DOI: https://doi.org/10.31181/sdmap31202642
تاريخ النشر: 2025-05-19
المؤلف: Zhenyun Du وآخرون
الموضوع الرئيسي: إدارة أداء مشاريع البناء
نظرة عامة
تتناول هذه الدراسة قيود تحليل أنماط الفشل وآثاره التقليدي (FMEA) في تقييم مخاطر البناء، وخاصة تحدياته في إدارة عدم اليقين وتحديد أولويات المخاطر ذات أرقام أولوية المخاطر المتطابقة (RPNs). لتعزيز تقييم المخاطر، طور المؤلفون إطار عمل هجين لصنع القرار يدمج المنطق الضبابي مع تحليل نسبة الوزن التدريجي (SWARA) وطرق مقارنة منطقة التقريب الحدودي متعددة الخصائص (MABAC). كشفت دراسة حالة تشمل 18 خطرًا في البناء أن النموذج قام بتحديد أولويات المخاطر بفعالية، حيث حدد المهارات الفنية غير الكافية وظروف العقد السيئة كأكثرها أهمية، مما يؤثر بشكل كبير على تكاليف المشروع ونتائجه. يحسن الإطار المقترح من الوضوح والاتساق في تحديد أولويات المخاطر مقارنة بالطرق التقليدية، مما يوفر أداة عملية لإدارة المخاطر في بيئات البناء المعقدة.
تؤكد الخاتمة على أهمية إدارة المخاطر الفعالة في مشاريع البناء، حيث إن الفشل في معالجة المخاطر يمكن أن يؤدي إلى تأخيرات وزيادة التكاليف. تجمع استراتيجية صنع القرار الهجينة المقدمة بين منهجيات MABAC الضبابية وMOORA الضبابية وSWARA الضبابية، مما يسمح بإدماج عدم اليقين في وزن المخاطر وتحديد أولوياتها. أشارت النتائج إلى أن المخاطر المتعلقة بالمهارات الفنية، والشروط التعاقدية، والإدارة المالية كانت الأكثر أهمية، مما يبرز تأثيرها على نجاح المشروع. تشمل التدابير التصحيحية المقترحة التدريب المتخصص وتحسين صياغة العقود. بينما تعزز الطريقة المقترحة استقرار وموثوقية صنع القرار، تعترف الدراسة بالقيود مثل الغموض في تقييمات الخبراء وغياب الروابط السببية بين المخاطر. يمكن أن تستكشف الأبحاث المستقبلية هذه المجالات باستخدام منهجيات متقدمة مثل الشبكات السببية. بشكل عام، تسهم الدراسة بأداة قوية لإدارة المخاطر في البناء، تهدف إلى تحسين أداء المشروع وتخفيف الآثار السلبية.
مقدمة
تتميز صناعة البناء بتعقيدها وطبيعتها عالية المخاطر، حيث تواجه تحديات تؤثر بشكل كبير على نجاح المشروع، بما في ذلك التقلبات الاقتصادية، والتغييرات التنظيمية، والظروف غير المتوقعة. تعتبر إدارة المخاطر الفعالة ضرورية لتخفيف التأخيرات وتجاوز التكاليف، مما يتطلب نهجًا منهجيًا لتحديد أولويات المخاطر طوال دورة حياة المشروع. تظهر الطرق التقليدية، مثل تحليل أنماط الفشل وآثاره (FMEA)، على الرغم من استخدامها على نطاق واسع، قيودًا، خاصة في تحديد أولويات المخاطر بسبب اعتمادها على رقم أولوية المخاطر (RPN)، الذي يمكن أن يحجب المخاطر الحرجة التي تشترك في درجات متطابقة.
