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以Non-Synchronal Fluctuation概念建立營建專案分析與控制之模擬系統

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Academic year: 2021

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行政院國家科學委員會專題研究計畫 成果報告

以 Non-Synchronal Fluctuation 概念建立營建專案分析與 控制之模擬系統(第 3 年)

研究成果報告(完整版)

計 畫 類 別 : 個別型

計 畫 編 號 : NSC 95-2221-E-011-138-MY3

執 行 期 間 : 97 年 08 月 01 日至 98 年 07 月 31 日 執 行 單 位 : 國立臺灣科技大學營建工程系

計 畫 主 持 人 : 王慶煌

計畫參與人員: 博士班研究生-兼任助理人員:李威憲

處 理 方 式 : 本計畫涉及專利或其他智慧財產權,2 年後可公開查詢

中 華 民 國 98 年 10 月 29 日

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中英文摘要 ... 1

一、緒論 ... 3

1.1 研究計畫背景... 3

1.2 研究計畫目的... 4

二、文獻探討... 6

2.1 模擬應用於專案成本之探討 ... 6

2.2 模擬應用於專案工期之探討 ... 8

2.3 專案績效控制之探討... 11

2.4 營造業網路整合管理系統之探討 ... 12

2.5 物件導向與統一塑模語言之介紹 ... 14

2.6 網頁應用程式技術之介紹 ... 21

三、各期研究成果與討論 ... 25

3.1 第一期研究計畫與成果... 25

3.1.1 NSYF 概念 ... 25

3.1.2 二維成本單位模式... 25

3.1.3 模擬程序 ... 29

3.1.4 第一期計畫成果自評... 31

3.2 第二期研究計畫與成果... 32

3.2.1 延伸性因子分享機制... 32

3.2.2 延伸性因子分享機制之模擬程序 ... 34

(3)

3.2.3 績效相關性 ... 36

3.2.4 因子基礎隨機 S 曲線 ... 40

3.2.5 第二期計畫成果自評... 44

3.3 第三期研究計畫與成果... 45

3.3.1 網路整合管理系統之概念架構 ... 45

3.3.2 系統概念發展 ... 46

3.3.3 系統架構介紹... 49

3.3.4 系統功能介紹... 52

3.3.5 第三期計畫成果自評... 55

四、結論與建議... 57

4.1 結論 ... 57

4.2 建議 ... 58

參考文獻 ... 60

(4)

一、緒論

1.1 研究計畫背景

營建管理的目標,通常可分為工期、成本及品質三方面,即工程專案 需在預定工期內完成,工程費用需控制在預估經費內,而工程品質至少需 滿足設計要求之標準;即完工如期(on schedule),造價如度(within budget) 及品質如式(to the quality)。然而,就工期、成本、品質三者而言,由於品 質的標準一般已在合約訂定時加以規範敍明,因此在實務上,營建管理之 重點大都偏向於進度及成本二方面的規劃與控制。

營造廠商雖然重視專案工期與成本之估算,但其估算值通常為固定 值,並未去考量不確定性因素對專案進度及成本所產生的影響。對在不確 定性環境下施作之營造專案而言,期望以單一值來作為預測及控制之基 準,常會造成營造廠商在進行施工規劃及施工控制等階段管理的困擾。此 外,專案控制在執行上多是量測實際專案進度與成本之績效值與其預測績 效值間的差距,但卻忽略了如何運用已執行的專案成果來進行未執行部份 預測修正,同時也對這些專案績效之形成原因與改善措施少有討論。

本研究為克服上述之困難問題,擬以電腦模擬技術,進行三年三期:

「以 Non-Synchronal Fluctuation 概念建立營造專案分析與控制之模擬系 統」之研究,以期能在不確定因素下對營造專案之工期、成本與績效表現 進行分析與控制的模擬工作。

1.2 研究計畫目的

本研究整體之各年度研究目的與內容分述如下:

(5)

第一年計劃:

本計畫發展出非同步變動(Non-Synchronal Fluctuation,簡稱為 NSYF) 概念,並運用此一概念發展出營造專案成本之模擬分析模式。NSYF 概念 係指一系統指標值由數個隨機變數所組成,若其隨機變數間呈現非同步之 變化,則該系統指標值之變異程度可能因此變大。應用於專案成本方面,

因先前相關研究對單價係假設為隨機變數,並按固定的時間間隔抽樣,以 獲得變數值,並未考慮單價可能在時間軸上滯留的現象;換言之,即所有 隨機變數的單價並非同步抽樣,此種非同步抽樣之條件會影響專案成本的 變異程度。有鑑於此,本計畫依 NSYF 之概念,在第一年計劃之模擬分析 中加入單價滯留現象的考量,使專案成本預測之不確定性問題能得到更深 入的探討;並建立新的專案成本二維成本單位模式 2D-CORA (2D COst RAte model),能在模擬過程中瞭解單價滯留對成本之影響並依此得到更 合理之專案成本的預測結果。

第二年計劃:

本計畫第二年繼續運用 NSYF 之概念,在專案工期預測模式中考量因 子週期的現象,發展出延伸性因子分享機制 (Extended Factor-Sharing Mechanism),使專案工期之不確定性問題能得到更深入的探討;並建立新 的模擬分析模式,可以在模擬過程中瞭解因子週期對工期之影響,以得到 更合理之專案工期的預測結果。然後,本計劃再利用第二期前半期研究成 果,建構一因子基礎之隨機 S 曲線(Factor-Based Stochastic Curves),可以 進一步地針對專案績效加以評估控制。

第三年計劃:

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本計畫第三年提出營造業網路整合管理系統(Web-base Construction Integration System)概念架構。整合第一年及第二年之研究成果:專案成本 二 維 成 本 單 位 (2D-CORA) 模 式 及 延 伸 性 因 子 分 享 機 制 (Extended Factor-Sharing Mechanism),以分析不確定性因素對成本與工期所產生的 影響,並以因子基礎之隨機 S 曲線為依據之專案控制,納入網路整合管 理系統中。此外,管理系統尚與日常管理功能作整合,可自動收集模擬分 析資料、管理日常作業資料、資訊傳遞與回饋的機制。

(7)

二、文獻探討

本計劃首先探討模擬應用於營造專案工期及成本預測之相關文獻,然 後探討營造專案績效控制之相關文獻。因工期與成本預測為營造專案規劃 與控制之重要碁石,若能有合理之專案成本與工期的分析結果,則可以據 此來進行營造專案之成本及進度績效的衡量與控制工作,最後針對營造業 網路整合管理系統之相關研究進行探討,作為完成「以 Non-Synchronal Fluctuation 概念建立營造專案分析與控制之模擬系統」之計畫的依據。

2.1 模擬應用於專案成本之探討

模擬技術應用在成本及工期之研究,通常為專案管理者所重視之研究 課題。在模擬應用於專案成本之文獻方面,Diekmann [1]首先回顧一般之 成本估算法,再彙整常用之機率性估計方法。在機率性估計方法中,

