基于可變模糊決策理論的EPC項(xiàng)目總承包商的選擇

張?jiān)?jié) 曹建芮(華北水利水電大學(xué) 水利學(xué)院，河南 鄭州 450045)

運(yùn)行與管理

基于可變模糊決策理論的EPC項(xiàng)目總承包商的選擇

張?jiān)?jié) 曹建芮(華北水利水電大學(xué) 水利學(xué)院，河南 鄭州 450045)

EPC總承包模式下，由總承包商來承擔(dān)有關(guān)項(xiàng)目設(shè)計(jì)、采購(gòu)和施工等風(fēng)險(xiǎn)。因此對(duì)業(yè)主而言，為確保順利實(shí)施EPC項(xiàng)目，選擇合適的總承包商尤為重要。在建立業(yè)主選擇EPC總承包商指標(biāo)體系的基礎(chǔ)上，根據(jù)最小相對(duì)信息熵原理確定各指標(biāo)的主客觀組合權(quán)重，構(gòu)建基于可變模糊決策理論的選擇模型，利用其綜合優(yōu)屬度的排序選擇出可靠的總承包商。以采用EPC模式的W水利工程為例，進(jìn)行總承包商的評(píng)價(jià)和決策，結(jié)果表明該選擇方法合理可行，具有一定的借鑒意義。

EPC模式；總承包商選擇；可變模糊決策理論；組合權(quán)重

近年來，一種采用固定總價(jià)合同的新型承包模式，即“設(shè)計(jì)—采購(gòu)—施工”(EPC)總承包模式在水利工程中逐漸得到推廣。根據(jù)我國(guó)水利工程項(xiàng)目的特點(diǎn)及國(guó)內(nèi)外EPC總承包模式的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)可知：EPC總承包模式主要適用于具有龐大投資規(guī)模、較長(zhǎng)設(shè)計(jì)和采購(gòu)周期的水利工程項(xiàng)目[1]，同時(shí)也要求總承包企業(yè)具有復(fù)雜的專業(yè)技術(shù)及較高的管理水平。因此，如果業(yè)主沒有選擇合適的總承包商，將會(huì)給其帶來意想不到的經(jīng)濟(jì)損失。

目前，對(duì)選擇EPC總承包商的研究主要從指標(biāo)體系和選擇方法兩個(gè)方面進(jìn)行。王顯鵬等人構(gòu)建了對(duì)若干個(gè)候選總承包商的綜合能力進(jìn)行排序的選擇模型[2]；楊曉輝在其碩士論文中對(duì)于業(yè)主在不同階段選擇總承包商時(shí)應(yīng)考慮的影響因素進(jìn)行了詳細(xì)研究[3]；孟憲海、趙啟對(duì)業(yè)主選擇EPC項(xiàng)目總承包商時(shí)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)遵循的原則進(jìn)行了闡述[4]。但是，已有的研究大多僅考慮了主觀因素的單一選擇模型，結(jié)果具有一定的主觀性。

在現(xiàn)有研究成果及可變模糊決策理論的基礎(chǔ)上，建立了EPC總承包商選擇的模型，綜合了模糊綜合評(píng)價(jià)模型、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的非線性模型、理想點(diǎn)模型和模糊優(yōu)選模型等4種模型的評(píng)價(jià)結(jié)果，且采用由層次分析法(AHP)和信息熵確定的主客觀組合權(quán)重，彌補(bǔ)了現(xiàn)有選擇模型所得結(jié)果的偶然性和主觀性，為業(yè)主選擇EPC項(xiàng)目總承包商提供了一種新的思路和方法。

1 構(gòu)建選擇總承包商的指標(biāo)體系

在實(shí)際選擇EPC總承包商時(shí)，業(yè)主并非完全考慮到很多影響因素。為了使其客觀選出合適的承包商，綜合相關(guān)文獻(xiàn)及專家意見，遵循指標(biāo)體系的建立及選擇總承包商的原則，在相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)下，借鑒類似工程經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)本專業(yè)若干專家及業(yè)主單位負(fù)責(zé)人商討后，對(duì)文獻(xiàn)[2]中影響業(yè)主選擇EPC項(xiàng)目總承包商的相關(guān)因素作進(jìn)一步細(xì)分。最終構(gòu)建一個(gè)由5個(gè)一級(jí)指標(biāo)和16個(gè)二級(jí)指標(biāo)(其中5個(gè)為定性指標(biāo)，其余的為定量指標(biāo))組成的遞階層次分明的指標(biāo)體系，具體如圖1所示。

