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文档简介

1、基于模糊控制工程成本动态控制探究【摘要】为了提高工程造价的控制精度,文章 基于人工智能中的模糊控制方法提出一种成本监测的新手 段,即利用模糊控制器的工作原理,对于输入值进行模糊化; 然后通过制定好的模糊规则,进行模糊推理;最后将执行的 命令值反模糊化,就达到将人的语言转化为机器语言,再将 机器语言转化为清晰的命令值供人们决策,从而加强成本控 制的力度和动态性,为成本控制智能化的实现打下基础。【关键词】成本控制;模糊控制;动态性在施工过程中,施工单位的项目成本控制是在经过对中 标价格分解并详细分析后,结合对人、材、机、措施费等现 行市场费用的调查并结合项目经理部对特定项目的实际管 理质量和管理水

2、平的把控,测算出项目目标成本。因此,实 际的项目成本控制就是针对项目目标成本值与实际成本之 间的差额来进行控制,现阶段施工单位就是使用传统的手段 进行成本控制。一、传统工程成本控制方法20世纪80年代以后,赢得值法作为对于费用和进度进 行综合控制的有力手段在工程成本控制中得到了广泛的应 用,并且其带来的经济效果显著(毕星、瞿丽,2000)o赢得值是基于三个基本参数:计划工作的预算费用(bcws)、已完工作的预算费用(bcwp)和已完工作的实际 费用(acwp),定性并且定量地评估项目实施的执行效果, 其中已完工作的预算费用即为施工单位的赢得值(罗新星、 苗维华,2003)o根据确定的acwp、

3、bcwp. bcws可以得到赢得值控制成 本的评价指标:进度偏差 sv=bcwp-bcws (1)费用偏差 cv=bcwp-acwp (2)进度绩效指数spi二(3)成本绩效指数cpi二(4)这四个评价指标如实地反映了在施工阶段,项目在进度 和成本上所发生的偏差,使得决策者可以根据偏差的大小以 及进度和成本之间的联系来作出准确的判断,然而这种传统 的方法对于复杂工程并不能产生良好的效果,同时指标的评 价使得控制力度往往不能满足项目管理的要求。二、模糊控制的原理为了提高成本控制的效果,本文提出利用模糊控制的手 段来对成本进行实时监测。模糊控制就是以模糊理论为基础将人的经验知识转化 为计算机表达的

4、控制技术。模糊控制的特点主要有:(1)基 于语言的控制规则;(2)可以理解定性的知识表达;(3)控 制系统拥有较强的鲁棒性;(4)算法有利于模拟人工控制过 程(莫巨华,2008)o模糊控制系统主要由以下几个模块构成:模糊化、模糊 算法器、模糊判决和模糊清晰化。因此模糊控制器的工作主 要分为三个步骤:(1)将输入控制系统的语言全部转化为控 制器能懂的模糊语言;(2)模糊控制规则的制定和推理;(3) 将模糊控制系统的输出量转化为最终可以执行的非模糊数 值。三、基于模糊控制的工程成本动态控制实施步骤及实例 演算在成本控制中,为了保证目标成本的获得,当实际成本 过高或者过低时,成本控制系统就会发出不同

5、程度的预报, 使得决策者作出相应的决策。为此,提出计算公式: p5-pmwa,其中p5为实际成本,pm为目标成本,a为给定 的值。但是a在实际的成本控制中又不是始终不变的定值, 对于不同的分部分项工程,其大小应是受工程进行程度影响 的模糊变量。本文中,动态控制系统中的模糊控制器设置如图1所示 (诸静,2005)o在此,将目标成本值记为造价分值,一般造价分值附近 要求预警的精度较低,距离分值越远,精度越高。模糊控制 具体的做法如下。(-)输入值模糊化模糊控制的第一步便是将实际成本值进行模糊处理,并 写出成本水平的论域及其相应的语言值。在此,将成本水平 的语言值取为hs (很危险),s (危险),