Diekmann 對模擬之運算方法、適用性及優缺點均有進行說明。

Touran 與 Wiser [2]分析平均、三角、貝他等分配模型在營造成本分 析之適用性,並指出成本項目間均假設為相互獨立係蒙地卡羅模擬中最常 見之錯誤來源之一;進而結合 Johnson and Ramberg (1978)及 Fisherman (1978)之演算法,用以建構 Law and Kelton (1991)提出之多變量常態分配 (multivariate normal distribution),以產生相依之成本項目,再與其他相互 獨立之成本項目加總後以獲得專案總成本。

Touran [3]以 1992 他們所提出之產生具相關性隨機變數的過程為基 礎,加上以主觀資訊來測量變數間相關性之過程及改善 X 矩陣為 positive definite 之方法,提出一個簡化之應用過程,以利實務上產生具相關性隨

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機變數之用。

Chau [4]討論相關性及三角分配應用於專案成本風險分析可能產生之 問題,之後提出一個試驗性(tentative)之方法。在成本分配方面,Chau 建 議以對數三角分配以取代一般使用之三角分配;在相關性方面,建議使用 主觀資訊推估而得之相關係數,並以軟體「@Risk」產生相關性之成本項 目,藉以解決相關性問題。

Diekmann 與 Feathermann [5]認為 environmental restoration 專案之不 確定性應分為內部(internal)及外部(external)並且分開處理。因此,檢核三 種結合影響圖(influence diagram)及蒙地卡羅模擬之複合(hybrid)模式:

Fixed Value Model、Fixed Probability Model 及 Fixed Probability Factor Model,以決定何者較適於用在風險性較高專案之總成本分析。

Elkjaer [6]提供一模擬方法 (Stochastic Budget Simulation,簡稱為 SBS),來應用於成本架構較簡單之專案上,用在規劃階段時分析專案之 成本。SBS 主要將專案拆分為個數有限之成本項目,並以三點估計法(triple estimates)來描述其不確定性。在風險方面,先以腦力激盪或經驗定出相互 獨立之風險因素(matters),再輔以三點估計法來定義其影響百分比,並轉 化為對總成本之影響,據此避免在分析過程中,對使用者於成本項目相依 性之評估的要求。

Yang [7] 運用 Ghosh 及 Henderson 提出之方法來概略改善成本單元相 關 性 矩 陣 (correlation matrix) 之 適 用 性 , 以 確 保 相 關 矩 陣 之 固 有 值 (eigenvalue)均為非負值(non-negative),利於具相關性之成本單元在模擬過 程中之產生。

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由上述文獻探討可知,營造專案成本之相關研究大致將焦點集中於二 個方向:分配型態之選擇及成本項目間相關性之處理。在分配形態之選擇 方面,主要在討論何種分配最適用於描述成本項目之不確定性。另外,在 成本項目間相關性之處理方式方面,多數研究則集中在產生具相關性之隨 機變數的過程,其中 Pearson 相關係數及 Spearman 之 Rank 相關係數均在 討論之列。然而,無論集中在分配型態之選取或相關性之處理,其目的均 為了描述營造專案成本之不確定性。

但相關研究對於單價變動特性之討論,卻僅集中於單價分配之切適 性,即僅針對價格變動幅度或範圍進行討論,並未探討單價價格在時間軸 上變動之遲滯特性。所謂單價遲滯,係指單價價格沒有隨著時間之推進而 產生變化。此現象會導致專案成本之模擬結果產生成本變異低估的問題。

本計畫認為單價遲滯特性可利用 NSYF 概念來分析,因而提出 2D-CORA 來處理單價遲滯問題

2.2 模擬應用於專案工期之探討

模擬技術應用在專案工期方面之研究,Carr [8]認為作業施工時間之 相關性(correlation)係源自於影響因子之共享,並依據此概念提出 MUD (Model for Uncertainty Determination)來計算作業施工時間(即使作業施工 時間之間並非相互獨立),MUD 將工期影響因子分成兩大類:一種為 INCAD (uncertainty independent of calendar date),係指與作業何時施作無 關之因子,例如:工率、地下狀況、監督之有效性等等,另一種是 DECAD (uncertainty dependent of calendar date),係指與作業何時施作有關之因 子 , 即 氣 候 因 子 。 MUD 先 利 用 INCAD 決 定 作 業 之 原 始 工 期 (raw

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duration),再由 DECAD 以每日(day-by-day)之方式決定每天之工作進度 (daily progress),當每日累積之工作進度等於或大於原始工期時,該作業 即結束,並決定作業之實際工期。

Woolery 與 Crandall [9]認為作業施工時間之延長係起因於勞工短 缺、天候、材料短缺等因子,並視每一作業之工期分佈均由二個部分所組 成:最佳狀況下之工期分佈及各種狀況下之延長工期分佈。此外,由於非 互斥(non-mutually exclusive)因子所造成之影響不能直接統合,該研究提 出一整合方法,以切適地分析作業施工時間。

Ahuja 與 Nandakumar [10]提出 PRODUF,考量學習曲線、天候、空 間擁塞等因子評估作業施工時間,PRODUF 利用 Woolery 及 Crandall 所 提出之方法,先處理時間獨立(time-independent)因子之影響以推估作業之 原始工期,再以每日(day-by-day)考慮之方式將天候因子之影響納入作業 施工時間之分析中,並推估作業施工時間,而在模擬多次並獲得各作業之 工期分配後,以蒙地卡羅方法來評估專案總工期。

Padilla 與 Carr [11] 以 MUD 為 基 礎 提 出 DYNASTRAT 模 式 , DYNASTRAT 係將兩個修正因子(DMFs 及 WCF)加入每日作業工率之 考量。DMFs 為基地狀況、管理績效等影響因子之綜合考量,WCF 則是 以考量天候因子對工率造成之影響;每日之作業工率乘以兩因子後即是每 日之工率估計值,並據此推估作業之工期。此外,DYNASTRAT 假設作 業成本係由人機具費用(與工期長短呈正比)、材料費用及中斷費用等三 個部份組成,並據此進行作業成本之預估。

Wang 與 Demsetz [12]依據「專案中作業施工時間之不確性係由許多

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影響因子造成,而作業間之工期相關性,係因工期受相同因子影響所導致」

之初始想法,提出 NETCOR 模式,以在考量作業施工時間間相關性之前 題下,進行作業施工時間之推估。NETCOR 將單一作業之工期分佈視為 祖代分佈(grandparent distribution)並將之拆分為二部分:基本時間(base duration)及因子產生之變異(variation due to different factors)。基本時間是 一確定性(deterministic)工期時間,係當作業施工時間無變異時之工期;工 期變異部分則依據各影響因子之敏感度拆解為相對應之子分佈,此分佈又 稱為親代分佈(parent distribution),而親代分佈依據因子之可能狀況又可拆 解為子代分佈(child distribution),每個子代分佈各代表一種因子可能之狀 況,如此可進行情境分析。

由上述之探討可以發現:在工期模擬研究中,依據基本變因之不同,

作業施工時間之變異可分為三種方式處理。第一種狀況中,作業施工時間 本身為一已知分配型態之隨機變數,作業施工時間之基本變因即作業施工 時間本身。第二種狀況中,作業施工時間係取決於每日 workday,當累積 workday 達作業所需之施工時間時,作業即告結束,其施工時間即可決 定;換言之,每日 workday 為作業施工時間之基本變因。第三種狀況中,