圖1 業(yè)主選擇EPC總承包商的指標(biāo)體系

2 建立總承包商選擇模型

2.1 可變模糊決策模型[5]

在文獻(xiàn)[5]中，陳守煜建立了兩級(jí)可變決策模型，具體為

(1)

式中,i為可供業(yè)主選擇的總承包商的個(gè)數(shù)(i=1,2,…n)；ui為總承包商i的綜合相對(duì)優(yōu)屬度；dgi為決策的距優(yōu)距離;dbi為決策的距劣距離；α為優(yōu)化準(zhǔn)則參數(shù)(α=1,2 ，分別為最小一乘方和最小二乘方準(zhǔn)則)。

(2)

(3)

通常情況下，根據(jù)α和p的取值(α=1,2;p=1,2)，其組合方式主要有以下4種:α=1,p=1;α=1,p=2;α=2,,p=1;α=2,p=2。

(1) 當(dāng)α=1,p=1時(shí)

則

(4)

此時(shí)為一個(gè)相當(dāng)于模糊綜合評(píng)價(jià)模型的線性模型。

(2) 當(dāng)α=1,p=2時(shí)

則

(5)

在dgi和dbi的表達(dá)式中取p=2，此時(shí)相當(dāng)于理想點(diǎn)模型。

(3) 當(dāng)α=2,p=1時(shí)

則

(6)

此時(shí)為可用于描述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中神經(jīng)元的非線性特性或激勵(lì)函數(shù)的sigmoid型函數(shù)。

(4) 當(dāng)α=2,p=2時(shí)

則

(7)

且在dgi和dbi的表達(dá)式中取p=2，此時(shí)相當(dāng)于模糊優(yōu)選模型。

2.2 確定各指標(biāo)的相對(duì)隸屬度[6]

(8)

(9)

(10)

2.3 確定各指標(biāo)的組合權(quán)重

確定各個(gè)指標(biāo)的權(quán)重是選擇模型的首要問題。目前，評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重主要有主觀、客觀和組合權(quán)重3種。為確保EPC項(xiàng)目總承包商選擇更加合理可靠，選擇過程中的主、客觀因素理應(yīng)得到綜合全面的考慮。因此，根據(jù)最小相對(duì)信息熵原理，將由層次分析法確定的主觀權(quán)重和信息熵法確定的客觀權(quán)重進(jìn)行組合得到各指標(biāo)的組合權(quán)重[7]，以確保選擇結(jié)果真實(shí)公正。

2.3.1AHP法確定主觀權(quán)重[8,9]

首先構(gòu)造各層次指標(biāo)的判斷矩陣(主要是依據(jù)前文建立的遞階層次指標(biāo)體系及各層次指標(biāo)兩兩相比的重要性)。由此根據(jù)各判斷矩陣的最大特征值求出其對(duì)應(yīng)的特征向量，并對(duì)其進(jìn)行歸一化處理和一致性檢驗(yàn)，若一致性檢驗(yàn)通過即可得到相應(yīng)的主觀權(quán)重向量Wz。則一級(jí)指標(biāo)的主觀權(quán)重向量為

且滿足

2.3.2 利用信息熵法確定客觀權(quán)重[10]

目前信息熵法常被用來客觀地確定指標(biāo)的權(quán)重其具體步驟如下。

(1) 首先通過對(duì)不同總承包商在各指標(biāo)下的特征目標(biāo)值組成的矩陣X進(jìn)行歸一化處理得到計(jì)算矩陣。為反映評(píng)價(jià)體系中各評(píng)價(jià)指標(biāo)的相對(duì)重要性，應(yīng)根據(jù)要評(píng)價(jià)的問題，將各指標(biāo)作無量綱化處理，本文采用指標(biāo)相對(duì)隸屬度矩陣R作為其計(jì)算矩陣。

(2) 計(jì)算第i個(gè)總承包商Ai在第j個(gè)指標(biāo)下的指標(biāo)值比重pij。

(11)

