Development of an Integrated Mathematical Model Based on AHP and MAUT Techniques for Allocating Contingency Value for Building Projects in Saudi Arabia

Development of an Integrated Mathematical Model Based on AHP and MAUT Techniques for Allocating Contingency Value for Building Projects in Saudi Arabia. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

[img] PDF
ALSALTI'S Thesis.pdf - Accepted Version
Restricted to Repository staff only until 15 May 2021.

Download (5MB)

Arabic Abstract

تعد صناعة البناء، في طبيعتها، واحدة من أكثر الأعمال خطورة بسبب قابليتها للتأثر بعوامل عديدة وبسبب الظروف الفريدة لكل مشروع. تؤدي الإدارة السيئة للمخاطر إلى الفشل في تحقيق النتائج والأهداف المتوقعة للمشروع. ولقد كانت استراتيجية تخصيص تكاليف المخاطر هي الممارسة السائدة التي يتم اتباعها للتعامل مع المخاطر في مشاريع البناء لفترة طويلة. ومع ذلك، أثبتت الأحكام والقرارات الذاتية بشأن تحديد تكلفة المخاطر عدم كفاءتها وعدم دقتها. في حين أن تقدير تكلفة المخاطر يتطلب حسابا دقيقا حيث يجب تنفيذه بشكل منهجي في إطار إدارة المخاطر. وإن توقع تكلفة المخاطر المثلى، التي توازن بين الحفاظ على القدرة التنافسية للأعمال وتحقيق أهداف المشروع، كنسبة مئوية من إجمالي قيمة المشروع هو المسعى الأكثر رغبة. وبالرغم من أهمية مرحلة تقدير تكاليف المخاطر، يوجد ندرة للمراجع العلمية في مجال نماذج التنبؤ بتكاليف المخاطر في المملكة العربية السعودية وخصوصا لمشاريع المباني. لذلك، كان الهدف من هذا البحث هو تطوير نموذج بهدف توقع تكلفة المخاطر المطلوبة التي سيتم تخصيصها من قبل المقاولين المحليين لمشاريع البناء المحلية في المنطقة الشرقية بالمملكة العربية السعودية من خلال الدمج بين تقنية عملية التحليل الهرمي (AHP) وتقنية نظرية المنفعة المتعددة الخصائص (MAUT) . في البداية، تم إجراء مراجعة موسعة للدراسات السابقة لتحديد عوامل الخطر التي تؤثر على القرار بشأن تحديد تكلفة المخاطر. تم فحص العقد الموحد للأشغال العامة عن كثب لإستقراء عوامل الخطر التي تقع مسؤوليتها على المقاول وتم تحديد استراتيجية معالجة المخاطر الأكثر شيوعا لكل عامل خطر محدد بموجب عقد سعر الوحدة مع منهجية التصميم - المناقصة - التشييد. تم تحديد 18 عامل خطر لدراستهم وتحليلهم بالتفصيل. كما تمت مقابلة ما مجموعه 17 خبيرا في مجال تقدير التكاليف لتقييم عوامل الخطر من حيث الآثار المالية واحتمالية الحدوث والأهمية. ولقد كشف البحث، على التوالي، أن عدم واقعية الجدول الزمني وارتفاع الأسعار وعدم كفاءة التصميم هي أكثر عوامل الخطر تأثيرا على تكلفة المشروع. ثم تم إنشاء دوال المنفعة باستخدام برنامج MATLAB ثم تم ترميزها باستخدام لغة البرمجة JAVA لتطوير نموذج أولي سهل الاستخدام. . يتطلب البرنامج من المستخدمين إدخال مستوى التأثير والإحتمالية المتوقعين لعوامل الخطر بالإضافة إلى تحديد السلوك المرغوب اتجاه المخاطر بناء على ظروف المشروع المعني. أخيرا ، تم اختبار قدرات النموذج المطور من خلال تطبيقه على مشروعي بناء. ولقد كان النموذج قادرا على المطابقة مع 90 ٪ من تكاليف المخاطر الفعلية المستهلكة. ولقد كان من الممكن أن يؤدي النموذج المقترح إلى توفير أكثر من 3.5 مليون ريال سعودي لو تم استخدامه بالفعل على المشاريع المعروضة في هذه الدراسة. النموذج المطور هو أداة قوية لأنه يعكس الأبعاد الأساسية للمخاطر حيث تم اعتبارها بشكل ضمني في تطوير النموذج وكذلك بشكل صريح عند الإستخدام. إلى جانب ذلك، أتاح أخذ سلوك المقاولين اتجاه المخاطرفي عين الإعتبار في النموذج فرصة للمقاولين لتحديد الاستراتيجية التي سيتبنونها وفق الظروف المشروع المحددة. يعتقد أن النموذج المطور يتفوق على الممارسات الحالية في تقدير تكاليف المخاطر والذي من شأنه أن يساعد في تعزيز ميزة الشركات التنافسية والحفاظ على هوامش ربح عادلة. بالإضافة إلى مساهمته بشكل كبير في تطوير صناعة البناء ككل لأنه يزيد من فرصة تحقيق النتائج المتوقعة للمشروع ويضمن الإستخدام الأكثر كفاءة للموارد الحكومية والخاصة. كما يمكن استخدام النموذج المط ور أي ضا للمساعدة في وضع الميزانيات الحكومية وتحديد مقدار التمويل المطلوب للمشاريع المقترحة.