每日完成數量(即工率)為作業施工時間之基本變因,當每日完成數量累 積至預定值時,即可決定作業之施工時間。在進行營造專案規劃時,作業 的確亦假設於累積每日完成數量達至預定數量時結束,因此,以工率為基 本變因來分析作業施工時間變異之第三種方式較符合實務狀況,本研究亦 以工率為基本變因來進行後續之分析。

此外,由文獻探討亦可知:相關研究中,基本變因之變動行為常視作 由各種因子所造成,即 factor-based 之觀念常為相關研究所運用,作業間

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施工時間之相關性亦可利用因子作用之共享來進行考量;換言之,

factor-based 觀念係將作業施工時間變異視為因子之貢獻,作業間施工時 間之相關性則源自因子狀態之分享。上述之因子分享觀念係屬於空間性 的,即是將相同空間之特性納入分析之考量中,然而,如此之觀念卻忽略 因子狀態在時間軸上之延續特性。為克服上述之問題,本計畫提出 NSYF 之概念,並將之應用至專案工期之預測分析上。

2.3 專案績效控制之探討

營造專案中常採取 S-curve 為工程控制的依據,但傳統 S-curve 方法 未能考量營造專案中不確定之特性。Barraza 與 Edward [13]以模擬方法建 立工程成本、工期與工程進度(progress)間之或然率 S-curve(Stochastic S-curve, SS-curve),此模式能考量工期與成本之不確定性,提供營建專案 之完成成本與完工工期之可能區間。

Barraza 與 Edward [14]再進一步將上述所提之 SS-curve 中加入一調整 方法,此方法針對工程狀況之時間延續性加以考量;此項調整的加入使得 SS-curve 不僅能在營造專案開始時預測工程成本與工期,更能在工程進行 中之任一時點,依據已完成工作之績效表現,調整所預估之工程完工成本 與工期。Barraza 及 Edward 將工程之績效(performance)定義為:在特定工 程進度下,專案實際成本與專案預算成本或專案實際工期與專案預定工期 間之比較。

Ye 與 Tiong [15]認為於工程專案投資決策時,專案的財務可行性 (financial viability)才是最主要的決策依據。因此提出 NPV-at-RISK 方法,

採用財務評估中常被採取之 WACC(weighted average cost of capital)方法

(13)

計算專案之折現率,並據以推估投資專案在特定信心水準下之最小報酬淨 現值,或相反的提供專案達成最小可接受淨現值報酬的機率。Ye 與 Tiong 對專案投資風險的定義是:在專案報酬淨現值分布中屬於左半尾的機率,

亦即是指在報酬淨現值中負向的變異造成了專案之風險。

Russell 與 Fayek [16]針對營造專案施作階段之改善方案提出一自動解 譯架構。該架構在接受工址每日記錄之後,會利用 fuzzy logic 來進行問 題、問題來源與改善方案之相關度計算,以自動地決定合適之改善方案。

藉由前述文獻探討可知,專案投資之評估應包含對財務與風險層面之 考量。因此,Ye 與 Tiong 以 WACC 評估工程專案具有風險性之適當折現 率(discount rate),並結合 NPV 與 V-a-R (Value-at-Risk),以作為專案投資 之評估依據。然而,營造專案在一個充滿不確定性的環境下施做,專案不 能僅以期初對期末之預估值來評量專案之風險與績效。因此,Barraza 將 工程狀況之延續性加入考量之中,並使得 SS-curve 能進一步做為工程進 行中之監控與修正所預估之期末值。但在考量工程狀況之延續性上,

Barraza 將具時間延續性之工程作業依據前期作業之施作績效加以調整,

並假設未來作業之績效與已完成作業之績效完全相同,雖能以簡單之數學 式表達作業之時間延續性,但此種作業績效之時間延續性考量方式是否具 適當性,值得商確。

2.4 營造業網路整合管理系統之探討

網際網路於台灣發展將近十餘年,網路撥接已由過去的電話撥接邁向 寬頻時代,相關技術也逐漸成熟並應用於各種領域上。雖然營造業應用自 動化及電子化的重要性一再被強調,但營造業對資訊科技的認同度不如其

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它行業。由於營造業有別於其他產業,具有公司與工址分散各地的特性,

常有資料傳遞及彙整的困難;而網際網路正可提供解決跨區域的資料傳 遞、彙整資料及統一資料格式的能力,因此將網際網路作為建構營造業電 子化的基礎顯得格外重要。

目前營造業應用網際網路的項目,包含:電子郵件、檔案傳輸、超連 結文字傳輸、電腦系統遠端控制、網路視訊會議、虛擬實境、動態伺服器 網頁作業等。在各類應用項目中,以動態伺服器網頁(Active Server Pages,

簡稱為 ASP)為主要的應用方向;其內容為利用網頁伺服器提供網頁服務 內容,使用者透過網際網路可直接連線至公司發佈的網頁內容中,使用相 關服務或查詢即時資訊等。

在營建生命週期中,資料的傳遞及保存常是營造產業面臨電子化最主 要的障礙;又因營造產業具有公司與工址分散的特性,要做到資料的傳遞 及保存更是困難。有鑑於此,在營建生命週期中,皆有許多文獻提出電子 化流程,並藉由網路化的機制來改善資料傳遞及彙整等相關目的。

在營造工程施工控制上,常遇到進度及成本資料不易彙整的問題。林 聖岱[17]提出多種用途的系統架構,其目的為利用資訊技術,建構專屬於 營造業的電子化資訊與知識收集平台,不僅可保有工程資訊的即時關鍵特 性,更可打破時間與空間限制,維持資料的即時性與一致性。

Sangyoon 等[18]亦提出相關整合平台範例,該資訊平台透過每日施工 日報功能蒐集資料,並藉由網際網路連結行動裝置。現場施工管理人員透 過簡易表單輸入每日施工資訊,施工資訊將透過網際網路即時回饋至系統 資料庫。而專案任務產生程式透過管理系統,依據各工地的實際工程資

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訊,修正或重新指派相關任務至系統中。

另有文獻提出整合性平台設計概念,其中指出傳統的營建管理技術欲 落實於現場施工時,常遇到計劃與工程實際進度常有落差情況發生,工程 資訊無法與計畫結合的困境。Hyun 等[19] 提出 The Last Planner 的概念,

在專案過程的進行中,藉由行動裝置及網際網路的整合,將施工資訊即時 傳回至系統資料庫中,以提供管理者進行下達目標的依據,進而提升管理 成效。

Feniosky 等[20]提出 CDPM 整合平台,藉由該平台整合各類施工管理 等應用軟體,包括時程管理、訊息管理、知識管理平台、工程繪圖及其他 應用程式等。該整合平台更強調在跨平台系統間,交互訊息傳遞的重要 性。透過網際網路及跨平台系統,提供遠距離即時訊息傳遞及資訊回饋,

