时间:2023-10-09 09:27:55
绪论:在寻找写作灵感吗?爱发表网为您精选了8篇风险分析的定义,愿这些内容能够启迪您的思维,激发您的创作热情,欢迎您的阅读与分享!
[关键词] 组织和谐管理 博弈分析 不确定性 复杂性
一、引言
中国现在正处于一个快速变化的时代――经济迅速成长,科技飞速发展, 市场竞争日趋激烈,组织所处的外部环境日益复杂多变。管理者的有限理性在复杂多变的外部环境下也越来越显著;管理者不得不运用许多相对复杂的方法和结构来应对外部不确定性,然而同时却必须面对这些复杂方法带来的不确定性。在管理理论领域,理论丛林缺乏系统的应对之道, 研究者们也不断地根据新的管理需求提出新的管理理论。和谐管理理论就是在这样的实践环境和理论背景下产生的。
和谐管理理论自席酉民博士1987年提出以来,历经十余年的发展,已经逐步构建为以和谐主题、和则、谐则等为核心概念的现代管理理论体系。与此同时,随着社会的进步,组织内部追求自我实现的知识型员工越来越多,其个体行为也越来越复杂和难以预测。组织中个体行为的复杂多变也必然会促使传统的管理方法的改变,如何通过有效的管理途径促使组织中的个体行为最终即能符合组织在一定阶段的目标,又能最大限度的实现组织中个体的利益,成为每一个管理者,同时也是和谐管理理论必须面对的问题之一。
二、组织内部环境的不确定性
和谐管理理论提出的实践环境是组织内外部环境的高度不确定性。组织外部环境包括顾客、供应商、竞争者、社会政治、技术等因素,内部环境包括员工因素、组织的职能及群体(部门) 、组织层因素等。就组织内部环境的不确定性而言,最大的挑战来自员工本身。根据Lewin的描述性模型:B=f(P,E),人的行为是个人的各种特征与环境双重作用的结果。一方面人的行为受人格个性、经历、性别、学历、职业、职位等个人因素的影响,以及群体行为的影响,另一方面人的行为还会受到所处环境的影响,如企业文化,管理政策与实践及其变革的影响。而且,人具有能动作用,可以随时根据环境条件变化以及管理方法和管理途径的变化来调整个人的行为,这些都给管理带来的极大的不确定性。
彼得・德鲁克(Peter Drucker)在哈佛《商业评论》1998年1/2月号上发表的《新型组织的出现》一文指出,21世纪最大的管理挑战是如何提高知识工人的劳动生产率。德鲁克认为“知识型员工和他们的生产率是21 世纪任何机构(商业性质或者非商业性质) 最有价值的资本”。大量知识型员工的涌现无疑是组织内员工层因素最大的变化。然而,知识型员工的工作任务更为综合、复杂,创新要求高,其劳动贡献很难单独计量。他们倾向于以工作目标为中心,其行为相对隐性,难于评价。因此 ,提高知识型员工的生产率也被德鲁克称为21 世纪管理学最大挑战。
一般而言,组织在人与组织关系中居于主动地位。组织是个人直接面对的外部环境,通过多种因素对个人产生影响,个人对组织的活动做出反应。大量实证研究表明,组织的目标、文化价值观和管理实践对个人行为及其结果有着非常重要的影响。员工往往也会根据组织的管理方式、激励手段、制度规则的变化来理解组织的目标和价值观等调整自己的行为,在客观上形成了组织和员工行为的一种博弈,而双方都在博弈的过程中追求自身效用的最大化。根据经济学的一般原理,博弈双方在取得均衡而且达到帕累托最优时,双方总福利/效用达到最大,才能实现经济学意义上的和谐管理。落实到组织管理层面,也就是说组织目标顺利实现且组织成员也在组织目标实现的过程中得到自我实现,只有在这种情况下才可以说是达到了和谐管理;否则即使达到均衡,却未实现双方效用的帕累托最优,就不能称之为和谐管理。
根据美国行为学家马斯洛的理论,人的需求分为五个层次,包括生理上的需要、安全上的需要、感情和归宿上的需要、地位和受人尊敬的需要以及自我实现的需要。而对于自我实现的界定,存在着个体差异。这就给组织管理者带来了新的课题,如何即能保证组织目标的实现,又能使组织中的个体能够自我实现是组织管理者必须思考的问题。那么,组织一个如何应对内部不确定性,实现和谐管理,促使组织目标的实现?这是一个非常有意义的问题。
三、和谐管理理论的基本思想及其所面对的挑战
和谐管理理论的前提假定如下:
假定1:管理活动总是为了解决特定问题或完成特定任务,而且一定的管理问题或任务总是受到目标、资源、成本、时效要求等内外部环境相关要素的约束;
假定2:组织中的人是有限理性的“智能体”;
假定3:人不仅追求目的,而且遵循规则。
和谐管理的基本思路为“问题导向”基础上的“优化设计”与“人的能动作用”则的互动耦合。“优化设计”本质是通过设计符合系统内在规律的人的行为路线和物的配置使得系统要素更为协调、匹配,表现出更高的秩序,类似于“谐”;同样人们的“和睦、融洽、同心共济”也是“人的能动作用”发挥的前提和表现,类似于“和”。因此,和谐管理理论将“优化设计”对应于“谐”,而将“人的能动作用”对应为“和”。其中“谐则”定义为有关物的“优化设计”的机理、规律或者主张;“和则”定义为有关“人的能动作用”的机理、规律或者主张。和则、谐则围绕和谐主题在不同层次间的关联互动定义为和谐耦合。和谐耦合的思路包括和谐主题(HT)辨识时的策略性思维;谐则 (XP) 分析时的程序及步骤思维;和则(HP)分析时的文化及人际思维;利用和则与谐则实现和谐主题时的系统性思维。
然而,和则与谐则的共同作用,并不代表和谐状态的必然出现,而是和则、谐则与组织运动过程中不断浮现的和谐主题之间的互动。和谐管理的目标就是不断化解这些不确定性。具体到组织内部人的要素的不确定性而言,应该尽量按照组织行为理论达到对组织内部不确定性因素的消减,促使组织达到和谐管理。
四、组织内部不确定性的博弈分析
在现代社会中,人们越来越追求个性化,因此组织中的个体利益和需要也呈现出多元化。在组织中,如果要使得组织价值与目标与个体利益和需要相一致,进而达到组织和谐管理,就需要使得多个利益主体都能够在组织目标实现的过程中也使自己的利益和需要得到相应的满足。和谐管理的实现机理是实现和谐主题下的和则与谐则的耦合,这个耦合点可以是动态的,也可以是相对静态的,但必须是均衡的。现在有些观点误以为组织管理状态达到了均衡状态,就是实现了和谐管理。然而,事实可能并非如此,在管理实践活动中,组织内部的不确定性风险是影响组织实现和谐管理的决定性因素。
1.不确定性风险
在一个组织中,可能存在组织价值和目标和个人利益与需求发生冲突的问题。组织与个人的价值和目标就可能一致,也可能不一致;而个人的利益和需求在组织价值和目标实现的过程中可以得到满足,也可能得不到满足,那么就个人根据自身利益和需要的实现情况可以选择服从组织的价值观与目标,追求组织利益;也可以选择不合作但是留在组织内并利用组织所赋予的优势为自身收益,即追求个人利益。而后一种选择的不确定性,给组织带来很大风险。于是,组织与个人之间就形成了博弈关系。
根据委托―理论,组织与个人之间信息不对称,组织对个人的行为的监督存在困难或者成本太高,组织无法完全掌握个人在组织中的努力程度以及是否不恰当利用组织资源牟取私利。组织往往只能根据组织的最终收益判定个人的努力程度,而这样就可能导致组织无法公正合理地对个人进行评价和激励,从而引起个人的满意度、组织认同和组织承诺下降等负面影响。另一方面,个人在这种情境下会减少努力程度,进而导致组织绩效的下降,组织绩效反过来也影响个人的收益。综上所述,个人从组织中获得回报可以划分为经济回报和情感回报两个方面。
在组织与个人的博弈中,假设组织和个人价值与目标相一致,个人利益和需求可以得到满足,个体追求组织利益,组织收益为R,个人收益为W(R)+P;如果组织和个人价值与目标不一致,但是个人也选择了追求组织利益,因此,组织收益仍然是R,个人收益降为W(R);如果组织和个人价值与目标一致,个人却选择追求个人利益,则组织收益为R’,个人收益为W(R’)+P+X;如果组织和个人价值与目标不一致,个人也选择追求个人利益,组织收益为R’,个人收益为W(R’) +X。其中,W为个人从组织中获得的经济回报,是组织收益的函数;P 为个人从组织中获得的情感回报;X为个人利用组织赋予的优势为自身谋求的其他收益,由于这个收益是不确定的,因此可以看作是风险收益; R>R’。那么,组织和个体形成的博弈矩阵如下:
在这个博弈矩阵中,从组织的角度来看,个体选择追求组织利益对组织价值与目标的顺利实现是最有利的,组织收益也最高;从个体的角度来看,正是由于风险收益X的存在使得个体的选择存在很大的不确定性,个人的行为会根据X的变化而变化。如果组织与个人的价值和目标一致, 且W(R’) +P +X >W(R)+P,则个人选择追求个人利益;如果组织与个人的价值和目标不一致,且W(R’) +X >W(R),则个人选择追求个人利益;综上所述,当X >W(R)-W(R’)时,个人就会选择追求个人利益。
在图1的博弈矩阵中,只有组织与个人的价值和目标一致,个体也选择追求组织收益的情况下,组织实现了和谐管理,组织收益最大。而其他3种情况都是不和谐的,要么个体收益减少,要么组织收益减少。而风险收益X的存在,增加了个体行为的不确定性,个体行为根据X的大小产生一系列变化,甚至可以使和谐变为不和谐。
风险收益X是个人追求个人利益时的收益,这个收益是个人利用组织赋予个体的身份、权力,信用,技术等有利条件为自身谋求更大的收益,但是这种收益具有很大的不确定性,而且个人在谋求风险收益的过程中,也会影响组织的收益,妨碍了组织价值与目标的实现。反之,组织收益的下降,最终也会导致个人利益受损。因此,组织要想达到和谐管理,就必须控制风险收益X的变化。
2.从不确定风险到和谐管理
根据以上的分析,组织要达到和谐管理,防范并消除不确定风险的主要途径是要解决和控制风险收益X。然而,个体的风险收益与组织有着密切的关系,是个体利用组织所赋予的优势获得的,离开了组织,个体的这种优势也就不存在了,个体的风险收益也会随之消失。由于进入组织的个体都存在获取风险收益的可能性,因此组织要解决和控制风险收益可以从以下几个方面考虑。
首先,组织在招募新员工时,应以组织的核心价值观为依据,尽可能的招募价值观与组织价值与目标相匹配的员工,并尽量将个人目标与组织目标结合起来。对于个人价值观及目标与组织价值观与目标不匹配的个人应尽量避免招募,降低组织价值观与目标与个体价值观与目标不匹配带来的潜在风险。
其次,组织应该在和谐管理的主题下检视制度建设,采取有效的监督和激励机制,尽可能降低或消除风险收益对个体行为的影响,避免不确定性风险,消除员工选择服从个人利益与需求而不与组织合作的可能性。
