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研究生: 陳德琳
Te-Lin Chen
論文名稱: 演化式專案完工總成本預測之研究
Estimate At Completion for Construction Projects using Evolutionary Fuzzy Neural Inference Model
指導教授: 鄭明淵
Min-Yuan Cheng
口試委員: 潘南飛
none
楊亦東
none
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工程學院 - 營建工程系
Department of Civil and Construction Engineering
論文出版年: 2008
畢業學年度: 96
語文別: 中文
論文頁數: 120
中文關鍵詞: 完工總成本實獲值法基因演算法模糊理論類神經網路
外文關鍵詞: Estimate at Completion, Genetic Algorithm, Fuzzy Logic, Neural Network
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工程專案執行過程中受限於實際施工、環境與時程等的不確定因素影響,造成專案成本經常難以準確掌控。而完工總成本預估值(Estimate at Completion ,EAC)是基於專案績效與定量風險對專案最有可能的總成本所做的預測,是一個非常有用的預警參數,經由準確的預測結果,專案管理者可以採取適宜的管理行動,設法改善並避免問題的發生。
然而影響專案成本的因素眾多,不易逐一考量不同階段各個影響成本的因素及其影響程度,且施工成本資料繁多、變異性大,若要依各執行項目現況逐項修正,不但耗時且需具備相當的專業能力。因此,在專案執行過程中要快速且準確評估專案完工總成本,實為一相當困難的工作。
因此,本研究透過案例學習發展建立一演化式完工總成本預測模式,本模式首先整理相關文獻及歷史案例之成本資料,利用層級法蒐集彙整影響工程成本之因素集合,建立案例成本流量趨勢,作為完工總成本預測之基礎。然後應用融合基因演算法、模糊邏輯與類神經網路所發展而成的「演化式模糊類神經推論模式」(Evolutionary Fuzzy Neural Inference Model-EFNIM)為核心,學習過去相似案例的成本影響因子,求出專案每期成本影響因子與待支成本值之映射關係,進而計算出完工總成本。最後藉此預測模式監控工程期間完工總成本之變化趨勢,根據監控結果與應用成本影響指標及成本圖分析找出造成差異的原因發現潛在的問題,協助專案管理者進行專案成本的管控。
本研究藉由模式實際案例應用,驗證所建立的預測模式在預測完工總成本上有良好的表現,可提供準確且即時的預測。在專案成本管理運用上,具體提供穩定的完工總成本發展趨勢,協助管理者改善成本管理偏差,逹成提升專案成本控制之目標。


Construction projects influence with various factors. The estimate at completion (EAC) is an important parameter basing on mostly probable project performance and an amount of risk. With the EAC estimation, project managers can take strategies for the problems that might occur.
Factors of EAC prediction vary from different construction stages and with particular influencing degree. To estimate EAC with lots of data and variations fast and accurately is a hard task.
As much as aforementioned statements, this study constructs an evolutionary EAC estimation model to extract historical knowledge. Firstly, this study collects related references and historical data. To address significant factors as the inputs for this EAC learning, analytical hierarchy process (AHP) is used. The learning model this study used fuses three artificial intelligence approaches, that are genetic algorithm (GA), fuzzy logic (FL), and neural network (NN), to establish an Evolutionary Fuzzy Neural Inference Model (EFNIM). With the proposed Model, the EAC estimate the final result of this research. Finally, using the EAC estimate, project cost influencing indexes, and project cost diagrams, the discrepancy between estimate and practical values can figure out the potential problems to assist project managers on project cost control.
The learning results are validated with real applications. These validations demonstrate the trained model performs pretty well. In project cost control, providing a reliable trend of EAC estimate is helpful for project managers in improving the effectiveness of project cost control.