سعت التطورات الأخيرة إلى تعزيز FMEA من خلال دمج المنطق الضبابي ومنهجيات أخرى للتعامل بشكل أفضل مع عدم اليقين وتحسين دقة تقييم المخاطر. من بين هذه، ظهرت طريقة تحليل نسبة الوزن التدريجي (SWARA) كتقنية متفوقة لتحديد أولويات المخاطر، حيث تقدم عملية تقييم منظمة تقلل من التحيز وتلتقط الاعتماد المتبادل بين عوامل المخاطر. تقترح هذه الدراسة إطار عمل هجين جديد يجمع بين SWARA وطريقة مقارنة منطقة التقريب الحدودي متعددة الخصائص (MABAC) لمعالجة قيود تقنيات إدارة المخاطر التقليدية. من خلال الاستفادة من نقاط القوة في كلا الطريقتين، تهدف الطريقة المقترحة إلى تحسين كفاءة ودقة صنع القرار في تقييم وتحديد أولويات المخاطر في مشاريع البناء تحت ظروف عدم اليقين، مما يسهم في استراتيجيات إدارة مخاطر أكثر فعالية.
الطرق
تقدم المنهجية الموضحة في هذا القسم نموذج قرار معزز لتحليل أنماط الفشل وآثاره (FMEA) مصمم لتقييم مخاطر المقاولين في مشاريع البناء تحت ظروف عدم اليقين. تتضمن هذه الطريقة تقنيات صنع القرار متعددة المعايير المتقدمة (MCDM) ضمن إطار عمل المنطق الضبابي، مما يعالج التعقيدات وعدم القابلية للتنبؤ المرتبطة بالبيانات وإدارة المخاطر في قطاع البناء.
تشمل المكونات الرئيسية للمنهجية تطبيق المنطق الضبابي لنمذجة عدم اليقين، واستخدام SWARA الضبابية لوزن المعايير بدقة، وتنفيذ MOORA الضبابية لتقييم المخاطر وتحديد أولوياتها. علاوة على ذلك، يتم استخدام MABAC الضبابية لترتيب البدائل وفحص العوامل التي تؤثر على عمليات صنع القرار، مما يوفر أداة شاملة لتقييم المخاطر في مشاريع البناء.
النتائج
يقيم قسم النتائج في ورقة البحث نتائج نهج تقييم المخاطر المقترح حديثًا لمشاريع البناء. في البداية، حدد فريق من خبراء إدارة المخاطر أنماط فشل محتملة مختلفة وقاموا بتحديد خمسة عوامل ذات صلة لكل خطر، كما هو موضح في الجدول 5. لإدارة عدم اليقين الكامن في هذه العوامل، تم استخدام نظرية الأعداد الضبابية، التي تستوعب غموض المتغيرات الضبابية مع مراعاة موثوقيتها. تم تلخيص القيم الضبابية للعوامل – الشدة، الوقت، التكلفة، الكشف، والحدوث – في الجدول 6.
تم إثبات فعالية الطريقة المقترحة في تقييم وترتيب المخاطر من خلال عملية متعددة الخطوات. أولاً، تم استخدام نهج SWARA الضبابي (تحليل نسبة الوزن التدريجي) لتعيين أوزان للمعايير. تلا ذلك تطبيق طريقة MOORA الضبابية (التحسين متعدد الأهداف بواسطة تحليل النسبة) لتقييم وترتيب المخاطر المحددة. أخيرًا، تم استخدام نهج MABAC الضبابي (مقارنة منطقة التقريب الحدودي متعددة الخصائص) للتحقق من النتائج وضمان دقة تصنيفات المخاطر.