第三,组织应该重视对员工的培训,重视企业文化建设,使得员工从价值观上认同组织,愿意为实现组织价值观与目标做出努力,诱导组织氛围走向和谐,并在此基础上实现组织和谐管理。
五、结论与讨论
组织能否实现和谐管理是个人与组织博弈的一个结果,而不是惟一的结果。个人与组织在价值观与目标上是否匹配,个人的利益和需求是否与组织一致并服从与组织,是决定博弈结果的两方面条件。由于个人在组织中的行为具有很大的不确定性,即使组织的价值与目标和个人的需求与利益时一致的,个人对于风险收益的追求也导致了个人与组织可能形成两种不同的均衡,但是均衡不一定就达到了组织和谐管理。以上分析表明,只有个人与组织的价值观与利益一致,才能达到组织与员工个人双赢的均衡,才能实现组织和谐管理。
综上所述,个人在组织中追求风险收益会增加个体行为选择的不确定性,这就给组织提出了一系列课题,要求组织在员工招募、制度建设、企业文化建设上采取有效措施,促使员工与组织的价值观与目标相一致。组织还应当重视员工正当的利益与需求,重视员工个人发展,使员工能够分享到组织成长所带来的收益。在和谐管理的主题下,加强人与组织匹配的研究,是一个重要的课题。
参考文献:
[1]西安交通大学管理学院和谐管理研究课题组. 和谐管理理论的研究框架及主要研究工作[J].管理学报, 2005, 2(2): 145~152
[2]Peter F. Drucker. The Coming of the New Organization[M]. Harvard Business Review on Knowledge Management, Harvard Business School Press, 1998.1~19
[3]席酉民,肖宏文,王洪涛. 和谐管理理论的提出及其原理理论的新发展[J].管理学报,2005,2(1):26~27,30
关键词:中国创业板 IPO定价效率 风险投资
1 概况
1.1 研究背景 2009年10月30日,创业板首发28只股票在中国内地上市。创业板市场建立的初衷是希望建立一个有效的融资平台,扶植新兴企业的发展,通过有效的进入与退出机制盘活针对新兴企业的资本流动。正因为创业板企业具有的高成长和高风险的性质,再加上创业板市场在在上市门槛、监管制度、信息披露、交易者条件、投资风险、退出机制等方面不同于主板市场,创业板企业在上市时备受风险投资者的青睐。在目前已上市的114家创业板企业中,有风险投资背景的上市企业占了75%以上。
1.2 研究意义 在股票发行中,IPO(initial public offering)抑价率是一个重要的指标,它能够衡量股票首次发行的定价效率,是市场是否有效的体现。也能通过IPO定价效率了解到在特定退出机制之下投资者在企业上市及后续运作中的获利水平等信息。
中国大陆及世界其它大部分国家和地区的股票发行都实行询价制度。理论上,在完全竞争的市场机制之下,通过询价机制确定的IPO是不存在抑价现象的。但实际情况中,各类板块的IPO往往存在或高或低的抑价现象,而且相同板块中,有风险投资背景的企业其抑价率也与无风投背景的企业IPO抑价率有较大差异。
我们希望通过这次课题的研究,从定量的角度分析出风险投资对内地创业板市场IPO定价效率的影响。同时分析上市企业除风险投资外的其它各项指标对IPO抑价率的贡献。
2 研究方法与样本选择 1 方法选择 我们的目的主要是找出风险投资对创业板企业是否有影响,其影响效果如何,并分析风险投资对创业板企业的影响机制。
因此,我们此次研究将先用中位数方法对创业板各上市企业的指标进行分析,在排除极端值的较大波动的情况下,找出整体情况上风投对IPO定价效率的影响。然后再用多元回归分析法,在考虑所有影响因素的情况下分析各影响因素的影响效果大小。
最后,我们同样从风险投资的角度对这样实证结果的原因进行分析。 2 样本选取 较大样本容量能得到更准确的模型与回归结果,因此,我们选择自2009年10月30日以来到2010年8月27日所有的112家创业板企业作为样本。样本处理中,我们根据前五大股东里是否有风险投资性质的股东参与来定义企业是否为有风险投资背景的公司。据此,我们找出具有风险投资参与上市企业有79家。 3 变量的选择 首先,针对中位数分析,我们按照样本选取标准,将有风投背景和无风投背景的企业分开,用市盈率、账面价值/市值、承销收入、抑价率、承销商质量、公司成立年限、持股人发行后拥有比例、资产负债率、收益增长率、资产收益率ROA、销售利润率ROS。
然后,针对多元回归,我们以抑价率为被解释变量,解释变量有发行规模、净资产、资产负债率、净资产收益率、发行市盈率、中签率、上市首日换手率、虚拟变量VC。
3 数据处理及实证分析 1 中位数分析 其中UN为偏低定价率,P_E为市盈率,B_M为book/market ratio,OP为发行成本,ROP(ratio of operation process)为发行成本占公司最近一年年收入的比值,AGE为公司成立年限,UQ为承销商质量(用历史承销家数衡量),ROA_1为上市前一年的资产收益率,ROS_1为上市前一年的销售利润率,DR为资产负债率,EGR为利润增长率,L为中签率,CR为上市首日换手率。(见表一表二)
可以从中位数分析结果表里看到,在样本数量为112的创业板企业中,有风险投资背景的79家上市公司的IPO抑价率均值为0.591438,中位数是0.524768,高于无风投背景上市公司的均值0.474134和0.447368。这样的结果表明,风险投资对创业板上市企业的IPO抑价率有正相关的影响,也就是说,有风险投资背景的企业其偏低定价率往往高于无风险投资背景的企业。这也与世界其它地区的创业板情况类似,也符合adverse selection/grandstanding模型的作用结果。但是影响程度只高了约10个百分点,虽然不是太明显,但已是上述影响因素中差别最大的变量。 转贴于
除风险投资外的其它影响因素的平均数和中位数相差不大,均未超过5个百分点。这样小的差别源于大陆创业板严格的审核机制,这样的机制使创业板上市的企业的各项运营指标被限制在一定的范围内,所以不会有较大差别,对偏低定价率的影响也不会像风险投资的介入那么大。 2 多元回归分析 为了进一步验证结论的正确性,并且找到风投对IPO抑价率影响的程度,我们再对数据做多元线性回归分析。分析过程中,我们利用逐步回归的方法来逐一判断IPO抑价率的解释因素,并最终分析风险投资对IPO抑价率的影响。
可以看出,虚拟变量VC与IPO抑价率成正相关,证实了我们用中位数方法进行的分析,说明风险投资进入时创业板企业的IPO抑价率会升高。但是,从显着性的角度来看,风险投资对IPO的影响效果却不是那么明显,不能达到10%的显着性检验标准。回归方程的整体拟合优度为0.5137。F检验显着,说明多变量回归有效。
对创业板IPO抑价率解释能力较强的系数主要为首日换手率、公司成立年限和发行净收益率。其中,首日换手率(RC)与偏低定价率程显着正相关。公司成立年限(AGE)与偏低定价率成反比关系,这是由于公司成立年限越长其经营记录就越多,价值不确定性越小,而风险投资更加青睐高成长、高风险的企业,因此年限长的公司其IPO抑价水平就会相对更低。而ROP则从承销商的角度反映了发行净收益率与偏低定价率的负相关性。
4 风险投资使IPO高抑价的机制分析——逆向选择模型
创业板市场是风险投资资本的主要退出机制,风险投资者(机构)在这种机制之下,投资的目的并不是用了拥有投资企业,也并不是为了获得股息和红利,其目的是为了通过投资管理帮助企业实现潜在价值进而获得超额的资本增值回报。
如下图所示,可以说风险投资处于承上启下的关键地位。而在众多退出方式中,IPO又是最受风险投资者青睐的一种。原因在于其拥有最高的退出收益。
在此,我们应特别注意逆向选择模型的作用机制。经表一与表二的对比,我们看到,有风险投资的企业其平均成立年龄小于无风险投资介入的企业的平均成立年龄。同时,有风险投资介入的企业在资产回报率(ROA)、销售回报率(ROS)等方面的表现均次于无风险投资介入的企业。正因为如此,这类企业能为风险投资带来更多的成长性收益。风险投资在选择这类企业的时候即产生了逆向选择。我们也可以将其理解为风投因为企业的高成长性而对其选择这样一种因果关系。
IPO的定价由发行企业和承销商共同完成。基于中国大陆股票市场的相对不成熟所导致的发行人和投资者间信息不对称等因素,在询价发行机制下,定价不能高度市场化,风险投资者能与承销商控制发行价格,从而在以IPO方式退出时获得更多收益回报。当然,在这种情况下要求风险投资者拥有足够控制运营的股权。
5 结论与启示
经过以上分析,我们认为,风险投资对创业板企业的IPO抑价率有一定程度的影响,即有风险投资背景的创业板企业其IPO抑价率高于无风险投资背景的上市企业。这也符合目前国内外对创业板,包括中小企业板块的风险投资研究的理论。
但是中国大陆的创业板又与香港地区和国外的创业板有多方面的不同。首先,由于大陆创业板开板的谨慎性较高,企业上市的审核条件更为严格,在企业的盈利、资产、股本、主营业务、成长性与创新能力、保荐人等方面均有不同要求。其次,中国大陆的股票市场相对于香港地区和世界其它发达国家的股票市场来说并不是一个成熟的市场,在风险控制、保荐人质量、企业与公众的信息对称度、道德环境、投资人退出机制等许多方面并不完善。这一系列原因都造成了市场上过高的IPO抑价率。
参考文献
[1]毕子男,孙珏.机构投资者对IPO定价效率的影响分析.
张宗新.关于IPO抑价率水平的再认识.中国证券报.2006-08-15(11).
赵俊强.创业板市场IPO定价效率研究—来自香港市场的经验证据.《证券市场导报》.2006第7期.
尹龙杰.创业板IPO抑价问题研究.《金卡工程·经济与法》.2010第8期.
顿雁峰.我国创业板IPO抑价实证研究.《商业时代》.2010第22期.
刘志东,鲍玲.《财务与会计》——2006第7期.
Clement K.Wang Kangmao Wang,Qing Lu《Printed_Effects of venture capitalists’participation in listed companies》——Journal of Banking & Finance 27 (2003) 2015-2034.
《中国创业板、主板上市条件与香港上市条件对比》——百度文库,2010-03-24.
