基于模糊层次分析法的船舶建造质量风险评估

５２卷第１期（总第１９４期）　中　国　造　船　Ｖｏｌ　５２　Ｎｏ　１（ＳｅｒｉａｌＮｏ．１９４）　Ｍａｒ．２Ｏｌｌ　２０１１牵３月　文章编号：１０００－４８８２（２０１１　）Ｏ１．０２１６．０９　ＳＨＩＰＢＵＩＬＤＩＮＧ　ＯＦ　Ｃ｝ⅡＮＡ　基于模糊层次分析法的船舶建造质量风险评估　郭文杰　一，张新龙　，　（１．中国船舶工业综合技术经济研究院，北京１０００８１；　２中国船舶工业市场研究中・　，北京１０００８１）　，摘　要　风险评估是质量风险管理的重要组成部分。根据船舶建造过程的特点，确定船舶建造质量风险指标和评　估体系，构建船舶建造质量风险评估的数学模型。利用模糊评判和层次分析法确定各影响因素对建造质量风．　险的权重系数和风险估值，从而为船舶建造质量风险管理中的风险评估提供可行、．有效的方法。　关　键　词：模糊评判；建造质量；风险评估　中图分类号：Ｕ６７１　９９　文献标识码：Ａ　０　引　言　爆发于美国的金融危机对航运市场造成重大冲击，航运指数大幅跳水，新船成交量迅速萎缩，船　东经营状况急剧恶化。为了应对航运市场的低迷，船东常以船舶质量为借口，拖延接船时间，为自己　争取有利时机；因此，船舶质量风险的重要性不言而喻。船厂必须提高质量管理意识和水平，采取多　种措施提高船舶质量，实现如期交船，维持企业的正常经营。对于造船企业而言，建立质量风险管理　体系要经过长时间的完善过程，它和体系建设一样涉及到管理机构的调整、作业流程的整合。针对质　量风险，船厂首先必须辨识船舶建造中存在的风险隐患，对其进行合理估计；然后，才能采取针对性　措旋，对其加以防范。　本文以船舶建造流程为主要依托，以建造质量为研究对象，立足船厂的实际，对船体建造、轮机　安装、电气安装、舾装、涂装、试验等方面的主要质量问题进行梳理；通过实地调研的方式，依据不　同部门的生产特点，采取模糊评判和层次分析法对船舶建造各个步骤的风险进行科学评估，最终得出　船舶建造环节的主要质量风险。　１　已有文献回顾　国内外关于风险管理的研究文献较多，但关于质量风险的研究甚少，且主要仅集中于质量检验和　质量管理；关于质量风险的研究主要针对于工程项目的质量风险、房地产企业开发商品住宅的建造质　量风险等，而专门针对船舶建造质量风险的研究鲜见。　最近，部分学者已针对造船业的风险问题进行研究，但并未对船舶质量风险专门研究。学者Ｌｅｅ　收稿日期：２０１０．０５－１０；修改稿收稿口期：２０ｌ１一Ｏ２一ｌ４　５２卷第１期（总第１９４期）　郭文杰，等：基于模糊层次分析法的船舶建造质量风险评估　２１７　Ｅｕｎｃｈａｎｇ等（２００７年）通过调查取得韩国ｌ０家造船厂的２４８名专家的意见，集中梳理出建造过程中　的各种风险，并最终归纳为２６个主要风险。研究发现：在船舶设计阶段，人力资源风险比金融风险的　影响更大；在分段制造阶段，最重要的风险是设备管理、原材料和劳动力的供应，金融、技术、管理　风险在该阶段也较重要；在装配阶段，诸如设计变更带来的技术风险、脱期和超预算风险比较重要；　在完工阶段，主要风险是汇率风险、利率风险、履约风险和自然灾害；而质量风险则是船舶建造中的　重要内　”。学者朱汝敬（２００３年）、陈强（２００５年）等都对船舶工业的风险进行了初步探讨，但主　要集中在对船型选择、规范规则变化、汇率变化、市场需求波动、技术规格等方面的风险，对于建造　质量风险并没有给予明确的关注　。Ｊ。中国船舶工业市场研究中心（２００８年）已对造船业面临的若干风　险进行了梳理，并明确指出了建造中的质量风险Ｌ４Ｊ。　一些学者对于其他行业的质量风险进行了探讨。学者Ｇａｒｙ（２００７年）研究了美国医药产业中的采购　质量风险，发现制造商的对外采购并不是质量风险的主要源头，而合同承包工厂较内部工厂更容易对　产品构成质量风险，ＩＳＯ９０００质量认证并不能降低该风险Ｌ５Ｊ。