Епистемична неопределеност при инженерна оценка на базовите разход и график на строителни проекти

Детерминираното оценяване на разходите и графика на строителния проект не отчита факторите риск и несигур­ност. За да бъде по-добро управлението на един строи­телен проект трябва да се включи и риск анализ при инженерното оценаване на проекта. Настоящата разра­ботка разглежда някои компоненти на оценяването с риск анализ и дефинира понятия и термини, които са малко третирани в специализираните издания, особено при управлението и оценката на строителни проекти.

В специализираната научна литература се срещат различни определения, свързани с понятието „риск“ (Perry and Hayes, 1985). В строителните проекти „риск“ се определя като шанса за поява на отрицателно или положително събитие, засягащо целите на проекта, като следствие от несигурността (Al-Baha and Crandall, 1990). Под „риск“ в управлението на строителни проекти се разбира въздействие на несигурността върху целите на проекта /бюджет, график, обхват/. Несигурността е състоя­ние на недостиг от информация, свързана с разбирането и знанието за дадено въздействие, неговите последствия или вероятност.

Повечето автори използват променливост, неопре­деленост и рискове като взаимозаменяеми думи, но на практика това са различни понятия. Американският учен Франк Найт пръв определя практическата разлика между категориите риск и неопределеност в Knight (1921). В неговата дисертация „Риск, несигурност и печалба“, Найт формулира известното разграничение между риск (слу­чайност с известни възможности) и несигурност (случай­ност с неизвестни възможности). При риска разпреде­лението на резултатите в група е известно чрез априорни изчисления или от изучаване статистиката на пред­шестващия опит, а при неопределеността това липсва. Тази липса много често е предизвикана от невъзможността да се извърши групиране на случаите поради уникалността на ситуациите. Пояснение за риска и неопределеността може да се даде със следния пример: Нека в една урна има 10 топки - 8 бели и 2 черни, то рискът да се изтегли една черна топка е с вероятност 1/5. Ако обаче не се знае колко и какви топки има в урната, то тогава ситуацията е на неопределеност (Попчев, 2004).

В изложението е въведен и терминът променливост, дефиниран като обхват на диапазона от очаквани стойности на конкретен риск или въздействие, породен от неопределеността. Съществуват техники, една от които е симулационен метод „Монте Карло“, които могат да се използват за намаляване на променливостта на оценките, при условие, че разполагаме с достатъчно данни, за да проведем симулационен анализ.

Докладът анализира епистемичната неопределеност, като елемент на неопределеността при оценка на базовите разход и график на строителни проекти. Епистемичната неопределеност е дефинирана тук като базова промен­ливост. Застъпва се тезата за използване на симетрично вероятностно разпределение при въвеждане на базовата променливост като част от оценката на разхода и графика на проекта с включен риск анализ. Анализирани са някои често използвани вероятностни разпределения като триъгълно, ПЕРТ и правоъгълно. Изследвани са влиянието на различните форми на разпределенията, както едно спрямо друго, така и върху детерминираната оценка на проекта по отношение на основните му цели – разход и график.

Детерминираното оценяване игнорира ефекта на несигурност и не взема предвид рисковите събития, които могат да променят оценката по позитивен или негативен начин. С детерминираното оценяване няма възможности да се управлява проактивно риска.

След утвърждаването на базовите разход и график и определяне на базовата променливост, експертите се фокусират на значимите риск събития, които могат да променят разхода и продължителността на проекта извън лимитите, дадени от базовата променливост. Тази дейност е известна като риск разкриване или идентификация на риска.

След потвърждение на базовите разход и график и след количествено определяне на рисковете се включва симулационния метод „Монте Карло“, който използва хиляди итерации на правдоподобни случаи и създава база данни от възможни резултати. Базата данни е ресурс за създаване на хистограми, таблици, кумулативни функции на разпределения и торнадо диаграми, които ще визуа­лизират кумулативния ефект на всички идентифицирани рискове и ще подпомагат вземащите решения да разберат по-добре проекта и неговата среда.

Стойността на оценката на базовите разход и график трябва да бъде толкова точна, колкото проектните условия позволяват. Те са крайъгълният камък на проектното оценяване и всяка грешка ще индуцира линейни грешки в общата оценка на проекта.

Основните стъпки на процеса на определяне на базовите разход и график са следните:

• 
  Преглед и утвърждаване на основата за оценка /допусканията по проекта/;
  
• 
  Преглед на проектните разходи и график;
  
• 
  Отстраняване на скритите или изрично представени непредвидени разходи;
  
• 
  Включване на „непознати разходи“ по различни въпроси;
  
• 
  Определяне променливостта на базовата оценка.
  

По време на прегледа на проектните разходи и график, оценителите преглеждат единичните цени и количествата и ги обновяват, ако е необходимо, въз основа на раз­полагаемата информация. Важен аспект е да се доку­ментират всякакви промени, които са направени спрямо базовата оценка.

