王志強， 張樵民， 崔金海

(青島理工大學 管理工程學院， 山東 青島 266520)

自二十世紀八十年代以來，通過借鑒國外眾多工程建設模式與經驗，以 EPC (Engineering-Procurement-Construction)模式為典型代表的工程總承包模式在我國建筑領域得到廣泛應用。EPC模式集“設計-采購-施工”于一體，以其縮短建設工期、節(jié)約投資成本、深化設計、降低業(yè)主風險等眾多優(yōu)點得到了政府和行業(yè)的大力推廣和應用。在政府推廣方面，我國中央政府先后頒布了建筑法、示范文本、管理規(guī)范等眾多措施，地方政府也出臺相關財稅政策以促進其發(fā)展。在行業(yè)應用方面，隨著國內建筑工業(yè)化趨勢的深入以及BIM(Building Information Modeling)等信息技術的應用，業(yè)主對工程一體化、集成化、精細化管理有了更高要求，EPC模式與業(yè)主的需求相契合而成為業(yè)主的首選。另外，隨著 “一帶一路”戰(zhàn)略的推進，我國對外承包企業(yè)異軍突起。相關數(shù)據(jù)顯示，我國對外采用EPC模式的工程業(yè)務已經超過一半，已然成為當下最主要的業(yè)務模式。

現(xiàn)階段EPC模式在我國工程領域的應用面臨著這樣的困境：一方面，EPC模式下需要對總承包商的一體化管理(Enterprise Resource Planning ，ERP)水平及信息技術應用水平(如BIM等)全面考量，這是實現(xiàn)工程目標的客觀要求。另一方面，EPC模式下總承包商的評選準則還主要依據(jù)“設計-建造(Design-Build，DB) ”模式下的技術標與商務標兩個指標，二者又不相適應，這是應用中的現(xiàn)實情況。因此，破解EPC模式的應用困境，需要對評價標準及評價方法進行變革。另外，EPC項目中，總承包商負責全部或核心工作的實施，所以，總承包商的水平成為決定項目建設水平的關鍵。這就要求業(yè)主要綜合各方面因素，實現(xiàn)總承包商的優(yōu)選。

在相關研究方面，國外相關學者更加注重選擇承包商時的方法應用，以求使用簡便、科學合理。Darvish等[1]運用圖形理論和矩陣方法對承包商進行了排序，為項目所有者提供決策支持系統(tǒng)。Oladapo[2,3]等認為層次分析法(Analytic Hierarchy Process，AHP)彌補了“最低報價法”在實際應用中的缺陷，可以作為決策依據(jù)，最后證明了其合理性。Araujo等[4]對眾多文獻進行梳理，將影響承包商的重要因素歸納總結，并從中選取十二個作為評價指標，運用PROMETHEE V，PROMETHEE GDSS構建模型，結合案例分析了其科學性。

與國外相比，國內學者對總承包商的選擇不僅注重方法的應用，還詳細考慮指標依據(jù)。張水波等[5]分別從工程總承包的特點、業(yè)主的整體選擇策略與方式等方面進行了論述，提出了總承包商的評標標準。孟憲海等[6]從招投標的三個階段出發(fā)，就選擇的原則和標準進行了理論分析。管百海[7]建立了模糊綜合評價法與逼近理想解法 (Technique for Order Preference by Similarity to an Ideal Solution，TOPSIS)法相結合的多指標多屬性決策模型，由于聯(lián)合體疊加效果折減系數(shù)β的不確定使得優(yōu)選結果不確定。王顯鵬等[8]基于業(yè)主立場，構建了EPC項目下的總承包商評價指標體系，建立了基于Vague集的選擇模型，但指標權重全部由專家打分得出，太過主觀。趙文義等[9]構建了公路項目中選擇總承包商的三級指標體系，利用統(tǒng)計學原理，提出了組合賦權的多目標決策優(yōu)化模型，因為影響因子權重過于片面，評價結果不理想。宋媛媛等[10]在主客觀組合權重的基礎上，建立可變模糊決策模型，但缺乏對總承包商技術研發(fā)及理念創(chuàng)新的考慮，評價體系有待完善。通過對以上國內外文獻的分析，我們認為EPC模式下總承包商的選擇存在著評判指標不完善，權重過于片面，評價方法不切合實際等問題。