随着经济全球化的发展以及加入WTO,我国的汽车行业面临着新的挑战。全球化改变了汽车行业的竞争环境,出现了一般制造业利润下降、知识密集型行业利润上升的趋势,既导致了世界汽车工业格局的变化,产生了大范围、大规模的企业兼并和重组活动,也推动了世界汽车生产方式的变革,促进了以全球制造、全球采购、平台战略、模块化和本土化生产为代表的生产方式的形成。目前我国汽车行业正处于加入WTO后的过渡期,尽管国家通过关税和进口配额的控制,对汽车行业实行必要的保护,但是我国汽车厂商能够获得超额利润的机会仍在日益减少。我国汽车行业要应对这些挑战,必须提高企业的核心竞争力。
在企业竞争情报领域,定标比超(benchmarking)是指将本企业各方面的状况与竞争对手或行业内外一流的企业进行对照分析的过程,是将外部企业的成就和业绩作为自身企业的内部发展目标并将外界的最佳做法移植到本企业的一种方法。定标比超强调将本企业各项活动与从事该项活动最佳者进行比较,从而提出行动方案,弥补自身的不足。企业通过开展定标比超活动,有助于确定和比较有关竞争对手经营和管理战略的各组成要素,挖掘出许多对评价竞争对手竞争态势有重要参考价值的信息;可从一流企业那里获取有价值的信息,用于改进本企业的经营管理;可使企业的竞争战略能够贴近目标市场和用户;可鼓励和引导本企业员工“从干中学”和“从用中学”。正因如此,目前,定标比超已成为企业克敌制胜必不可少的重要工具之一。对处在全球化采购形势下的我国汽车行业来说,加入WTO后,包括GM、Ford在内的国际知名汽车公司纷纷抢滩中国,国际市场国内化,国内企业面临着前所未有的压力。本文试图以汽车零部件企业东风汽车悬架弹簧有限公司为例,运用定标比超来分析我国汽车工业现状,并通过选择标杆企业,寻找差距,赶超竞争对手。
2 定标比超的方法和步骤
2.1 定标比超的方法
选择正确的方法是定标比超能否成功的关键因素。通过比较,我们采用国际定标比超情报交流所实施的“四环节法”。它包括以下四个环节:
(1)规划。选择经营环节过程、争取该环节过程有关人员的参与、选择课题组组长和成员、明确客户的要求、分析经营的环节流程、定义过程的输入输出、选择关键成功因子、确定数据搜集的内容、设计调查表初稿。(2)数据搜集。搜集内部数据、寻找二手信息源、确定合作伙伴、制定调查方案、寻求合作伙伴的参加、搜集一手数据、实施访问。(3)数据分析。汇总数据、对工作业绩作规范化处理、就目前的业绩作定量比较、确定存在的差距及产生的原因、从规划的角度来推测业绩的差异、对最佳企业的最佳方面作进一步的案例分析、提取环节过程中的成功因子、评价借鉴这些因子的可能性。(4)修正改进。确定缩小或消除差距并最终超过的目标、修正成功因子以使其更具可操作性、确定实施计划、商讨计划、实施计划、监测计划进展情况、寻找作进一步定标比超的机会、在实施过程中调整比超的标尺。
2.2 定标比超的步骤
定标比超一般包括以下步骤:
(1)了解自身的情况,确定定标比超的内容。在进行定标比超前,应了解企业自身的情况,确定需要改进、能够改进的产品、服务、过程或者战略。同时,还要根据营利的关键环节选择定标比超的具体内容。(2)选择定标比超对象。任何定标比超项目都有一个明确的比超对象。选择合适的对象,往往可以简化定标比超过程的困难程度,强化定标比超的效果。(3)搜集、分析数据。在搜集数据时,应当明确两个基本问题,即搜集哪方面的数据以及如何确定信息源。搜集数据是进行数据分析的基础。(4)确定行动目标。通过数据分析找出差距之后,应根据本企业现阶段的具体情况,包括企业文化因素、资金因素、技术因素、人员因素等,形成可以操作的方案,有针对性地确定行动。(5)实施及评价。定标比超的最终目标是赶上并超过竞争对手或借鉴其他行业的成功经验,获得最大程度的进步。为此,需要将定标比超的结果付诸实施。同时,为确保实施质量,通常要对实施过程和结果进行跟踪评价。
3 定标比超在汽车行业的应用
本文以汽车行业中的板簧行业为例,探讨定标比超在汽车行业的应用。
3.1 汽车板簧行业的现状
目前国内有各类大小板簧厂1000余家,其中年产5000吨板簧的厂家有70多家。与国外同行业比较,国内板簧行业存在的主要差距有:
(1)品种较国外厂家少,劳动生产率低,不能适应多品种生产需要。国外一家公司一般生产3000~4000个品种,而国内一般为500~600个品种。(2)高性能的复杂板簧生产能力不足。对渐变刚度、横置式板簧国内质量与国外产品还有较大差距。(3)质量保证能力差,包括材料、协配件、关键装备上有差距。(4)国外高级大客车普遍采用空气悬架,部分重型卡车也采用空气悬架,特别是美国,70%的卡车已采用了空气悬架。而我国到目前为止,完全具有自主知识产权的空气悬架设计开发尚属空白。
3.2 确定定标比超的内容和对象
3.2.1 定标比超的内容
根据行业状况分析,我国汽车板簧行业竞争力主要体现在:
(1)生产规模。板簧行业普遍存在生产集约化程度低,规模小的缺点,这样就不可能形成规模效应,有效降低成本。(2)柔性生产能力。客户需求呈现出多品种、小批量的特点,没有快速、可靠的生产制造系统,企业就不可能在第一时间赢得客户、占领市场。(3)成本控制能力。板簧行业是高材耗、高能耗、劳动密集型行业,采购成本占总成本的60%以上,所以很强的成本控制能力是企业竞争优势的最大体现。(4)信息化水平。企业信息化为企业实现全面跨越式发展提供了可能,企业信息化水平的高低直接体现企业的综合实力和管理水平。(5)国际市场开拓能力。在国内市场趋于饱和,国际市场全球化采购的形势下,企业能否具有国际市场开拓能力,成为企业争取更大的市场份额的不可或缺的途径。(6)前瞻的产品战略。空气悬架产品是高附加值板簧的未来替代品;瞄准未来市场,着手研发空气悬架产品是企业生存和发展的关键。
3.2.2 标杆企业的确定
一汽辽阳弹簧厂行业排名第一,在生产规模、管理水平、产品研发和国际市场开拓能力等方面具有明显的优势,值得行业排名第二的东风汽车悬架弹簧有限公司学习和赶超。
3.3 标杆企业和本公司的对比分析
3.3.1 东风汽车悬架弹簧有限公司概况
该公司位于湖北省十堰市中心,是依托东风汽车公司建立的生产各类汽车板簧、圆簧、扭杆的控股子公司。2002年,伴随东风与NISSAN全面合资,成为国有大型合资企业——东风汽车有限公司的一个全资子公司。公司现有职工1200人(其中技术人员82人),年工业总产值达4.2亿元,年生产能力5万余吨。产品主要为东风汽车配套装车及市场配套,同时面对社会提供备件。从1998年起,产品已远销美国、加拿大、意大利、菲律宾等十多个国家和地区。公司除本部外,还有下属两家合资企业,上海欧雷法弹簧有限公司和东风钟祥汽车弹簧有限公司。
3.3.2 一汽辽阳弹簧厂概况
该厂始建于1953年。1965年,一汽总厂的弹簧车间扩散搬迁到辽阳与地方国营辽阳弹簧厂合并逐步发展成现有规模。1998年经国家批准,正式成为一汽集团的全资子公司。该厂现有职工1590人,总资产为32174万元,净资产13986万元。目前可生产13个系列220个品种的汽车钢板弹簧,包括多种叠片簧、渐变刚度弹簧、少片变截面钢板弹簧和双曲率半径及平直段的汽车钢板弹簧,具有为40万辆份中重型卡车配套的年生产能力,是国内最大的汽车悬架弹簧专业生产厂家。无论从产量、品种、质量、效益和新产品开发能力等方面来看,该厂都处于国内同行业领先地位。
3.3.3 竞争力对比
我们选择生产规模、柔性化生产能力、成本控制能力、信息化水平、国际市场开拓能力、前瞻的产品战略作为汽车行业竞争力的构成要素。标杆企业和本企业的竞争力对比见表1。
表1 标杆企业和本企业竞争力要素及其对比
附图
3.3.4 分析及结论
通过本企业与标杆企业的对比分析不难发现,本企业在以下方面与标杆企业存在明显差距,需要进一步提高和完善:
(1)生产能力不足,设备老化严重,工序能力不平衡。这必然造成生产成本居高不下,外贸产品生产组织不畅。(2)成本控制能力差。特别是变截面产品成本、采购和物流成本需要加强控制。(3)公司信息化水平不高。特别是缺乏系统集成,不能现实数据完全共享。
3.4 对策措施
3.4.1 扩大产品开发和生产能力,加快材料工艺及装备的开发步伐
(1)扩大产品开发能力。围绕产品结构调整,形成自主开发全系列钢板弹簧的体系。特别是建立和完备高技术含量、高附加值的变截面、变刚度及空气悬架弹簧产品的开发体系。(2)扩大生产能力建设。为适应产品结构调整的需要,需对现有的工艺设备进行更新改造,扩展变截面、变刚度的生产阵地,形成变截面、变刚度板簧2.2~2.4万吨的生产能力。(3)材料工艺及装备的开发。针对变截面弹簧的要求开发形变热处理新工艺并应用于生产。开发可靠、节能的中频感应加热电源。开发节能、环保型的新装置用于加热、烘干等工序,降低能耗,降低生产成本,提高生产柔性化水平。
3.4.2 积极推行精益生产方式,降低各类成本
(1)针对变截面产品成本偏高的现状,提高变截面产品的材料利用率,加大轧制工序设备改造,降低设备能耗,降低生产成本。(2)加大降低采购成本的力度。分析采购成本的构成,对原材料、油料、备件工具、协配件、自制件、动力备件等的采购成本实行分类管理,促使采购成本控制到行业中下水平。(3)构建物流系统,降低物流成本,提高物流效率。
3.4.3 推进信息化,全面提升企业综合管理水平
企业信息化建设宜采取“逐步完善、稳步推进”的策略,按以下三个步骤循序渐进:第一步,开发完善生产管理子系统,以解决各工序之间的信息传递不畅,计划反馈失真的问题,全面提高产品计划的准确率和控制能力。第二步,初步实现MRPII系统,通过集成综合计划、主生产计划(MPS)和物料需求计划,捉高生产系统的快速反应能力。第三步,全面施行ERP系统,集企业人、财、物、产、供、销、预测、决策等为一体。通过ERP系统具体实施运行来完成企业整个生产经营活动中所有的数据的接收、传递、处理、控制、统计、分析,实现数据资源的充分共享。
【参考文献】
1 查先进.信息分析与预测.武汉:武汉大学出版社,2000
2 Vithala R.Rao.Analysis for Strategic Marketing.Addison Wesley Longman Inc,1998
3 people.com.cn/GB/channe13/22/20000607/91919.html
4 ccw.com.cn
【关键词】风险;风险分析;决策理论;不确定性;风险厌恶
一、引言
在过去的十年中,关于环境保护、福利和个人的安全,同时可利用自然和金融资源的优化配置等可持续发展问题受到越来越多的社会关注。因此,土木工程中的风险和可靠性分析方法,在过去的几十年里得到主要发展,并且作为土木工程应用中的一种决策支持工具其重要性也日益增加。尽管在一些专业领域,对风险管理,资产管理等行业的兴趣正迅速增加,然而,在土木工程领域,减少风险和风险缓解措施的相关计划并不被完全看好。风险和可靠性分析实际上是一个涉及多学科的工程领域,除了需要在一个或几个经典的土木工程学科有坚实的基础以外,还需要透彻的理解概率论、风险分析和决策分析。没有迹象表明,对风险评估的关注度将在未来减少。未来的发展和社会对基础设施的维护和保养将可能更多的需要加强对风险评估的关注。工程应用领域的风险决策分析的巨大需求和对各独立学科中的风险分析辨识的明显不足,其直接结果就是,经过多年发展风险分析的实践范围已扩大到相当广阔的范围。实践经验以及几个基准研究已经清楚地表明,根据各专业人士的执行情况和客户要求的不同,风险分析可能实际上代表不同的事情。这种情况并不令人十分满意的,风险工程专业应该努力定义风险分析,为风险分析确定一个最好的工程实践,并建立一个分类和风险分析的标准化框架。本文尝试提供一个关键的概述和关于风险分析的一般性讨论,目的在于解决土木工程设施所产生的一些特殊问题。本文强调为风险分析建立一个正式的基础的必要性,并考虑了决策理论的风险分析,讨论和分析了这个视角下的各种缺陷。
二、风险的定义