6、m (安全),l (危 险),hl (很危险)。值得说明的是,并不是所有的成本超支都值得决策者注 意。相应的,成本的非正常结余也是值得管理人员关注的, 因为如果出现了成本的大幅结余,而实际的施工方法并没有 太大的改变,这说明在生产资料管理中可能出现了较大的漏 洞,需要提高警惕。这就是成本论域设置时,高于或低于目 标值,都需要注意的原因。根据以往的施工经验和专家经验,在选择隶属函数的时 候,通常选择的是三角形、梯形、正态形,同时隶属数还可 以用表格的形式给出,如表1所示。实际成本值的隶属关系选择采用常用的三角隶属函数 表不:ui (h) = xw (a, b) xw (b, c) 1 x=bo

7、x (-°°, a) (c, +°°)(5)输入值和输出值隶属函数分布如图2、图3所示。或者,还可以根据专家和项目经理的经验,制订出可以 指导决策的隶属度决策表。(二)模糊算法模糊控制的控制规则是专业人员经验的总结,然后将其 转化为计算机可以识别的语言进行运算。在这其中模糊推理 是完成模糊算法重要的步骤,一般采用模糊推理合成规则 (compositional rule of inference)求出最后的输出值。对成本值进行模糊化后,在给定的目标之下,用公式 ps-pmwa进行推理,成本值超出这个范围则说明造价变化异 常,给出警示信号,决策者需要提高警惕

8、,并据此作出判断。用条件语句表示推理过程为:if h=hs then a=a-2if h=s then a=a-1if h=m then a=a0if h=l then a=a1if h二hl then a=a2其中 ai>0 (i=-2, -1, 0, 1, 2)是常数。根据上述的推理规则,可以推理出不同论域所对应的a 值,但是最后让人们可以理解的并不是一个模糊数,因此还 需要将输出值进行清晰化处理。(三)模糊清晰化模糊决策的方法较多,通常来说有最大隶属方法、加权 平均判决法、取中位数方法。但是由于成本的控制中较常采 用的是基于里程碑事件或是形象进度上的离散数值,因此, 这里推荐使用加

9、权平均判决法,即以控制量在输出模糊集中 的隶属度作为权数,用加权平均的方法来决定执行量。即:a=,其中h为实际的造价值,ai是对应于上个公式的经 验值。对应于一项具体的工作来说,假设?滋=(-2, 0, 2),?滋 i (h) =xe (-2, 0) xe (0, 2) 1 x=00 x-2) (2, +8)(6)当 i=-2, h=-l 时,ui (h) =-0. 5;当 i=-l, h二一0. 8 时, ui (h) =-0.6;当 i=0, h=0. 2 时,ui (h) =0.9,当 i=l, h=l. 3 时,ui (h) =0. 65;当 i=2, h=l. 8 时,ui (h)

10、=0.1。令 a-2=0. 7, a-l=0. 2, a0=0. 1, al=0. 4, a2=0. 9,则最 后的判决值a=2.45/2. 3=1.065,属于较危险的程度,有造价 超支的可能,需要引起注意,采取适当的措施。四、结论与展望成本控制就是要在施工过程中,对造成成本异常变化的 因素加强防范,采取各种有效的措施把实际过程中的各项支 付控制在可控范围内,对于成本的变化实时监测,分析实际 成本和目标成本之间的差值,并作出决策。本文介绍了模糊控制的原理,并结合工程成本控制的实 例,详细说明了模糊控制实施的具体步骤,为以后的软件实 现做好了准备。模糊控制使得成本监测解放了专业的管理人 员,决策者只要拿到数据即可进行成本偏差分析,并作出决 策。这也是成本模糊控制的意义所在。但是模糊控制的计算机实现还需要对具体的控制器进 行进一步推敲,下一步科研人员研究的方向便是软件的编程 和实

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