بخشی از مقاله
چکیده
شبکه ی باور بیزی، که شبکهی علیت یا شبکهی باور نیز نامیده میشود، ابزار قدرتمندی است برای نمایش اطلاعات و ارائهی استدلال در شرایط عدم قطعیت و روابط احتمالی بین مجموعهای از متغیرها را نشان میدهد. این شبکه در مسائل جهان واقع مانند عیبیابی، پیشبینی، نگرش خودکار، ترکیب حسها و کنترل تولید بسیار کاربرد دارد، هم چنین دامنهی آن به سایر کاربریها نظیر حمل و نقل، و مدیریت ریسکهای نرم افزاری نیز کشیده شده است. اگر شبکهی باور بیزی برای مدیریت ریسکهای پروژه بهکار گرفته شود، میتوان به راحتی نمودار علت و معلول بین ریسکها را ایجاد کرد، و احتمال ریسک را نیز میتوان با محاسبهی توزیع احتمال مشترک بین ریسکها بهدست آورد، ریسکهای بزرگی که بر عملکرد پروژه تاثیر دارند را نیز میتوان از طریق محاسبهی ب-نظمی شناسایی نمود. این مقاله با استفاده از شبکهی باور بیزی، شِمایی را برای مدیریت ریسکهای پروژههای مهندسی کلان ارائه میدهد. استناد به یک ارزیابی کارشناسانه برای ایجاد شبکهی باور بیزی از محدودیتهای این پژوهش میباشد.
کلمات کلیدی: مدیریت ریسک در مهندسی کلان، پروژهها، صنعت ، شبکهی باور بیزی
1 -مقدمه
مدیریت ریسک پروژه، یکی از مهمترین موضوعات مدیریت پروژه [1]، عبارت است از برنامهریزی، سازماندهی، نظارت و کنترل همهی ابعاد یک پروژه که معرفی ریسک، ویژگیهای آن، پیشرفت واکنش به ریسک، و کنترل این واکنش را در بر میگیرد 3] ،[2، خاطر نشان ساختهاند که درک و مدیریت ریسکهای پروژه در پروژههای مهندسی کلان، در مراحل اولیه کارهای چالش برانگیزی هستند. شکست پروژههای مهندسی کلان بیش از پیش بر اهمیت مدیریت ریسک علی الخصوص درصنایع دفاع، صنایع ساختمانی و صنعت نفت به دلیل آسیبهای مهمی که ممکن است ایجاد شوند تاکید می-ورزد .[4] تحقیقات فعال، الگوپردازی پروسهها و روشهای مدیریت ریسک پروژه را مورد بررسی قرار میدهند تا رویکردی هدفمند و روش شناسی جامعی را برای مدیریت ریسک پروژه ارائه بدهند 5] ،.[1
استفاده از نمودارهایی نظیر نمودار علت و معلول و نمودار تاثیر یکی از روش-های مدیریت ریسک پروژه است. نمودار برای الگوپردازی روابط احتمالی بین ریسکها مناسب بوده و برای پرداختن به مسائل پیچیده مفید است. با این حال ایجاد این رابطهها کار آسانی نیست و نسبت به ارزیابیهای غریزه محور از پیچیدگی بیشتری برخوردار است به همین دلیل بهعنوان یک روش عمومی برای مدیریت ریسک پروژه به کار نرفته است 6-8] ،.[1
شبکه ی باور بیزی یک الگوی گرافیکی است که با تعیین روابط علی بین متغیرها، ارتباطات احتمال گرایانهای را بین مجموعهای از آنها نشان می-دهد.[9] از آنجایی که شبکهی باور بیزی بهراحتی نمودار علت و معلول را ایجاد میکند، میتواند روش مناسبی برای مدیریت ریسکهای پروژه با پروسههای هدفمند و جامع باشد. بدین ترتیب این پژوهش با استفاده از شبکه ی باور بیزی، شیوه ای را برای مدیریت ریسک پروژه بهدست میدهد.
