کتاب ارزیابی ریسک ایمنی در پروژه

فصل 1 9
مقدمه 9
فصل2 15
ادغام ایمنی در مدیریت پروژه 16
استفاده از مدل‌های بهینه‌سازی چیدمان کارگاه جهت بهبود ایمنی و هزینه‌های سایت 19
تقسیم‌بندی مطالعات زمان‌بندی پروژه بر اساس محدودیت منابع 25
چالش‌های فراروی اجرای ایمنی در صنایع پروژه محور 29
مطرح کردن سؤال پیرامون مطالعات انجام‌شده 32
بررسی خلأ تحقیقاتی و ارائه راهکارهای مؤثر جهت حل مشکل 33
فصل 3 35
روش اجرا 35
شناسایی موانع و اولویت‌بندی آن‌ها به‌منظور مدل‌سازی برنامه ایمنی 35
تعریف تابع هدف برای مسئله PSEP (گام اول) 41
مراحل مدل‌سازی برنامه ایمنی در مسئله PSEP (گام دوم) 47
حل مدل با استفاده دو الگوریتم چندهدفه (گام سوم) 53
استفاده از برنامه ایمنی در مسئله PSEP (گام چهارم) 61
زمان‌بندی فعالیت‌ها و محاسبه مؤلفه‌های اصلی پروژه (گام پنجم) 63
محاسبه هزینه ایمنی (گام ششم) 63
اعتباربخشی مدل (گام هفتم) 65
محدودیت‌های مسئله 66
فصل 4 83
یافته ها 83
یافته¬های حاصل از گام اول تحلیل شبکه‌ای درروش اجرا: 83
یافته¬های حاصل از گام دوم تحلیل شبکه‌ای درروش اجرا: 83
یافته¬های حاصل از گام سوم تحلیل شبکه‌ای در روش اجرا 84
یافته¬های حاصل از گام چهارم تحلیل شبکه‌ای در روش اجرا 86
یافته¬های حاصل از گام پنجم تحلیل شبکه‌ای در روش اجرا: 87
یافته¬های حاصل از گام ششم و هفتم تحلیل شبکه‌ای (نتایج مرتبط باهدف و سؤال شماره 1) 89
نتایج حاصل از مدل‌سازی برنامه ایمنی (نتایج مرتبط باهدف و سؤال شماره 2) 90
نتایج مدل‌سازی ریسک فشرده‌سازی فعالیت‌ها در مسئله PSEP 90
نتایج مدل‌سازی ریسک قرارگیری هر یک از تجهیزات در زیر جرثقیل 92
نتایج مقایسه دو الگوریتم‌ NSGA-II و NRGA 98
نتایج حل پروژه B010307 100
نتایج بهینه‌سازی زمان و هزینه در مدل SP- PSEP 118
تجزیه‌وتحلیل همبستگی 120
فصل 5 122
نتیجه گیری 122
تعیین موانع فراروی اجرای برنامه ایمنی در صنعت ساخت‌وساز 123
تعیین روش حل مناسب برای مدل چندهدفه با استفاده از روش‌های بهینه‌سازی (الگوریتم ژنتیک) 131
تعیین روند تغییرات ریسک در واحد زمان 133
تعیین هزینه‌های کلی ایمنی بر اساس اقدامات حفاظتی در نظر گرفته‌شده 135
تعیین مؤلفه‌های اصلی پروژه قبل و بعد از اجرای برنامه ایمنی 137
اعتبار مدل مذکور 138
کاربرد مدل توسعه داده‌شده در صنعت ساخت‌وساز 140
نقاط قوت مطالعه 140
محدودیت‌های مطالعه 141
منابع و مآخذ 144

ادغام ایمنی در مدیریت پروژه

مطالعات در زمینه ایمنی و مدیریت پروژه نشان داده‌اند، محدودیت‌های منابع باعث فشرده‌سازی زمان پروژه می‌شود. پیامد این محدودیت‌ها ممکن است به‌صورت حوادث شغلی تظاهر کند که درنهایت می­تواند منجر به افزایش هزینه‌های پروژه و تأخیر در برنامه زمانی ­شود [134, 135]، لذا ادغام مدیریت ایمنی در مدیریت پروژه همواره موردتوجه بوده است. در ادامه به برخی از این مطالعات اشاره‌شده است.