English Abstract

The construction industry is by nature one of the riskiest businesses because of its viability to be influenced by numerous factors and the unique circumstances of each project. Poor management of risk and uncertainty can prevent the delivery of project expected outcomes and objectives. Cost contingency allocation has for decades been a common strategy for addressing risk and uncertainty in construction projects. Nevertheless, subjective judgement of and decisions regarding the amount of cost contingency have regularly proven inefficient and imprecise. Cost contingency allocation requires a delicate and systematic estimation of where it should be implemented within the framework of risk management. Prediction of the optimum cost contingency percentage that balances business competitiveness with the achievement of project objectives is the most desirable outcome. However, the literature has revealed a lack of research in the field of cost contingency prediction models, especially in Saudi Arabian building contract firms. Therefore, the objective of this research was to develop a model for predicting the required cost contingency percentage for local contractors engaging in domestic construction projects in the Eastern Province of Saudi Arabia. To this end, an analytical hierarchical process was integrated with multi-attribute utility theory. Initially, an extensive literature review was performed to identify the risk factors influencing decisions regarding cost contingency. The Unified Contract for Public Works was closely examined to extrapolate risk factors in which the responsibility falls on the contractor to determine the most common risk treatment strategies under unit price/lump sum contracts in design-bid-build delivery systems. The hierarchical structure identified 18 risk factors. A total of 17 experts were interviewed to evaluate these risk factors in terms of financial impact, probability of occurrence, and relative importance. This research revealed that unrealistic construction schedules, escalations in prices, and inadequate designs were the most influential on project cost. Utility functions were then established using MATLAB software and subsequently coded using Java to develop a user-friendly interface prototype software. Users of the model input the expected impact and likelihood level of each risk factor and selected the risk behavior desired based on specific project conditions. The capabilities of the model were tested by applying it to two construction projects. The model was able to match 90% of the actual expended cost contingency. Use of the proposed model in the actual cases would have resulted in savings of more than SR 3.5 million. The model developed here is a powerful tool reflecting the basic dimensions of risk where they are implicitly embedded and explicitly appear. Moreover, consideration of the risk attitudes presented in the model provides contractors with the opportunity to choose which strategy to adopt based on specific project conditions. The model is believed to outperform the current practice of allocating cost contingency because it reduces subjectivity, enhances competitive advantage, and maintains fair profit margins. This work greatly contributes to the overall industry because it augments a project’s expected outcomes and ensures more efficient utilization of government and private resources. This model can also be used to assist in establishing government budgets and determining the required funding for proposed projects.

Item Type: Thesis (Masters)
Subjects: Construction
Engineering
Research > Management
Divisions: College Of Environmental Design > Construction Engineering and Management Dept
Committee Advisor: Shash, Ali
Committee Members: Alshibani, Adel and Al-Hadidi, Laith
Depositing User: MOHAMMAD AL SALTI (g201803380)
Date Deposited: 01 Jun 2020 14:10
Last Modified: 01 Jun 2020 14:10
URI: http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/141566