据,项目预算、成本风险分析、成本估算。
因此,对EPC项目结构的描述和说明如下为了最大限度地提高工作效率——信息成本学:
（1）级别0是整个项目。
例如,综合性炼油这样的复杂项目。
（2）一级是整个阶段的EPC工程及采购（EP）、工程、采购和建设（EPC）,采购和建设（PC）。
（3）二级通常是被认定为一个前期计划。
如散装材料标签,采购物品;详细工程、采购服务和手动/制造图纸,工程。
（4）三级通常是直接确认为单位和项目目计划。
（5）四级要素是学科的工程。
例如,民事、工艺、管道等。
（6）5级元素所属工作是层级3的附属。
例如,空气冷却器。
（6）层级6的工作都是下属层级5的。
例如,空气冷却器H-1101。
也就是说EPC项目WBS也适用于某些特定类别的EPC项目7。
总结了典型的类图1。
正如项目的定义、发展和执行在其整个生命周期,那么工作分解结构。
WBS的将是被开发和保持平稳的项目的生命周期。
WBS提供了一个框架的结构划分职责范围内对有关的范围、成本、进度控制、质量控
3。
从宏观和微观角度对工程造价风险进行探究
提供宏观性的简介（Kujawski等问题,2004）,而不是一个微观角度对工程造价风险。
他们有效模拟或项目的特点,这些因素是永远存在的
并有助于成本的不确定性。
微观视角也协助风险分析师和领域专家更信心和乐观地思考小概率高风险事件，从而减小偏差。
3.1。
材料选用概率分布函数（PDF）为项目费用因素的工作特性、
有很多理由建模元素与连续简介成本（Kujawski等问题,2004）:
（1）不确定因素而不是成本是连续离散随机变量;
（2）有几个著名的有足够的特点分析简介;（3）有几个商业工具,如克里斯托球,和风险+提供广泛的选择。
当用历史数据来描述融资或百分位值分布,这涉及到试图引入合适的理论分布拟合优度统计数据和核实。
Law和Kelton（1999）推出的理论背景,为一个完整的查看拟合优度检验;适宜的工艺条件下可以做得很有效的克里斯托弗球。
一个典型的结果是一个清单,几个“好”的分布及其相关参数,并在此基础上估计量可以选择最适当的一个。
尽管其理论成熟,用历史数据预测可能的结果,有一些缺陷。
首先,实际价值可能会超出在历史记录的范围之外—由于新技术、设备和材料。
第二,历史数据可能不适当的代表真正的潜在人口因抽样误差（埃文斯和欧尔森,2002;杨,2005）。
最后,价格的资源不可能永远存在,因此,历史研究途径可能是谬误的（Raftery1994）。
所以,历史或者主观的方式都可能包括以下的问题。
首先,他们实际上可能是在实践中是混合的。
如果所有的成本要素的作品通常外包或分包，那么其成本估计可能没有历史统计数据,。
因此,他/她可以得到总结这些数据统计量只在手,必须依靠主观估计对余下的成本因素。
另一种可能性是评估者有理由认为,一些成本要素在一个新项目都有自己的界限（最小和最大）,从而不能表现的历史数据。
对这些进行判断与分析,主观比较合适。
美国证券交易委员会（Sec）-生命,这已经是经常遇到的一些成本价格选择的离散元素集合结果代替连续函数（Attoh-Okine,2002）。
分析师和陪审员应该确认他们感到舒服的形态的拟合分布。
一些数值比较,Halpin（AbouRikz,和威尔逊,1993年,里格斯,1989;Touran和Wise,1992）调查表明已经拟对数正态分布和β势力足够的灵活性,以便提供成功适合在所有的检查情况下,三角形分布是不真实的。
对于一个给定的三个点估计,CDFs对应的动态分布测试主要不同以外的指定范围,在专家意见可能是非常不可靠的。
结果表明,虽然它是重要的选择适合自己以适应评估简介3点估计,它要求进一步dis-criminate其中的差异是适合因为二-必要的精度的重要性比估计三个点估计。
另外,中心极限定理（Garvey,2000）可适用,一个可以得出这样的任何复杂系统的总成本的特点是充分高斯正态分布。
实际上,在复杂的EPC项目成本特征,最好分布歪斜的权利和相对较宽。
第六条中超越这些装置-数学论证及识别物理原因的存在
另外,中心极限定理（Garvey,2000）可适用,一个可以得出这样的任何复杂系统的总成本的特点是充分高斯正态分布。
实际上,在复杂的EPC项目成本特征,最好分布歪斜的权利和相对较宽。
第六条中超越这些装置-数学论证及识别物理原因和更复杂的依赖关系的存在于一个单一的EPC项目的成本之中。
