复杂产品研制费用风险量化管理信息系统的设计

　复杂产品比如飞机、舰船等项目研制周期长，技术要求高，投资大，大多数风险不容易识别，因此费用风险识别显得尤为重要。项目费用风险评估是评估风险存在的影响、风险的相互关系以及应采取何种对策处理风险等问题。为了解决好上述问题，风险评估应遵循一些基本的准则，项目管理人员应尽可能采取有效控制完全或部分回避各类风险，特别是对项目整体目标有重要影响的那些风险。对一些可接受的、不可避免的风险，需要确定可接受风险的限度及范围。在实际的项目管理活动中，有必要对项目费用风险进行量化评估和管理。
　　1 费用风险评估方法
　　费用风险是项目总风险的一部分，费用风险评估方法一般可分为定性、定量、定性与定量相结合三类，有效的项目费用风险评估方法一般采用定性与定量相结合的系统方法。对项目进行费用风险量化评估的方法很多，在参考文献[1-7]中，分别介绍了主观估计法、层次分析法、决策树法，模糊评估法，马尔科夫过程分析方法，贝叶斯分析，FTA几种量化评估方法，主观估计法简便且容易使用，但它是一种主观的隐性信息判断，比客观全面的显性信息判断的信息量要少，容易出偏差。层次分析法简单明了，不仅适用于存在不确定性和主观信息的情况，还允许以合乎逻辑的方式运用经验、洞察力和直觉造判断矩阵困难、计算繁多重复且易出错、一致性调整复杂。决策树法用图表来直观地分析较为负责的多级问题，是一种形象化合有效的风险综合评估方法，需要较多的历史数据和样本。模糊评估法利用模糊数学将模糊信息定量化，处理一些难以量化的风险事件、语义信息及风险偏好等问题，使风险评估更加科学化和准确化，确定隶属度比较困难，历数度的可信性受专家经验影响。马尔科夫过程分析方法，可以对风险进行动态评估，根据上衣状态推测出下一状态的情况，限制条件多，要求转移概率基本固定。贝叶斯分析，可以根据先验概率和与先验概率相关的条件概率，推算出所产生后果的某种原因的后验概率。可以在众多的风险因素中抓住主要因素。FTA注重事件发生的概率以及各层次之间的逻辑关系，操作简单，容易掌握，对于风险因素的相互关系缺乏分析，受制于项目的可比性。
　　综合分析上述方法的优缺点之后，并结合费用风险量化分析的案例，目前开展项目风险量化评估时多采用蒙特卡洛模拟法（Monte Carlo Simulation）。蒙特卡洛模拟法全面考虑风险事件的风险因素，可以直接处理每一个风险因素的不确定性，使决策更加合理和准确，它是一种多元素变化的方法，在模拟过程中可以编制计算机软件对模拟过程进行处理，大大节约了时间。通过Monte Carlo模拟法计算出费用的累积分布函数，最后基于费用基线，估算项目的费用风险。因此，费用风险量化评估方法采用Monte Carlo模拟法。
　2 费用风险量化评估步骤
　　根据复杂产品研制项目的特点，其费用风险量化评估的主要步骤为图1所示。
　　2.1建立项目CBS，选定费用因子
　　CBS是开展项目详细费用估算和费用风险评估的基础，只有建立了详细的CBS，才能选定相应的费用参数确定分布函数进行随机抽样。
　　2.2 确定费用因子概率分布
　　费用因子的概率分布对费用风险评估非常重要。一般是适当的数学分布来描述随机变量（费用因子）的概率分布，如果没有可直接引用的典型理论分布，则根据历史统计资料或专家意见判断随机变量的初始概率分布。在风险分析中常用的概率分布如表1所示。
　　。
　　2.4 频率分布与累积分布分析
　　假设进行了n次模拟，费用数值的最大值为MAX_c，最小值为MIN_c，将[MIN_c，MAX_c]区间均分为m段子区间，一般分为100段即可，统计n个费用模拟值落在每段子区间中的个数，这就是费用的频率分布趋势。将频率分布分析的结果进行概率累加，即得到费用的累积分布趋势。
　　3 费用风险量化管理信息系统设计
　　为了实现费用风险量化评估的信息化、常态化和标准化，设计开发了复杂产品研制项目费用风险管理信息系统。该信息系统具有费用风险识别、评估、应对、监控等功能。图3中给出了该信息系统的系统架构图。
　　该信息管理系统采用Microsoft .Net平台技术开发，使用Spring .Net应用程序框架和NHibernate对象/关系数据库映射工具等进行开发。该架构基于浏览器/服务器（B/S，Brower/Service）模式设计，系统架构为五层结构，即表现层、应用服务层、基础服务层、统一访问控制层和数据存储层。
　　根据费用风险量化评估步骤，首先是建立项目CBS，建立后的CBS如图4所示：
　　其次是为建立后的CBS选择费用因子和概率分布模型，在这里选择三角分布模型，为费用因子填写费用信息如图5所示：
　　最后对费用风险信息进行了3000次模拟，统计3000个费用模拟值落在每段子区间中的个数，生成费用的概率分布趋势。将概率分布分析的结果进行概率累加，即得到费用的累积概率趋势。如图6所示：
　　4 结论
　　随着技术条件要求和产品系统的复杂度不断提高，给项目研制费用带来极大的挑战。结合实际情况，通过蒙特卡罗模拟法对复杂产品研制项目费用风险进行量化评估，在费用风险量化评估步骤的基础上，开发了费用风险量化评估信息系统，实现了费用风险量化评估的信息化。
　　参考文献：
　　[1] 王力强，王利.主观评分法在项目风险管理中的应用[J].北方交通，2012（10）：114-116.
　　[2] 钱昊，马维珍.层次分析法在项目风险管理中的应用[J].兰州交通大学学报：自然科学版，2005，24（3）：53-56.
　　[3] 汪灿星， 王俊文.基于决策树的工程项目风险管理方法[J].四川建筑，2008，28（4）：205-206.
　　[4] 李志鹏， 何瑞春.基于模糊综合评估法的工程项目风险管理研究[J].兰州交通大学学报：自然科学版，2007，26（4）：89-91.
　　[5]何丽.基于隐马尔科夫模型下的实时风险管理[J].电脑知识与技术，2014，10（8）：1711-1712.
　　[6]张丽文，张云波，祁神军，沈登民.FTA 在工程进度风险分析中的应用[J].武汉理工大学学报：信息与管理工程版，2013，35（1）：94-97.