因此，本文針對以上問題，同時結合國內外EPC項目發(fā)展趨勢及特點，擬構建EPC模式下總承包商的優(yōu)選指標體系，采用更為科學的Vague集的模糊區(qū)間值對定性指標權重進行量化。最后，結合博弈論組合賦權法以確定綜合權重，建立Vague集的逼近理想解法(TOPSIS)的多屬性決策模型，依據(jù)相對貼近度的大小對總承包商進行優(yōu)選。

1 EPC項目工程總承包商群決策優(yōu)選理論分析

1.1 EPC模式

EPC模式是工程總承包模式下的一種典型方式，最初在西方國家的私人投資項目中出現(xiàn)，目前國際上對此還沒有統(tǒng)一的定義。根據(jù)我國有關機構和部門規(guī)定[11,12]：EPC一般指項目管理企業(yè)承擔全程項目管理任務，工程總承包企業(yè)承擔前期規(guī)劃、設計、采購和施工全過程管理的一種總承包任務，在這種模式下承包商承擔建設過程中的大部分任務和風險 。

根據(jù)近年來國際工程實踐來看，我國“工程總承包”的概念大致包括DB，EPC以及“交鑰匙(Turnkey)”三種典型模式，相關研究學者[13～15]大都將其視為類似或同一模式，其核心思想都是實現(xiàn)設計與施工的一體化。但從實踐應用來看，三者各不相同；DB模式主要用于房建與其他土木工程領域，EPC模式一般用于與生產設備緊密相關的冶煉、電力、礦業(yè)等工程項目領域，而Turnkey模式多用于設備供貨與安裝項目[16]。此外，吳宇輝[17]認為在EPC總承包模式下有交鑰匙(Turnkey)總承包、“設計-施工”(DB)總承包、“建設-轉讓”(Build-Transfer，BT) 總承包、“設計-采購” (Engineering Procurement，EP)總承包、“采購-施工”(Procurement-Construction，PC)總承包五種合同形式。

需要說明的是，“工程總承包”僅僅是我國國內的通用術語，國際上還是將EPC，DB， Turnkey，Package Deal(一攬子承包)等名詞作為“工程總承包”的通用術語，這些術語僅僅在含義上是基本一致的，本文將這些視為同一個概念，但在具體實踐中還是有差別的。

1.2 Vague集理論

定義一[18]：設U是論域，其元素為x，U上的一個Vague集A用一對隸屬函數(shù)tA和fA表示，即tA:U→[0,1]，fA:U→[0,1]，滿足 0≤tA(x)+fA(x)≤1，其中tA(x)稱為Vague集A的真隸屬函數(shù)，表示支持x∈A的證據(jù)的隸屬度下界，fA(x)稱為Vague集A的假隸屬函數(shù)，表示反對x∈A的證據(jù)的隸屬度下界，稱πA(x)=1-tA(x)-fA(x)為x相對于A的猶豫度，πA(x)值越大，說明x相對于A的不確定信息越多。稱閉區(qū)間[tA(x),1-fA(x)]為Vague集A在點x的Vague值，且[tA(x),1-fA(x)]∈[0,1]。

定義二：設α=[tα,1-fα]，β=[tβ,1-fβ]是論域U上的兩個Vague值，λ∈R，且λ>0，則有：

tα?tβ=[tαtβ,1-(fα+fβ-fαfβ)]，

tα⊕tβ=[tα+tβ-tαtβ,1-fαfβ]，

(tα)λ=[(tα)λ,(1-fα)λ]