المناقشة
في هذا القسم، تناقش الدراسة تطبيق نظرية المجموعات الضبابية، مع التركيز بشكل خاص على الأعداد الضبابية الثلاثية (TFNs) وكفاءتها الحسابية في تمثيل عدم اليقين في عمليات صنع القرار. تُعرف TFNs بواسطة ثلاثية من الأعداد الحقيقية $(l, m, u)$، حيث $l$ هو الحد الأدنى، و$m$ هو القيمة الوضعية، و$u$ هو الحد الأقصى. تقوم دالة العضوية $\mu_A(x)$ بتحديد درجة ارتباط عنصر $x$ بالمجموعة الضبابية $A$. يتناول القسم أيضًا طريقة SWARA الضبابية لتحديد أوزان المعايير، مع تسليط الضوء على مزاياها مقارنة بالطرق التقليدية مثل AHP من خلال الاستفادة من رؤى الخبراء ومعالجة قضايا الاتساق. تقوم تقنية SWARA بترتيب المعايير بناءً على أهميتها النسبية، مما يسهل فهمًا أكثر دقة لعوامل القرار.
بالإضافة إلى ذلك، يقدم القسم طريقة MOORA الضبابية، التي تعمل على تحسين أهداف متعددة متضاربة تحت عدم اليقين، وطريقة MABAC، التي تقيم البدائل بناءً على قربها من الحلول المثالية. توضح دراسة الحالة المقدمة دمج هذه المنهجيات الضبابية في تقييم وتحديد أولويات المخاطر في عقود البناء، مما يبرز نهجًا تعاونيًا يشمل خبراء من مجالات مختلفة. يعزز هذا النموذج الهجين لصنع القرار من تحديد المخاطر وتحديد أولوياتها من خلال تقييم منهجي للمعايير مثل الشدة، والحدوث، والكشف، مما يؤدي في النهاية إلى صياغة استراتيجيات فعالة للتخفيف من المخاطر. تؤكد النتائج على أهمية استخدام المنطق الضبابي في سيناريوهات صنع القرار المعقدة، خاصة في صناعة البناء، حيث يكون عدم اليقين والتغيرات شائعة.
DOI: https://doi.org/10.31181/sdmap31202642
Publication Date: 2025-05-19
Author(s): Zhenyun Du et al.
Primary Topic: Construction Project Management and Performance
Overview
This study addresses the limitations of traditional Failure Modes and Effects Analysis (FMEA) in construction risk assessment, particularly its challenges in managing uncertainty and prioritizing risks with identical Risk Priority Numbers (RPNs). To enhance risk evaluation, the authors developed a hybrid decision-making framework that integrates fuzzy logic with Step-wise Weight Assessment Ratio Analysis (SWARA) and Multi-Attributive Border Approximation Area Comparison (MABAC) methods. A case study involving 18 construction risks revealed that the model effectively prioritized risks, identifying inadequate technical skills and poor contract conditions as the most critical, significantly impacting project costs and outcomes. The proposed framework improves clarity and consistency in risk prioritization compared to traditional methods, offering a practical tool for managing risks in complex construction environments.
The conclusion emphasizes the importance of effective risk management in construction projects, as failure to address risks can lead to delays and increased costs. The hybrid decision-making strategy presented combines fuzzy MABAC, fuzzy MOORA, and fuzzy SWARA methodologies, allowing for the incorporation of uncertainty in risk weighting and prioritization. The results indicated that risks related to technical skills, contractual terms, and financial management were the most significant, highlighting their impact on project success. Suggested remedial measures include specialized training and improved contract drafting. While the proposed method enhances decision-making stability and reliability, the study acknowledges limitations such as ambiguity in expert evaluations and the lack of causal linkages between risks. Future research could explore these areas using advanced methodologies like causal networks. Overall, the study contributes a robust tool for risk management in construction, aiming to improve project performance and mitigate adverse effects.
Introduction
The construction industry is characterized by its complexity and high-risk nature, facing challenges that significantly impact project success, including economic fluctuations, regulatory changes, and unforeseen conditions. Effective risk management is essential to mitigate delays and cost overruns, necessitating systematic approaches to identify and prioritize risks throughout the project lifecycle. Traditional methods, such as Failure Modes and Effects Analysis (FMEA), while widely used, exhibit limitations, particularly in risk prioritization due to their reliance on the Risk Priority Number (RPN), which can obscure critical risks that share identical scores.