2 -کارهای پیشین
-1 2 -مدیریت ریسک پروژه
هدف اصلی مدیریت ریسک پروژه، شناسایی، ارزیابی و کنترل ریسکها برای موفقیت پروژه است. ارزیابی موفقیت پروژه دشوار است زیرا با تغییر فاز پروژه ممکن است موفقت آن هم دستخوش تغییر شود و بسیاری از سهامداران برای ارزیابی موفقیت پروژه معیارهای مختلفی دارند. با این حال معیارهای موفقیت پروژه عموماً با تجاوز از زمانبندی و هزینه و عملکرد فنی سنجیده میشوند 11]، .[10 همانطور که جدول 1 نشان میدهد، پژوهشهای مختلفی پروسهی مدیریت ریسک پروژه را برای موفقیت پروژه مطرح کردهاند .[12-17] برخی پژوهشها از پروسهای دقیق برای کاربردی خاص [18]، و یا از پروسهای اصلاح شده برای ارزیابی رتبهبندی پروژههای مختف از نظر میزان ریسک [10] استفاده کردهاند، ولی پروسهی کلی مدیریت ریسک پروژه چهار مرحله را شامل میشد: طبقهبندی و شناسایی ریسک، بررسی ریسک، تحلیل ریسک، و کنترل ریسک. در هر فاز از پروسهی مدیریت ریسک پروژه، روش های رایجی که 8] ، 7 ، [1 پیشنهاد کردهاند، از این قرار میباشند:
در فاز شناسایی ریسک، روش های اصلی عبارتند از طوفان فکری، بازنگری اسناد، فن دلفی، بررسی چک لیست، و بررسی فرضها. فاز بررسی ریسک را میتوان به بررسی ریسکهای کمّی و کیفی تقسیم نمود. بررسی کیفی احتمال ریسک، ارزیابی تاثیر آن، و ماتریس احتمال و تاثیر را در بر میگیرد در حالیکه بررسی کمّی تست حساسیت، بررسی ارزش پولی مورد انتظار، و بررسی درخت تصمیمگیری با استفاده از تئوری بازدهی [22] را شامل می-شود. سایر روشها، شبیهسازی [19]، نمودار علت و معلول، نمودار تاثیر، تئوری بازی، و تئوری فازی [20] را شامل میشوند. در بررسی ریسکهای فنی از بررسی درخت خطا و درخت حادثه بهعنوان بررسی کمّی ریسک استفاده میشود 21]، .[15 از آنجایی که در هریک از پروسه های مدیریت ریسکهای پروژه روشهای مختلفی وجود دارند، [5] با در نظر گرفتن مقیاس و پیچیدگی پروژه و سطح تکامل ریسکهای سازمانی، روشهای مناسبی را توصیه کردهاند. آنان همچنین ابراز داشتهاند که بیشتر روشها برای پروژههای مهندسی کلان مناسب هستند.
با این حال [6] معایب این روشها را شرح میدهند: تحلیل غریزه محور و روشهای تحلیلی برای مسائل پیچیده مناسب نیستند، رویکرد آماری به تلاش زیادی در زمینهی جمعآوری داده نیازمند است، درخت تصمیمگیری در شکلدهی به متغیرهای همبسته دچار دشواری است، شبیهسازی به الگوی ریاضی نیاز دارد و تابع چگالی احتمال باید برای هر متغیر تعریف شود، شبکه-ی عصبی به مجموعهی دادهها بسیار حساس است، و نمودار تاثیر به نمایهی دقیق روابط نیازمند میباشد. بدین ترتیب [6] از روش تحلیل اثرات مشترک برای کاربرد یا عدم کاربرد پروژهی ساخت و ساز استفاده کردند. با این وجود روش تحلیل اثر مشترکاین معایب را دارد که نیازمند برآورد کارشناسان از احتمالات شرطی یا احتمالات مشترک حوادث جفت یا احتمال کم حوادث میباشد.[23]
در این پژوهش به تحلیل استفاده از شبکهی باور بیزی برای مدیریت ریسک پروژههای مهندسی کلان پرداخته شده است زیرا میتواند بهراحتی نمایهای دقیق از روابط ارائه نموده و احتمالات شرطی ریسک هایی که جزو معایب نمودار تاثیر و روش تاثیر مشترک هستند را محاسبه کند
-2 2 -شبکهی باور بیزی