Risk是一个比较常用的概念,可以和Chance、Likelihood以及Probability这样的词互换使用,用来表明我们对某一讨论的事物的状态的不确定性。然而,既使我们可以从讨论的背景中理解不同的单词的具体含义,在工程决策中,我们依然有必要更加准确的认识风险一词。在后面我们将会看到,技术风险的典型定义是对一个特定的行为的预期后果。这种定义与保险业中关于风险,以及欧元、美元,人类的死亡人数,有毒物质的暴露极限等风险可能的解释是一致的。然而,尽管背后的理论和哲学的框架极其相似的,关于风险的定义、分析、处理和风险的监管要求,以及相关的术语,已经演变为不同的土木工程学科。
三、风险分析的具体实现
(一)概况
风险分析可以用一个通用的格式来表示,这在很大程度上与应用无关,风险分析是否执行与活动的风险是否可接受相关,或者是否为一个管理决策的基础服务。一种基于澳大利亚/新西兰风险管理的代码流程显示出风险分析不是一蹴而就的过程,由于系统需求的变化,操作经验的增加,以及其它与系统性能相关的新信息,决定了风险分析是一个需要定期监测和审查的过程。
(二)危险识别
土木工程设施中的风险分析的一个任务便是找出潜在的风险,即风险的来源。这个过程在风险分析中起着关键的作用,因为只有主观或客观上确定了危险的存在,才可能考虑风险的评估。如果所有相关的危害都是不确定的,则风险分析将导致有偏见的决策,这将导致不必要的付出,并且最终可能导致不可接受的对人和环境的高风险。不同的危险识别技术已在各种工程应用领域,如化学、核能和航空中蓬勃发展。其中主要有:初始危害分析(PHA);失效模式与影响分析(FMEA);故障模式影响及危害性分析(FMECA);危险与可操作性研究(HAZOP);风险筛查(HAZID SESSIONS)。土木工程设施中的风险很大一部分是由于人为失误造成的。然而,在设计、施工、使用和维护等方面,人为因素造成的危险很多时候都被忽略了。这就不能不引起了一些怀疑,风险分析是否是确保系统安全的唯一方法。
(三)逻辑树分析
如果已经确定了系统工程中风险的不同来源并且分析了风险的成因,那么逻辑树可以用于全局风险的进一步分析,并对各个组成部分的风险贡献做出评估。在后面将要描述到的风险分析的理论公式中,逻辑树分析为评估各分支概率决策树以及相应的后果提供了工具。在目前的风险分析中主要使用以下的逻辑树的类型:故障树、事件树、原因/结果图。由于故障树不能直接适用于依赖性基本事件,他们不是很适合于对所谓的普通失效事件概率做出评估。对于土木工程的应用,这种局限是很严重的,依赖性是一个普遍的特点,而不是风险事件中的例外。原则上,事件树可以处理这种依赖关系,这看起来似乎是一个很有前途的一般风险分析工具。
(四)不确定性建模
风险分析通常基于已有信息的基础上,而信息通常为不确定或不完全的。事实上,在影响决策和风险分析的变量可能会受到几个来源的不确定性影响,这些大致可归类为:(1)固有的或现象本身的自然变异性(偶然性或1型不确定性)。(2)模型的不确定性:(i)不确定性,是否所有影响模型的因素都包括在内;或(ii)不确定性,模型如何描述各因素之间的相互关系(认识论或2型不确定性)。(3)统计不确定性(认识论的或2型不确定性)。对变量的了解程度越多,建模和统计参数的不确定性就会减少,例如通过收集和分析额外的数据和开发改进的预测模型。然而,未来的事件并不总是同历史数据直接相关的,在试图对超出数据范围的事件进行预测的时候,可能遇到意想不到的困难。不确定性的来源,即使是相同的设备,也总是依赖于风险分析的目的。例如,为设计新的设施,其不确定性可能基于现有设施的历史数据的分析(即过去的经验)。然而,这些预测的不确定性可能无法捕捉到真实的这一新的建筑设施的不确定性(如混凝土质量或操作环境可能不同于预测)。因此,后验风险分析将会提供更为精确的结果。在对随机或非平稳过程建模时,风险决策分析中的参考期也是非常重要的。例如,一个事件往往建模为遍历性随机过程,然而,长时影响或其他影响(如厄尔尼诺现象)可能也是需要考虑的。进一步的,短期参考周期的不确定性似乎显得更为合理,但当预测模型外推为长参考周期时,不确定性就可以很容易地扩展并增加不切实际水平的可能性。这种情况是可能发生的,例如,关于退化过程随机建模的长期预测的准确性是有限度的。最后,在许多情况下,风险分析中不太可能包括所有用于风险分析的概率模型的不确定性源。系统研究小组的专家表示,对于所有的失败事件,包括人为的错误,无法预料的失效模式等等,这些不确定性的来源本质上是非定量的。尽管如此,“最佳实践”要求执行质量保证措施和进行同行评审,通过改善不确定源来增加可靠性和分析的精确度性。
(五)风险评估
图1 先验分析和后给决策分析中的决策树
风险分析最简单的形式是所谓的先验分析法。在先验分析中,任何决策和活动之前,都会在统计信息和概率模型的基础上进行风险评估。在实践中,这通常出现在设计新设施的过程中。图1利用一个简单的决策树说明了先验分析的原理。在先验分析中,每一个可能的活动或选项的风险(预期效用)可以用下面的公式进行评估:R=E[U]=■P■C■,其中R是风险,U是事件,P■是第i个分支概率,C■是第i个分支事件的结果。
图2 预后决策分析中的决策树
后验分析原则上是和先验分析具有相同的形式,然而,在分支概率和(或)决策树后果方面的变化反映了所考虑的问题已经转化为风险降低措施、风险缓解措施和额外信息收集的影响。后验分析可以用来评估活动的效用,这实际上已经由亚曼迪蒂斯完成了。例如,为了评估现有设施,设施的测试和检查将被寄希望于揭示更多设计、施工中的失误,从而获取更准确的可靠性分析。
预-后验分析可以用图2所示的决策树的说明。关于活动中使用的预-后验分析最优决策法可能在未来得到执行。预-后验分析一个重要的先决条件是需要对未来的行动制订一个明确的决策规则,并将在计划动作的结果基础上产生效力。预-后验分析形成了一个强有力的决策支撑工具,并被广泛应用于基于风险的检验计划之中。然而,到目前为止的预-后验决策分析在风险评估中已被严重忽视。
需要注意的是,先验或后验决策分析中不同事件的概率可由逻辑树分析、经典可靠性分析、结构可靠性分析和其它联合方法来评断。因此,风险分析除了为决策制订提供构架以外,还在系统的各个方面包括因素模型中发挥效用。下面部分将讨论的风险评估需要的两个组成部分:结果分析和概率分析。
1.结果分析。失败事件的后果通常是由直接影响人民和他们的环境,如生命伤害和经济损失来衡量。大多数竞争的后果是造成低概率高损失的灾难性后果。例如,据迈耶估计,核电站事故的后果是可能造成大约140亿美元的财产损失和30年的期间内(早期的和潜在的死亡)超过48000人的死亡。
估计后果的最主要困难是如何是比较直接经济损失(建筑物的损坏,生产损失),间接损失(对经济增长的影响,失业率)和非货币损失,例如生命的损伤、对环境的破坏、社会分裂等。事实上,一些技术已经足够成熟,可以为不同活动造成的不同后果提供必要的比较手段。已经有各种尝试量化一个人的生命经济价值的方法出现,这些包括:(I)由于过早死亡而放弃的收入值为450000美元;(II)生命的统计价值相当于1600000美元至8500000美元;(III)政府补偿意外死亡金。然而,也许更有意义的计算方法是使用一个社会指标来反映个体对国民生产总值的贡献,人均预期寿命等时间。
考虑到基于政治愿望和环境保护相关的巨大的经济影响力,如海上石油生产设施的退役,清理被污染的地下水和太阳能的开发,构建一个与政治价值无关的环境质量保护一致性框架是非常重要的。最终,这与环境质量和人类的生活质量是息息相关的。
传统上,结果模型的分析一直是基于安全损失的基础上,即生命损失或损伤。然而,最近的工作已经开始注目于现有服务设施,主要关注的是大检查,延长使用寿命,保持老化的设施运转的维修费用等。在这种情况下,由于用户的延迟或停机时间造成的间接成本是可观的;例如,成本数据的分析表明,用户延迟和额外的车辆运营成本,比如交通改道或者桥梁关闭大约为初始建设成本的25%。
2.概率分析。经典可靠性理论用于分析不同载荷条件下的相同类型的,满足统计独立的大量因素构成的系统。这个发现在航空、核能、化学、建筑和工业过程中得到广泛应用。可靠性分析的理论基础是概率论与数理统计等学科,以及运筹学,系统工程与质量控制。这些因素的失败概率可以通过从操作经验观察得来的相对失败频率来解释。(1)经典的可靠性分析。如前所述,经典可靠性分析主要用于估计那些能够预测在设计和操作系统中起重要作用的技术元件寿命的统计特性。这些特征包括预期的失败率,风险函数,预期寿命和平均失败间隔时间。模型所考虑的系统通过逻辑树,其各个因素由决策节点来代表,从而可以评估各种定量措施的效能,例如系统在指定周期内失败的概率,在系统中引入冗余的积极影响,检查和维修活动的成本等。大多数的技术系统的失败率形如浴盆曲线。对于许多技术组件而言浴盆曲线是很典型的,比如出生缺陷,生产失误率等。当部件存活了一定的时间,这意味着出生缺陷是不存在的,可靠性随之增加。此后一段时间随着年龄的老化稳态性能发生变化。具有恒定失效率的功能检查部件很少使用,然而,对于具有缓慢增加的失败率的功能性检查部件可能是有用的,可以计划使用只要这样的失败率不超过一定的临界水平。如果失败率函数在开始是准恒定,然后突然有一个急剧的下降也没有太大的用途。但是,在这种情况下,替换策略更为合适。各种组件类型的浴盆曲线的有效性已经受到了广泛的质疑,不可能被认为是一直有效的。显然,图3显示的失败率随着时间的变化不是恒定的。在这样的情况下,随时间变化的失败率被称为风险函数。这是一个条件失败率,定义为组件或者系统在时间t时刻的失败概率。
一个重要的问题是在观察的基础上对失败率的评价。正如前面所提到的,失败率数据可以从不同的应用领域的失败数据库中获取。当然在评估失败率的时候必须小心,如果组件在观察期的初期并不是新的,其失败率可能会超过估计(值),如果观察到的时间间隔太短,可能观察不到失败的发生。对于这样的情况,各种文献提供了不同的方法来解决这个问题。另外,失败率也可能采用最大似然估计方法来处理,在这里选择的概率分布函数的参数可以在观察到的失败次数的基础上来估计。
图3 失败率函数的浴盆曲线
(2)结构可靠性分析与需求能力可靠性分析。关于结构组件或其它需求能力系统,如水坝,管道,机械零部件等的可靠性与电气元件相比较是不同的;即,在大多数情况甚至个别组件失效的机理下,既使许多年的时间间隔其发生失败的情况亦是非常罕见的。结构组件失效主要是由于极端事件,如极端风、雪崩、大雪、地震,或联合作用,而不是由于老化或系统退化。然而,当前土木工程设施的老化或者退化等其他形式的“故障”已越来越多的成为问题的源头。
对于可靠性分析,有必要建立基于参数的统计特性等可用信息的概率模型。这些信息可能包括有关年度极端风速资料,混凝土抗压强度等实验结果。事实上,荷载和抗压能力的概率模型的不确定性的一个主要原因是由于缺乏失败概率的相关知识,并且在此基础上进行评估必须对失败概率有充分的理解,即不再考虑结构的真实失败概率而考虑结构性能的不确定性。
对于一个结构组件,其不确定的抗力R和负荷S被建模为随机变量的概率密度函数fR(r)和fS(s),失败概率可以定义为:
P■=P(R≤S)=P(R-S≤0)=■F■(x)f■(x)dx
假设负载S和抗力R在统计上是独立的。抗力R的累积分布函数也可以被称为一个脆弱性曲线。脆弱性曲线是不依赖于负荷建模的,并有助于分离和确定抗力和负荷的不确定性对结构可靠度计算的影响。该系统性能和具有高负载的不确定性和可变性密切相关,如地震、飓风、洪水等。
在一般情况下,抗力和负荷不能仅由两个随机变量来描述,而是通过随机变量的函数来描述。因此,失败概率的一般公式可以通过以下的n维积分来确定:
P■=■f■(x)dx
其中f■(x)为基本随机变量向量的联合概率密度函数,积分范围为失败区域。除了非常特殊的情况下和大多数实际应用中的数值近似方法以外,要解决式中的积分问题是不容易的。结构可靠性理论的基本原理的描述也可在JCSS概率模型代码找到。
(六)最优性和风险接受准则
决策是一个复杂的过程,并且通常和政治关系交织在一起。一些风险评估问题试图解决包括:谁来承担什么样的风险水平?谁是风险承担的受益者和付出者?什么样的信息是“合理”的风险管理所必须的,以及应该怎样分析?什么样的行为有什么样不同风险的结果,谁来评估风险管理的成功或失败?谁来决定不同风险之间的平衡?