(12)

式中，ej為第j個(gè)指標(biāo)值。

(4) 計(jì)算各評(píng)價(jià)指標(biāo)的客觀權(quán)重。

(13)

式中，wj為第j個(gè)指標(biāo)的客觀權(quán)重(j=1,2,…,m)。

2.3.3 確定組合權(quán)重[11,12]

(14)

式中， wj為第j個(gè)指標(biāo)的組合權(quán)重； wzj為第j個(gè)指標(biāo)的主觀權(quán)重；wkj為第j個(gè)指標(biāo)的客觀權(quán)重。

對(duì)上述問題進(jìn)行求解可得出組合權(quán)重為

(15)

3 實(shí)例分析

實(shí)施EPC總承包模式的W水利工程，業(yè)主擬采用邀請(qǐng)招標(biāo)的方式選擇合適的總承包商。要從6家備選的總承包企業(yè)中篩選出最為可靠的3家，并對(duì)其發(fā)出招標(biāo)邀請(qǐng)。有關(guān)各總承包企業(yè)的基本情況如表1所示。表中無法量化的定性指標(biāo)的特征目標(biāo)值由相關(guān)專家根據(jù)總承包商的實(shí)力，采用10分打分法，對(duì)其進(jìn)行量化[2]。

表1 各總承包企業(yè)對(duì)應(yīng)不同指標(biāo)的特征目標(biāo)值

表2 各評(píng)價(jià)指標(biāo)下不同總承包商的相對(duì)隸屬度

3.1 確定各指標(biāo)的相對(duì)隸屬度

根據(jù)2.2中的公式(8)～(10)計(jì)算出的各總承包商在各評(píng)價(jià)指標(biāo)下的相對(duì)隸屬度如表2所示。

3.2 主客觀組合權(quán)重的確定

3.2.1 確定主觀權(quán)重

根據(jù)2.3.1中層次分析法確定主觀權(quán)重的具體方法及相關(guān)專家的打分情況，可得出各評(píng)價(jià)指標(biāo)的主觀權(quán)重向量為

Wz={0.097,0.027,0.074,0.098,0.038,0.010,0.061,0.258,0.049,0.091,0.027,0.020,0.072,0.072,0.060,0.019}

3.2.2 確定客觀權(quán)重

(1) 根據(jù)2.3.2中的公式(11)計(jì)算第i個(gè)總承包商在第j個(gè)指標(biāo)下的指標(biāo)值所占的比重。以總承包商A1和指標(biāo)U11為例，則有

其余各指標(biāo)下不同總承包商的指標(biāo)值所占的比重如表3所示。

(2) 根據(jù)2.3.2中的公式(12)計(jì)算得出各指標(biāo)的熵值ej，然后根據(jù)公式(13)計(jì)算各評(píng)價(jià)指標(biāo)的客觀權(quán)重，其中假定當(dāng)pij=0時(shí)，pijlnpij=0。表4即為各指標(biāo)的客觀權(quán)重。

3.2.3 確定主客觀組合權(quán)重

將3.2.1和3.2.2中求得的主客觀權(quán)重代入2.3.3中的公式(15)，由此可以求解出各指標(biāo)的組合權(quán)重，如表5所示。

表3 各指標(biāo)下不同總承包商的指標(biāo)值比重pij

表4 指標(biāo)U11～ U53的客觀權(quán)重

表5 指標(biāo)U11～ U53的組合權(quán)重

3.3 模型的選擇結(jié)果

將3.1中確定的各指標(biāo)的相對(duì)隸屬度和3.2中計(jì)算的主客觀組合權(quán)重代入2.1的模型公式中，計(jì)算出不同α和p組合所得的4個(gè)不同選擇模型下各總承包商的綜合優(yōu)屬度，見表6。

表6 可變模糊選擇模型計(jì)算結(jié)果

根據(jù)表中可變模糊選擇模型的計(jì)算結(jié)果，可求出不同總承包商在4種選擇模式下綜合優(yōu)屬度的平均值及其優(yōu)劣排序。結(jié)果表明，關(guān)于W水利工程在EPC模式下總承包商的選擇，業(yè)主應(yīng)向總承包商A2、A5、A4三家企業(yè)發(fā)出邀請(qǐng)招標(biāo)。事實(shí)證明，最終結(jié)果與實(shí)際情況比較吻合，該選擇方法對(duì)于EPC項(xiàng)目總承包商的選擇具有一定的有效性和可行性。

