基于GO法的装配式建筑工程风险评价

闫丽颖　岳瑞杰

摘要：装配式建筑的大力推广及应用，对装配式建筑工程风险管理工作提出了新的挑战。本文在分析GO法基本原理的基础上，从整个预制构配件生产、物流运输至现场装配施工的多个维度为切入点，在建造系统流程图的基础上建立了装配式建筑工程GO图模型，应用GO运算规则计算系统的风险状态概率值，参照风险等级划分标准实现对系统的风险评价，以期为装配式建筑工程相关风险研究提供新思路。

Abstract： The promotion and application of prefabricated housing have posed new challenges to the risk management of prefabricated housing projects. On the basis of analyzing the basic principle of the GO method， this paper established the based on the construction system flow chart from the entire prefabricated components production， logistics， transportation to the scene assembly construction. The GO algorithm is used to calculate risk state probability value system， and risk evelaution of the system is realized according to the risk level division standard， in order to provide new ideas for the research on the risks associated with prefabricated housing.

关键词：装配式建筑;GO法;GO图模型;风险评价

Key words： prefabricated housing;GO method;GO diagram model;risk assessment

中图分类号：F426                                        文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2019）28-0158-03

0  引言

目前，在国家政策的大力推动下，装配式建筑逐渐成为业界关注的热点。然而，预制装配式建筑的大力推广及应用，对装配式建筑工程风险管理工作提出了新的挑战。据统计，2019年上半年我国房屋建筑行业共发生安全事故1732起、死亡1752人，同比分別上升7.8%和1.4%，对于装配式建筑工程实施过程而言，安全和风险事故总量持续保持高位[1]，极大阻碍了装配式建筑的整体健康发展。因此，如何建立适用于装配式建筑工程的风险评价体系，加强装配式建筑建造过程中的风险剖析与管控，是当前装配式建筑产业亟待解决的重要课题。

近年来，专门针对装配式建筑风险的研究文献还较少，且多数以理论分析或定性分析为主，缺少定量分析且计算过程过于复杂。鉴于此，本文在分析GO法基本原理的基础上，从整个预制构配件生产、物流运输至现场装配施工的多个维度为切入点，建立基于GO法的装配式建筑工程风险评价模型，建模过程简便且易于操作，计算结果直观，适用于工程实际，克服了传统风险评价方法计算过程复杂、计算量大且易受主观因素干扰的不足，以期为装配式建筑工程管理者提供决策参考，同时为装配式建设工程风险分析及研究工作提供新思路。

1  基于GO法的装配式建筑工程风险评价步骤

1.1 GO法基本原理

GO（Goal Oriented）法最初是由美国Kaman公司提出的一项以概率分析为基础、以成功为导向的系统概率分析技术。它的基本原理是经过系统分析将系统流程图直接翻译成GO图，并依据GO图直接进行系统概率计算，可用于多状态、多时序系统的概率风险性评价和可靠性分析，尤其对有实际物流的阶段性任务系统的风险性评价更为适用[4]。

GO图主要由操作符和信号流两大要素组成。操作符代表系统中的具体单元或逻辑关系，操作符类型反映了操作符所代表的单元功能和特征，GO法一共定义了17种操作符[3]，各操作符的类型、属性及运算规则可参见文献[3，5];信号流代表单元之间的连接，并将GO操作符连接生成GO图。GO法的定量计算是从输入操作符开始，沿信号流序列，按操作符运算规则，逐步计算信号流的状态概率，直至代表系统的最终输出信号[5]。

1.2 风险评价步骤

基于GO法能描述复杂系统时序性的特点，它可以直观表示装配式建筑施工工艺系统及各工艺时间节点之间的运行顺序和状态变化。将GO法应用于装配式建筑工程风险评价，主要目的是根据预制构配件生产、物流运输至现场装配施工的多个维度的风险性参数，利用GO图模型定量测度其风险概率，从而全面反映系统风险等级，风险评价步骤如下：

①系统分析：明确装配式建筑工程建造系统流程，明确建造系统系统的运行阶段及构成，并确定风险评价的范围;

②建立GO图模型：根据GO法原理，将装配式建筑工程建造系统流程图将转化为相应的GO图模型;

③风险评价：根据操作符与系统工艺流程之间的对应关系，将系统每一道工艺流程的风险频数输入给操作符，应用GO运算规则计算系统的风险状态概率值，并参照风险等级划分标准实现对系统的风险评价。

2  装配式建筑工程工艺系统分析

2.1 装配式建筑工程风险因素

与传统现浇住宅不同，装配式建筑的工业化生产是一个风险叠加过程。在文献分析基础上，通过对不同的装配式建筑工程的建设过程风险因素的总结，根据专家调查法，归纳出装配式建筑工程常见的风险因素如下：