以提升管理效率及降低管理成本。

2.5 物件導向與統一塑模語言之介紹

傳統軟體設計多採用程序導向的概念進行設計,而近年來物件導向概 念陸續取代程序導向的設計概念,進而成為最熱門的程式設計概念。但物 件導向設計概念至 1980 年末期仍缺乏適合的建模語言,以致使程式設計 人員在建構物件導向模組時,無法有效地進行溝通。

然而統一建模語言的出現,整合物件導向的建模語言。因此在系統發 展的生命週期中,提供一種有效率的建模溝通方法。透過運用統一建模語 言,將能有效地提升資訊系統的開發速度。並可幫助資訊工程師在多變的 營造產業環境下,快速地瞭解系統開發理念,並可正確地維護、擴充與改

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善系統功能,以保持程式執行的正確性,進而提昇資訊系統在營造產業的 使用價值。

一. 物件導向分析與設計

營造業雖稱為火車頭工業,但資訊技術的推動卻較其他產業來的緩 慢。近年來國內、外學者不斷致力於提升營造產業資訊技術,但實際應用 的現況卻無法有效提升營建競爭力。Asim 等[21]指出在營建專案工程中,

經常在簽訂合約後發生變更合約(change order)。而系統的開發經常是依據 使用者的需求所建置,使用者需求不斷的改變將導致系統在執行時,將變 的較為不穩定。這也導致擔任系統維護的工程師可能要面對在新系統開發 後,必須要有隨時修改系統執行內容與執行流程的認知,否則各類系統將 無法有效地協助營造工程師順利的執行專案。因此如何在開發新的資訊系 統後,保持系統和資料的適用與正確性,將是投身於營造產業的資訊人員 所必需面對的問題。

系統發展的生命週期包括系統需求分析、系統規劃與設計、程式編 碼、測試、整合及維護階段。正如同營建工程生命週期一般,前、後階段 可 謂 環 環 相 扣 。 而 傳 統 的 系 統 發 展 模 式 包 括 了 瀑 布 模 式 (Waterfall Model)、快速雛型模式(Rapid Prototype Model)、螺旋模式(Spatial Model),

此三種模式是較為快速且常用於系統設計流程中。

傳統的程式開發模式如同程序化一般,主要的設計精神 code acting on data。這種思考方式有助於電腦提升程式的運算速度,但對一般未經訓 練的使用者卻如同有一道使用隔閡存在。另外,這種設計思考方式在遇到 部份程式需要重新修改時,將難以評估所需修改的範圍,甚至整個系統需

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要重新改寫。

物件導向(Object-Oriented,簡稱為 OO)是現今較為熱門的系統發展模 式。在物件導向的設計概念中,主要採取 data controlling access to code。

這種設計概念的優點,主要改善傳統設計模式流程間具有環環相扣的缺 陷,也增進了系統的彈性(Flexible)、維護(Maintainable)與再利用(Reusable) 性(Asim 等[21])。

然而在物件導向發展語言尚未統一時,至少有不低於五十種的建模語 言在 1970 年中期至 1980 年末期被提出,這些方法運用不同的流程進行物 件導向分析與設計。這些建模語言包括 Shlaer and Mellor 提出的物件導向 分 析 法 (Object-oriented System Analysis) 、 Peter 與 Edward 提 出 的 OOA/OOD 方法等。

二. 統一塑模語言

在 1995 年時期,物件導向技術有三種主流的分析與設計方法,包括 Booch 提出的物件導向 Booch 方法、Rumbaugh 提出的物件導向建模技術 (Object-Oriented Modeling Technique,簡稱為 OMT)方法與 Ivar 所提出的 物件導向軟體工程(Object-Oriented Software Engineering,簡稱為 OOSE) 方法。

統一塑模語言(Unified Modeling Language,簡稱為 UML)最早起源於 Booch 與 James 於 1995 年 10 月提供 OOPSLA 的統一方法(Unified Method),當初最早的版本為 UML0.8。隨後 Rational 公司將統一方法加入 Ivar 的 OOSE 方法,並正式改名為統一塑模語言。而統一塑模語言因為下

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列原因,逐漸地推廣成物件導向的標準塑模工具。(OMG[22])

經過 Booch、James 和 Ivar 三人的努力,統一塑模語言於 1996 年六 月及十月發表了 UML 0.9 和 0.91 的版本。統一塑模語言即以這三位物件 導向技術專家所發展的建模語言為基礎,並且汲取其他物件導向方法的優 點修改完成的。

統一塑模語言於 1997 年也被國際物件管理組織(Object Management Group,簡稱為 OMG)所採用,正式被接納為物件導向之標準塑模語言。

由於統一塑模語言在學術界與工業界越來越受到重視,自 1998 年起,國 際物件管理組織每年即召開ㄧ次統一塑模語言會議。統一塑模語言的版本 也從過去的 0.9 版,於 2005 年七月更新至 2.0 版。

統一塑模語言的發展不僅替物件導向技術帶來革命性的改變,另替系 統開發的生命週期帶來革命性的突破。主要原因為統一塑模語言不再依賴 特定的軟體開發程式,也就是與開發程序相互獨立。因此可依據程式的需 要,分別由不同的程式設計師進行設計。

使用統一的分析與設計語言將可大幅提升在設計、修改與維護時的效 率,故迅速地在學術與工業界拓展開來,下列各點敘述統一塑模語言所具 備的特色(OMG [22]):

1. 提供視覺化(Visualization)的表達方式,使得使用者可以更容易地發展 和溝通具有意義的模組。

2. 以彈性(Extensibility)和專門(Specialization)的工具,供使用者發展程式 的概念。

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3. 獨立於個別程式設計語言及發展流程,提升編寫程式與維護效率。

4. 提供概念明確的建模語言,有助於物件導向的發展。

5. 適合於發展高階的概念,可應用於學術研究、理論架構、系統模式和 元件分析。

塑造複雜的系統模型需要花費許多心力,若欲使用單一圖形來清楚地 描述現實系統的狀況,相信是不能符合實際狀況。因此,統一塑模語言透 過五大觀點配合各類圖形,藉以區分系統在各種角度中,所需專注的各類 問題上,以清楚地描述系統的完整影像。UML 的五種觀點概述如下(OMG [23]):

1. 使用案例觀點(Use-case view):此觀點主要描述系統主要功能,以及各 種功能與參與者(Actor)的關係。

2. 設計觀點(Design view):此觀點說明系統要如何將問題領域描述與呈 現,以及如何建構軟體以解決這些問題。

3. 實作觀點(Implementation view):此觀點說明了程式碼結構與實際執行 成果,亦可作為描述程式碼模組、展示其結構與其依賴關係。

4. 程序觀點(Process view):此觀點表示程序執行效率,在觀點內包括執 行規模、處理能力與最低標準的時間效率,也可能包括高階系統中複 雜的運算。

5. 部署觀點(Deployment):該觀點展示系統實體的佈置,包括電腦和裝置 (稱為節點),還有節點間彼此如何相互連接,或是些程式及物件需要在

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哪一台電腦上執行等。

另外統一塑模語言在物件導向開發的過程中,提供了十三種圖形來協 助開發設計人員使用 。依據各種圖形用途的不同,又可分為結構圖 (Structure Diagrams) 、 行 為 圖 (Behavior Diagrams) 與 互 動 圖 (Interaction Diagrams)。各種圖形功能概述,如下列所述(OMG [23]):

