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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:郭炳煌
研究生(外文):PIN FOUNG GUO
論文名稱:以統計方法與類神經網路模式預估工程直接成本之研究
論文名稱(外文):A study on Estimating the direct cost of Engineering contract by ststistical and Neural Network Models
指導教授:林建良林建良引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:國立高雄第一科技大學
系所名稱:營建工程系
學門:工程學門
學類:土木工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:106
中文關鍵詞:迴歸分析類神經網路直接成本
外文關鍵詞:regressionneural networkdirect cost
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明確的預測營建工程所需工程費用,一直是業主發包單位亟欲達到的目標,而建廠營建工程為配合工廠能早日達到生產獲利的目的,要求營建工程必須於最短之期限內完成,導致營建工程的估算作業時間相當短促。本研究透過系統性的整理與分析,利用統計分析方法與類神經網路模式,來探討此兩種預測方法運用於建廠營建工程『直接成本』之可行性,以期能作為建廠工程估算作業之參考。
本研究選用專案工程合約中〝工作項目〞的工作數量為預測工程『直接成本』之「自變數」。探討採用「迴歸分析」預測及「類神經網路」模式,進行建廠營建工程『直接成本』預測的差異。由「迴歸分析」之結果顯示,以〝混凝土澆置數量〞為「自變數」,預測建廠營建工程『直接成本』的判定係數 (R2) = 0.933,表示以〝混凝土澆置數量〞來進行建廠營建工程『直接成本』的預測是可行的。由三種不同「依變數」轉換之「迴歸分析」結果顯示,以〝混凝土澆置數量〞為「自變數」,而營建工程『直接成本』為「依變數」,所獲得之判定係數最高。
比較「迴歸分析」方程式及「倒傳遞類神經網路」所得之誤差均方根(Root mean square,RMS),發現「倒傳遞類神經網路」可獲得較小之(RMS),表示以「倒傳遞類神經網路」預測營建工程『直接成本』是可行的方法。且所獲得之結果略優於「迴歸分析」預測之結果。若採用〝混凝土澆置數量〞、〝模版組立數量〞為輸入層自變數,將可有效增加「類神經網路」預測之精確度(RMS 變小),因此選用適當之輸入變數,對於「倒傳遞類神經網路」之預測結果,有很大之影響。
Abstract
Relationships between engineering contract’s direct cost and its influencing factors are studied. All pertinent raw data were collected from China Steel Cooperation, Taiwan, and analyzed by Regression and Neural Network(NN) models.
Engineering contract’s direct cost is dependent variable and the possible independent variables were explored by stepwise regression process. The quantity of concrete was finally decided as the single independent variable for Regression and NN models.
In the regression model, the resulted coefficient of multiple determination, R2, is 0.933, which indicates that more than 93% of the total variation of direct cost be explained by the quantity of concrete used in the project. The validity of normality assumption of residuals in the regression models with transformed and untransformed dependent variables was discussed.
Back propagation method was adopted in the NN model. One independent variable, concrete quantity, was used in the first trial ; the resulted root mean square, RMS,was smaller than that of the regression model. If quantity of formwork was accounted for the second independent variable in the NN model, a even smaller (better) RMS is derived.