При отстраняване на скритите или изрично представени допълнителни разходи, оценяващите се фокусират върху премахването на всички допълнителни разходи, които са скрити или са включени в различни точки, за да покрият сценарии „Какво, ако...“ или рискове. Премахнатите до­пълнителни разходи ще бъдат заменени с ясно иденти­фицирани и количествено определени рискове. Остава само едно разходно перо, допълнение за непредвидени разходи, което ще покрива малки пропуски или грешки в проекта.

Непознатите разходи по различни точки понякога са наричани надценки по проекта. Тази стъпка покрива разходите по точки, които са включени в проекта, но по времето на оценяването има малко или няма данни за това колко биха могли да струват.

След окончателното утвърждаване на базовите разход и график на проекта е необходимо да се оцени базовата променливост, която е епистемичния компонент на ба­зовата неопределеност.

Оценяване на проекта с включен риск анализ дава по-реалистичен поглед на перспективите пред проекта. Тази прогнозируемост ще помогне на проектните ръководители да приоритизират усилията си, да фокусират ресурсите по-ефективно и да вземат необходимите решения, за да управляват разходите, графика и риска.

Базовата неопределеност на оценката на разхода и графика на проекта се състои от два основни типа неопределеност: (1)епистемична (липса на знания) неопределеност и (2)случайна неопределеност.

Епистемичната неопределеност е произведена от липсата на знания за проекта и нейният магнитуд може винаги да бъде редуциран чрез придобиване на инфор­мация по проекта и/или чрез консултиране с експерти. Епистемичната неопределеност, позната също като неувереност, незнание, субективна несигурност, неспе­цифична или редуцируема неопределеност, може да бъде лесно редуцирана чрез получаване на познание за субекта (Кaranki, 2009).

Епистемичната неопределеност е дефинирана като базова променливост. Променливостта се свива с напред­ването на проектирането, когато повечето данни за проекта стават известни. Променливостта трябва да има симетрично разпределение. На фиг. 2 е представен базов разход от 10 млн. валутни единици с ± 10% променливост. Променливостта показва абсолютните граници на диапа­зона на разпределението т.е. базовият разход не може да бъде по-голям от 11 млн. валутни единици и по-малък от 9 млн. валутни единици. Всяка асиметрия е необходимо да бъде подкрепена с риск събитие. Базовите разход и график се определят за условия, които са лишени от рискови събития.

Нека направим сравнителен анализ на това, как ще повлияе на базовата оценка, ако приемем асиметрично разпределение на базовата променливост и каква е разликата ако изберем симетрично разпределение на някои често използвани разпределения.

Разпределението на Бета-ПЕРT (наричано в изложението ПЕРТ разпределение) е полезен инструмент за моделиране на експертни данни. Когато се прилага симулационен анализ „Монте Карло“, разпределението на ПЕРТ може да се използва за идентифициране на рискове в проекта, както и в разходни модели с произволен брой компоненти на проекта. Разпределението на ПЕРТ е в по-голяма степен реалистично вероятностно разпределение отколкото разглежданите по-нататък триъгълно и право­ъгълно разпределения, заради по-доброто му представяне в областта на опашките. ПЕРТ разпределението се описва с три параметъра: минмална, най-вероятна и максимална стойност. В зависимост от предоставените стойности ПЕРТ разпределението може да се приближи до нор­малното или логнормално разпределения. Визуално срав­нението при прилагане на ПЕРТ симетричното разпре­деление и ПЕРТ асиметрично е показано на фиг. 3. Двете разпределения имат еднаква най-вероятна стойност, 100 единици, с дименсия във валутни единици за измерване на разходите или във времеви единици, обикновено месеци, за измерване на графика или времетраенето на проекта. Симетричното ПЕРТ разпределение се дефинира с ±10% от средната стойност за минимум и максимум на обхвата, а асиметричното ПЕРТ разпределение се дефинира с -10% под най-вероятната стойност за минимална стойност и +30% върху най-вероятната стойност за максимална стойност.

Приемаме, че най-вероятната стойност от 100 единици представлява базовия разход на проекта, оценен по детерминиран начин. При симетрично ПЕРТ разпре­деление минималната стойност е 90 валутни единици, а максималната 110 валутни единици, ако измерваме разхода. При асиметричното ПЕРТ разпределение мини­малната стойност е 90 валутни единици, най-вероятната е 100, а максималната стойност съответно 130 валутни единици.