1. 類別圖(Class Diagram):主要由類別與類別之間的關係所組成,從系統 的靜態觀點出發,呈現系統功能需求所組成的類別與類別屬性,並透 過類別操作來描述類別所具有的各種行為。

2. 元件圖(Component Diagram):說明系統設計過程中各類別的配置情 形,以及敘述軟體元件之間的組織架構和相依關係。

3. 合成結構圖(Composite Structure Diagram):為統一塑模語言 2.0 新增的 圖形。其目的為在複雜的系統中,呈現系統內各元件如何互相結合,

以實現複雜的模式(Pattern)。

4. 部署圖(Deployment Diagram):說明系統中各個處理器、元件的配置情 況,並且敘述之間的關連性。

5. 包裹圖(Package Diagram):為一種特殊的類別圖,說明類別和介面如何 被聚集在一起。

6. 物件圖(Object Diagram):物件為類別的實例,可更詳盡地描繪出系統 狀況,並且表達出物件之間的關連性。

7. 活動圖(Active Diagram):可描繪出系統各功能內,所具有的動作、動

(21)

線與其產生之結果,用以捕捉系統詳細流程。

8. 溝通圖(Communication Diagram):目的為說明特定元素及元素之間如 何傳遞訊息。

9. 互動圖(Interaction Overview Diagram):說明某活動中牽涉到的元素有 哪些,是活動圖的簡化版本。

10. 循序圖(Sequence Diagram):可藉由循序圖的時間關係,表現出在各功 能操作時,物件或類別之間彼此執行與傳遞訊息的順序。

11. 狀態圖(State Diagram):可用於表達各物件在其生命週期中,各式各 樣的狀態變化。

12. 時序圖(Timing Diagram):用於強調訊息傳遞之間詳細時序。

13. 使用個案例圖(Use Case Diagram):透過使用者觀點與其需求,建構系 統概觀,以描繪出使用者、功能與功能之間的關係。

本研究目的為開發網路整合管理系統之雛形架構,旨在探討系統架構 的可行性與合理性,故未利用各種圖形詳加以描述本系統架構。本研究中 將採用使用個案圖、類別圖、活動圖、循序圖等圖形,以描述系統結構、

行為與互動關係,藉以供後續研究參考及發展使用。

2.6 網頁應用程式技術之介紹 一. Microsoft .NET 簡介

2000 年跨世紀之際,微軟宣布.NET 的願景與藍圖,根據微軟的規

(22)

劃,.NET 的願景將朝向五大主軸前進,分別是個人電腦與智慧型裝置、

使用者體驗、Web Service、伺服器與開發工具等五大主軸,希望能讓使用 者實現在任何時間、任何地點,以任何裝置連結網際網路、存取資訊。

.NET 架構(.NET Framework,如圖 2.1 所示)是.NET 願景的實體部份,

它提供了開發應用程式所必須使用的工具及技術,並且能夠透過網際網路 (或其他網路)及開放標準(XML 或 SOAP)緊密且輕易的傳遞訊息。

圖 2.1 .NET Framework 3.0 架構圖(台灣微軟[24])

在.NET 架構中包含了 Common Language Runtime (CLR)、基礎類別 資料庫(Base Class Library,簡稱為 BCL)、Web Forms、Windows Forms 與支援各式強大的物件導向語言。而 CLR 就像 JVM(Java Virtual Machine) 一樣,是一個用來隔開硬體的抽象層,所以.Net 的應用程式將可以在 Windows 平台上執行無礙, 也可以在 LINUX 中順利地執行。

.NET 架構改善了過去分散式網際網路應用架構(DNA)平台的問題,

賦予開發者與使用者一個以 Internet 為中心的開發與使用平台,其優點包 括如下列所述:

(23)

1. 一致的程式設計架構:通用語言執行環境(CLR)提供給全部.NET 程式 語言的執行環境,用以執行和管理所有在.NET 平台上執行的程式語 言。因此,程式設計人員可以使用包括 Visual Basic .NET、C++、

Jscript.NET 與 MC++進行開發 ASP.NET 程式,將不再受限於單一程式 語言的功能。

2. 支援多種平台:從 1.0 版本的.NET 開始,.NET 已經設計支援多種平台 而成為其特色。也就是說使用.NET 架構所撰寫的程式可以在所有版本 的 Windows 上執行。

3. 效能的提升:CLR 將所有應用程式的程式碼編譯成原生機械語言,這 樣的轉換能使應用程式即時執行,或者在第一次安裝應用程式時,編 譯處理將會自動依據微處理的特性使得它能在不同平台上獲取最大效 能。

二. ASP.NET 簡介

動態伺服器網頁(ASP)是由微軟所推出的網路開發工具,同時 ASP 在 網路系統開發工具產品市場中具有領導的地位,即使他與其他工具比較起 來相對是一個很年輕的產品。但它成功的原因在於它很容易使用、具有彈 性以及提供簡單的方式來建立動態網站。雖然 ASP 是一個成功的產品,

但它還是帶來了一些問題,大部分的問題來自於 ASP 在成熟後就沒有開 發新的功能。雖然被設計在 COM 元件架構下運作,但本身的功能還是很 有限的。

ASP.NET 是 Common Language Runtime 上的程式設計架構,也是

(24)

Microsoft .NET 架構下的成員。利用 ASP.NET 可以使用在伺服器上,以建 置新一代的 Web 應用程式(Web Forms)。ASP.NET 可以說是 ASP 的新一 代設計程式,也可以說.NET 是全新的網路應用程式開發的方式。這特點 不是針對 ASP 做改進的新版程式,而是基於提供最佳應用系統架構所撰 寫的。這代表著在許多領域中,ASP.NET 將成為開發網路應用程式的強 大平台。ASP.NET 提供幾個比前一版更重大且更進步的 Web 開發模型,

其優點包括(台灣微軟[25]):

1. 效能增強:ASP.NET 編譯的 Common Language Runtime 程式碼可以在 伺服器上執行。與它的前一版編譯器不同的是能夠充分利用早期繫結 (Early Binding)、Just-In-Time 編譯(Compilation)、原生(Native)最佳化和 超越範圍的快取服務。

2. 工具支援:ASP.NET Framework 是由 Visual Studio 整合式開發環境中 的多樣化工具箱和設計工具所補足的。所見即所得(WYSIWYG)編輯、

拖放伺服器控制項和自動部署等功能只是這個功能強大工具所提供的 一小部分。

3. 強大功能和彈性:因為 ASP.NET 的基礎是 Common Language Runtime (CLR) ,Web 應用程 式開 發人 員 能 使 用整 個平 台 的 強 大功 能 和 彈 性。.NET Framework 類別庫(Class Library)、訊息和資料存取等方案都 可以在 Web 上完整的存取。ASP.NET 可應用多種語言進行編寫程 式,因此您可以選擇最適合於您應用程式的語言,或分割您的應用程 式以跨越多種語言。另外透過 Common Language Runtime 的互通性 (Interoperability)功能,可將現有的 COM 架構資源,在轉換成 ASP.NET

(25)