这些问题都不容易解决,不能脱离风险接受准则来单独解决风险评估问题,即,什么样的风险是可以接受的?风险接受准则的实施和发展涉及:第一,感知风险:确保系统风险水平是可以接受或允许的;第二,正式的决策分析:比较和平衡风险与收益的风险分析技术;第三,监管安全目标:发展和增强风险接受准则的立法和法律框架。
风险接受准则一般采用美国核管理委员会、英国健康与安全执行局和其他权威监管部门的规则,总体原则是:应尽可能合理压低(ALARP)或尽可能达到最低(ALARA)。例如定义为像 “低”,“合理”,“可能”,“达到”等等,这样的术语是非常主观的,容易被以保守的方式解释。
1.个人和社会风险。这里有一个值得注意的问题,就是要重新认识到风险接受是一个与人类权利相关的、基本的、哲学问题。联合国人权事务高级专员撰文对人类权利做了专门的规范,这里给出相关以便参考:
(1)所有的人都是生来平等的,有尊严和权利的平等与自由。他们赋有理性和良心,彼此间应有兄弟般关系。
(2)每个人都有生存的权利,都是自由和安全的个体。
(3)法律面前人人平等,并有权不受任何歧视,受到法律的平等保护。
宣言强调要考虑所有的人是平等的,而且强调个人人身安全的权利,道德和法律上的义务。因此无论可接受风险的标准如何制定,我们应该永远记住,上述人权基本原则是不可违背的。
众所周知,安全是需要成本的,下面我们将做更多的讨论,因此社会个体成员的安全保证与社会所能承受的负担密切相关。然而,对于社会代表都应该有一个总体的道德义务去考虑投资与开销等“所有的资源能否很好的安排”,以尝试达到宣言中的目标。
当讨论“可接受的风险”问题时,有些人对于什么是“可接受的”可能跟社会观点相比有不同的看法。每个人都有他们自己的风险体验,或在决策方面有自己的偏好。土木工程或任何其他活动中的可接受准则主要受到来自社会个体成员的偏好的影响,而不是社会的偏好的影响,个人的偏好可能实际上同社会的偏好在总量上是矛盾,因此有必要从社会的角度来看可接受性,并同时确保个人的基本人权受到保障。
2.社会风险及风险规避。个人风险和社会风险之间是有区别的,个人风险主要表现为每年死亡数,或者死亡曝光数等,而社会风险通常表示一个F–N曲线,是一个死亡数(N)的累积频率(F)。风险的表示方式可能影响对风险的认知,例如,在统计意义上,个人的死亡风险10-5与1000人被杀的社会风险10-8是等价的。然而,社会似乎更关心造成很多人伤害的惨重事件,而不是一系列较小的危害同样数量个体的系列事件。这种偏好表现为典型的F–N曲线,例如,图4表明一个人每年的死亡风险概率10-4和一个每年以10-6的概率造成10人相同结果的事件的偏好,这表明随着后果的增加,风险规避行为也在增加。然而,从纯理性的观点来看,这可以被看作是一个增加生命安全的合理途径。尽管使用F-N曲线作为风险分析有悠久的传统,但值得注意的是,F-N曲线并不能为比较不同活动之间的风险提供一致的方法。
图4 荷兰社会风险的安全目标
3.多属性和多目标风险决策分析。决策往往会导致不同后果,需要同时考虑如成本,生命损失,社区干扰和环境损害等等因素。此外,不同的利益群体可能有不同的目标和偏好,从而影响不同属性的组合效应。这种情况有时被称为多属性、多目标决策或者代表风险分析中的一个复杂的问题。从理论和方法上讲,在多属性、多目标决策理论的框架下,这些问题可以很容易地处理。然而,必须非常清楚的认识到,这些技术本身不对如何给不同的属性和不同的目标加权提供任何答案。无论拥有一个合理的方法的机会大与否,这个问题必须得到解决。如果有关各方之间的偏好是不可调和的,那么在一个基本的必要的决策分析调试之前,决策者必须明确并对各方偏好进行评估。然而,最后的加权决策和建立一个普通的共识面临着已有的决策理论的挑战。最重要的是决策理论不仅仅是 “一次性”的数值分析,而应该是一个动态的和透明的过程。
4.其他的考虑。可以理解的是,本文的重点是对风险的定量分析和如何用此作为决策的工具。在定性的意义上,系统知识以及在风险分析过程中增加的性能也揭示了关于如何改进系统性能方面的新的见解。可能是因为风险分析一般包括系统建模中的逻辑性、系统性和严格的方法,从而导致必须在任何定量的结果之前对系统性能增加一些理解。只要风险分析的目的是了解系统的性能,而不是一个“数字游戏”,例如用于满足定量风险接受准则,那么风险分析就是一个对于提高系统的安全性和性能的非常有效的工具。
四、结论与讨论
风险分析是通用的,因而其基本准则和理念是相同的,例如发电厂设备的最优化设计问题同1000座桥梁拥有者的资产管理非常相似。本论对这些原则提供了一个简短的概述,并重点讨论了的现行做法的不确定性和局限性。
相信风险分析师都意识到了这些问题,这是值得安慰的。也许更重要的是,把这类信息传递给他们的客户—即最终的决策者。经验表明,并非总是这种情况。因此,从广义上讲,有必要增加对风险分析的理解,这种理解是专门针对以下的个人或团体的。第一,风险分析师:提供更好的具有一致性的方法、模型和数据,从而提高风险分析的可信度。第二,土木工程师:能够给风险分析师提供相关信息,对风险分析的结果进行严格审查。第三,决策者(业主,政府,社区):被告知他们的决定和他们的利害关系的合理性。
以下结论与建议(在没有特定的顺序)是互补的,可能适用于一个或多个的个人或团体:
1.有相当比例的工程师对风险分析持怀疑态度。原因可能包括“太难”,“太数学”,“不能想象如此低的频率”,“有一点物理意义”等,这些评论只是孤陋寡闻,只可能暴露出他们在正式的工程教育中接触概率理论和风险分析的不足。传统上,工程课程重点强调统计理论(如混凝土质量,水文)并不太在意概率论,但后者在预测失败概率的时候是比较有用的。而更多的重点需要放在风险分析和评估,规范发展,代码开发和资产管理的关系等方面。
2.对标准化的风险分析技术和概率模型的需求是明显
的,通过这个可以降低不同分析师分析结果的差异。不同分析师的结果如果差异巨大,可能被决策者、工程师以及公众所察觉,从而显示出其不精确的和不成熟的“科学”性,不能够为公共风险提供准确的预测。
3.应该承认,风险分析中的信息都应该以同样的方式对待。
4.人为错误是一个重要的风险源。风险分析可以限制那些可以量化的人为错误,但它本质上很难把包括诊断错误、高层决策水平或机构管理方面的失误包含进去。遗漏的人为错误来源于风险分析的假设、设计、建设和设施的运作。这些错误是否可以接受取决于如何使用风险评估结果。在某些情况下,如果风险分析师为土木工程设施建议的质量保证和质量控制在于考虑是否有助于提高人为错误的改善率,那么这是可以接受的。
5.对风险厌恶的处理很难达到一致性。如果F–N曲线,或其他不利的风险标准是风险评估的一个特征,那么在描述风险接受准则的时候这些特点应明确规定。这将导致一个更透明的决策过程。然而,更应该通过考虑结果模型去合理规避不良行为的风险。
6.现在有一个总的趋势,那就是有选择性的利用计算工具对风险的类型和用途进行管理,也就是说,在风险管理中标准化已经取代了传统工具。原则上,标准化并不是一件坏事,但是,我们应该把关注的重点放在工具的使用是否适当上。
7.在这些年来,社会的可用资源的很大一部分将继续或越来越多的花费在各种旨在维护环境效益的活动上。例如:过时的结构和设施的退役,减少二氧化碳排放量,无污染的能源和一些其他开发。这些大量的重要的问题,目前被一些相当武断的、激进的利益集团和政治家以任意的方式处理。这里有两个重要的方面应该被注意到,即该类问题的决策依据还不存在,因为我们提升环境质量方面还没有达成共识,其次,这种决策往往是在不知情的偏好的基础上进行。重要和更困难的工作仍然留待解决。
8.风险分析涉及的人员或公众安全或公共资源都应该受到强制性的质量保证和同行评议。质量保证程序可以专注于内部的程序和实践。同行评审应包括一个独立和严格的审查,由公认的专家进行风险分析和评估。
参 考 文 献
关键词:地铁隧道工程;决策模型;安全风险分析;可靠性
随着我国地铁工程建设高峰的到来,地铁工程建设安全形势日益严峻,尤其是全国各城市地铁隧道区间施工安全事故均呈上升趋势。为保证地铁建设的顺利进行,切实贯彻“预防为主”的安全生产方针,地铁隧道区间施工过程中必须系统全面的考虑安全风险因素。但是目前我国地铁工程建设中,普遍采取主观经验判断施工安全风险的方法进行地铁隧道区间施工决策,未系统客观的开展安全风险评价工作;即使进行了安全风险分析的地铁工程,也没有将安全风险分析工作及其成果有机的结合到施工决策过程中,从而容易引发地铁隧道区间施工的决策失误,本质上致使隧道施工安全事故的发生。
针对上述问题,本文通过对基于主观经验的地铁隧道区间施工决策模型的分析和调整,引入信息(知识)价值与安全风险分析可靠度概念,构建基于安全风险分析的地铁隧道区间施工决策模型。通过决策结果的比较,讨论了地铁隧道区间施工安全风险分析效益及其影响因素;同时进行地铁隧道区间施工安全风险分析效益的可靠性分析,量化安全风险分析结果对地铁隧道施工决策的影响,为科学、安全的进行地铁隧道施工提供决策支持和重要保障。
1 基于主观经验的地铁隧道区间施工决策模型
1.1 决策单元的划分与变量空间的构成
设整条地铁线路由若干段隧道区间组成,每段隧道区间构成一个独立的决策单元。考虑安全风险的地铁隧道区间施工决策问题由以下变量空间构成:
(1)风险状态空间R={R1…Ri…Rn…}由n个施工安全风险等级组成。施工安全风险等级由隧道区间的地质水文环境、工程周边(既有建筑物、地下管线)环境、区间长度、计划工期、施工管理等因素共同决定;
(2)施工方法空间S={S1…Sk…Sl…}由l种隧道区间施工方法组成。目前隧道区间的施工方法主要有明挖法、盖挖法、暗挖法、盾构法;具体工程中这些方法又可以细分为多种不同的施工工法,如暗挖法可分为全断面法、台阶法、CRD法等;
(3)成本空间C=(Cki)l×n由安全建造成本矩阵构成,其中Cki由Sk∈S和Ri∈R决定,表示在某种安全风险等级的情况下,采用某种施工方法进行施工时,考虑施工过程中必要的安全生产投入和预期损失值后的建造成本。
1.2 风险状态空间的概率表达
地铁隧道区间施工决策是以风险状态空间的概率信息为基础的,工程实际中风险状态空间的概率通常根据决策者的主观经验判断设定。因此,某段隧道区间的施工安全风险等级可用施工安全风险等级先验概率矩阵P表示为:
P=[p1…pi…pn]
其中pi表示该段隧道区间施工安全风险等级为i级的先验概率。
1.3 决策结果
以第m段隧道区间为例,通过主观经验设定的施工安全风险等级先验概率矩阵P,进行地铁隧道区间施工决策的结果应为:
(1)
这时选择的施工方法所对应的安全建造成本期望值最小。
2 基于安全风险分析的地铁隧道区间施工决策模型
以上决策过程是在未进行系统安全风险分析的基础上进行的,决策信息的来源主要是决策者的经验知识,容易导致决策结果带有过多的主观性和任意性,为地铁安全事故的发生埋下了本质上的隐患。根本的解决办法是在决策阶段进行地铁隧道区间施工安全风险分析,充分收集获取地铁隧道区间施工安全风险的信息,以提高决策信息的真实度、完整度、可信度,从而修正上述决策模型中状态变量空间的概率信息,支持决策者做出科学决策。为了将安全风险分析工作及其成果有机的结合到施工决策过程中,在上述决策模型的基础上提出以下基于安全风险分析的地铁隧道区间施工决策模型。
2.1 变量空间的调整
除上述模型中的三个变量空间外,本模型引入以下变量空间:
(1)施工安全风险分析成本变量CRA。地铁隧道区间施工安全风险分析成本CRA是指一系列安全风险分析工作的总费用,包括工程详勘、建筑物管线调研、安全风险辨识、安全预评价、RAMS咨询等。
(2)安全风险分析可靠性空间SAR。安全风险分析可靠性反映安全风险分析结果真实、有效、可信的状态属性,用安全风险分析可靠性矩阵SAR=(pSARi|Rj)n×n表示,其中pSARi|Rj(0≤pSARi|Rj≤1)由安全信息(知识)价值变量ε决定,表示工程实际中安全风险等级为j级的隧道区间,经过安全风险分析后得出安全风险等级为i级的概率。