كارتام^[1] و همکاران (1997) بر اساس روش مسیر بحرانی (CPM) یک سیستم دانش‌محور ایمنی و بهداشت ایجاد کردند. آن‌ها معتقد بودن توسعه چنین سیستمی می‌تواند مدیریت ایمنی را با برنامه‌ریزی پروژه مرتبط کند. این کار بر اساس اصول برنامه‌ریزی، سازمان‌دهی و کنترل انجام می‌شود. روش پیشنهادی دارای فرایند کنترل از طریق روش‌های مهندسی، آموزش و انجام درست درخواست‌های قانونی است. آن‌ها معتقد بودن توسعه چنین رویکردی به برنامه­ریزان پروژه این امکان را می‌دهد که کنترل ایمنی را در هر مرحله از پروژه در نظر بگیرند. ازآنجاکه فعالیت‌های قرارگرفته در مسیر بحرانی فاقد زمان شناوری هستند، لذا برنامه ایمنی باید هماهنگ با برنامه پروژه باشد تا وقفه‌ای در انجام فعالیت‌های این مسیر صورت نگیرد [136].

هر^[2] و همکاران (سال 2006) تلاش کردند تا مدیریت ایمنی را در درون برنامه‌ریزی پروژه ادغام کنند. آن‌ها از یک رویکرد مبتنی بر بحث و گفتگو با خبرگان ساخت‌وساز استفاده نمودند. این رویکرد موجب شناسایی عوامل بحرانی (مهم) جهت توسعه یک مدل یکپارچه مدیریت ایمنی شد [137]. در این مطالعه، ابزارهای مدیریتی موجود و جریان اطلاعات دوطرفه (بین مدیریت ایمنی و مدیریت پروژه) ازجمله عوامل بحرانی شناخته‌شده بودند که نقش مهمی در ادغام مدیریت ایمنی در برنامه‌ریزی پروژه داشتند.

فونگ^[3] و همکاران (2010) با بررسی انواع حوادث در فعالیت‌های ساخت‌وساز و بررسی علل آن‌ها یک مدل ارزیابی ریسک ارائه دادند. این روش یک روش ارزیابی ریسک کمّی بر اساس داده‌های تاریخی است. این مدل می‌تواند ریسک را در دوره‌های مختلف از یک پروژه ارزیابی نماید، علاوه بر این به مدیران ایمنی و کارگران در درک ریسک‌های واقعی در طول اجرای پروژه کمک می‌کند [138].

بدری^[4] و همکاران (2012) در مورد ادغام مدیریت ایمنی در برنامه‌ریزی پروژه تحقیقاتی را انجام دادند و بیان نمودند که 60 درصد کتاب‌های منتشرشده منتخب در این زمینه بر یکپارچه‌سازی ایمنی در مدیریت پروژه تأکید داشتند تا به‌این‌ترتیب از مرگ‌ومیر و تلفات جلوگیری کنند [139]. اگر چنین اتفاقی رخ ندهد، ایمنی قربانی برنامه‌ریزی و زمان‌بندی پروژه می­شود. برخی از محققان معتقد هستند، چنانچه این خطرات در مرحله برنامه­ریزی پروژه معرفی شوند و برای آن‌ها اقدامات کنترلی تعریف شود، کنترل خطر بسیار مؤثر خواهد بود [18, 137, 140, 141]. ژانگ^[5] و همکاران (2013) یک برنامه کاربردی ارائه دادند که در آن مدل‌سازی اطلاعات ابنیه ساخت‌وساز یکپارچه‌شده است. این نرم‌افزار قابلیت آنالیز مدل ساخت‌وساز را دارد تا به این وسیله اقدامات پیشگیرانه را کشف و آن‌ها را پیشنهاد دهند. هدف این سیستم بهبود امکان ادراک مکان‌ها و زمان‌هایی است که در طی آن کارگران به‌طور بالقوه مستعد آسیب در برابر حوادث می‌شوند. آن‌ها اظهار نمودند که اگر در مکان‌ها و دوره‌های ذکرشده از قبل اقدامات ایمنی لازم و کافی در نظر گرفته شود، می‌توان از آن‌ها برای جلوگیری از شرایطی با ریسک بالا استفاده نمود. آن‌ها همچنین اظهار داشتند که برنامه‌ریزی ایمنی نیاز به هماهنگی با برنامه‌ریزی زمانی فعالیت­ها دارد. این کار موجب می‌شود تا موقعیت‌هایی را که در آن ریسک‌ها محدودیت قابل‌قبول برای پروژه دارند، به‌طور مؤثر شناسایی شود. آن‌ها معتقد بودند این هماهنگی ممکن است منجر به کاهش حادثه و کاهش هزینه‌های پروژه شود [142]، بااین‌حال آن‌ها هیچ اشاره­ای به محدودیت منابع در مدل خود نکردند، چراکه این عامل می‌تواند تمامی محاسبات مدل مذکور را تحت تأثیر قرار دهد.