学者池州等（２００７年）应用层次分析法　对公路工程的质量风险管理进行了有效分析，将公路质量目标的总风险分为设计风险、施工风险和其　他风险三大类，并邀请工程建设单位、施工单位、监理驻地办的专家等对各个风险因素的重要性进行　两两比较评分，确定相应的权重，最后得出总的综合风险，并据此对不同种类的风险进行排序，找出　工程建设中的薄弱点【６】。学者乔军志（２００６年）对房屋建筑工程质量风险进行了详尽分析，认为主要　风险的影响因素都是模糊变量，风险的选择和评价具有模糊性；该研究将层次分析与模糊理论结合起　来，将总风险分解为施工管理风险、材料质量风险、施工工艺风险三大主因素层（每个主因素层下又　包含若干子因素层）；并对单因素风险度进行评价计算，综合风险度评价，得到房屋建筑质量风险的最　终区间值　。　２研究方法　２．１建立层次结构模型　层次分析法是首先按问题要求，建立起一个描述系统功能或特征的内部独立的递阶层次结构；然　后，通过两两比较因素的相对重要性，给出相应的比例标度；最后，构造上层某要素对下层相关元素　的权重判断矩阵，以给出相关元素对上层某要素的相对重要程度　Ｊ。　建立风险评估层次体系的分解结构。其目标层为建造质量综合风险，因素层为六类风险及相应指　标，指标层为上层因素所需的定性或定量指标数据（见图１）［９－１ｏ］０因素集：Ｕ：｛　，　，　，　，　，　｝，　代表船体建造风险，　代表轮机安装风险，　代表电气安装风险，　代表舾装风　险，　代表涂装风险，　代表试验风险。而以上６个因素的每个因素又是一个子因素集，子因素用Ｕ　，，ｉ＝ｌ，…，６。　表示，即　＝｛　ｆｌ，７４，２，，．．，　２．２权重确定与评估流程　在建立递阶层次结构以后，采用两两比较的方法，确定因素层元素　，　，…，　权重。其基　本原则是按它们对于目标层　的相对重要性程度，赋予　，　如表ｌ所示。　，…，　相应的权重。具体比较标准　２ｌ８　中　国　造　船　图ｌ船舶建造质量风险层次结构图　学术论文　５２卷　第１期（总第１９４期）　郭文杰，等：基于模糊层次分析法的船舶建造质量风险评估　２１９　表１　层次分析法（ＡＨＰ）比例标度及其含义　标度值　。，　７　含义　ｆ因素与，因素同等重要　ｉ因素比　因素稍重要　ｆ因素比，因素明显重要　ｆ因素比，因素强烈重要　ｆ因素比　因素极端重要　ｚ因素比　因素的重要性介于以上结果之间，取相邻判断的中间值　若元素　与元素　的重要性之比为　，则元素　与元素ｆ的重要性之比为１／ａ　，　这样６个被比较元素构成了一个两两比较判断矩阵。其中　就是元素　与　，相对于目标层Ｕ的　重要性的比例标度。　Ａ＝（　，）　解权重判断矩阵　，得出特征根和特征向量，并检验每个矩阵的一致性（在判断矩阵构建中，元　素之间的重要性比较的结果应该有传递性；这表明判断是逻辑自洽的，即重要性的比较不能自相矛盾）。　若不满足一致性条件，则要修改判断矩阵，直至满足为止。对于一个一致的判断矩阵，它的每－－￣ｒＪ归　一化后就是相应的权重向量。当　不一致时，每一列归一化后近似于权重向量。这里采用和法（采用　风险评估的具体流程如下：　个列向量的算术平均作为权重向量，它是最常用的权重计算方法）求解权重。　（１）采用专家调查法，确定风险因素的评价特征及其量值；　关于　的评价集　：｛　１，…，　｝，ｉ：１，２，…，６；ｋ　５。　表示第ｉ个风险的第ｋ个评语，　并量化为【０，１】，本文将量值定为０．１，０．３，０．５，０．７，０．９。　（２）采用德尔菲法确定风险因素的评判模糊集；　关于甜　的模糊集Ｅｊ　＝＝＝｛ｅＪｌ，．．．，ｅ　），ｋ　５　ｅ腑表示按　评判时，所有评判人取　的程度，采用德尔菲法确定，即：将统计表中第　个因素　的第ｋ个量级（评价集）出现的专家比例定义为ｅ　。　（３）运用上述的层次分析法确定　的权重集　；　＝｛　，…，Ｗ　｝，ｉ＝ｌ，…，６　（４）同理，运用层次分析法确定风险因素的权重，确定每类风险的风险因素的权重　，；　关于／，／　的权重集　，＝｛ｗ　…，ｗ　｝，ｉ＝ｌ，２，…，６　（５）运用模糊线性加权平均变换的方法，计算　的风险值Ｐ，：　Ｐ，＝　，・　’　与以上相对应，Ｐ　代表船体建造风险，Ｐ２代表轮机安装风险，Ｐ　代表电气安装风险，Ｐ４代表舾　中　国　造　船　学术论文　装风险，　５代表涂装风险，　６代表试验风险。　