①生产加工过程：工厂预制标准化生产能力低，构件原材料质量低下，预制构件生产工艺不符合规范要求，模具精度不够，构件脱模后养护不及时等;

②运输供应过程：供应商仓储配送能力弱，构件运输成本高，构件配送方案不合理，构件运输损伤，构件现场堆放不合理、构件进场检测流于形式等;

③施工安装过程：构件现场堆放不合理;吊装技术方案不合理，吊装机械吊装精度差，吊点与构件连接不牢固，机械操作人员技术水平不足，工人安全意识不到位，塔吊交叉干扰，吊装作业气候条件恶劣，施工验收不合格等。

2.2 装配式建筑工程建造工艺系统分析

装配式建筑工程建造工艺系统由一系列工艺过程和物流节点构成，如图1所示，生产模式基本固定。预制构件设计单位完成BIM标准化设计后，在BIM模型上生成构件制造图，作为构件工厂备料制作依據;构件工厂根据构件生产工艺及施工设备条件在异型构件生产线（生产叠合梁、叠合阳台、配式柱、预制飘窗等异型构件）和板类构件生产线（生产叠合板、保温板、外墙板、内墙板等板类构件）进行构件的制模、定位、浇筑、蒸养、脱模等制作过程;构件加工完成经仓储、装车配送、进场验收后，为了确保吊装顺利进行，需要对构件分类存放，待起吊装置就位后相继完成楼梯板吊装、一般构件吊装、斜支撑吊装及特殊构件加固和钢筋套筒连接堵缝灌浆施工，预制装配式结构安装完毕后，由施工总承包单位组织作业层质量验收。

3  基于GO法的装配式建筑工程风险评价

3.1 装配式建筑工艺系统GO图模型

根据GO法的基本原理并结合装配式建筑工程生产系统中各工艺节点的特点，可建立如图2所示的装配式建筑工艺系统GO图模型。系统中各工艺节点用操作符表示，节点间的连接用信号流表示。

操作符类型（图3所示），其中操作符中的S1…SN表示输入信号，R表示输出信号，信号流上面的数字表示信号流编号，操作符中前面数字代表操作符类型，后面数字代表操作符编号。

3.2 装配式建筑工程风险评价

由图2可知，装配式建筑工程建造工艺系统GO图模型中共有14个操作符和14个信号流，操作符和信号流相互独立，且操作符与系统工艺流程之间有对应关系，根据调研走访企业与在建装配式工程安全风险数据库并结合专家评估得到装配式建筑工程生产工艺系统的风险频数，将系统每一道工艺流程的风险频数输入给操作符，可得到表1所示其生产工艺系统所有操作符数据。

装配式建筑工艺系统GO图及操作符数据输入后，按照GO法基本原成理和操作符运算规则，可导出系统所有信号流的状态概率，由于该系统为成功状态和事故（风险）状态组成的两态系统，则信号流对应的输出信号的状态概率有成功概率和风险概率两种定量计算标准，将GO法操作符的输出信号的成功概率记为PR，风险概率记为PI，则

PI=1-PR，根据文献[5]，输出信号成功概率PR的计算公式为：

其中，P表示在M个共有信号的组合状态下，系统输出信号成功状态概率值;KM表示组合状态中的第M个共有信号的修正系数。根据上述成功概率公式定量计算所有工艺系统信号流的成功概率和风险概率，将计算结果取3位有效数字，得到表2所示的装配式建筑工艺系统状态概率，则信号流14的风险概率值0.348就是装配式建筑工程风险率。

为了对装配式建筑工程工艺系统风险进行有效评估，参照LEC分析法的风险等级划分标准，将装配式建筑工程工艺系统风险等级划分为5类：风险很高（评价指标值？叟0.90）、风险较高（评价指标值0.70～0.89）、风险偏高（评价指标值0.50～0.69）、一般风险（评价指标值0.30～0.49）、较低风险（评价指标值<0.30），则装配式建筑工程工艺系统风险率0.348属于一般风险，说明装配式建筑施工企业应强化项目风险控制，加强建设工艺流程风险管控，尤其是在当前我国装配式建筑产业技术储备不足、法规体系不健全、企业转型滞后的情况下，盲目冒进地进行项目建设容易引起风险因素的叠加，一旦发生重大险情可能会导致整个项目的失败。

4  结语

本文基于GO法能描述复杂系统时序性的特点，将GO法应用于装配式建筑工程风险评价过程中。在识别出预制构配件生产、物流运输至现场装配施工的多个维度的风险因素的基础上，根据其建造系统流程图，建立了装配式建筑工程GO图模型，根据操作符与系统工艺流程之间的对应关系，应用GO运算规则计算系统的风险状态概率值，并参照风险等级划分标准实现对系统的风险评价，为更加科学地进行装配式建筑工程风险评价提供理论参考。

参考文献：

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