یک از عواملی که در پروژه مانعی برای مدیریت ریسک محسوب می‌شود، محدودیت منابع است. دولامیس^[6] و همکاران [143] از یک رویکرد تخصیص منابع برای به حداقل رساندن ریسک استفاده کردند. آن‌ها برای این کار از یک الگوریتم اختصاصی برای تخصیص منابع به فعالیت‌ها استفاده نمودند. این الگوریتم می‌توانست زمان همپوشانی فعالیت­های اختصاص داده‌شده به یک منبع معین را به حداقل برساند. چنین متدی می‌تواند زمان موردنیاز برای انجام پروژه را کاهش دهد و تأثیر مثبتی در مدیریت ریسک از طریق افزایش زمان پروژه داشته باشد. در نقد وارد بر این مدل می‌توان اظهار داشت، این تأثیر در مورد مدیریت ریسک در مقاله مذکور بررسی نشده و صرفاً به‌صورت کلامی اشاره‌شده است. بدری و همکاران (2015) معتقد بودند، ادغام مدیریت ایمنی در مدیریت پروژه یک کار چالش‌برانگیز است و این کار به‌آسانی میسر نمی­شود. آن‌ها در ذکر علت این موضوع به ماهیت چند رشته‌ای این مداخلات اشاره نمودند و تأکید کردند جهت موفقیت چنین متدی باید رشته‌های مختلف نظیر مهندسی، مدیریت و جامعه‌شناسی درگیر شوند و ایده‌های آن‌ها به اشتراک گذاشته شود [13]. شاید این عامل یکی از دلایل فراگیر نشدن این تحقیقات باشد.

کستینگ^[7] و همکاران (2018) به‌منظور بهبود ایمنی در پروژه‌های ساخت‌وساز صنعتی، از قوانین و مقررات، سیستم‌های مدیریتی و تجزیه‌وتحلیل ایمنی استفاده کردند. آن‌ها اظهار داشتند، ادغام ایمنی و بهداشت در مدیریت پروژه‌های صنعتی کار پیچیده‌ای است، چراکه پروژه‌های صنعتی دارای عدم قطعیت و پیچیدگی زیادی است و این شرایط زمینه را برای تصمیم‌گیری نامناسب مدیران فراهم می‌کند. آن‌ها معتقد بودند، چنانچه چنین کاری به‌درستی صورت پذیرد، می‌تواند به‌طور قابل‌توجهی از وقوع حوادث جلوگیری کند [14].

نقد وارد بر مطالعاتی که مفهوم ایمنی را در مدیریت پروژه ادغام نمودند

بیشتر مطالعات ذکرشده در این زمینه، روی ادغام و یکپارچگی ایمنی در مدیریت پروژه تأکید داشتند، اما خود این مطالعات در سال‌های 2015 و 2018 اذعان داشتند، این ادغام تا حدودی چالش‌برانگیز است و این امر را دلیلی برای ناموفق بودن در این حوزه معرفی کردند. اجرای مؤثر چنین سیستمی به‌طور بالقوه تحت تأثیر شرایط پروژه و انتخاب معیار برای اجرای آن است. متأسفانه هیچ‌کدام از مطالعات فوق این موارد را در نظر نگرفتند؛ به‌عنوان‌مثال برخی از سازمان‌ها به دلیل تفاوت‌های فرهنگی در سازمان‌های مختلف ممکن است، ایمنی را در اولویت پایین‌تر نسبت به زمان‌بندی پروژه و برنامه‌ریزی تجهیزات قرار ‌دهند که خود یکی دیگر از محدودیت‌های فراروی مطالعات بالا است. شاید در نظر گرفتن محدودیت‌های منابع علت فراگیر نشدن مطالعات فوق باشد. در بین مطالعات بالا تنها مطالعه دولامیس و همکاران آن‌هم به‌طور جزئی محدودیت منابع را موردبررسی قرار داده است، بااین‌حال آن‌ها تأثیر این محدودیت را در افزایش سطح ریسک بررسی نکردند و فقط به‌صورت کلامی می‌توان چنین استنباطی از مطالعه مذکور نمود.

یکی دیگر از محدودیت‌های مطالعات بالا تمرکز محدود چارچوب چنین سیستم‌های است که بر اساس آن ادغام صورت گرفته است. این باعث می‌شود که سیستم مدیریت ایمنی نتواند خطرات موجود در محیط کار را به‌خوبی مانیتور (پایش) نماید. علاوه بر این، اجرای چنین سیستمی نیاز به مستندسازی بسیار زیاد دارد. این به‌نوبه خود اجرای چنین ادغامی را با محدودیت مواجه می‌کند.