2 總承包商優(yōu)選指標及權重確定方法

2.1 總承包商優(yōu)選指標體系構建

在我國現(xiàn)行招投標活動中，確定中標人的主要方法有“最低報價法”和“綜合打分法”， 由于“最低報價法”在劃定“技術指標”與價格的折算關系上難以確定，因此本文選擇“綜合打分法”。業(yè)主選擇總承包商的因素有很多，本文在閱讀大量文獻基礎[10,19～24]上，同時結合《中華人民共和國建筑法(2011)》、《中華人民共和國招標投標法實施條例(2011)》、《建設項目工程總承包管理規(guī)范(2017)》中對總承包商的要求，依據(jù)招投標不同階段，遴選了四個一級指標和十八個二級指標，并根據(jù)指標類型和屬性加以區(qū)分。A1，A2兩個指標關注于總成承包商的業(yè)績，A3，A4更加關注總承包商對招標文件所做出的實質響應，及針對項目所做的具體措施。詳細指標如表1所示。

表1 總承包商優(yōu)選指標體系

(1)總承包商信譽及經驗

主要考察總承包商企業(yè)資質是否符合業(yè)主建設要求，以及總承包商是否具備已建相似工程的實際經驗。此項工作一般在資質審查階段進行，可縮小總承包商范圍，減少業(yè)主工作量。

(2)總承包商商務能力

將總承包商的企業(yè)財務能力考慮進去，一方面，可防止總承包商低價惡性競爭；另一方面，也可以衡量企業(yè)的運營能力。需要說明的是，投標報價不是越少越好，根據(jù)規(guī)定：投標人的投標報價不得低于工程成本。在實際中，在同等條件下，往往選取在標底價格上下浮動，距離標底價格最近的投標報價作為中標者。業(yè)主可從總承包商提交的資格審查材料和投標文件中獲得相關具體數(shù)據(jù)。

(3)總承包商技術投入

創(chuàng)新是企業(yè)的生命。隨著我國與國際EPC項目大型化、復雜化的趨勢，業(yè)主不僅要考慮傳統(tǒng)招投標中“技術標”的所有要點，還要更加關注總承包商的技術研發(fā)能力和信息技術的應用，以實現(xiàn)精細化管理趨勢，因此，將指標A34，A35考慮進去。

(4)總承包商管理體系

“設計-采購-施工”一體化建造模式是EPC模式的最大特點。因此，EPC模式下業(yè)主更加看重總承包商的總體管理水平，而管理水平只能從總承包商投標文件中應對風險等與參與方的溝通、協(xié)調措施中顯現(xiàn)出來，且只要依據(jù)專家的主觀判斷，很難定量分析。

2.2 指標的Vague值表示方法

2.2.1定量指標的Vague值表示方法

對于定量指標，其原始數(shù)據(jù)可以直接從資格審查文件或投標文件中獲得，而不是以Vague集的形式給出。本文依據(jù)不同類型將定量指標分為效益型和成本性兩種，對定量指標進行規(guī)范化處理，以轉化為隸屬度[0,1]中的Vague集形式。rjk(由式(1)計算)與Vague值的對應區(qū)間如表2所示。

表2 九級語言術語集與Vague值的對應關系

若設xjk(1≤j≤m,1≤k≤n)為定量指標屬性值，則規(guī)范化的Vague值表達方式為：

當xjk為效益型(↑)指標：

(1)

當xjk為成本型(↓)指標：

(2)

(3)

2.2.2定性指標的Vague值表示方法

在投標評審環(huán)節(jié)，對“組織與人員設置”、“管理體系規(guī)范程度”等定性指標，很難用一個精確的數(shù)來表示評審專家的偏好。在實際投標評審環(huán)節(jié)中，一般采取專家打分法以表示其重要程度，受主觀因素影響較大。本文在具體應用中，采用Vague語言變量，既可以簡便地確定Vague目標的相對優(yōu)數(shù)度，又可以較好地表示決策者偏好信息。具體Vague值可由評審專家參照表2的九級語言變量給出。需要指出的是，根據(jù)實際情況，也可以分為不同的級別，如七級或十一級。

