بخشی از مقاله
*** این فایل شامل تعدادی فرمول می باشد و در سایت قابل نمایش نیست ***
ارزیابی ریسک در پروژه های پل سازی با رویکرد FMEA فازی
چکیده
تکنیک "آنالیز حالات خرابی و اثرات آن"، یکی از روش های آنالیز ریسک است. در چارچوب آنالیز حالات خرابی و اثرات آن، ابتدا به شناسایی حالات خرابی در سیستم پرداخته و سپس دلایل مختلف بروز این خرابیها و اثراتشان بر روی سیستم تعیین و در نهایت عدد اولویت ریسک محاسبه می شود. مناسب ترین گزینه برای رفع محدودیتهای این روش تلفیق آن با منطق فازی است. منطق فازی ابزاری توانمند برای مدل سازی سیستمهایست که دارای پیچیدگی بسیاری بوده و داده های کافی از آنها موجود نیست. در این مقاله رویکرد FMEAفازی برای اولویتبندی ریسکهای موجود در ساخت پروژههای پلی سازی و ایجاد اقدامات اصلاحی مورد نیاز بکار گرفته می شود. مدیران پروژه با استفاده از چنین روشی می توانند نسبت به شناخت و مدیریت ریسکهای
موجود اقدام نمایند تا مدیریت اثربخشی تری در پروژهها داشته باشند.
واژه های کلیدی عدد اولویت ریسک، نظریه فازی، FMEA ،AHP
۱- مقدمه
ریسکها و عدم قطعیتها سبب شکست اکثر پروژههای ساخت در رسیدن به اهداف از پیش تعیین شده آنها مانند زمان، هزینه و کیفیت می شوند. انجمن مدیریت پروژه، ریسک را رویدادی نامطمئن یا موقعیتی که اگر اتفاق بیفتد، بر اهداف پروژه تأثیر مثبت یا منفی خواهد گذاشت تعریف می نماید ۱۱ ا. فرآیند مدیریت ریسک می تواند با کاهش یا حذف پیامدهای منفی ناشی از ریسکها و افزایش اثرات مثبت آن نقش بسزایی در بهبود عملکرد پروژهها داشته باشد. از اینرو شناسایی و اولویت بندی رویدادهای ریسک برای تحلیل بیشتر و انتخاب استراتژی های پاسخ ریسک " (FMEA) مناسب در پروژههای ساخت، از اهمیت بالایی برخوردار است. یکی از روش های تحلیل رویدادهای ریسک آنالیز حالات خرابی و اثرات آن است. در چارچوب FMEA ابتدا به شناسایی حالات خرابی در سیستم پرداخته و سپس دلایل مختلف بروز این خرابیها و اثراتشان بر روی سیستم تعیین و در نهایت عدد اولویت ریسک محاسبه می شود. استفاده از منطق فازی برای اجرای FMEA راهکاری مناسب برای رفع محدودیتهای این روش است. چرا که منطق فازی مناسب ترین گزینه برای مدل سازی سیستمهایست که دارای پیچیدگی بسیاری بوده و یا همچنین اطلاعاتی که در مورد آنها در اختیار میباشد مبهم و غیر صریح است.
پژوهشگران مختلفی از منطق فازی در اجرای FMEA استفاده نمودند. به عنوان مثال در سال ۲۰۰۲، Xu و همکارانش یک ارزیابی فازی FMEA برای سیستم موتور پیشنهاد دادند||۱۴ ا. در سال ۲۰۰۴، GuimaraeS و همکارش از سیستم استنتاج فازی برای تخمین عدد اولویت ریسک استفاده نمودند. آنان به مزایای بکارگیری چنین روشی برای مدل سازی سیستم هایی که دادههای موجود از آنها مبهم اند، اشاره کردند || ۹ | در سال ۲۰۰۵، Sharma و همکارانش با استفاده از منطق فازی و بکارگیری قضاوت افراد خبره به ارزیابی عدد اولویت ریسک پرداختند || ۱۲ ]. در سال ۲۰۰۶، Tay K و همکارش از منطق فازی به هنگام اجرای FMEA برای غلبه بر محدودیتهای آن استفاده و سپس روشی برای کاهش قوانین پیشنهاد نمودند || ۱۳ ا. در سال ۲۰۱۱، Liu و همکارانش برای بهبود روش قدیمی FMEA، رویکرد جدیدی از FMEA با استفاده از استدلال استنتاجی فازی پیشنهاد نمودند || ۱۰ ا. هدف از این مقاله نیز اولویت بندی ریسکهای موجود در ساخت پروژه های پل سازی و ایجاد اقدامات اصلاحی مورد نیاز با استفاده از رویکرد FMEA فازی است.