4 結(jié) 語

運(yùn)用可變模糊決策模型，建立業(yè)主選擇EPC項(xiàng)目總承包商的選擇模型，先后運(yùn)用AHP和信息熵法，分別計(jì)算各指標(biāo)的主、客觀權(quán)重，并根據(jù)最小相對(duì)信息熵原理對(duì)其進(jìn)行組合[11]；通過各指標(biāo)的指標(biāo)值矩陣X，求得其對(duì)應(yīng)的隸屬度矩陣；將指標(biāo)的主客觀組合權(quán)重及其相對(duì)隸屬度數(shù)據(jù)代入可變模糊決策模型中，得出EPC項(xiàng)目總承包商的選擇方案；最后，將該選擇模型應(yīng)用于W水利工程實(shí)例中，對(duì)6個(gè)備選總承包商企業(yè)的綜合優(yōu)屬度進(jìn)行優(yōu)劣排序，確定業(yè)主的選擇對(duì)象。

將基于可變模糊決策理論的選擇模型及主客觀組合權(quán)重應(yīng)用于EPC項(xiàng)目總承包商的選擇問題中，使所得評(píng)價(jià)結(jié)果更加全面，且彌補(bǔ)了由個(gè)人主觀臆斷帶來的缺陷。實(shí)例結(jié)果表明，該選擇模型得到的評(píng)選結(jié)果與實(shí)際中選擇方案契合，是業(yè)主選擇EPC項(xiàng)目總承包商時(shí)可以考慮的有效方法之一。

[1] 趙啟.EPC項(xiàng)目選擇承包商研究[D].北京:清華大學(xué),2005.

[2] 王顯鵬,賈增科.基于Vague集的EPC項(xiàng)目總承包商選擇模型研究[J].項(xiàng)目管理技術(shù),2011,9(6):13-16.

[3] 楊曉輝.綠色理念下EPC項(xiàng)目總承包商選擇研究[D].哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué),2011.

[4] 孟憲海,趙啟.EPC項(xiàng)目選擇總承包商的原則與標(biāo)準(zhǔn)[J].經(jīng)貿(mào)實(shí)務(wù),2005,(7):55-57.

[5] 陳守煜.水資源與防洪系統(tǒng)可變模糊集理論與方法[M].大連:大連理工大學(xué)出版社,2005.

[6] 陳守煜.復(fù)雜水資源系統(tǒng)優(yōu)化模糊識(shí)別理論與應(yīng)用[M].長(zhǎng)春:吉林大學(xué)出版社,2002.

[7] 李秋元,劉東.組合權(quán)重模糊模型在區(qū)域地下水水質(zhì)評(píng)價(jià)中的應(yīng)用[J].中國(guó)農(nóng)村水利水電,2014,(3):1-4.

[8] 方國(guó)華,黃顯峰.多目標(biāo)決策理論、方法及其應(yīng)用[M].北京:科學(xué)出版社,2011.

[9] 王方勇,穆征,李靜,等. 基于模糊AHP分析法的水庫移民環(huán)境容量分析[J]. 人民長(zhǎng)江,2009,40(13):66-68.

[10]羅進(jìn).利用信息熵計(jì)算評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重原理及實(shí)例[J].武漢紡織大學(xué)學(xué)報(bào),2014,27(6)：86-89.

[11]文俊,李靖,金菊良，等.基于熵組合權(quán)重的區(qū)域水資源可持續(xù)利用預(yù)警模型[J].水電能源科學(xué),2006,(3):6-10.

[12]吳開亞,金菊良.區(qū)域生態(tài)安全評(píng)價(jià)的熵組合權(quán)重屬性識(shí)別模型[J].地理科學(xué),2008,(6):754-758.

(編輯：唐湘茜)

2017-01-10

張?jiān)?jié)，女，華北水利水電大學(xué)水利學(xué)院，碩士研究生.

1006-0081(2017)02-0027-05

TV512

A