時保存下來。

4. 簡 單 性 : ASP.NET 可 輕 鬆 執 行 從 簡 單 表 單 送 出 、 用 戶 端 驗 證 (Authentication)、部署與站台組態的一般性工作。例如,ASP.NET 網頁 架構可讓您建置從展示程式碼中清楚分開應用程式邏輯的使用者介 面,以及在簡單的 Visual Basic(如表單處理模型)中處理事件。另外,

Common Language Runtime 使用 Managed 程式碼服務,例如自動參考 計數和記憶體回收,來簡化開發過程。

5. 管理性:ASP.NET 利用文字架構的階層式組態系統,來簡化套用設定 到伺服器環境和網頁應用程式。因為組態資訊是以純文字的格式儲 存,可以套用新的設定,而不需本機系統管理工具的協助。這種「無 本機系統管理」原理也同樣延伸到部署 ASP.NET Framework 應用程 式。只要將必要檔案複製到伺服器,就可以將 ASP.NET Framework 應 用程式部署到伺服器上。不需要重新啟動伺服器,甚至取代執行中的 編譯程式也一樣。

6. 延展性和可用性:ASP.NET 已經設計好具有延展性(Scalability)的功 能,具備特別量身訂做的功能以增進在集群的多處理器環境中的效 能。再者 ASP.NET Runtime 嚴密地監視和管理處理序(Process),當如 果有一個處理序發生異常狀況(遺漏、死結),可以在它的位置中建立新 的處理序,這有助於讓您的應用程式隨時能夠處理要求。

7. 自訂性和擴充性:ASP.NET 提供良好的分離式架構,可讓開發人員在 合適的層級中「外掛」他們的程式碼。事實上,使用您自己自訂撰寫 的元件,可擴充或取代 ASP.NET Runtime 的任何子元件。

(26)

三、各期研究成果與討論

實務上,營建管理之重點大都偏向於進度及成本二方面之規劃與控 制。一般營造廠商雖然重視專案工期與成本之估算,但其估算值通常為固 定值,並未深入地去考慮不確定性因素對專案進度及成本預測所產生的影 響,遂引發本計畫的研究動機。

3.1 第一期研究計畫與成果

本計畫第一期研究成果可分為兩部份:NSYF 概念之建立與二維成本 單位(Two-Dimensional Cost Rate,簡稱為 2D-CORA)模式之建立。

3.1.1 NSYF 概念之

本計畫經過相關文獻探討後發現:在運用模擬技術預測成本或工期時 均忽略了隨機變數(影響因子)間呈現非同步之變化的問題。為解決此一問 題,本計畫提出 Non-Synchronal Fluctuation (NSYF)概念之想法:一系統 之特徵值係由數個隨機變數所組成,若隨機變數間呈現非同步之變化,則 該系統指標值之變異程度可能因此變大。整個 NSYF 概念可由圖 3.1 來表 示。

3.1.2 二維成本單位模式(Two-Dimensional Cost Rate Model)

本計畫發現相關研究對於單價變動特性之討論,僅集中於單價分配之 切適性,即僅針對價格變動幅度或範圍進行討論,並未探討單價價格在時 間軸上變動之遲滯特性。所謂單價遲滯,係指單價價格沒有隨著時間之推 進而產生變化。此現象會導致專案成本之模擬結果產生成本變異低估的問 題。因此,為了周全地描述營造專案成本之不確定性,本計畫認為有必要

(27)

對單價價格變動之遲滯特性加以深入探討。

+

+

圖 3.1 NSYF 概念示意圖

(28)

為克服上述之問題,本計畫以 NYSF 為基礎提出二維成本單位 (2D-CORA)模式,可以考量單價價格於時間軸上之遲滯特性的影響。營造 專案成本可以視為所有作業之工資、機具設備租金及材料費用之總和,而 營造專案成本之發生,則源於每日作業之施作。施作之作業會產生相對應 之完成數量,圖 3.2 雙虛線上方所示,qaqbqx分別代表作業ax 每期完成數量,各作業之每期完成數量會因施作環境之不穩定而產生變 動,因此可以將每期完成數量用隨機變數表示之;而每期之單價亦因為市 場供需之變化而產生變動,也可以將之視為隨機變數,圖 3.2 之LjHj

Mj,分別代表工資、機具設備租金及材料等費用之單價。

材料單價乘上作業之每期完成數量可得到作業之每期材料費用;機具 設備租金單價乘上其租賃日數則可得作業之每期機具設備租金費用;工資 單價乘上其雇用日數則可得作業之每期工資。前述三者之總和為作業單期 成本,作業每期之成本累計至作業完成則可得作業成本,而所有作業成本 之加總即為營造專案成本。

由上述可知,單價為營造專案成本之基本組成變數之一,然而,使用 特定之分配雖可用來描述其變動之可能範圍,但卻無法處理單價遲滯的價 格變動之時間特性。為此,本計畫提出 2D-CORA 模式,來解決單價遲滯 之問題。

(29)

qa qb qx

Hn

Mm

Lp

Xs

qa qb qx

4

Hj

2

Mj

1

Lj

2

Xj

qa qb

3

Hj

2

Mj

Lj

qx

2

Xj

qa qb qx

2

Hj

1

Mj

Lj

qa qb qx

1

Hj

Mj

Lj

qa qb qx

Hj

Mj

Lj Xj1

Xj

Xj

qx

RX

PX

M H L

qa

qb

qx

X RX

PX

圖 3.2 2D-CORA 示意圖

圖 3.2 方塊上方為 2D-CORA 之一般機制(general mechanism),雙虛線 下方則為 2D-CORA 描述單價可能之遲滯現象的示意圖。在圖 3.2 中,Xj

為單價X 在時期 j之價格,Rx表示單價價格Xj之遲滯時間,Px則為二次遲 滯現象之間隔時間。2D-CORA 係藉由Rx使單價價格不隨時間增加而變 動,單價價格因此可在營造專案工期中之第i期延續至第i1期或更久,

其影響之層面因而由原先拘限在單一時期之空間維度拓展為時間及空間 雙維度。

此外,2D-CORA 用Px來描述單價遲滯現象之週期性。當單價某次之 遲滯結束後,該單價可能進入一段價格不穩定的時期,之後再接續另一段

(30)

的遲滯,兩段遲滯間之時間即為Px。運用RxPx,2D-CORA 即可適切地 描述單價價格可能之遲滯特性。

3.1.3 模擬程序

為使營造專案成本分析能有效地進行,本計畫提出新的模擬程序,可 以將單價遲滯時間納入模擬分析中。2D-CORA 之模擬機制,如圖 3.3 所 示,以下以單次模擬為例,說明其執行步驟。

1.單價價格之決定

2D-CORA 藉由此步驟來決定單價之價格,如圖 3.3 之區塊(1)所示。

若為營造專案之第一日,在此步驟將以蒙地卡羅方法決定單價之初始價 格,並重覆此步驟至所有單價之價格均抽樣完畢;反之,則依據單價遲滯 特性來決定單價價格是否保留。

2.作業工率之估算

本步驟如圖 3.3 之(2)所示,以蒙地卡羅方法來決定各作業之當日完成 數量,作為作業成本估算之用。

3.作業成本之估算

本步驟旨在估算並記錄作業施作過程中所發生之成本。如圖 3.3 之(3) 所示,當日各單價及作業完成數量決定後,材料單價乘上作業完成數量即 為當日作業之材料成本,當日作業之工資成本及機具設備租金成本則直接 取用當日之工資單價及機具設備租金單價。