Кумулативната функция на разпределението на фиг. 4, показва, че базовата оценка на разхода от 100 единици е с по-високо ниво на доверителност /приблизително 50%/ при симетричното вероятностно разпределение, докато при асиметричното, същият базов разход /или базов график/ е с ниво на доверителност под 40%. Разликата в нивата на доверителност е над 10% в полза на симетричното разпределение. При 70% ниво на доверителност, при което много фирми често създават бюджета си, ако прие­мем, че анализирам разхода, асиметричното разпре­деление показва увеличение от 5% на разхода спрямо симетричното, показано със стрелка на фиг. 4, а спрямо детерминираната базова стойност дава увеличение от 7,5%. Неточностите, които се получават при използване на асиметрично разпределение сравнено със симетрично ПЕРТ разпределение са посочени в последната колона на табл. 1, делта, отчитайки статистическите данни. Делта по­казва допълнителното и ненужно завишаване на разхода /графика/ от асиметричността на разпределението. Средната стойност и медианата са увеличени средно със 3%, което подсказва скрита смяна на базовия разход /базовия график/ към по-висока стойност, и тази промяна генерира ефект, който се отнася до недокументирана и неоправдана промяна в базовите стойности.

Триъгълното разпределение също се описва с три параметъра: минмална, най-вероятна и максимална стойност. С помощта на триъгълна форма, то поставя по-голям акцент върху най-вероятната стойност, за сметка на стойностите на двете опашки. Триъгълното разпреде­лението е полезно с това, че е лесно да се изчисли и генерира, но е по-ограничено спрямо ПЕРТ в способността си да моделира реални оценки.

В сравнение с ПЕРТ разпределението, при триъгълното има по-голямо увеличение в стойностите на средната и медианата, освен това увеличението на стойностите на базовия разход /базовия график/ при по-високите нива на доверителност е по-голямо. Например, при ниво на дове­рителност от 70% прилагането на асиметрично разпре­деление увеличава с 9% разхода /графика/, над този при прилагане на симетрично разпределение, а цялостно добавя 12% увеличение върху стойността на базовия разход /базовия график/ от 100 единици. Увеличението от 9% е показано със стрелка на фиг. 6. В табл. 2 е сметнато увеличението от прилагане на асиметрично разпре­деление, което е 6,67% и 5,06% съответно за средно аритметичната стойност и медианата, почти двойно повече отколкото при ПЕРТ разпределението.

Правоъгълното или наричано още равномерно разпределение е възможно най-лесното вероятностно разпределение за описване на избрани оценки. При него, всяка стойност, от минимума до максимума е с една и съща вероятност. Използването на равномерното раз­пределение е полезно в ситуации, в които са известни минимална и максимална оценка, но няма друга информация. При повечето реални ситуации е възможно да се получи допълнителна оценка на очакваната или най-вероятна стойност.

Увеличението от използване на асиметрично разпре­деление, при високите нива на доверителност, е зна­чително. При 70% ниво на доверителност, означено със стрелка на фиг. 8, разходът /графикът/ ще има по-висока стойност от около 18% над детерминираната стойност, ако се използва правоъгълно разпределение (90,130) и само около 4% ако се приложи правоъгълно разпределение (90,110). В сравнение с ПЕРТ и триъгълното разпре­деление, при равномерното има най-голямо увеличение в стойностите на средно аритметичното и медианата-10%. Увеличението е в резултат на прилагане на правоъгълно разпределение (90,130), което е асиметрично спрямо базовата стойност от 100 единици.

Изследвани са варианти с прилагане на несиметрична и симетрична форма при ПЕРТ, триъгълно и правоъгълно разпределение за описване на базовата променливост. При използване на асиметрично разпределение, най-голямо отклонение показва използването на правоъгълно разпределение и най-малко отклонение при ПЕРТ разпре­делението. Препоръчва се да се използва симетричната форма на вероятностните разпределения, които най-добре описват смисъла на променливостта.

Правилното определяне на базовата променливост гарантира, че допусканията и оценката са подходящи за проекта и условията на обекта, а оценките на базовия разход и график са коректни и точни отражения на проектния обхват на работа.

Литература
Манчева Ж. Управление на риска в строителните проекти. С., Експертпринт, 2014. -192 с.

Попчев, И. Стратегии за управление на риска (записки на лектора), С., НБУ – ЦДО, 2004

Al-Bahar, J., К. Crandall. Systematic Risk Management Approach for Construction Projects. Journal of Construction Engineering and Management, 116, 3, 533-546 p.

Knight F.H. Risk, Uncertainty and Profit. Boston, MA: Hart, Schaffner & Marx; Houghton Mifflin Co., 1921. (http://www.econlib.org/library/Knight/knRUPCover.html)

Perry, J. G., R. W. Hayes. Risk and its management in construction projects. Proceedings of Institution of Civil Engineers, Part 1, 78, 1985, 499-521 p.

D. Кaranki, H. Kushwaha, A. Verna, S. Ajit, 2009. Uncertainty Analysis Based on Probability Bounds (P-Box) Approach in Probabilistic Safety Assessment. Risk Analysis, 29 (5), 662–675 p.

Статията е препоръчана за публикуване от Редакционен съвет.