شبکهی باور بیزی، که شبکهی علیت یا شبکهی باور نیز نامیده میشود، ابزار قدرتمندی است برای نمایش اطلاعات و ارائهی استدلال در شرایط عدم قطعیت [24]، و روابط احتمالی بین مجموعهای از متغیرها را نشان میدهد .[9] این شبکه در مسائل جهان واقع مانند عیبیابی، پیشبینی، نگرش خودکار، ترکیب حسها و کنترل تولید بسیار کاربرد دارد .[9] هم چنین دامنه-ی آن به سایر کاربریها نظیر حمل و نقل [28]، و مدیریت ریسکهای نرم افزاری - فان و یو - 2004 نیز کشیده شده است. شبکهی باور بیزی مزایای متعددی دارد از جمله مناسب بودن آن برای مجموعه دادههای کوچک و
ناقص، امکان یادیگری ساختار، ترکیب منابع مختلف اطلاعاتی، پردازش سریع عدم قطعیت، و پاسخ دهی سریع .[25] بنابراین این شبکه برای سیستمهای پشتیبان تصمیمگیری همراه با عدم قطعیت نیز کاربرد دارد. شبکهی باور بیزی دارای بخشهای کمّی و کیفی است .[29] بخش کیفی شبکه، که یادگیری ساختار نام دارد، نمایهی گرافیکی استقلالی است که بین متغیرها برقرار است و شکل یک گراف جهتدار غیرمدور را دارد. برای یادگیری ساختار با استفاده از داده دو روش وجود دارد. یکی رویکرد بیزی مبتنی بر امتیازدهی و جست و جوست و دیگری رویکرد محدودیت محور مبتنی بر تست استقلال. رویکرد بیزی پس از آنکه شبکهی باور بیزی با اطلاعات اولیهی کاربر ساخته شد، بهترین ساختار الگو را از دادهها بهدست میآورد، و رویکرد محدودیت محور بهترین ساختار الگو را از وابستگی های شرطی در هر جفت از متغیرها بهدست میآورد.
با این حال رویکرد محدودیت محور به خاطر آسانی در محاسبه نسبت به رویکرد بیزی بیشتر مورد استفاده قرار میگیرد .[25] الگوریتم PC که بهطور گستردهای در رویکرد محدودیت محور مورد استفاده قرار میگیرد، همهی کدهای اتصالی را بههم وصل میکند، با توجه به وابستگی شرطی اتصالات را از گرههایی که مرکز گرههای مجاور هستند حذف میکند، و در نهایت جهتها را مشخص میکند[30] . [26] مزایای الگوریتمPC را در داشتن یک مبنای شهودی و توانایی بازیابی یک ساختار علیتی الگوی معادل برای دادهها بر میشمارند. بنابراین این پژوهش بر مبنای کار [26]، از الگوریتم PC استفاده کرده است.
بخش کمّی شبکه ی باور بیزی، که یادگیری پارامتر نام دارد، با استفاده از روابط علت و معلولی حاصل از بخش کیفی و دادههای متغیرها، وابستگیهای توزیعهای احتمالی را پیدا میکند. این پژوهش با استناد به [9] از توزیع چندجملهای نامحدود استفاده کرده است. اگر شبکهی باور بیزی ساخته شود، بررسی حساسیت قادر خواهد بود تا میزان تاثیرپذیری یک گرهی خاص از سایر گرهها را بررسی کند. حساسیت با بینظمی نشان داده میشود: هرجه بینظمی بین گرهها بیشتر باشد، تاثیر آنها بیشتر خواهد شد.
شبکهی باور بیزی با اینکه مزایای زیادی دارد، ولی این عیب را نیز دارد که نیاز دارد متغیرهای پیوسته از یکدیگر جدا شوند .[25] در بررسی متغیرهای پیوسته، که بایستی به متغیرهای جدا از هم تبدیل شوند، پروسهی جداسازی میتواند باعث از دست رفتن اطلاعات بشود. بهمنظور اجتناب از چنین عیبی، این پژوهش تنها از متغیرهای مجزا استفاده کرده است. همانطور که پیشتر عنوان گردید، اگر شبکهی باور بیزی برای مدیریت ریسکهای پروژه به کار گرفته شود، میتوان به راحتی نمودار علت و معلول بین ریسکها را ایجاد کرد، و احتمال ریسک را نیز میتوان با محاسبهی توزیع احتمال مشترک بین ریسک ها به دست آورد، ریسکهای بزرگی که بر عملکرد پروژه تاثیر دارند را نیز میتوان از طریق محاسبهی بینظمی شناسایی نمود.