第一章 緒論1 1.1 研究動機1 1.2 研究目的3 1.3 研究範圍3 1.4 研究流程4 1.5 論文架構6 1.6 預期成果7 第二章 相關文獻回顧9 2.1專案成本管理之探討9 2.1.1專案成本管理概述9 2.1.2 工程成本管理問題探討11 2.1.3 施工成本績效指標14 2.2 成本預測方法之研究16 2.3 專案成本影響因素18 2.4 實獲值成本管理23 2.4.1 實獲值管理基本概念23 2.4.2 變異分析26 2.4.3 績效指數分析28 2.4.4 預估完工總成本30 2.4.5 實獲值管理之效益與缺點32 2.4.6 實獲值管理國內相關研究34 2.5 EFNIM 理論介紹39 2.5.1 模糊集理論39 2.5.2 類神經網路40 2.5.3 基因演算法41 2.5.4 EFNIM架構41 2.5.5 EFNIM特性與限制50 2.5.6 EFNIM應用51 第三章 完工總成本預測模式建立54 3.1 完工總成本預測模式建立54 3.2 確立影響專案成本因素56 3.3 工程成本案例彙整58 3.3.1案例資料蒐集59 3.3.2案例資料預處理61 3.4 EFNIM網路建構64 3.4.1訓練與測試案例64 3.4.2網路系統參數設定64 3.5 EFNIM網路訓練與測試65 3.5.1 EFNIS軟體架構66 3.5.2 模式評估基準68 第四章 預測模式之訓練與測試70 4.1 案例輸入70 4.2模式訓練70 4.3模式測試71 4.3.1訓練案例測試71 4.3.2測試案例驗證75 4.4 EFNIM與實獲值預測結果比較驗證77 第五章 預測模式之應用81 5.1 預測模式應用81 5.2 預測模式驗證82 5.2.1 案例基本資料及前置作業82 5.2.2 案例預測結果驗證83 5.3 完工總成本預測管理應用86 5.3.1 影響成本指標分析88 5.3.2成本管理圖分析92 5.3.3 案例應用實例97 第六章 結論與建議103 6.1 結論103 6.2 建議104 參考文獻105 附錄一 訓練案例資料111 附錄二 測試案例資料121 圖目錄 圖1-1 案例預算誤差率2 圖1-2 研究流程6 圖1-3 施工階段成本結構發展示意圖8 圖2-1 專案計畫及控制系統10 圖2-2 影響工程成本因素影響圖23 圖2-3 實獲值管理系統架構圖24 圖2-4 實獲值管理系統圖26 圖2-5 實獲值分析情況圖28 圖2-6 CPI/SPI綜合趨勢圖30 圖2-7 不同指標之預估完成成本36 圖2-8 WPI與CPI準確度比較圖38 圖2-9 模糊邏輯推論架構40 圖2-10 EFNIM架構42 圖2-11 MF distributions44 圖2-12 模糊類神經網路47 圖2-13 Irregular mixed block48 圖2-14 EFNIM應用程序51 圖3-1 完工總成本預測示意圖55 圖3-2 完工總成本預測模式建立流程56 圖3-3 工程成本影響因素縮減影響圖57 圖3-4 工程成本影響因素層級圖57 圖3-5 EFNIS系統主畫面66 圖3-6 EFNIS資料庫管理模組67 圖3-7 EFNIS模式訓練模組67 圖3-8 EFNIS模式表現評估模組68 圖4-1 EFNIM 資料庫中資料表晝面70 圖4-2 訓練案例EFNIM測試/實際散佈圖72 圖4-3 L案例訓練結果輸出值比較74 圖4-4 L案例 訓練/實際完工總成本比較圖74 圖4-5 測試案例EFNIM測試/實際散佈圖75 圖4-6 EVM與EFNIM預測結果誤差率比較圖79 圖4-7 訓練案例完工總成本預測誤差率廻歸分析結果79 圖4-8 測試案例完工總成本預測誤差率廻歸分析結果80 圖5-1 完工總成本預測模式應用82 圖5-2 N案EFNIM預測推論與實際輸出值比較圖85 圖5-3 N案預測與實際完工成本比較圖85 圖5-4 N案完工總成本預測誤差比較圖86 圖5-5 完工總成本預測應用流程圖87 圖5-5 成本趨勢分析情況圖94 圖5-6 N案影響成本指標時間序列圖99 圖5-7 N案計畫/實際成本管理圖99 表目錄 表2-1 國內工程成本管理問題探討文獻整理11 表2-2 工程成本績效指標整理15 表2-3 印度高風險專案成本變異原因21 表2-4 香港地區影響專案成本指標項目21 表2-5 工程成本的因素彙整22 表3-1 完工總成本影響因素輸入變數58 表3-2 RC建築工程歷史案例59 表3-3 成本月報表格欄位定義60 表3-4 案例每月成本月報資料例61 表3-5 案例資料內容例61 表3-6 案例結算成本資料修正62 表3-7 訓練案例網路架構參數設定65 表4-1 訓練案例預測模式搜尋結果71 表4-2 個案L訓練結果73 表4-3 訓練案例驗證成果表74 表4-4 測試案結果資料表76 表4-5 測試案例初步測試成果表77 表4-6 實獲值法常用預估完工總成本方式78 表4-7 EVM與EFNIM預測結果誤差率比較表78 表5-1 N案每月「成本月報資料」83 表5-2 N案預測結果資料表84 表5-3 成本指標內容89 表5-4 每月成本現況資訊內容93 表5-5成本差異比較內容93 表5-6案例完工資料98

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