概率估价的语境中,通常是潜在分布假定是一个分布（如三角形分布;;威布尔分布为对数正态分布）,其参数指定由三个点组成:
最低（Cmin）,最大（Cmax）,更大的可能问题瓦尔-（Cm）（戈登,1997）。
然而,我们通常不知道和理解数字Cmin;Cm;Cmax准确。
在实践中,Cmin,Cm,Cmax可以代替为任意可被专家理解的百分数。
这是用一条明确的概率值估计可能的上界和下界的专业知识和评价方法。
3.2。
过度自信和乐观的校准偏爱项目成本的因素
实际值的最小,最可能和最大可以确定有几个方面。
最简单的方法是简单地选择价值主观上,依赖专家的估计量,确定合理的价值。
然而,有很多陷阱,会弄脏的结果。
有时低估了此估计最小值和最大值的价值。
因此,需要细致、系统的评估方法。
这是一项使结果可靠的重要前提。
一个简单的、系统的价值评价方法可能是:
（1）想象尽可能低的价值;
（2）想象有可能达到的最高价值;（3）评估最有可能的数值,就如同最大值和最小值基于经验或可靠的信息和历史数据（温克尔等,1992）。
复杂的EPC项目依赖工程/专家的判断不确定成本评估的元素。
不幸的是,主观评估往往表现在一个相当特别的方式,他们已经被认定为一个关键的来源——taintyuncer概率风险分析（Keeney和Van·Winterfeld,
1991）。
Kujawski等。
（2004）倡导使用评估方法（摘要数据捕获和装配每个成本因素与现实连续简介。
摘要在已被应用在许多实际应用中包括成本核算的大型科技项目（狄龙,约翰,和Von·Winterfeldt,2002）。
在此经验的基础上,Kujawski等。
（2004）提出以下主观估计工程设计项目的成本因素的指南:
（1）使用专家提供的10th,50th和90th数据显示成本不稳定因素。
当其他可用于显示,这些似乎更容易经过专家（狄龙等问题,2002）。
出于类似的原因,分析家们应该避免寻求极端值,文摘等措施的均值和标准差,或者特别的分布函数。
狄龙。
（2002）提出一个额外的步骤的“告诉专家们。
“
（2）标定显示每一套反映个人和项目具体考虑，可以乐观或悲观。
作为默认的设置校准占过度自信及作为一个过于乐观的估计,分析师可能选择成本转移到评估的第90个百分位数80岁或75岁percen-瓷砖。
因为造成校准的改性等低——目的显示10%比20%的重要性是可以忽略不计（Kujawski等问题,2004）。
Wallsten和Budescu（1983）指出,专家估计概率的地区所熟悉的可以是相当好的校准。
然而,如果使用移动技术的范围之外,专家陷于同样的错误由具有非专家的科目。
作为温克尔等。
（1992）说:
“人们不应该反对-分为,然而,只有专业足以保证概率是高质量的。
实践和评价似乎生产高品质的关键因素的概率评估和精心设计的总体评价过程也太经常”。
------因此,有必要而有效的标定和使别具特色的工程造价水平匹配元素的利用与领域专家的知识。
众所周知,EPC项目有多个要点。
一般来说,专家们的技术背景,主要是其中的一个学科。
也就是说，找到实际熟悉所有或多个学科的专家是非常困难的。
所以我们认为专家对校准将被选择基础上的学科。
也就是说专家的校准将集中在WBS四级（disci-pline等级）。
上面的讨论的基础上,最大限度地提高工作效率和专家的经验的发挥、蒙特卡罗模拟推荐用于利用历史数据,四级为了获得百分位数的初步研究。
在那之后,学科专家将初步PDF的标定,而真正的和有意义的Cmin估计;Cm;Cmax和达到的合理的预算。
所有的元素level-4合并成本和WBS-获取信息采用WBS定义元素的水平等级3的算法。
因此,一个真正的输入——能力层次问题提供成本分析模型可以在第四节。
4。
综合成本分析层次概率模型（HIPCA）消失模铸造成本估算法
在这部分中,我们介绍层次概率成本分析（HIPCA）方法包含所有上述-cepts欺诈确定工程总造价（TPC）的EPC项目。
我们的目标是开发一个最优的现实,对于一个给定的TPC成功概率（PoS）我们觉得已经被确定被分配基线预算和管理应急,基于渴望赢的项目和风险承受能力。
4.1。
相关系数及其可行的验证
一旦历史资料是可行的,两种不同的措施是用来反映程度的关系要素——成本超支过后。
第一个是一个平凡的积差相关系数和（皮尔森）第二次是一个等级（兵）将-螺旋桨系数。