目 錄
中文摘要…………………….……………………………………………………..….. Ⅰ
英文摘要…………………………… …………………………….…………………... Ⅱ
誌謝………………………………… …………………………….………..………….. Ⅲ
目錄….………………………….…………………………………………..………….. Ⅳ
表目錄…………………..…………………………………………………..…………. Ⅷ
圖目錄………………………………………………………………………..………… Ⅸ
符號說明……………………………………………………………………..………... Ⅹ
第 一 章 緒 論
1.1 研究動機……….……..………………………………….….….…..……… 1
1.2 研究起源………………………………………..……………………..…… 2
1.2.1 研究「建廠工程」之原因………………………………………… 3
1.2.2 研究「直接成本」之原因………………………………………… 3
1.3 研究目的….………….……………….………….………………………... 4
1.4 研究資料來源…………………………………….……………………….. 4
1.5 研究流程………………….……………………….………………………. 4
1.6 論文架構……………………….………………….………………………. 4
第 二 章 文獻回顧
2.1 工程估算作業…………………………………….……………………….. 7
2.1.1 工程估算於各階段之作業………………………………..….……. 7
2.1.2 目前建廠工程估算作業所遭遇之困難.………………...….…….. 10
2.1.3 營建工程費用…………….…………………………….…….……. 13
2.2 工程估算常用之方法…………………………….……………………….. 13
2.2.1 常用估算方式歸納整理.……………………………….……..…… 16
2.2.2 建廠工程估算方法評估….…………………………………..….… 18
2.2.3 估算方法之選用…….………………………………….…….……. 19
2.3.估算及預測方式之相關文獻……………………….………………..…… 20
2.4.本章結論…..………………..……………………………………………… 24
第 三 章 資料分析
3.1 工程資料介紹………..………….………………………………….……… 25
3.1.1 工程資料分類………………………..……………………..……… 25
3.2 選定影響工程 『直接成本』之主要工作類別…..…………..…………. 26
3.2.1 「主要工作類別」結算金額為自變數之迴歸分析…..……..…… 27
3.2.2 「混凝土工程」作業項目金額模型適合度檢測………………… 30
3.3 適合實務使用之迴歸預測模型…………………..………………….……. 31
3.3.1 混凝土澆置、鋼筋彎紮組立、模版組立相關性分析……….…... 31
3.3.2 「混凝土澆置數量」為自變數進行迴歸分析………..………..… 32
3.4 類神經網路建構……..………………………………………………….…. 39
3.4.1 類神經網路模型基本資料….…..……………………………….… 39
3.4.2 類神經網路模型參數測試…..…………………………………..… 40
3.4.3 倒傳遞類神經網路模擬..……………………………………….…. 44
3.5 分析結果比較………………..………………………………………….…. 46
第 四 章 結論與建議
4.1 結論………………………………………………………………………… 47
4.2 後續研究之建議 ……………………………………….……………….… 48
參考文獻…………………………………………………………………… 49
附 錄
附錄一 中鋼公司既有工程資料表…………………………………………..… 53
附錄二 工程費用構成要素………………………………………………….…. 59
附錄三 常用之工程估算方法………………………………………………….. 61
附錄四 「迴歸分析」與「類神經網路」………………………………….…. 73
附錄五 一般工作項目分類表……………………………………………….…. 99
參 考 文 獻
一、書籍
汪奱之,土木工程估價,大中國圖書公司,民國 78年 1 月 (初版)。
吳宗正,迴歸分析,三民書局,民國85年8月(再版)。
林昇甫、洪成安,類神經網路入門與圖樣辨識,全華科技圖書,民國82年6 月(初版)
林耀煌,營建工程施工規劃與管理控制,長松出版社,民國 81年3 月(4版)。
張建邦,統計學,三民書局,民國85年8月(再版)。
張輝煌,實驗設計與變異分析,建興出版社,民國87年6月(初版)。
張銀河,施工及估價,三民書局,民國 70 年 5 月 (初版)。
洪憶萬,建築工程估價學,大中國圖書公司,民國 62年 10月 (初版)。
陳景堂,統計分析SPSS for Windows入門與應用,儒林圖書公司,民國85年9月(3版)。
陳勝朗,建廠工程基本設計方法概論,科技圖書公司,民國 89年7 月(初版)。
陳炳東,建築估價,東宇出版社,民國 68 年 7 月 (初版)。
葉怡成,類神經網路模型應用與實作,儒林圖書公司,民國 84 年 7 月 (初版)。
葉怡成,應用類神經網路,儒林圖書公司,民國 90 年 3 月 (3版)。
劉英毓,張國楨,統計分析實務,風向文化事業有限公司,民國88年11月(初版)。
鄧聚龍、郭洪、溫坤禮、張廷政、張偉哲,灰預測模型方法與應用,高立圖書公司,民國88年4月(初版)。
羅華強,類神經網路 — matlab的應用,清蔚科技公司,民國 90年6 月(初版)。
Donald S. Barrie, Boyd C. Paulson. Professional Construction Management, McGraw-Hill, Inc.(3rd edition).
Spyros Makridakis, Steven, C.Wheelwright, Rob J.Hyndman, 1998. Forecasting Method and Applications, New York (3rd edition).
Garold D. Oberlender,1993.Project Management for Engineering and Construction, McGraw-Hill, Inc.