۲- آنالیز حالات خرابی و اثرات آن (FMEA) در چارچوب FMEA تحلیل ریسک از مرحله جزئی سیستم شروع و یک لیست از حالات خرابی مرتب شده و تأثیر آن حالات خرابی با محاسبه یک شاخصی به نام عدد اولویت ریسک (RPN)" که محدوده بین ۱ تا ۱۰۰۰ را دارد، مورد تحلیل قرار می گیرند. RFN از حاصل ضرب سه فاکتور شدت اثر ریسک، وقوع و درجه شناسایی بدست می آید. شدت اثر ریسک، میزان جدیت تأثیر خرابی را منعکس می کند تا اثر بالقوه حالات خرابی مشخص شود. وقوع، از احتمال رخ دادن خرابی و علت بروز خرابی سرچشمه می گیرد. درجه شناسایی نیز، به عنوان مقیاسی از قابلیت کنترل های فعلی برای یافتن علت و مکانیزم شکست تعریف می شود. هر سه فاکتور در محدوده ۱ تا ۱۰ مورد ارزیابی قرار می گیرند ۷]. FMEA در کنار مزیتهایی همچون فراهم نمودن اطلاعات ارزشمند برای تحلیل درخت خطا و حمایت از شناسایی حالات خرابی ممکن، محدودیتهایی نیز دارد که از جمله این محدودیتها میتوان به موارد زیر اشاره نمود ۸ ا: - هیچ دلیلی وجود ندارد که شدت اثر ریسک، وقوع و درجه شناسایی ضرب شوند تا RPN بدست آید. - وجود نقص در مورد روش اجرای محاسبات با استفاده از عمل ضرب و همچنین روش تفسیر نتایج - شکست در برآورد RPN به هنگام محاسبه اثر خرابی در چندین جنبه، چراکه فقط شدیدترین تأثیر در محاسبه استفاده می گردد. - تمایز قائل نشدن بین اهمیت متغیرهای ورودی یعنی شدت، وقوع و شناسایی به هنگام محاسبه RPN - فقدان دستورالعملهای رسمی برای ارتباط RPN محاسبه شده با عملیات اصلاحی مورد نیاز۳- تئوری مجموعههای فازی نظریه مجموعههای فازی اولین بار توسط آقای لطفی زاده در سال ۱۹۶۵ میلادی مطرح گردیدا ۱۵ ا. اگر X مجموعه مرجعی باشد که هر عضو آن با x. نمایش داده شود، آنگاه مجموعه فازی A در X به صورت مجموعهای از زوجهای مرتب به صورت رابطه ۱ تعریف می شود:
که در آن تابع عضویت می باشد و میزان تعلق x. به مجموعه فازی A را نشان می دهد، برد این تابع در حالت نرمال بصورت فاصله بسته ||| ۱. ۰ ] در نظر گرفته می شود
۳]. ۴- سیستم خبره فازی سیستم خبره فازی یک چارچوب محاسباتی مبتنی بر مفاهیم تئوری مجموعه فازی، قوانین اگر و آنگاه فازی و استدلال فازی می باشد. در این سیستم برای استدلال دادهها، از توابع عضویت و قواعد فازی استفاده می شود. فازی ساز، پایگاه قواعد فازی، موتور استنتاج فازی و نافازی ساز از اجزای اصلی یک سیستم خبره فازی میباشند. شکل ۱ ساختار کلی سیستم خبره فازی را نشان میدهد:
در این ساختار اجزای اصلی بصورت زیر تعریف می شوند
. ۱-۴- فازی ساز
فرآیند فازی سازی شامل دریافت ورودیها و تعیین درجه عضویت آنها به هر یک از مجموعه های فازی از طریق توابع عضویت می باشد
. ۴- ۲- پایگاه قواعد فازی
پایگاه قواعد فازی مجموعهای از قواعد "اگر آنگاه " فازی استا۶ ]. این قواعد برای ارتباط میان مجموعه های ورودی و خروجی استفاده و با بکارگیری نظر کارشناسان و عملگرهای سه گانه فازی («یا»، «و»، «نه») ایجاد می شوند.
۴- ۳- موتور استنتاج فازی در یک موتور استنتاج فازی، از اصول منطق فازی برای ترکیب قواعد در پایگاه قواعد فازی استفاده می شودا ۶ ]. موتور استنتاج عملگرهایی مانند مینیمم، ماکزیمم و مجموع را ترکیب و خروجی فازی را از مجموعههای فازی ورودی استخراج می کند. دو روش برای نتیجه گیری از روی یک مجموعه قواعد وجود دارد: یکی استنتاج مبتنی بر ترکیب قواعد و دیگری استنتاج مبنتی بر قواعد جداگانه می باشد ۶ ]. در استنتاج مبنتی بر قواعد جداگانه، ابتدا درجه انطباق ورودی با بخش شرطی قاعده تعیین، سپس اعتبار پیامد قاعده محاسبه و در نهایت تجمیع تمامی پیامدها انجام می شود. ۴- ۴- نافازی ساز نافازی ساز در قسمت خروجی، مجموعه های فازی که خروجی موتور استنتاج هستند را به یک متغیر با مقدار قطعی (حقیقی) تبدیل می کند [۳]. ۵- تلفیق FMEA با منطق فازی ۱-۵ - تعریف اصطلاحات برای تلفیق FMEA با منطق فازی باید اصطلاحات زیر تعریف شود ۸ ا: احتمال وقوع : احتمال وقوع رویدادهای ریسک در محدوده ۱ تا ۱۰ تعریف و با P نشان داده میشود. تأثیر: تأثیر بالقوه مرتبط با وقوع یک رویداد ریسک با I نشان داده شده و در محدوده ۱ تا ۱۰ تعریف میشود و دارای سه جنبه تأثیر زمان (TI)، تأثیر هزینه (CI) و تأثیر کیفیت (QI) می باشد. شناسایی اکنترل : قابلیت شناسایی استراتژی پاسخ ریسک در شناسایی و کنترل دلایل اصلی قبل از اینکه منجر به وقوع رویداد ریسک گردند و کنترل تأثیر وقوع رویداد ریسک در محدوده ۱ تا ۱۰ تعریف و با D نشان داده می شود. عدد وضعیت بحرانی ریسک‘‘: عدد وضعیت بحرانی ریسک در محدوده ۱ تا ۱۰۰۰ تعریف و با RCN نشان داده می شود.