一个非等级（distribution-free）提出的统计数字作为衡量斯皮尔曼在1904年强度的两个变量之间的关联（莱曼,1998）。
斯皮尔曼等级相关系数的可以用来给一个真正的估计,并评估了了单调协会,用于当分布数据使皮尔逊-系数误导你。
它可能很难证明使用一个具体的数值va-泰伦代表两种成本要素之间的关系,这是很重要的,避免诱惑,省略相关中音-基当一个精确值因为不能成立。
这样一个遗漏将相关问题的精确值为0;而积极的价值观的相关系数倾向于扩大total-cost概率分布,因此增加了在一个特定的成本差距百分位值（如70%）和可能的最佳成本。
也就是说,可以大。
应急因此,使用合理的非零的值,比如0.2或0.3,通常会导致一个更实际的表现以及总费用的不确定性。
主观判断也发现应用于指定林-关系定性成本要素。
对这方面,研究者可以主观选择评价两组相关性强、中、弱关系:
{0.8、0.45、0.15}（Touran,1993）和《{0.85、0.55、0.25}（洲,1995）。
其他解释最近的学者,简单地说,“作为一个规则,我们能说这表明相关性小于0.30的小若variables.”之间的关系合理的相关值范围0.3~-0.6应该获得更为现实的成本估算值比过于乐观假设独立或过分悲观值相关假设完美（Kujawski等问题,2004）。
矩阵理论暗示相关矩阵将没有任何负面因素在现实生活中。
当一个相关矩阵进行了仿真研究,一个重要的要求是,以确保其可行性,制约了半正定矩阵,而不顾它的类型（以上或地位）或方式,估计（历史或主观）（劳瑞和戈德堡,1998）。
在半正定意味着相关矩阵的特征值必须非负。
也就是说,内部一致性检查成本之间——是必要的,但是闪光的成本估算。
在文献中,它首先发生数量上的关联,不是正定矩阵所示的Ranasinghe（2000）。
这是一个问题的时候特别的维数的增加,因为有一个不可行解的可能性相关矩阵的维迅速发展增加（Kurowicka和库克,2001）。
Touran的方法是减少所有的相关性略（说0.01）和重复直到相关矩阵变得可（Touran,1993）。
这种方法的可能性会使一定相关性增长,同时减少他人的。
Ranasinghe（2000）开发了计算机程序计算模型中各相关的约束,使矩阵正半-明确。
这个程序会要求估计改变的起源——nal价值观和等到自收到复核程序的可行性和新的界限。
这个过程一直持续直到达到的可行性。
但是,这种办法可能费时由于其提出有效杨（2005）发展了一种自动程序检查相关矩阵的可行性,并及时调整，如果必要的话。
它是复杂而难以理解的姿势——由于成一条对角线相关矩阵向量的本征值,对角线元素、规范化,以确保单位斜线。
在这里,我们提倡克里斯托弗球可以用于进行特征值测试,进行相关矩阵来揭开这个问题-真空泵。
程序不警告用户的相关性,图2。
允许用户调整系数,以确保林-关系矩阵是至少不明显是不可能的。
一个简单的方法用来利用相关算法程序是调整系数写下来后永久地被原来是什么。
这样的分析师将找到什么后，仿真克里斯托弗球必须对系数使他们成为可能。
这是一个最小的测试,并不能保证将-螺旋桨系数的“权利”可言。
检查那些程序需要做的,风险分析师还必须采取反应实际使用的系数。
4.2PCA困局方法
唯一从独立成分分布值这可以被添到获得相应的统计点值的看法组成分布总和值。
因此,任务水平偶发来自个人任务分配不能被加到获得项目的总数意外事故。
传统的应急计算方法,增加一个任意的因素对任务水平成本和归纳这些等于工程总,这可以产生非常保守的工程预算,外边会怎么做是完全计算分布的预期结果。
我们回顾一些统计学的符号,以发现利用主元分析法（PCA）对典型的潜在问题。
两个随机变量x和y,我们可以有以下符号基础上的概率和统计理论。
把注意力集中在典型的主成分分析中,我们考虑一个通用的EPC项目level-3成本结构元素图。
1.我们表示该成本的元素作为Cij,那里的1st组整数是指利用水平2.和2nd组整数指WBS三级,i=1号、2号。
m,乔=1号、2号。
n。
工程总造价就是随机的变了:
在Pnj1Cij¼代表直接成本CijWBS项目。
Pi代表的费用因素,如差旅Cij
的总项目管理的工时成本,它独立在Cij,价值钛代表税收作为百分比（不变价值,通常将依赖于特定类型的成本在不同的国家）项目之和的次全切除直接费用和/或间接成本。
在一个概率的世界,每个成本要素和的变量应该当作一个随机变量,视为一个相应的统计分布（Touran,1993）。