（６）根据以下公式计算出综合风险Ｐ。　ｐ＝ｐｌ・Ｗ　３　例证分析　以一家造船厂的主要管理人员、技术人员、工人等作为调查对象。发出问卷若干份，收回８９份，　利用调查表获得的数据对船厂的质量风险进行了计算。其过程如下：　（１）船厂评价的因素层次结构及其评估的层次以表ｌ为准。本实例采用两级模糊综合评价。　（２）确定评价集，在此为简便起见，采用统一的评价特征及量值（见表２）。　表２船舶建造质量风险评估的评价特征及等级量值表　量值１，　０．１　０　３　评价特征　发生可能性很小　发生可能性较小　一目　０．５　０．７　０．９　般　∑　Ｐ　＝　可能性较大　可能性很大　（３）确定评判模糊集。　表３中的数据是根据以下公式计算而得：　ｅ　选择第　栏评语的人数÷评估第　个指标的总人数，　显然，有关专家能对各项指标的发生概率作出客观正确的判断是应用这种方法作出正确评价的关　键所在。首先，得到不同指标的评价特征的分布状况（表３），然后结合不同等级评价的量值，计算得　到每类指标的风险评估得分。　表３模糊评判统计表　５２卷第１期（总第１９４期）　郭文杰，等：基于模糊层次分析法的船舶建造质量风险评估　２２１　注：“很小”、“较小”、“一般”等，指的是风险发生的可能性。　（４）确定风险权重　以船体建造风险为例，请被调查者对因素层的几大因素的重要性程度进行模糊评判，并据此构造　出权重判断矩阵，计算出特征根和特征向量，检验每个矩阵的一致性：对于一致的判断矩阵，它的每　一列归一化后就是相应的权重向量，最终得到船体建造的二级风险权重分别为｛０．１３ｌ２，０．０５２７，０．０５２７，　０．０６９６，０．２４７１，０．２５５７，０．１５５４，０．０３５６｝。按照类似的方法，可以得到关于轮机安装、电气安装、舾　装、涂装、试验等几个环节的风险权重。此外，对于目标层的六大风险，也采用同样的方法构建判断　矩阵，计算得到的一级权重分别为｛０．４０６９，０．１３２８，０．１３２８，０．２１２３，０．０７７６，０．０３７６｝。总体风险权重　结果如表４所示。　２２２　中　国　造　船　学术论文　钢材、焊材等选用　船体放样、号料　板材、型材的加工　Ｏ　１３ｌ２　０．０５２７　０　０５２７　船体建造　船体构件加工　船体分段制造　０　０６９６　０　４０６９　０２４７１　Ｏ２５５７　０　ｌ５５４　０　０３５６　吊装与分段合拢　焊缝焊接　建造精度控制　轮机安装　电气安装　舾装　涂装　系泊试验　试验　０．２５００　０．０３７６　０　７５００　航行试验　５２卷第１期（总第１９４期）　郭文杰，等：基于模糊层次分析法的船舶建造质量风险评估　２２３　由此得到船体建造、轮机安装、电气安装、舾装、涂装、试验等环节的质量风险估值。　（６）结合权重　，计算船厂质量风险Ｐ为０．５０７９。在依据船体建造、轮机安装、电气安装、舾　装、涂装、试验等环节的质量风险的基础上，结合一级风险权重，最终得到船厂船舶建造质量风险为　０．４７２８，这显示出船厂船舶建造的总体状况良好，但仍存在一定的质量风险，需要引起警惕，并采取相　应措施予以防范。　４　结　语　本文以船舶建造流程为依托，进行风险因素的识别和辨析后，构建了船舶建造质量风险评估的层　次分析模型，并结合模糊评判法，对主要风险因素所反映风险发生的可能性进行了判断分析；通过对　不同风险因素之间的重要性程度进行比较分析，得到相应的风险权重；最后，采用实地调研方式予以　印证，表明了船舶建造质量风险评估方法具有一定的操作性和实用性。　参考文献　【１］ＬＥＥ　Ｅ　Ｃ，ＪＯＮＧ　Ｇ　Ｓ　ａｎｄ　ＹＯＮＧＴＡＥ　Ｐ　Ａ　ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｎｇ　ｐｒｉｏｊｅｃｔ　ｒｉｓｋｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　Ｋｏｒｅｎ　ｓａｈ￣ｐｂｕｉｌｄｉｎｇ　ｎｄｕｓｉｔｒｙ［Ｊ］Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｓｈｉｐ　Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ，２００７，２３（４），２２３－３３０　［２】朱汝敬注意规避造船风险［Ｊ１．