2.3 優(yōu)選指標權重的確定

指標權重是評價體系的重要部分。通?？蓜澐譃橹饔^賦權法和客觀賦權法兩大類。主觀賦權法通常包括層次分析法(AHP)、專家咨詢法等，由于受決策者或專家主觀因素影響較大，因而缺乏科學性；客觀賦權法主要包括主成分分析法(Principal Component Analysis，PCA)、灰色關聯(lián)分析法、投影追蹤分析法等，因為沒有考慮到利益者的風險偏好等，可靠程度也比較低。無論采取主觀賦權法還是客觀賦權法，都會造成不同程度的信息丟失，為此，本文引用改進的博弈綜合權重，以獲得更為可靠、科學的綜合權重值。

2.3.1基于Vague集的指標權重

2.3.2改進的博弈綜合權重

(4)

(5)

從而得到最優(yōu)組合權重w*：

(6)

3 基于Vague集理論的TOPSIS法

3.1 基于Vague集的決策矩陣

設B={b1,b2,…,bs}為專家集，其中bi表示第i個專家；C={c1,c2,…,cm}為方案集，其中cj表示j個方案；D={d1,d2,…,dn}為指標集，其中dk表示第k個指標屬性。則任一專家bi的初始評價矩陣可表示為：

(7)

根據(jù)定義一，專家bi的Vague集決策矩陣可表示為：

(8)

3.2 基于Vague集的群決策綜合值

對于指標屬性xjk的Vague值ujk，決策群中第i位專家評價的權重為λi，則有：

(9)

考慮準則的權重wk，根據(jù)下式計算cj個方案的綜合評分：

(10)

3.3 Vague集的正負理想值確定

(11)

(12)

3.4 Vague值區(qū)間的距離測度

設α=[tα,1-fα]，β=[tβ,1-fβ]是論域U上的兩個Vague值，此時，忽略各準則的真、假隸屬度函數(shù)以及棄權部分的不同權重，考慮到準則分配的不同權重[27]，則α與β之間改進的的距離測度公式為：

(13)

各方案與正負理想值的距離為：

(14)

(15)

計算完d+與d-后，計算各方案的相對貼近度σ(cj)：

(16)

3.5 基于Vague集的TOPSIS法計算步驟

第一步：確定各專家的權重和各準則的權重。各專家的權重由招標委員會直接給出。各準則的權重，運用改進的博弈綜合權重模型(2.3.2)求出指標綜合權重[26]。

第二步：對于定性指標，可參照表2直接給出，或者使用語言變量表示專家的意見，然后依據(jù)表2 將專家意見轉換成相應的Vague值；對于定量指標，根據(jù)式(1)～(6)轉化為Vague值。

第三步：將各專家的權重與對應的評級集相乘，根據(jù)式(9)匯總第cj個方案在第k個指標下的Vague值Ujk。

第四步：將各個準則的權重與對應的Vague集相乘，根據(jù)式(10)計算第cj個方案的專家綜合評價意見Uj。

第五步：根據(jù)式(11)，(12)確定正負理想值。

第六步：只考慮指標權重時(不考慮真、假隸屬函數(shù)權重)，根據(jù)公式(13)～(15)計算各方案到正負理想值的距離；

第七步：根據(jù)式(16)計算各方案的相對貼近度。

第八步：依據(jù)相對貼近度σ(cj)大小將各候選總承包商排序，選擇最優(yōu)總承包商。

4 實例分析

青島某裝配式教學樓項目在政府的大力支持下，擬采用EPC模式進行建設，具體招標事務委托給獨立的第三方機構進行處理。評標委員會由1名招標人代表和8名管理、技術、經濟等領域的專家、學者共同組成。招標控制價為1.37億元。經過資格初審，共有五家候選單位進入現(xiàn)場評標環(huán)節(jié)，最后的標底價格為1.295億元。參照表1，各個候選總承包商的具體情況見表3。

表3 各候選總承包商初始數(shù)據(jù)