۲-۵ - تعریف عبارات زبانی برای متغیرهای ورودی با استفاده از نظر کارشناسان برای متغیرهای ورودی پنج عبارت زبانی در نظر گرفته شد. در جداول ۱ و ۲ تعاریف مربوط به عبارتهای زبانی در یک پروژه پل سازی ارائه شده است. تعاریف مربوط به عبارات زبانی برای متغیر ورودی شناسایی اکنترل برگرفته از مرجع (۸) است.
5- ۳ - تعریف توابع عضویت برای متغیرهای ورودی و خروجی با استفاده از نظر کارشناسان، توابع عضویت برای متغیرهای ورودی و متغیر خروجی ایجاد شد. شکل های ۲ تا ۵ نتایج نشان میدهند.
۴-۵ - تخصیص اولویت برای ایجاد عملیات اصلاحی مطابق با RCN محاسبه شده
کارشناسان با استفاده از شکل ۵، ارتباط بین RCN محاسبه شده و نیاز به ایجاد عملیات اصلاحی را مطابق با جدول ۳ ایجاد نمودند ||۸|
۵-۵ - جمع تأثیر هزینه، زمان، کیفیت (تأثیر جمع شونده) ممکن است RPN به هنگام محاسبه اثر خرابی در چندین جنبه با شکست مواجه شود. استفاده از مفهوم فرآیند تحلیل سلسله مراتبی (AHP)" فازی می تواند راهکاری مناسب برای رفع این مشکل باشد ا۸ ا. AHP یک روش تصمیم گیری است که از تکنیک مقایسات زوجی برای انتخاب استفاده می نماید. بدین معنی که برای انتخاب یک گزینه از بین چند گزینه موجود، آنها را دو به دو بر اساس معیارهای داده شده مقایسه کرده و ترجیح هر یک بر دیگری را در مورد هر معیار به دست می آورد و پس از اعمال وزن معیارها در نتایج حاصله، گزینه ای که بیشترین امتیاز را دارد، انتخاب می کند || ۲ |. در سال ۲۰۰۷، Zeng و همکارانش، به این نکته که گاهی کارشناسان در انتخاب یک عدد برای مقایسه زوجی مشکل دارند، پرداختند. آنان به مزیت در نظر گرفتن محدودهای برای مقایسه اشاره و برای رفع این نقص رویکرد AHP فازی را ارائه نمودند ا۱۶ ]. مراحل انجام AHP فازی در پنج مرحله خلاصه شده است || ۷ ||: ۱- تشکیل ساختار سلسله مراتبی مطابق با شکل ۶، که در واقع تعریف درست هدف است:
۲- انجام یک مقایسه دو به دو بین اجزای سطح معیار برای اولویتبندی تأثیرگذاری آنها روی اهداف پروژه در قالب اعداد فازی ذوزنقه ای استاندارد (Cl,b,C,d) و ایجاد تابع عضویت با استفاده از رابطه ۲
۳- محاسبه مقدار غیر فازی هر اولویت با استفاده از رابطه ۳، که در آن dij نشان دهنده اهمیت نسبی فاکتور i بر J است.
۴- استفاده از اصلی شرط معکوس و ساخت ماتریس مقایسات زوجی۵- بکارگیری محاسبات AHP برای یافتن وزن هر یک از معیارها و سنجش نرخ ناسازگاریپس از ساخت ماتریس مقایسات زوجی کلیه درایه های هر ستون بر مجموع آن ستون تقسیم می شود تا مقدار نرمال هر درایه بدست آید. سپس میانگین سطری ماتریسی نرمالیزه شده محاسبه می شود. میانگین درایههای موجود در هر سطر وزن نسبی هر معیار را بیان می کند.
قضاوتی را سازگار گویند که اگر در آن A دو برابر B و B سه برابر C اهمیت داشته باشد، آنگاه A شش برابر C اهمیت داشته باشد.