(31)

圖 3.3 2D-CORA 之模擬程序

4.作業狀態之查核。

本步驟係用來查核單次之模擬是否完成,如圖 3.3 之區塊(4) 所示。

當日預定施作之作業均完成作業工率估算後,2D-CORA 即會查核營造專 案作業是否均已完成。若否,則將模擬時間推進至次日;反之,則完成一 次的模擬。單次之模擬結束時,將所有的作業成本加總即得該次模擬之營 造專案成本。

5.單價價格之查核與更新。

2D-CORA 係藉由本步驟中之單價遲滯時間檢核,將單價遲滯現象納

(32)

會查核價格是否將發生遲滯現象。若是,則續用前日之單價價格;若否,

則判斷價格是處在非遲滯狀態或是即將結束遲滯狀態。若處在非遲滯狀 態,則單價將更新其價格;若是後者,則進入步驟(6)。

6.遲滯行為之決定

2D-CORA 利用本步驟來決定單價接下來之遲滯時間及遲滯發生時 間,如圖 3.3 區塊(6)。當單價遲滯現象結束後,2D-CORA 首先確認是否 有發生下次遲滯現象之可能。若否,則進入單價之更新;若是,則利用遲 滯週期時間來決定下次遲滯現象發生之時間,在此步驟,使用者可視需求 將遲滯週期設為隨機變數。決定下次之遲滯發生時間後,2D-CORA 則確 認下次之遲滯時間並進行單價之更新。相同的,使用者亦可視需求將遲滯 時間設為隨機變數。

7.模擬試驗之重覆。

重覆步驟 1 至步驟 6 多次,直到試驗次數達到原先預定之次數才停止 模擬作業。

3.1.4 第一期計畫成果自評

本計畫第一期研究在探討營造專案工期及成本之相關文獻,由相關文 獻中可發現在運用模擬技術預測成本或工期時均忽略了隨機變數(影響因 子)間呈現非同步之變化的問題。此一問題對專案成本之影響為一個確實 存在但卻被忽略的現象─單價遲滯:單價價格於時間維度之變化遲滯現 象。本計畫建立 2D-CORA 模式來處理專案成本預測考慮單價遲滯現象。

(33)

本計畫第一期之研究成果大致上符合原計畫之預期成果。整合 NSYF 概念與 2D-CORA 模式,撰寫成 Influence of Rate Stability on Project Cost Simulation 一 文 , 刊 登 於 Computer-Aided Civil and Infrastructure Engineering,Vol. 23,No. 1,第 45-58 頁(2008)。

3.2 第二期研究計畫與成果

以第一期計畫所發展的 NSYF 概念,運用在專案工期之預測上,提出 了延伸性因子分享機制(Extended Factor-Sharing Mechanism),來處理因子 間非同步變化的問題。整合本計畫所發展成本及工期新的預測模式為基 礎,提出 Factor-based Stochastic S Curves,以補強 SS-Curves 在進行專案 績效控制。

3.2.1 延伸性因子分享機制(Extended Factor-Sharing Mechanism)

在工期模擬的相關研究中,本計畫發現相關研究對於因子作用機制之 考量僅局限於空間維度,而缺乏時間維度方面之考量。因此,本計畫提出 延伸性因子分享機制來改善上述缺點,其觀念如圖 3.4 所示。

圖 3.4 顯示,作業 A、作業 B 至作業 X 在相同之空間條件下施作;

在施作時,影響營造專案之因子 a 至因子 x 則各自呈現不同之狀態。在不 同相對應之影響程度下,作業 A 至作業 X 之施作狀況均受到因子 a 至因 子 x 作用之影響,其結果可能為正面影響、負面影響或無影響,影響幅度 則端看因子對作業之重要程度而有所不同。

(34)

 

FactorSharing

a b c x Factor Extending

a b c x

a b c x

TIME

SPACE

1 Time Frame

2 Time Frame

n Time Frame Activity A Activity B Activity C

Activity A Activity B Activity C

Activity A Activity B Activity C

圖 3.4 Extended Factor-Sharing Mechanism 示意圖

當作業間受到相同因子之影響時,同樣之因子狀態會作用至不同之作 業上;即使影響程度不同,作業之施作狀況亦將產生關連性,進一步致使 作業間之施工時間產生相關性。此即為因子狀態之分享,亦為一般相關研 究用以處理作業施工時間之變異性及相關性的主要觀念。仔細觀察上述之 因子作用觀念後,本計畫發現相關研究均以因子狀態之空間分享來考量因 子作用機制,而此考量方式係屬空間性;然而,此因子作用機制卻忽略因 子狀態在時間軸上可能延續之特性。

在空間中,因子狀態不僅在同樣空間條件下作用於營造作業,造成作 業間施工時間之相關性。在時間軸上,因子現階段之狀態亦與次階段之因 子狀態有關係。因子狀態並非均為恆常不動,亦非頻繁地變化,而是依據 本身之特性,各自擁有其狀態變動之週期。因子之狀態在週期內保持不 變,在延續時間達到週期長度時,因子狀態則會產生一次變動,此即為因

(35)

子狀態之延續現象,而此現象通常都被忽略。

為改善上述之限制,本計畫提出 Extended Factor-Sharing Mechanism,

除了原先因子狀態在相同空間條件下之分享行為外,並加入因子狀態在時 間軸上之延續行為。

Extended Factor-Sharing Mechanism 將原先局限於單一維度之因子作 用機制擴展為包含空間及時間之雙維度作用機制。單一階段內,因子狀態 之空間分享方式均與前述之機制相同;而次階段之因子狀態則以因子週期 來連結前階段之因子狀態,並據此來考量因子狀態在時間軸上之延續行 為。

原本之因子作用機制,以因子狀態之空間分享來考量作業間施工時間 之相關性,進而分析營造專案工期之變異性質。然而,作業間施工時間之 相關性係在相同階段內進行分析,並無考量階段與階段間之關係。相對 地,依據本計畫提出之 Extended Factor-Sharing Mechanism,除作業間在 相同階段產生之相關性外,尚可藉由因子週期來建立作業於階段間之施工 時間相關性,使原先一維之作業相關性延伸為二維之作業相關性。在此考 量方式下,擴展了作業施工時間之相關程度,因此其分析所得之專案工期 變異亦可能因此而增加。

3.2.2 延伸性因子分享機制之模擬程序

為使專案工期分析能有效地進行,本計畫提出一模擬程序以將因子狀 態延續行為納入模擬分析中。Extended Factor-Sharing Mechanism 之模擬 程序,如圖 3.5 所示,分述如下:

(36)

(4)

(3) (1)

Activity completed?

All condition decided?

Productivity evaluation

Period Sampling

Sample Condition

Sampling

Factor Period Factor condition

Period renew?

All activities completed?