استفاده از مدل‌های بهینه‌سازی چیدمان کارگاه جهت بهبود ایمنی و هزینه‌های سایت

مدل‌های موجود درزمینه چیدمان کارگاه را می‌توان به دودسته‌ی کلی مدل‌های تک هدفه و مدل‌های چندهدفه تقسیم‌بندی نمود.

مدل تک­هدفه

در مدل‌های تک‌هدفه که به‌منظور بهینه­سازی مدیریت پروژه به کار گرفته می­شوند، مدل تنها در پی رسیدن به يک هدف هست که اين هدف عمدتاً حداقل کردنهزینه‌های حمل و جابه‌جایی است [94, 144-147]. مدل‌های تک‌هدفه بیشتر برای مدل‌های استاتیك کاربرد دارد. در مدل­های استاتیکی فرض می‌شود مکان­های تمام تسهیلات مستقر در سایت ثابت هستند و از ابتدا تا انتهای پروژه تغییر نمی‌کنند. این نوع مدل‌سازی برای سایت‌هایی که تغییرات اندکی در تسهیلات دارند و فضای قابل‌دسترس زیادی در آن‌ها وجود دارد مناسب است [148, 149]. در مدل‌های فازبندی شده پارامترهای گوناگونی همچون هزینه‌های برپايی و برچیدن تسهیلات علاوه بر هزینه‌های جابه‌جایی تسهیلات به مدل اضافه می‌شود. مدل‌های فازبندی شده برای غلبه بر محدودیت‌های مدل‌های استاتیکی ارائه شدند. این مدل­ها تغییرات مکانی تسهیلات در فضای کارگاه را نیز در نظر می‌گیرند. بر این اساس مدت‌زمان انجام پروژه به چند فاز تقسیم‌بندی می­شود و در هر فاز مکان تسهیلات بهینه می­شوند. در مدل دینامیکی برخلاف مدل فازبندی شده، چیدمان برای کل دوره ساخت‌وساز بهینه می­شوند [148, 149].

مدل چندهدفه

در مدل‌های چندهدفه در کنار هدف اصلی که کاهش هزینه‌های پروژه می‌باشد، هدف‌هایی هم چون افزايش سطح ايمنی و شاخص‌های زیست‌محیطی سايت نیز وجود دارد [16, 150-152]. در این حالت خود تابع هدف ايمنی می‌تواند مجموعه‌ای از چند معیار ايمنی گوناگون باشد [153]؛ به‌عنوان‌مثال در مطالعه الریس^[8] و همکاران (2010) تابع هدف ايمنی شامل سه معیار ايمنی جرثقیل برجی، مواد خطرناك و نقطه برخورد بود. در این مطالعه هر دو هدف (ایمنی و هزینه) بهینه‌سازی شدند [154]. نتایج مطالعه آن‌ها نشان داد که با اتخاذ طرح‌بندی مناسب سایت نه‌تنها ایمنی بهبود می‌یابد، بلکه هزینه‌های سایت نیز به‌طور قابل‌توجهی کاهش می‌یابد. برخی از مطالعات تنها با در نظر گرفتن يک معیار در کنار کاهش هزینه‌های سايت، مدل خود را بهینه نمودند [91, 151, 152, 155, 156]. از ديگر نكات قابل‌ذکر در اين زمینه نحوه‌ی اعمال چندهدفه بودن می‌باشد. ساده‌ترین روش استفاده از روش وزن دهی و ترکیب توابع هدف در قالب يک تابع است [91]. رایج‌ترین روش در این زمینه، ارائه مجموعه‌ی از جواب‌ها به‌عنوان جواب بهینه می‌باشد [151, 154, 156]. اين مجموعه جواب‌ها به جواب‌های بهینه پارتو موسوم است.

در تحقیقی که توسط پاپاداکی^[9] و همکاران در سال 2016 انجام شد تلاش شد، بهینه‌سازی چندهدفه (طرح چیدمان سایت) با استفاده از الگوریتم ژنتیک حل شود. این مطالعه علاوه بر حداقل کردن هزینه جابه‌جایی منابع، مبحث ایمنی را نیز موردتوجه قرار داده است. نتایج نشان داد، مدل مذکور راه‌حل مؤثر و منطقی برای بهینه‌سازی ایمنی و هزینه چیدمان سایت ارائه می­دهد [87]. در تحقیقی که توسط بنجوران^[10] و همکاران در سال 2019 انجام شد، مدلی برای حل مسائل طرح چیدمان سایت با استفاده از الگوریتم PSO ارائه گردید. به عقیده­ی نویسندگان این مقاله، مدل ارائه‌شده می‌تواند تأثیر بسزایی در بهره‌وری و ایمنی پروژه‌های ساخت‌وساز داشته باشد [95].