(1)指標權重確定：以一級指標“企業(yè)信譽及經驗A1”為例，由層次分析法得到指標向量(w11,w12,w13,w14)=(0.302,0.221,0.237,0.240)；由灰色關聯(lián)分析法得到指標向量(w11,w12,w13,w14)=(0.282,0.261,0.245,0.212)；根據(jù)式(4)～(6)運用MATLAB工具，可求得綜合權重(w11,w12,w13,w14)=(0.296,0.232,0.238,0.232)。根據(jù)此方法，還可以求出A2～A4的二級指標向量，如表3所示。

(2)就候選總承包商T1的“企業(yè)資質等級A11”指標，九位專家的意見分別為“非常滿意”“較滿意”“非常滿意”“較滿意”“較滿意”“較滿意”“滿意”“滿意”“較滿意”，通過語言評價信息轉化為Vague值：[0.85,0.9]，[0.6,0.75]，[0.85,0.9]，[0.6,0.75]，[0.6,0.75]，[0.6,0.75]，[0.7,0.8]，[0.7, 0.8]，[0.6,0.75]。候選承包商T1的“已完類似工程合同額A12”指標根據(jù)式(1)求得r12=0.616，根據(jù)表2，可轉化為Vague值：[0.6,0.75]。

(3)招標委員會通常會根據(jù)專家的經驗、職稱等因素賦予專家不同的權重。這里給出的專家權重λ=(0.12，0.10，0.10，0.11，0.10，0.13，0.12，0.11，0.11)，候選承包商T1在“企業(yè)資質等級A11”的綜合Vague值為：

[0.6，0.75]⊕0.10?[0.85，0.9]⊕0.11?[0.6，0.75]⊕0.10?[0.6，0.75]⊕0.13?[0.6，0.75]⊕0.12[0.7，0.8]⊕0.11?[0.7，0.8]⊕0.11?[0.6，0.75]=[0.42，0.80]

同理，考慮專家的權重，將所有初始評價語言通過表2轉化成Vague值，并根據(jù)公式(9)對初始決策矩陣轉化成綜合專家意見的Vague值評價矩陣，如表4所示。

表4 綜合專家意見的Vague值評價矩陣

(4)考慮各指標的權重，根據(jù)式(10)計算各個候選總承包商下一級指標的綜合評價意見。候選總承包商T1的“企業(yè)信譽及經驗A1”的專家綜合評價意見U1為：

同理，根據(jù)式(10)可計算出其他候選總承包商的一級指標綜合評價意見，如表5所示：

表5 綜合專家意見的Vague值評價矩陣

(5)根據(jù)表5確定正負理想值：

(6)確定各一級指標的權重為：w=(0.18,0.22,0.27,0.33)，根據(jù)公式(13)～(16)計算各方案到正負理想值的距離及相對貼近度，如表6所示。

表6 各方案的正、負理想解的距離及相對貼近度

(7)根據(jù)相對貼近度σ(cj)，可知候選總承包商的排序為：T5?T3?T1?T4?T2，所以選擇T5作為中標總承包商，與實際相符。

5 結 論

(1)EPC模式下，評標專家對總承包商多方面的綜合選擇可視為多屬性群體決策問題。采用Vague集理論可以有效解決評標過程中的不確定性和模糊性問題，博弈綜合權重方法也可以避免賦權時的主觀隨意性。實例分析的結果與實際相契合，這表明該模型具有一定的實踐意義。

(2)本文綜合了定量與定性分析方法，在對理論基礎進行分析的基礎上，通過建立數(shù)學模型，為業(yè)主多方面綜合選擇總承包商提供決策支持。評價指標的完善對現(xiàn)實招投標活動具有一定的指導意義，對指標屬性的劃分，也更加貼近實際，彌補了“綜合報價法”的缺陷。但隨著EPC模式的應用與發(fā)展，指標體系需要進一步完善。

(3)文中考慮了指標的權重，并未考慮各指標的真、假隸屬度函數(shù)以及棄權部分的相應權重，可能會對結果產生一定的影響，這也是我們要進一步研究的內容。