2.2 风险状态空间的概率表达
进行成本为CRA的地铁隧道区间施工安全风险分析后,决策者便可以在收集获取的安全信息(知识)基础上进行决策,通过安全风险分析可靠性矩阵对风险状态空间的概率信息进行修正,得出隧道区间施工安全风险等级的后验概率。
(1)安全风险分析可靠性空间的概率表达
为进行安全风险分析可靠性空间的概率表达,引入安全信息(知识)价值变量(0≤ε≤1)。这里,决策者所掌握的安全信息(知识)即地铁隧道区间施工决策时所掌握的安全风险分析成果;而完全信息(知识)条件是一种理想状态,表示决策者在决策时拥有关于风险状态的完全确定性信息(知识)。
由安全风险分析可靠性及其矩阵定义可知,pSARi|Rj是信息(知识)价值变量ε的函数,即pSARi|Rj=fij(ε)。因此,安全风险分析可靠度矩阵可表示为SAR=[fij(ε)]n×n,其中,0≤fij(ε)≤1;每列之和;当ε=1时,即完全信息(知识)条件下有且。
(2)风险状态空间的后验概率表达
设某段隧道区间经过安全风险分析后得出安全风险等级为i,则其实际安全风险等级为j的后验概率PRj|SARi可用贝叶斯公式计算得出:,其中PSARi是该段隧道区间经过安全风险分析得出安全风险等级为i的全概率,即。
2.3 决策结果
以第m段隧道区间为例,在经过安全风险分析得出该段隧道区间安全风险等级为i级且采用施工方法k时的安全施工成本期望值为。因此,第m段隧道区间基于安全风险分析进行施工决策的结果应为:
(2)
考虑理想状态下,即完全安全信息(知识)条件下,有且,则第m段隧道区间基于安全风险分析进行施工决策的结果应为:
(3)
3 地铁隧道区间施工安全风险分析效益及其可靠性
3.1 地铁隧道区间施工安全风险分析效益
相比于基于主观经验的决策结果,完全安全信息(知识)条件下的决策收益为EVPA=E[CPerfect Analyse]-E[CNo Analyse]。由于完全安全信息(知识)条件是一种理想状态,实际工程中不可能保证,故EVPA没有实践意义。
相比于基于主观经验的决策结果,基于成本为CRA的安全风险分析所获得的决策收益EVPA=E[CGeneral Analys]-E[CNo Analyse]。因此,成本为CRA的地铁隧道区间施工安全风险分析效益EVRA=EVGA-CRA。
对于特定地铁工程而言,隧道区间施工安全风险等级概率矩阵P、安全建造成本矩阵C可视为已知条件(常量),因此地铁隧道区间施工安全风险分析效益EVRA的影响因素主要有:
(1)安全风险分析成本CRA。一般的,随着安全风险分析成本CRA的提高,基于安全风险分析所获得的决策收益EVGA逐渐增加,地铁隧道区间施工安全风险分析效益EVRA先逐渐增加;到达峰值后逐渐减少。CRA、EVGA、EVRA之间的关系如图1所示。
图1 地铁隧道区间施工安全风险分析效益的影响因素示意图
(2)安全风险分析可靠性矩阵SAR。进行成本为CRA的安全风险分析后,SAR主要通过安全信息(知识)价值变量ε影响EVRA,表现为CRA所对应EVRA曲线上某点的垂直偏移量,如图1所示。
3.2 EVRA的可靠性分析
上述安全风险分析可靠性矩阵SAR对地铁隧道区间施工安全风险分析效益EVRA的影响,可以通过可靠度理论进行以下分析:
(1)EVRA的极限状态方程。设某段隧道区间施工安全风险等级先验概率矩阵P、安全建造成本矩阵C已知,进行成本为CRA的安全风险分析后,令安全风险分析可靠度矩阵SAR=[fij(ε)]n×n为随机变量空间,则EVRA极限状态方程为EVGA=CRA, 有:
当EVGA-CRA>0时,EVRA为可靠状态,可靠概率为P(EVRA>0);
当EVGA-CRA
当EVGA-CRA=0时,EVRA处于临界状态。
(2)EVRA的可靠性指标。可靠性指标β是根据随机变量空间SAR的不确定性用来衡量EVRA失效概率的指标。在本文中,随机变量空间定义为X={f11(ε),...,fnn(ε)},且fij(ε)服从正态分布,利用一次二阶矩理论,可靠性指标为:
(4)
其中EX为随机向量X的均值向量,∑-1X表示随机向量X的协方差矩阵∑X的逆矩阵,X∈Ω表示随机向量空间X={f11(ε),...,fnn(ε)}在失效面EVGA
(3)EVRA的可靠概率
根据可靠性指标β的定义,可以求出EVRA的可靠概率为:
(5)
因此,通过可靠度理论分析SAR对EVRA的影响,可以建立安全信息(知识)价值变量ε与EVRA间的关系,从而得出地铁隧道区间施工安全风险分析效益EVRA为正的概率,量化安全风险分析结果对地铁隧道施工决策的影响。
4 算例
某城市地铁工程隧道全长18821.2米,可划分为18个区间。根据地质水文环境、工程周边建筑物、管线环境、区间长度、计划工期、施工管理等因素,对安全风险的后果、人体暴露于风险环境的频繁程度以及风险发生的可能性综合考虑后,该城市地铁工程共设定五种安全风险等级,如表1所示。
表1 某地铁隧道工程施工安全风险等级表
安全风险级别 风险的后果 暴露于风险的频繁程度 风险发生的可能性
Ⅴ 大灾难,许多人死亡 连续暴露 完全可能预料
Ⅳ 灾难,数人死亡 每天工作时间暴露 相当可能
Ⅲ 非常严重,一人死亡 每周一次暴露 可能,但不经常
Ⅱ 严重,重伤 每月一次暴露 可能性小,完全意外
Ⅰ 引人注目,需要救护 每年几次暴露 很不可能,可以设想
该城市地铁工程考虑安全风险后进行施工方法征集和编制,拟采用以下五种施工方案(含辅助施工方法),不同安全风险等级下采用不同施工方法时平均每米的安全建造成本矩阵C如表2所示。
表2 某地铁隧道工程平均每米的安全建造成本矩阵
地铁隧道区间施工方法 不同安全风险等级下平均每米安全建造成本(元)
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ
明挖法 94500 135000 171000 216000 265500
浅埋暗挖全断面法 123750 105750 159750 220500 270000
盾构法 130500 146250 139500 191250 244140
浅埋暗挖台阶法 139500 135000 162000 188550 236250
浅埋暗挖CRD法 132750 137250 155250 193500 198000
该城市地铁工程的18个隧道区间,根据决策者主观经验,结合本地铁工程实际,得出每一隧道区间所对应的施工安全风险等级概率矩阵P,如表3所示。
表3 某地铁隧道工程施工安全风险概率矩阵
序号 区间名称 长度(m) 安全风险等级先验概率
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ
1 A-B站 294.5 0.51 0.49 0.00 0.00 0.00
2 B站-C站 1275.8 0.15 0.47 0.38 0.00 0.00
3 C站-D站 1222.6 0.15 0.47 0.38 0.00 0.00
4 D站E站 970.8 0.00 0.00 0.47 0.53 0.00
5 E站-F站 1646.6 0.00 0.29 0.64 0.07 0.00
6 F站-G站 694.3 0.15 0.25 0.53 0.07 0.00
7 G站-H站 936.9 0.14 0.25 0.56 0.06 0.00
8 H站-I站 1224.8 0.47 0.43 0.10 0.00 0.00
9 I站-J站 1609.1 0.48 0.45 0.07 0.00 0.00
10 J站-K站 602.4 0.49 0.51 0.00 0.00 0.00
11 K站-L站 967.6 0.51 0.49 0.00 0.00 0.00
12 L站-M站 1153.8 0.50 0.50 0.00 0.00 0.00
13 M站-N站 889.2 0.78 0.22 0.00 0.00 0.00
14 N站-O站 992.8 0.10 0.83 0.07 0.00 0.00
15 O站-P站 1019.6 0.19 0.81 0.00 0.00 0.00
16 P站-Q站 1215.1 0.67 0.33 0.00 0.00 0.00
17 Q站-R站 953.1 0.86 0.14 0.00 0.00 0.00
18 R站-S站 1152.2 0.13 0.32 0.54 0.00 0.00
针对上述5个等级的安全风险,进行成本为CRA=1500元/米的地铁隧道区间施工安全风险分析,其安全风险分析的可靠性矩阵SAR如表4所示。
表4 安全风险分析的可靠性矩阵
经安全风险分析得出的安全风险等级i 工程实际安全风险等级j
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ
Ⅰ 0.9 0.1 0 0 0
Ⅱ 0.1 0.9 0.1 0 0
Ⅲ 0 0 0.8 0.1 0
Ⅳ 0 0 0.1 0.8 0.1
Ⅴ 0 0 0 0.1 0.9
利用公式1~3,经过计算可知:进行成本为CRA=1500元/米的地铁隧道区间施工安全风险分析后,该城市地铁隧道工程的安全建造成本为2175796793元,相比于基于主观经验的决策结果所获得的决策收益EVGA为161708401,该城市地铁隧道区间施工安全风险分析效益EVRA为133476601元,节约安全建造成本6.13%。其中隧道区间7的安全风险分析效益EVRA最高,为11409.06元/米。该城市地铁各隧道区间的不同决策结果如图1所示。
图1 某城市地铁各隧道区间的不同决策结果比较分析图
下面以N站-O站区间为例,进行地铁隧道区间施工安全风险分析效益EVRA的可靠性分析验算,为简化验算模型,设该段隧道区间施工安全风险等级概率为P(Ⅰ级风险分布概率为0.4,Ⅱ级风险分布概率为0.6)、安全建造成本为C(浅埋暗挖全断面法针对Ⅰ级风险平均每米安全建造成本为126000元,针对Ⅱ级风险平均每米安全建造成本为129000元;明挖法针对Ⅰ级风险平均每米安全建造成本为75000元,针对Ⅱ级风险平均每米安全建造成本为168000元)。
进行成本为CRA=1500元/米的地铁隧道区间施工安全风险分析,令其安全风险分析的可靠性矩阵SAR随机变量空间为(ε1,ε2),如表5所示。
表5 安全风险分析的可靠性矩阵变量空间
经安全风险分析得出的安全风险等级i 工程实际安全风险等级j
Ⅰ Ⅱ
Ⅰ ε1 1-ε2
Ⅱ 1-ε1 ε2
利用公式1~3,经过计算可知:N站-O站区间工程进行成本为CRA=1500元/米的安全风险分析后,该段地铁隧道区间施工安全风险分析效益EVRA=20400ε1+23400ε2-24900(0≤ε1,2≤1)。因此,安全风险分析的可靠性矩阵SAR对于EVRA的影响如图2所示。
根据可靠性指标定义,EVRA失效面方程为20400ε1+23400ε2
其中ρ为随机变量ε1,ε2的相关系数,利用公式5,可求出该段地铁隧道区间施工安全风险分析效益EVRA的可靠概率,如图3所示。
图2 安全风险分析可靠性矩阵与效益间的关系
图3 相关变量的可靠性指标与可靠概率
5 结论
地铁隧道区间施工安全风险分析是地铁隧道区间施工决策的一项重要前提工作,其成果是科学、安全的进行地铁隧道施工的重要依据和保障。因此,将安全风险分析工作及其成果有机的结合到施工决策过程中,在实际工程中运用基于安全风险分析的地铁隧道区间施工决策模型具有重要意义。本文通过引入信息(知识)价值与安全风险分析可靠度概念,构建基于安全风险分析的地铁隧道区间施工决策模型,并进行施工安全风险分析效益的影响因素和可靠性量化分析。算例表明,基于安全风险分析的地铁隧道区间施工决策模型为科学、安全的进行地铁隧道施工提供了决策支持。需要指出的是,在地铁隧道区间施工安全风险分析成本一定的条件下,如何提高施工安全风险分析所获取的安全信息(知识)价值是今后需要深入研究的问题。
参考文献
[1] 李兵.地铁车站施工风险管理研究[D].北京:北京交通大学,2006.