در کنار الگوریتم‌های ژنتیک، الگوریتم ACO و PSO از روش‌ها و الگوریتم‌های متعدد دیگری نیز در زمینه بهینه‌سازی چیدمان کارگاه در صنایع پروژه محور استفاده‌شده است. به‌طور مثال یاهیا^[11] و همکاران (2014) از الگوریتم کلونی زنبورعسل مصنوعی^[12] (ABC) و همچنین پرواز لوی^[13] برای بهینه‌سازی مدل چندهدفه خود درزمینه  طرح‌بندی کارگاه در صنایع پروژه محور استفاده کردند. آن‌ها با این کار هزینه‌ها را به‌طور قابل‌توجهی کاهش دادند [151]. پژوهشگران هوانگ و ونگ^[14] (2015) مدل چیدمان فازبندی شده خود را به‌صورت برنامه‌ریزی اعداد صحیح مخلوط دودويی خطی^[15] (BMILP) فرمول‌بندی کردند و سپس با استفاده از روش شاخه و کران^[16] و نرم‌افزار تجاری لینگو^[17] به حل آن پرداختند [147]. در بعضی مقالات نیز از روش‌های رياضیاتی^[18] همچون برنامه‌ریزی اعداد صحیح مخلوط غیرخطی^[19] (MINLP) استفاده شد [152]. آندایش^[20] و همکاران (2013) در مدل کاملاً دينامیكی خود از روش نوين حداقل سازی انرژی پتانسیل کل^[21] (MTPE) برای يافتن جواب بهینه در مدل خود استفاده کردند [150]. کاوه^[22] و همكاران (2012) نیز الگوريتم جستجوی  هارمونی^[23] (HS) را مورداستفاده قراردادند [145]. روش‌های مبتنی بر دانش^[24] (KB) [157]، الگوريتم جست‌وجوی تابو^[25] (TS) [158, 159] و روش شبكه عصبی آنیل^[26] (ANN) نیز از ديگر روش‌های استفاده‌شده در این زمینه می‌باشند [160-162]. در تحقیقی که توسط لوانوگ^[27] و همکاران (2019) انجام شد، هزینه‌های پروژه ساخت‌وساز به‌طور قابل‌توجهی کاهش یافت. آن‌ها برای این کار از الگوریتم تکاملی چندمنظوره با ترکیبی از الگوریتم کلونی زنبورعسل و الگوریتم تکاملی تفاضلی^[28] استفاده نمودند [15]. کاوه و همکاران (2018) نیز در تحقیقی با استفاده از دو روش فرا ابتکاری بهینه‌سازی برخورد اجسام^[29] (CBO) و روش توسعه‌یافته‌ی بهینه‌سازی برخورد اجسام^[30] (ECBO) توانستند طرح چیدمان سایت را بهبود دهند و به دنبال اجرای این طرح بهینه، ایمنی سایت نیز افزایش یافت [141]. در مطالعه‌ای که توسط پرایوگو^[31] و همکاران (2020) انجام شد، آن‌ها با الهام گرفتن از الگوریتم جستجوی موجودات همزیست^[32] (SOS) الگوریتم جدیدی ارائه دادند. این الگوریتم برای حل مشکلات برنامه‌ریزی چیدمان سایت ساخت‌وساز ارائه شد. در این مطالعه، سه مشکل برنامه‌ریزی چیدمان سایت ساخت که شامل مشکلات چیدمان تسهیلات یک طبقه و چندطبقه هستند آزمایش شدند، نتایج به‌دست‌آمده با دیگر الگوریتم‌های فرا ابتکاری که به‌طور گسترده استفاده می‌شوند، مقایسه شدند. نتایج حاکی از عملکرد مطلوب الگوریتم SOS در رسیدگی به مشکلات برنامه‌ریزی چیدمان سایت است [163].

در جدول 2-1 خلاصه‌ای از مطالعات برنامه چیدمان سایت ارائه‌شده است. اگرچه در همه مطالعات ارائه‌شده در زمینه طرح چیدمان سایت، ایمنی به‌طور ذاتی در نظر گرفته می‌شود، بااین‌حال در جدول 2-1 مطالعاتی که به‌صورت اختصاصی مبحث ایمنی را موردبررسی قرار داده‌اند با نماد برجسته مشخص‌شده است.