Queue the succeeding activity in next

queue

Meet the simulation times

required?

All activity in queue proceeded?

Decide project duration

End of the new simulation

model

Advance to next day Is period

considered stochastic?

Advance to next factor

Advance to next activity Yes

Yes

Yes No

Yes

No

Yes

Yes No

Yes No

(2)

No

No

No

圖 3.5 Extended Factor-Sharing Mechanism 之模擬程序

1.因子狀態之決定

此步驟用來決定各因子之狀態,如圖 3.5 之區塊(1)所示。因子狀態 決定後,即可決定該因子對作業工率之影響。若為專案之第一日,則在 此步驟以蒙地卡羅方法決定因子之初始狀態,並重覆此步驟至所有因子 之狀態均抽樣完畢;反之,則依據因子週期來決定因子狀態是否保留。

2.作業工率之估算

本步驟如圖 3.5 之區塊(2) 所示,係依據各因子之狀態,推估各作 業之工率。若因子狀態偏壞,則作業施作狀況亦偏差,而各作業工率值 會有偏低之傾向;反之亦然。若有作業達到預定之累積數量,則代表該

(37)

作業施作完成,並將其後續作業排入次日之模擬中。

3.作業狀態之查核。

本步驟係用來查核單次之模擬是否完成,如圖 3.5 之區塊(3) 所示。

當日預定施作之作業均完成作業工率估算後,模擬程序即會查核專案作 業是否均已完成。若否,則將模擬時間推進至次日;反之,則完成一次 的模擬。

4.因子狀態之查核與更新。

本步驟中係狀態延續時間之檢核,將因子狀態延續行為納入工期模 擬之分析中,如圖 3.5 之區塊(4)。在次日之模擬開始前,程序會查核各 因子狀態抽樣值之連用次數是否達到預定之因子週期。若否,次日之因 子狀態將延用前日之狀態抽樣值;反之,則重新地進行因子狀態之抽 樣。此外,若因子之週期視為隨機變數,則先隨機抽取決定因子週期,

再決定因子之狀態。

5.模擬試驗之重覆。

重覆步驟 1 至步驟 4 多次,直到試驗次數達到原先預定之次數才停 止模擬作業。

3.2.3 績效相關性

績效相關性係指專案已完成績效與未完成績效之間存在的相關性,其 中績效內涵包含甚廣,可能為工期、成本或品質等。當工程進行中發現實 際工程績效與預估工程績效具有差異時,若未檢討差異之發生原因,即繼

(38)

續以原規劃之績效作為後續各項工程作業監控之目標,明顯的並不恰當。

績效相關性議題之主要意涵,係認為當專案之成本或工期績效已發生偏 差,若對往後專案之控制仍以已無法達成之原規劃績效為基礎,則此專案 控制不具有任何意義。

為了對後續專案進行預測,應將專案已完成部份的資訊進行萃取,使 之與專案未完成部份作出績效連結之動作,相關研究中將此種連結動作稱 為專案前後之績效相關性。因此,如何在發現專案實際績效與預期績效不 相符合時對後續預期績效做出調整判斷,亦成為許多專案控制之相關研究 所關心的議題。

Zwikael、Globerson 與 Raz [26]曾經彙整五種關於專案績效相關性之 方法,如表 3.1 所示。這些方法將績效相關性可能狀況從假設最樂觀地相 信專案管理者最終將能夠克服所有的偏差,而最終會達到專案的預估成 果;到最悲觀的認為那些已經被觀測到的偏差將繼續存在直至專案結束。

經作者比較後發現,最糟的預估方法是假設專案狀況會轉好且在原規 畫預算內達成(Constant budget 法);同時考量 SPI 與 CPI 兩變數的預估模 式(Constant cost and schedule efficiency rate 法與 Future constant cost and schedule efficiency rate 法)較僅考量 CPI 單一變數的預估模式(Constant cost deviation value 法與 Constant cost efficiency rate 法)為佳,但專案工期績效 與成本績效沒有直接關聯。此外,在僅考量 CPI 的兩個模式中,以 CPI 影響所有剩餘作業的方法(即 Constant cost efficiency rate 法)在研究中之各 評估基準中都有顯著的優越性。因此,將專案未來的成本績效視為與檢查 點所得到之成本績效相同之假設方法,是五個預測模式中較精準的一種。

(39)

表 3.1 傳統績效相關性處理方法

名稱 數學式 假設

Constant budget EAC=BAC

所有的成果偏差都將 在專案最終完成的時 候被改正。

Constant cost

deviation value EAC=BAC+(ACWP-BCWP)

專案中剩餘的工作將 依照原先規劃的狀況 來執行。

Constant cost

efficiency rate EAC=BAC/CPI

至檢查點為止的績效 將持續維持到剩下的 工作中。

Constant cost and schedule efficiency rate

EAC=BAC/(CPI*SPI)

專案的最終成果將受 到成本績效(CPI)與排 程績效(SPI)的雙重影 響。

Future constant cost and

schedule efficiency rate

EAC=ACWP+(BAC-BCWP) /(CPI*SPI)

專案最終成果將由已 完成工作之成果偏差 與受成本績效與排程 績效雙重影響之未完 成工作所組成。

EAC = Estimate At Completion BAC = Budget At Completion

ACWP = Actual Cost for work performance BCWP = Budgeted Cost for Work Performance CPI = Cost Performance Index

SPI = Schedule Performance Index

上述方法中,SS-Curves 採用 Constant cost efficient rate 之概念來處理 專案工期績效相關性之問題,即視專案績效前後不變,並以簡單數學方法 對專案績效相關性予以調整。其調整概念如式(1)所示

TPI DAC PDWP

DAC ETWP

TAC 

 

  (1)

其中 TAC 為修正後之工期預測值,DAC 為原始工期預測值。

數據

圖 2.1 .NET Framework 3.0 架構圖(台灣微軟[24])
圖 3.1 NSYF 概念示意圖
圖 3.2 方塊上方為 2D-CORA 之一般機制(general mechanism),雙虛線 下方則為 2D-CORA 描述單價可能之遲滯現象的示意圖。在圖 3.2 中, X j 為單價 X 在時期 j 之價格, R x 表示單價價格 X j 之遲滯時間, P x 則為二次遲 滯現象之間隔時間。2D-CORA 係藉由 R x 使單價價格不隨時間增加而變 動,單價價格因此可在營造專案工期中之第 i 期延續至第 i  1 期或更久, 其影響之層面因而由原先拘限在單一時期之空間維度拓展為時間及空間 雙維度。
圖 3.3 2D-CORA 之模擬程序 4.作業狀態之查核。 本步驟係用來查核單次之模擬是否完成,如圖 3.3 之區塊(4) 所示。 當日預定施作之作業均完成作業工率估算後,2D-CORA 即會查核營造專 案作業是否均已完成。若否,則將模擬時間推進至次日;反之,則完成一 次的模擬。單次之模擬結束時,將所有的作業成本加總即得該次模擬之營 造專案成本。 5.單價價格之查核與更新。 2D-CORA 係藉由本步驟中之單價遲滯時間檢核,將單價遲滯現象納
+5

參考文獻

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