[2] 宫志群.地铁盾构区间隧道施工风险分析及评价[D].天津:天津大学,2006.
[3] 周诚.地铁工程建设安全控制系统设计与应用研究[D].武汉:华中科技大学,2007.
[4] 赵恒峰,邱菀华,韩丽敏.不确定性决策中完全信息获得的事前分析[J].系统工程理论与实践,1998,12:20-24.
[5] 郭卫平,朱山立.不确定性决策分析中的概率问题[J].统计与决策,2004,179(11):9-10.
[6] 边慎.决策理论研究及不确定性决策模型[D].上海:华东师范大学,2005.
[7] 董明钢.盾构隧道施工安全的若干问题研究[D].上海:同济大学, 2005.
[8] Karim S. Karam,Jad S. Karam,Herbert H. Einstein. Decision Analysis Applied to Tunnel Exploration Planning I: Principles and Case Study[J]. Journal of construction engineering and management,2007,5:344-353.
风险评估包括风险辨识、风险分析、风险评价三个步骤:
1、风险辨识:
风险辨识是指查找企业各业务单元、各项重要经营活动及其重要业务流程中有无风险,有哪些风险。
2、风险分析:
风险分析是对辨识出的风险及其特征进行明确的定义描述,分析和描述风险发生可能性的高低、风险发生的条件。
3、风险评价:
关键词:在险价值 BOT项目 风险分析 净现值
一、引言
BOT(Build-Operate-Transfer)是一种项目融资管理模式。BOT项目是指私营财团的项目公司(包括内资和外资)与东道国政府以契约方式签订特许权协议,由项目公司筹资和建设传统上由政府部门或国内单位承担的重大公共设施建设项目。项目公司在特许期内对项目拥有所属权、经营权、收益权。通过提品或收取服务费用。回收投资、偿还贷款并获取合理利润。特许期满后,则将该项目无偿转让给当地政府。BOT方式作为一种减少国家借款和吸引外资直接投资的有效手段,在许多国家和地区得到了广泛的应用。同时,因其较高的投资回报率。众多私营财团也愿意将资金用此方式投资到基础设施建设中去。然而,BOT具有规模较大、资金需要量大、技术要求高、使用期限长的特点,决定了BOT项目面临的风险因素多,风险高,并且存在极大不确定性。所以,研究BOT项目风险分析是十分迫切和必要的。
二、VaR简介
VaR(Value at Risk)也被称为在险价值或受险价值,它是指按某一确定的置信度,对某一给定的时间期限内不利的市场变动可能造成投资组合的最大损失的一种估计。设资产的收益为(v,预期收益为一定值EIV),置信度为x%,则VaR可以由下式定义:
P(V
P(V
其中,VaR取损失的绝对值。
绝对损失和相对损失的区别在于考察损失的参考标准不同。绝对损失的参照物是期初的资产原值或投资额:而相对损失的参照物时期末的预期价值。从经济学的角度考虑,一般取绝对损失为准。
VaR是上世纪90年代才被引入的一种度量金融风险的新标准。1994年10月,JP Morgan公开了一个名为Risk Metrics的系统,该系统就是建立在VaR基础之上的。VaR是一种对可能给银行造成困难的坏结果的风险概念,而传统的波动率:系统风险和非系统风险三种风险度量是无法做到的。因此VaR迅速成为风靡全球度量市场风险的工具。1996年美国财政部货币监管署、美联储和联邦存款保险公司联合作出决定:从1998年1月1日起。美国所有银行必须实施VaR风险分析方法,并定期报告评估结果。VaR之所以发展如此迅速,是由它的特点决定的。
1、它用一个单一的数字捕捉了风险的一个重要方面。VaR直接度量损失的数值,比标准差、损失概率等风险度量指标更加直观。
2、它容易理解,应用广泛。VaR是损失的数值。不同风险因素的影响可以直接相加,询问简单的问题:“情况到底有多糟”。故而容易理解,应用广泛。稍作修正就能应用于其它风险分析系统中。
3、不依赖特等的概率分布假定。VaR的定义不要求研究的情况必须是正态分布。虽然最初JP Morgan的Risk Metrics系统是以正态分布为前提的。所以VaR可以将不对称分布期权纳入其中。
三、BOT项目风险分析应用VaR的必要性
VaR虽然广泛应用于金融风险分析,但数学上简单明了的性质同样可以应用于其它分析领域。BOT项目由于周期长、投资大,市场因素很难把握,而目前项目风险分析的方法相对陈旧,还没有专门针对BOT项目风险分析方法。在项目可行性分析中盈亏平衡分析、敏感性分析和概率分析三足鼎立。但是,各自又有诸多不足。盈亏平衡分析,产品价格不变、只生产一种产品假设过于简单,不能充分体现项目面临的风险。犹如应力测试的敏感性分析,只允许一种风险因素发生变化,其它因素不变。没有考虑因素相关性的存在和事件发生的概率。而这些恰恰是现实项目中普遍存在的。概率分析虽然引入了事件发生的概率,但并没有对概率以外其他因素进行详细的分析。如此,完全有必要将金融风险分析中的VaR引入到BOT项目风险分析中。
四、计算VaR的方法与步骤
1、确定收益指标
项目经济评价中一般有净现值(NPV)和内部收益率(IRR)两个指标,VaR计算的是BOT项目中预期最大损失,故应使用NPV指标。
2、风险因素分析
BOT项目风险众多,按类别可分为政治风险、建造风险、运营风险、市场和收益风险、资金风险、法律风险等。但并不是所有的风险都能从NPV中显示出来。从这点来讲,采用NPV指标也是有一定的局限性的,但较上述的三种分析方法还是有很大进步。
影响NPV的风险因素主要包括市场和收益风险以及资金风险。具体来讲包括通货膨胀、利率、汇率、折现率、原材料价格、产品价格、人均工资等。
(1)由于通货膨胀因素的存在,BOT项目的预期收益会发生变化,从而导致项目的资金风险。具体表现为因通货膨胀,银根紧缩,利率上升。致使资金成本加大;同时,价格上升,致使原材料的成本增加,带来资金风险。
注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文
(3)蒙特卡罗模拟(SMC)
该方法是使用取自正态分布的随机数来建立将来情景的一个分布。对于这种情景的每一个分布,运用某种定价疗法计算投资组合的价值,然后直接估计它的VaR值。SMC是计算VaR最有效的方法。能说明广泛的风险,唯一的缺点就是成本太高。
(4)历史模拟(History Simulation)
该方法对收益率的分布几乎不做任何假定,但假设在样本周期内。收益率分布是不变的。具体应用到BOT项目分析中,历史模拟需要一个足够长且充足的历史数据库。然后。假定项目在该段时间中的某一任意时刻开始,并在该段时间内结束。就算出项目的虚拟收益。重复抽样得到虚拟收益的分布并由此得到Vail值。该方法完全基于历史数据,所以不是最好的办法。
五、VaR在BOT项目分析中的应用领域
NPV和IRR收益指标虽也有风险分析,但没有形成一个统一的风险指标,更没有将两者结合起来建立一个经过风险调整的收益指标,这是不利用项目决策的。而VaR做到了这一点。在此借鉴基于CAMP模型建立的投资基金业绩评价体系来构建新的评价指标,如下:
SP=(NPV)/(VaR(NPV))
这一指标是在对Sharpe比率修正的基础上建立的,从上式可以看出SP是一个无量纲的量。在决定BOT项目项目是否可行时,可由项目公司设定一个基准B,当SP≥B时,该项目可以接受;SP
关键词:风险分析食源性疾病定量微生物
Risk Analysis and Food-borne Disease Surveillance & Control
GAO WeiweiLIU HongWANG Liwei
(Shanghai Municipal Center for Disease Control & prevention, Shanghai 200336)
[Abstract] This paper mainly introduces risk analysis and its application in the food-borne diseases monitoring. By summarily analyzing the related risk assessment work at home and abroad, this paper expounds the application prospect of the risk analysis in food-borne diseases monitoring. That risk analysis in assessing food contaminants harm level, formulating measures for implementation of food safety, preventing and controlling food-borne diseases, and better protecting human health is very important.