Recent advancements have sought to enhance FMEA by integrating fuzzy logic and other methodologies to better handle uncertainty and improve risk assessment accuracy. Among these, the Step-wise Weight Assessment Ratio Analysis (SWARA) method has emerged as a superior technique for risk prioritization, offering a structured evaluation process that minimizes bias and captures interdependencies among risk factors. This study proposes a novel hybrid framework combining SWARA with the Multi-Attributive Border Approximation Area Comparison (MABAC) method to address the limitations of traditional risk management techniques. By leveraging the strengths of both methods, the proposed approach aims to improve decision-making efficiency and accuracy in assessing and prioritizing risks in construction projects under uncertain conditions, ultimately contributing to more effective risk management strategies.
Methods
The methodology outlined in this section presents an enhanced Failure Mode and Effects Analysis (FMEA) decision-making model tailored for assessing contractor risks in construction projects under uncertain conditions. This approach incorporates advanced multi-criteria decision-making (MCDM) techniques within a fuzzy logic framework, addressing the complexities and unpredictabilities associated with data and risk management in the construction sector.
Key components of the methodology include the application of fuzzy logic to model uncertainty, the use of fuzzy SWARA for precise criterion weighting, and the implementation of fuzzy MOORA for risk evaluation and prioritization. Furthermore, fuzzy MABAC is utilized to rank alternatives and examine the factors that influence decision-making processes, thereby providing a comprehensive tool for risk assessment in construction projects.
Results
The results section of the research paper evaluates the outcomes of a newly proposed risk assessment approach for construction projects. Initially, a team of risk management experts identified various potential failure modes and quantified five related factors for each risk, as detailed in Table 5. To manage the inherent uncertainty of these factors, fuzzy number theory was employed, which accommodates the ambiguity of fuzzy variables while also considering their reliability. The fuzzy values for the factors—Severity, Time, Cost, Detection, and Occurrence—are summarized in Table 6.
The proposed method’s effectiveness in assessing and ranking risks was demonstrated through a multi-step process. First, the fuzzy SWARA (Step-wise Weight Assessment Ratio Analysis) approach was utilized to assign weights to the criteria. This was followed by the application of the fuzzy MOORA (Multi-Objective Optimization by Ratio Analysis) method to evaluate and rank the identified hazards. Finally, the fuzzy MABAC (Multi-Attribute Border Approximation Area Comparison) approach was employed to validate the results and ensure the accuracy of the risk rankings.
Discussion
In this section, the research discusses the application of fuzzy set theory, specifically focusing on Triangular Fuzzy Numbers (TFNs) and their computational efficiency in representing uncertainty in decision-making processes. TFNs are defined by a triplet of real numbers $(l, m, u)$, where $l$ is the lower bound, $m$ is the modal value, and $u$ is the upper bound. The membership function $\mu_A(x)$ quantifies the degree of association of an element $x$ with the fuzzy set $A$. The section further elaborates on the Fuzzy SWARA method for determining criterion weights, highlighting its advantages over traditional methods like AHP by utilizing expert insights and addressing consistency issues. The SWARA technique ranks criteria based on their relative importance, facilitating a more nuanced understanding of decision factors.
Additionally, the section introduces the Fuzzy MOORA method, which optimizes multiple conflicting objectives under uncertainty, and the MABAC method, which assesses alternatives based on their proximity to ideal solutions. The case study presented illustrates the integration of these fuzzy methodologies in evaluating and prioritizing risks in construction contracts, emphasizing a collaborative approach involving experts from various fields. This hybrid decision-making model enhances risk identification and prioritization by systematically assessing parameters such as Severity, Occurrence, and Detection, ultimately leading to the formulation of effective risk mitigation strategies. The findings underscore the importance of employing fuzzy logic in complex decision-making scenarios, particularly in the construction industry, where uncertainty and variability are prevalent.