船舶经济贸易，２００３（４）：２　【３】　陈强论船厂风险控制【ＪＪ上海造船，２００５（２）：６４　６７　［４１　中国船舶工业市场研究中心．造船企业面临的风险及风险体系研究［Ｊ］．船舶市场研究，２００９（５）　［５】ＪＯＨＮ　Ｖ　Ｇ，ＡＬＥＤＡ　Ｖ　Ｒ　ａｎｄ　ＢＲＩＡＮ　Ｔ　Ｔ　Ｑｕａｌｉｔｙ　ｒｉｓｋ　ｉｎ　ｏｕｔｓｏｕｒｃｉｎｇ：ｅｖｉｄｅｎｃｅ　ｆｒｏｍ　ｔｈｅ　ＵＳ　ｄｒｕｇ　ｍｄｕｓｔｒｙ［Ｒ】　２００７，ｗｏｒｋｉｎｇ　ｐａｐｅｒ　［６】池州，章俊层次分析法在公路工程质量风险管理中的应用【Ｊ１价值工程，２００７（２）：８３－８５　【７】乔军志房屋建筑工程施工质量风险模糊综合评价［ＪＪ工程质量，２００６（８）：１４．１７　［８】许树柏层析分析法原理【Ｍ】天津：天津大学出版社，１９９８　【９】陆俊岫船舶建造质量检验［ｇｌ哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社，１９９６　［１０］李忠林，魏莉洁，张子睿船舶建造工艺学［Ｍｌｌ哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社，２００６　２２４　中　国　造　船　学术论文　Ｓｈｉｐｂｕｉｌｄｉｎｇ　Ｑｕａｌｉｔｙ　Ｒｉｓｋ　Ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　Ｆｕｚｚｙ—ＡＨＰ　Ｍｏｄｅｌ　ＧＵＯ　Ｗｅｎｊｉｅ　一，ＺＨＡＮＧ　Ｘｉｎｌｏｎｇ　，　（１‘ｃｈｉｎ　ＩｎＳｆｉｍｃｅ。ｆＭａｒｍｅ　Ｔｅｃｈｎｏｌ１　ｇｙ＆Ｅｃｏｎｏｍｙ０ＣＳＳＣ　Ｃｏｒｐ，，Ｂｅ　ｉＩ１ｇ　１０００８１，ｃｈｉｎａ　２　ｃ１１ｉＩ１　ｓｈｉｐ　Ｍａｒｋｅｔｍｇ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｃｅｎｔｅｒ，ｔ３ｅｉｊｉＩ１ｇ　１０００８１，ｃｈＩｎａ）　ｓＫ　ａＳ　ｓｓｍｅｎｈ　ａｎ　ｉｍｐｏｎａＩｌｔ　ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ　ｏｆ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｒｉｓｋ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔ０　ｓｈｉｐｂｕｉｌｄｉｎｇ　ｔｈｃｅ　ｉｓ　ｐａｐｅ　¨…ｚＺｙ　ＡＨＰ删ｏｆ　ｉｎｄ　抛ｒＳ锄ｄ　ａｃ。ｍｐｒｅｈｅｎｓｉＶｅ　ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ　ｓｙｓｔｅｍ。ｆｓｈｉｐｂｕｉｌｄｉｎｇ　ｑｕ　ｙ　ｉＳ　ａｐｐｌｉｅｄＩｏ　ｍａｋｅ　ｕｐ　Ｉｈｅ　ｗｅｉｇｈｔ　ｃ。　，ｉ　ｕｐ　ｉｉ　ｓｓｍｅｎｔ　ｔ。　ｃｉｅｎｔ。ｆｖ　０ｕＳ　ｆａｃｔｏｒｓ　ｉｍｐａｃｔｉｎｇ　ｔ。　ｕ　ｎｇ　ｑｕ　ｊｔｙ　ｎｓｋ　ａＩｌｄ　ｒｉｓｋ　ｅｓｔｉｍａｔｉ。ｎｗｈｉｃｈ　ｐｍｖｉｄｅｓ　ａ　ａｖａｉｌａｂｌｅ　ａｐｐｒｏａｃｈ　０ｆ　ｒｉｓｋ　ａＳｓｅＫｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｆｕｚｚｙ—ＡＨＰ；ｓｈｉｐｂｕｉｌｄｉｎｇ　ｑｕａｌｉｔｙ；ｒｉｓｋ　ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ　作者简介　郭文杰张新龙男，１９８１年生，经济学博士男，１９７５年生，管理学博士。研究方向：产业经济学、船舶工业与市场。　。研究方向：管理科学与工程、船舶工业与市场。