[Keywords] Risk Ananlysis; Food-borne Disease; Quantitative; Microorganisms
近年来,风险分析的应用开始逐渐深入到卫生领域。2009年6月1日生效的《中华人民共和国食品安全法》(简称《食品安全法》)也是我国第一次以法律条文的形式把风险分析的概念正式应用到食品安全领域,也对公共卫生的学科发展提出了更高的要求。本文就风险分析在食源性疾病监控中的应用进展作一综述。
1.食源性疾病的概念和监控现状
1.1概念
世界卫生组织(WHO)把食源性疾病定义为:通过食物进入人体内的各种致病因子引起的感染或中毒。我国2009年颁布实施的《食品安全法》把食源性疾病定义为:食品中致病因素进入人体引起的感染性、中毒性等疾病。常见的致病因子有各种致病微生物、真菌及其毒素、天然毒素、寄生虫和有毒化学物等。
1.2国内外食源性疾病监控现状
近年来食源性疾病受到国际社会的广泛关注,食品安全问题已成为各国政府面临的最重要的公共卫生问题之一。美国通过食源性疾病主动监测网(FoodNet)、国家法定疾病监测报告系统、公共卫生实验室信息系统、海湾国家弧菌监测系统、食源性疾病暴发监测系统等开展食源性疾病监测工作;其他还包括:完整的食源性疾病负担评估、风险分析理论模型的建立及在食品安全风险管理中的应用、构建基于内科医生组织的食源性疾病监测系统、食源性疾病症状监测系统、不明原因食源性致死因子研究等。此外,美国还开展了食源性疾病归因资料研究,这也是一项庞大的工程,汇聚了包括来自美国、英国、丹麦等国家的食品卫生专家。
欧盟自1980年起由WHO在欧洲组织实施食源性疾病监控项目。该项目由德国联邦危险性评估研究所(BFR)管理,主要是为完成区域性范围内的目标而设立,为适应社会发展、监控食源性疾病提供信息。自1980年运行以来受到越来越多国家的青睐,参加成员由最初8个国家增加到52个欧盟国家中的51个。
美国制定食品法律法规政策及相关风险评估工作主要由卫生和人类服务部(DHHS)、农业部(USDA)、环境保护局(EPA)完成。2003年美国农业部(USDA)成立了一个食品安全风险评估委员会,该委员会的主要任务是确定风险评估的优先领域,提供实施风险评估的技术指导,加强各机构在风险评估中的合作与交流。美国的食品安全标准都是在进行客观的风险评估的基础上制定的。
丹麦拥有较完整的食源性疾病监测系统。其监测范围涵盖了“从农田到餐桌”全过程的病原物质监测,尤其是启动了沙门菌监测、微生物溯源技术应用、在特殊病原物或特殊食品中的风险评估等监测项目。
英国每年都发表动物源性食品安全监测报告,同时英国也在开展从动物到食品的微生物指纹图谱追踪,还发展了根据每年不同食品所致的发病情况估计该类食品相对危险度的方法。
加拿大建立了食品监督系统(CFI),并由卫生部开展食源性疾病监测工作,以提供一个早期检测系统,为评价控制策略提供基础。同时该国还建立了食源性疾病暴发应急预案,采取综合应对措施,以确保所有相关机构在食源性疾病暴发时能迅速动员并应急响应,从而减轻并控制风险。
中国建立了全国性的食物中毒网络直报系统,并在2000年开始了全国性的食源性疾病监测工作,主要集中在东部沿海各省市,这一网络将进一步扩大到中西部地区。目前,国家食源性疾病监测网络报告系统也正在不断完善。
随着经济全球化进程、人口流动以及战争和自然灾害,食源性疾病不但没有减弱,反而有越演越烈的趋势。食源性疾病可能在局部地区、全国或国际范围发生,它不仅会影响人类健康,有时还会产生巨大的经济影响。2008年首先在中国暴发的婴幼儿食用含有三聚氰胺的奶粉致病事件至少造成26万余人生病,直接经济损失数十亿。因此对食源性疾病的监控亟待加强,并迫切需要寻求更新的监控理念和技术手段,同时还需要世界各国的协同作战。
2.食品风险分析的概念和应用
2.1概念
食品风险分析是包含风险评估、风险管理和风险信息交流3个组成部分的科学框架,其中风险评估是整个体系的核心和基础。风险分析的根本目标在于保护消费者的健康和促进公平的食品贸易。
国际食品法典委员(CAC)会对风险分析的一系列定义[1]如下:
危害(Hazard):食品中含有的,潜在的将对健康造成副作用的生物、化学和物理的致病因子。风险(Risk):由于食品中的某种危害而导致的有害于人群健康的可能性和副作用的严重性。
风险分析(Risk Analysis):是包含风险评估、风险管理和风险信息交流3个组成部分的科学框架。
风险评估(Risk Assessment):是包括以下步骤的科学评估过程:(1)危害确定,(2)危害特征描述,(3)暴露评估,(4)风险特征描述。其中,危害确定(Hazard Identification):对可能在食品或食品系列中存在的,能够对健康产生副作用的生物、化学和物理的致病因子进行鉴定。危害特征描述(Hazard Characterization):定量、定性地评价由危害产生的对健康副作用的性质。对于化学性致病因子要进行剂量-反应评估;对于生物或物理因子在可以获得资料的情况下也应进行剂量-反应评估。剂量-反应评估(Dose-Response Assessment):确定化学的、生物的或物理的致病因子的剂量与相关的对健康副作用的严重性和频度之间的关系。暴露评估(Exposure Assessment):定量、定性地评价由食品以及其它相关方式对生物的、化学的和物理的致病因子的可能摄入量。风险特征描述(Risk Characterization):在危害确定、危害特征描述和暴露评估的基础上,对给定人群中已知或潜在的副作用产生的可能性和副作用的严重性,做出定量或定性估价的过程,包括伴随的不确定性的描述。
风险管理(Risk Management):这个过程有别于风险评估,是权衡选择政策的过程,需要考虑风险评估的结果和与保护消费者健康及促进公平贸易有关的其他因素。如必要,应选择采取适当的控制措施,包括取缔手段。
风险信息交流(Risk Communication):贯穿风险分析整个过程的信息和观点的相互交流的过程。交流的内容可以是危害和风险,或与风险有关的因素和对风险的理解,包括对风险评估结果的解释和风险管理决策的制定基础等;交流的对象包括风险评估者、风险管理者、消费者、企业、学术组织以及其他相关团体。
2.2风险分析的应用
1986-1994年举行的乌拉圭回合多边贸易谈判中形成的实施卫生与动植物检疫措施协定(Agreement on the Application of Sanitary and Phytosanitary measures , SPS协定)[2] 中强调,食品的安全措施应建立在风险评估的基础上。联合国成员国应确保其卫生和植物卫生措施是采用有关国际组织制定的风险评估方法,并根据本国的具体条件,对人、动物或植物的生命或健康进行风险评估。1995 年联合国粮农组织/世界卫生组织( FAOPWHO) 在瑞士日内瓦召开了危险性分析应用于食品标准制订的联合专家委员会,第一次提出在食品安全领域进行危险性分析的新概念[3]。国际食品法典委员会(Codex Alimentarius Commission,CAC)于1997年正式决定采用与食品安全有关的风险分析术语的基本定义,并把它们包含在新的CAC工作程序手册中。目前,风险分析已被公认为是制定食品安全标准的基础。世界卫生组织在2001 年召开的第53 届世界卫生大会上重申,要最大可能地利用发展中国家在食源性因素风险评估方面的信息来制定国际标准。
3.风险评估与食源性疾病监控
3.1 点评估
概率评估点估计(point-estimate):数据输入为单一的数字,例如平均值或95 %置信区间上限值(一般是表示“最坏的情况”,即worst case分析)。点估计应用比较简便,节省时间,但是点估计的不足在于对风险情况缺乏全面、深入的理解,通常忽略评估信息的“变异性”和“不确定性”。如“最坏情况”评估通常是描述一个完全不可能发生的设想,即所有的情况都做最坏的估计,由此得到的评估结果常常在现实中是不客观的,容易带来对风险问题的错误理解。一般来说,“最坏情况”的评估只是作为最保守的估计。
3.2概率评估
与点评估和简单分布相比,概率暴露评估模型可用来描述食品污染物的暴露风险分布, 如对某一特定的健康影响发生的概率;它也可用于描述最终可能用于概率风险评估的暴露分布。在概率分析的过程中,主要采用了Monte Carlo模拟分析[4]的方法,市场上的风险分析软件@risk4.5、Crystal Ball等可用于食品中污染物暴露评估模型的构建。在食品污染物的膳食暴露概率分析的模型中, 食品消费数据及残留量/或浓度数据均使用分布, 并且依据每一个输入的分布, 找出与暴露过程相一致的数学模型, 用随机生成的一些数值来模拟膳食暴露。即一旦模型和输入的数据被选择了, 运用合适的软件系统, 就可以设置所需的模拟和重复数据, 并且可以利用这个模型对所有可能的结果进行分析和判断,也可对一些与暴露评估相关的不确定性因素进行定性。
3.3 风险评估的应用
3.3.1生物性污染物风险评估
2002 年WHO/FAO 联合评估专家组完成了蛋和肉鸡中沙门菌的风险评估。鸡肉中沙门菌的风险评估尚未能包括从生产到消费的整个食物链。评估结果显示,降低被沙门菌污染鸡肉的流行率与人群患病的危险性密切相关,如果将鸡肉中沙门菌的污染率由20 %降低到10 %,可使人群的感染发病率降低50 %。蛋中肠炎沙门菌的风险评估表明,降低鸡群中肠炎沙门菌的流行率可直接降低人群的发病率。模型可同时用于评估改变蛋的储存时间和温度对人群发病的影响。改变烹调方式无助于交叉污染带来的发病危险性,而家庭引起交叉污染是引发疾病的重要来源[5]。
2004 年WHO/FAO 联合出版了有关即食食品中单增李斯特菌的风险评估报告。报告指出,摄入一定量单增李斯特菌引起疾病的概率与疾病的三大要素有关:食物、菌株的毒力和消费者的敏感性。评估模型显示,在不同的国家摄入单增李斯特菌菌量导致疾病的危险性差异没有显著性,而不同的加工、操作方式影响了食品的污染途径和餐后致病的危险性。预防和控制食品消费时的污染水平,将对降低李斯特菌病有显著影响,特别是控制好储存温度和时间,将减轻细菌生长带来的危险性。迄今,李斯特菌病患者都与摄入了不符合李斯特菌限量标准的食品(0 CFU/g 或100 CFU/g) 有关。单增李斯特菌的风险评估仅关注于即食食品,并且仅调查了超市至消费阶段。危险性特征描述的结果受到模型中不确定因素的影响,如细菌在食品中的污染情况、污染水平、繁殖情况、人群消费特点以及副作用等与摄入相当数量的单增李斯特菌细胞之间的关系。用于单增李斯特菌评估的定量资料仅限于欧洲食品,对消费特征的描述也仅限于加拿大或美国。
在国内陈艳等[6]人为模拟生牡蛎消费引起副溶血性弧菌(VP)疾病的危险性,在福建省开展了定量微生物风险评估。结合暴露评估模块的结果与贝塔-泊松剂量反应模型,推测由消费VP污染的生牡蛎导致疾病发生的危险性,分析结果表明,零售期间牡蛎的未冷藏时间、零售带壳牡蛎体VP密度的对数值、冷却持续时间和气温等因素与疾病发生的危险性显著相关。采取缩短零售期间牡蛎的未冷藏时间、快速冷却、微热处理和冷冻贮存等控制措施,能够明显降低疾病发生的人数。该研究为我国制定减少VP对公众健康影响的政策提供了理论依据。
此外,FAO/WHO食品添加剂联合专家委员会(JECFA)[7],根据流行病资料和动物实验结果采用数学模型估计黄曲霉毒素(AF)的致癌作用强度,即每人每天每公斤体重摄入1ng,每年能在1 0万人中增加肝癌的病例数。经综合多项研究的结果,得出在 HBsAg (-) 人群中,每人每天每公斤体重摄入1ngAF,每年在10万人群中可增加0.01个肝癌病例,而在 HBsAg (+)人群中,则可增加0.03个肝癌病例。
3.3.2化学污染物风险评估
JECFA在广泛收集各国数据的基础上,对丙烯酰胺进行了系统的评价[8],丙烯酰胺非致癌效应的NOEL为 2ug/kgbw;而根据动物致癌实验的结果,最保守的致乳腺癌的BMDL0.3mg/kg bw。评价结论为:平均摄入量不会产生有害作用,但不排除高消费量发生神经损害的可能。
苏丹红作为一种染料在工业上应用广泛, 因其对人体健康具有潜在危险性, 我国及欧美等国家严格限制其作为色素在食品中进行添加,但目前在我国和欧美市场上发现了含苏丹红I的食品,这引起了公众的普遍关注。宋雁等人就苏丹红I-Ⅳ在食品中的污染情况、人体暴露情况、人体接触途经及生物标志物、 对人体健康 的潜在危险性等方面进行评估[9]。
高峻全等人运用总膳食的方法得到了2000年中国成年男子和全国平均膳食 中铅、镉摄入量及占暂定每周允许摄入量(PTWI )数据,结论表明中国不同地区膳食铅、镉的摄入量是安全的,只有某些地区的个别样品超过中国食品中铅,镉限量标准[10]。
4.小结
风险分析在科学评估食品中污染物危害水平、制定切实有效的保障食品安全的管理措施、降低食源性疾病发生、更好地保护人类健康方面有着极其重要的作用。我国以法律的形式确立对上述内容开展监测,对于食品安全管理体系具有十分重要的意义。《食品安全法》规定“国家建立食品安全风险监测与评估制度” ,确立了我国食品安全管理中对于健康危害的评价采用风险评估的手段,并将这一手段作为一种制度加以规定,充分反映了我国食品安全管理更加强调科学性,也标志着我国采用国际通行的原则和方法开展风险评估研究工作并制定相应规范,将风险评估与管理相结合,使我国的食品标准体系和卫生管理规范与国际接轨。
主要参考文献:
[1]Codex Alimentarius Commission ,Joint FAOP WHO Food Standards Programme ,Procedural Manual ,12th edition ,FAO Rome ,2001. 432-444
[2]WTO.Agreement on the Application of Sanitary and PhytosanitaryMeasures ,1994.
[3] FAO/WHO. Application of risk analysis to food standards issues.In : Report of a Joint FAOP WHO Expert Consultation. Geneva ,Switzerland , WHO,1995
[4]Zwietering MH , van Gerwen SJC. Sensitivity analysis in quantitative microbial risk assessment . Int J Food Microbiol , 2000 ,58∶ 213-221
[5] World Health Organization , Food and Agriculture Organization of the United Nations. Risk assessments of Salmonella in eggs and broiler chickens , Microbiological risk assessment series 1 , 2002
[6]陈艳,刘秀梅福建省零售生食牡蛎中副溶血性弧菌的定量危险性评估[J], 中国食品卫生杂志,2006年18(2):103-107
[7] World Health Organization .Evaluation of Certain Contaminants,WHO Technical Report Series 930 Geneva :WHO 2 0 0 6
[8] World Health Organization. Safety Evaluation of Certain Food additives and contaminants ,WHO Food Additives Series 40,IPCS.Geneva:WHO 1998