二、期刊論文
呂守陞、楊柏榮,1994年,〝規劃設計階段估價之討論〞,中華民國第七屆建築研究成果發表會論文集,p617∼622。
李得璋,1986,〝營建工程估價作業之探討〞,營建工程技術,p516~p520。
林楚儒,1993,〝求取實做實算制的工程最大利潤及機會之研究〞,營建管理實務(一),p315~p322。
郭斯傑、鄭香豐,1998年,〝綜合營造廠人力資源規劃與配置模式之探討〞,中華民國建築學會,「建築學報」,第27期,p57~p76。
鄧振源、曾國雄,1989,〝層級分析法(AHP)的內涵的應用(上)〞,中國統計學報,27卷6期,p5~p24。
Robert I. Carr, 1989.〝Cost-Estimating Principles〞. Journal of Construction Engineering and Management, Vol.115 .No.4 December.
Olusegun O. Faniran, Jacob O. Oluwoye. and Dennis J. Lenard, 1998. 〝Interactions between construction planning and influence factors. 〞. Journal of Construction Engineering and Management ,july,p245~p256.
Saeed Karshenas, 1984.〝Predesign Cost Estimating Method For Multistory Buildings〞. Journal of Construction Engineering and Management Vol.110 .No.1 Mar.
Steve R. Sanders and H. Randolph Thomas, 1991. ”Factors affecting masonry-labor productivity”. Journal of Construction Engineering and Management, Vol.117 .No.4 December.
Cheng Yeh, 1998.〝Quantity Estimating of Building with Logarithm-Neuron Networks〞. Journal of Construction Engineering and Management, Vol.124 .No.5 September/October,
p374~380.
三、會議論文集
王明德、楊王進,〝物件導向技術在營建工程成本預估與估驗計價應用之研究〞,八十六年電子計算機於土木水利工程應用論文研討會論文集〞,p1335~p1346。
張乃斌、魏憶琳、張瑩璽、林信一,〝垃圾焚化廠燃燒系統之統計迴歸分析〞,八十四年電子計算機於土木水利工程應用論文研討會論文集〞,p1191~p1202。
楊國湘、李錫霖、施勝華,〝物件導向技術應用於房屋結構工程估算系統之研究〞,八十八年電子計算機於土木水利工程應用論文研討會論文集〞,p1985~p1994。
趙得榮、曾仁杰,1999,〝公共工程計畫之經濟效應評估〞,第三屆營建管理學生論文聯合發表會論文集,p183~p195。
謝孟勳、蔡怡辰,1999,〝營造廠工地建立責任預算之研究〞,中華民國第三屆營建管理學術研討會論文集(一),p445~p457。
謝浩明、蔡文賢、邱文玲,1995,〝作業成本制在營造業工程成本分析、控制之探討〞,八十四年電子計算機於土木水利工程應用論文研討會論文集〞,p931~p941。
四、學位論文
李建昌,1997,〝類神經網路在超音波非破壞檢測之應用〞,成功大學,碩士論文。
柯啟智,1998,〝類神經網路在應用決定CPT試驗參數之研究〞,成功大學,碩士論文。
侯惠月,2000,〝統計方法與類神經網路在台股指數期貨之研究〞,成功大學,碩士論文。
許乃文,2000,〝灰色理論及類神經網路應用於雲林地區地層下陷之研究〞,成功大學,碩士論文。
郭坤池,1994,〝規劃設計階段使用之參數估價研究〞,淡江大學,碩士論文。
黃弘銘,2000,〝鋼構造基準生產力之研究〞,高雄第一科技大學,碩士論文。
黃春田,1993,〝工程估價精確度預測之分析〞,台灣工業技術學院,碩士論文。
張智能,1997,〝國宅工程自動化營建管理系統與估價/估驗資訊整合模式建立〞,台灣工業技術學院,碩士論文。
張耀南,1992,〝電信營建工程估價型態之分析〞,交通大學,碩士論文。
楊松錦,1997,〝建築工程模版作業評選架構之研究〞,台灣工業技術學院,碩士論文。
楊茗西,1996,〝物件導向營建工程作業整合系統─台北捷運潛盾工程之應用〞,台灣工業技術學院,博士論文。
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