即Cij的每一个我,j,Pi为每个我是随机变量（而钛、税务、是静止的当作一个常量）。
整个工程成本因此是一个随机变量。
平均（E[CTPC]）可以概括为符号的应用1-3和公式
（1）:
在E（的兴趣并不仅仅局限于经济）（i=1号、2号。
m,乔=1号、2号。
n）和E（Pi）（i=1号、2号。
m）是Cij的变量和Pi,分别。
相比之下,CTPC取决于的方差的方差个别成本要素和相关性。
它可以结论应用4-8与符号公式
（1）:
不同的行为有显著的成本元素被视为独立的随机变量。
让lmin表示最小E（Cij）、E[CTPC]满足以下不平等基础上的公式
（2）,
图3。
概率分析模型。
成本层次
表1利用边际成本要素及其/百分位数分布
表2结果成本估算的基础上不同的模式
让r2M表示最大的Var（Cij）,自相关系数介于[0,1],Var（CTPC）满足下列的不平等基于公式（3）,
很明显,占主导地位的公式（5）的元素的相关成本增加数量。
相比之下,成本要素被视为独立随机变量和吗米就消失了。
此外的关系,Var（CTPC）和E[CTPC]可以表现为:
公式（6）显示,在缺乏之间的相关成本元素,CTPC分布狭窄,我增加了。
很明显这个公式（6）明确的陷阱或旗帜的使用低WBSlevel谬误成本要素和忽视他们之间的关系。
如果关系各级成本当中元素是可以忽略的,分析师理论上可以任意减少不确定性在整个项目成本分解成简单的总成本低的水平成本的元素。
相关效果与成本增加的数目的元素（书、2000/2001;Kujawski等问题,2004）。
一般来说,细分工程造价太多,有几块切消极的后果,包括一个莫须有的层次的分析,一个错误的数据结果的可能性越来越大,一个假象信心。
为了提高程序生成正确的信息和结果,最初,必须将项目的结构到一定数量的成本项目（Kujawski等问题,2004）。
这些产品主要有根据他们后来先后上市优先权或影响整个工程的不确定性成本。
常用的规格的成本成为成百上千的物品偏见被允许去严重,如系统轻敌。
在此基础上讨论,我们可以得出结论:
一个典型的PCA面临着困境:
（1）把工程造价太多的切件,以使所有的成本效率最大的数据集,将直接导致的不可靠的水平分析和虚假的充满信心的成本估计方法。
（2）聚焦于一些重要的项目和全面的影响,以避免陷阱或成本估算谬论,就能把不利的地位为最高的效率,特别是对低成本的数据集WBS-level成本的元素。
介绍了主成分分析模型层次解决这样的困境。
4.3。
PCA模型层次
在招标阶段,EPC项目必须的结构到一定数量的成本项目。
这并不意味着我们有价值的成本会原谅存在的细节数据集。
原因是这忽略了可靠和最有价值的数据集将影响成本的成本信息的效率和效果。
层次概率成本分析模型可分为不同的层次利用低水平。
把注意力集中在EPC项目,我们把两个层次对层次结构主成分分析。
（4）公式被第一层次结构。
我们选择和费用level-3WBSEPC项目成本估算的元素第二个层次构建。
我们表示成本因素,英国各项目功能显而易见,那里问指WBS二级,我指的是WBS三级,k指WBS四级,q=1号、2号。
、m、l=1号、2号。
、n、k=1号、2号。
r成本。
元素在level-3CpqWBS然后给出了一个随机变量。
同样,英国各项目功能显而易见,每个问,我和k是随机变量。
小结工程造价Cql因此是一个随机变量。
平均（E[Cql]）结论应用公式符号1-3,（7）:
在q=1号、2号。
、m、l=1号、2号。
、n、k=1号、2号。
r变量均值的英国各项目功能显而易见。
相比之下,Cql取决于的方差的方差个别成本要素和相关其中,答案是肯定的结论应用4-8与公式符号（7）:
图4。
工程总造价的敏感性分析
表3第13单元成本结构要素及其融资或百分位数分布的定义
Eqs。
（七）-（9）提供所有输入CijPDF和最有可能的数值,当作一个层次成本估算模型和Eqs。
（1）-（3）。
与模型层次被显示在图3。
4.4主成分分析模型包括MAIMS-PDFs层次
造成的这一事实原则占项目很少under-run原始分配预算。
这具有重要意义,对主成分分析。
一次分配到预算费用因素x⁄时,它变的一个随机变量x⁄最小值而不是Cmin低范围的原始PDF。
我们参考这些简介MAIMS-modifie
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