基于ISM模型的EPC項目風險網(wǎng)絡分析

趙政 張敏 鄭麗娟

【摘 要】 近年來，EPC工程總承包模式成為中國工程行業(yè)的熱點之一，是當前國際工程承包中普遍采用的承包模式。EPC模式鞏固強化了承包商在項目中的核心作用，但此模式優(yōu)化甚至簡化了業(yè)主的責任成分，致使項目風險重新分配，承包商自然地成為風險責任主體。為提高承包商對該類項目風險的管理水平，文章采用改進的Fuzzy-ISM模型，在分類辨識影響EPC總承包項目實施的風險因素的基礎上，建立項目6級層次風險網(wǎng)絡模型，結合MICMAC分析，計算每個風險因素的驅動力和依賴性，進而得出各風險因素之間的相互作用。模型計算結果表明：項目風險因素并不是孤立的點，它們之間存在遞進關系;項目風險網(wǎng)絡中合同風險和管理風險為驅動力較大的關鍵因素;設計風險和采購風險存在強關聯(lián)關系，總承包商在進行風險管理時應視為重點。

【關鍵詞】 EPC總承包; ISM模型; 風險網(wǎng)絡; 三角模糊數(shù); MICMAC分析

【中圖分類號】 F284 ?【文獻標識碼】 A ?【文章編號】 1004-5937（2019）20-0147-06

一、引言

EPC（Engineering Procurement and Construction）即設計、采購、施工一體化，工程的勘察、設計、采購、施工、安裝等建設任務交由一個承包商，該承包商對工程質量、進度、成本等目標全面負責，與傳統(tǒng)相比，具有利于設計和施工協(xié)調、降低總成本和提高項目整體效益的優(yōu)勢[1]。由于總承包項目規(guī)模巨大、涉及的技術專業(yè)多、建設過程復雜，易受不可抗因素影響，并且總承包商同時承擔設計、采購和施工任務，所以需要承擔大部分政治風險和所有的經(jīng)濟、技術、管理方面的風險[2]。EPC項目風險因素復雜多樣，相對于傳統(tǒng)項目，總承包商將面臨更大的風險，這就要求承包商要全面的識別風險，以精準、高效的方式應對，提高自身利益。因此，如何科學、全面、有效地對EPC總承包項目風險進行分析研究與管理，顯得十分必要。

目前已有不少學者對總承包項目風險進行了較為系統(tǒng)的研究，楊寶臣等[3]針對EPC項目不同階段，構建項目綜合集成風險管理系統(tǒng)，進行持續(xù)、多元、動態(tài)的風險管理。劉東海等[4]從總承包商的角度，用Monte-Carlo法建立多種風險因素下水電EPC項目成本變動模型，定量模擬總承包商的成本變化規(guī)律和成本風險的控制。朱毅等[5]對總承包商在EPC項目中面臨的風險進行了全面的識別與歸類，對風險因素進行了權重分析，根據(jù)權重結果將風險因素分為三個控制層級。吳笛等[6]結合層次分析法和模糊數(shù)學理論，建立項目風險評價指標體系，得出EPC項目的風險等級。目前現(xiàn)有研究為EPC項目風險研究提供了理論和方法基礎，但上述相關研究大多將項目風險因素作為孤立的點進行分析，未考慮到風險因素之間的相互作用或相互依存關系，缺乏從風險因素之間關聯(lián)關系的角度對總承包項目風險問題展開研究。

鑒于以上分析，本文從EPC項目承包商的視角，運用改進的Fuzzy-ISM模型開發(fā)了一個風險網(wǎng)絡，來說明項目風險因素間的相互作用，引入MICMAC分析，利用驅動力—依賴性來分析某個風險能夠影響其他風險或受影響的程度，描述風險因素對項目目標的影響程度。在本文中，項目成本是項目唯一的目標，其他目標如時間和質量被視為影響項目成本的次要風險因素。本研究在一定程度上彌補了現(xiàn)有工程風險分析缺乏對風險關聯(lián)關系分析的不足，研究結果可以為總承包商風險管理提供新思路和決策參考。

二、研究方法

解釋結構模型（Interpretative Structural Modeling，ISM），是一種用于分析復雜技術社會系統(tǒng)層級結構的靜態(tài)分析方法[7]。該方法采用圖論中的關聯(lián)矩陣原理對復雜系統(tǒng)的整體結構進行分析，通過有向圖來描述系統(tǒng)各要素間的關系[8]。ISM模型特點是把復雜的系統(tǒng)分解為若干子系統(tǒng)，結合人的實踐經(jīng)驗，以計算機為輔助，構建出一個多級遞階的結構模型，使系統(tǒng)內部各要素之間的相互關系和所處地位清楚明了[9]。

近年來已有學者將ISM模型應用于建設項目風險管理中，蔡建國等[10]采用ISM模型進行棚戶區(qū)改造項目風險影響因素分析，建立3級多層遞階解釋結構模型，得出影響項目的直接、間接和根本的因素。鄭家喜等[11]應用ISM結構模型，對建設項目風險因素進行了全面的量化分析，明確得到風險因素之間的直接關系、傳導路徑和重要程度。鄭家喜的研究方法給本研究提供了很好的啟發(fā)，由于項目風險因素眾多且具有不確定性，難以確定精確的數(shù)值衡量它們相互作用的大小，所以在用傳統(tǒng)ISM通過德爾菲法確定因素之間確切的關系時，會出現(xiàn)結果不穩(wěn)定、隨機的現(xiàn)象。另外，傳統(tǒng)ISM的專家評分法要求較為嚴格，很難滿足其所要求的條件。故本研究在傳統(tǒng)ISM的基礎上進行改進，提出對風險因素分類構建ISM模型，通過這種方式可以將風險因素間的關系數(shù)量減少，使構建的風險網(wǎng)絡更加清晰明了。例如：本研究確定了48個風險因素，按照傳統(tǒng)的ISM模型專家應該對48×47=2 256種關系進行確定，而先將這些因素分成8類之后，這個數(shù)字減少到312種（減少87%）。為此本文將三角模糊數(shù)和改進的ISM方法結合，即Fuzzy-ISM模型，不僅可以對EPC總承包項目風險影響因素間交互關系程度進行刻畫，還能確定各個風險影響因素的傳導路徑和所處的層級。

三、風險因素識別與歸類

EPC項目實施過程中會遇到許多復雜的風險因素，且風險因素之間存在復雜的相互關聯(lián)關系。正確識別風險因素間的影響關系，對EPC總承包項目風險控制起決定性作用。本文通過回顧建筑項目風險管理領域的文獻，通過閱讀文獻識別歸納出48個獨特的風險因素，參考文獻[5]的風險分類指標體系，將48個風險因素分為8種不同的風險類別，見表1。

四、改進Fuzzy-ISM模型的構建

（一）確定風險因素之間的關系

EPC項目風險影響因素之間的關系分析是進行多層遞階模型構建的基礎。為了有效刻畫EPC項目風險因素間的關聯(lián)程度，本文采用專家打分法來構建影響因素之間的模糊關聯(lián)關系。首先邀請國內長期從事EPC項目的高級工程師、總包項目經(jīng)理等10位專家形成專家小組;然后，這10位專家依據(jù)表2所示的影響關系判定表，對表1給出的8種風險類別，48種風險因素，分別按風險類別和分類別的風險因素間的關聯(lián)程度進行判斷，并通過求平均值獲得最終關聯(lián)關系矩陣，為了說明分析方法，以設計風險因素為例對分析方法進行說明，結果如表3所示。

（二）建立風險因素初始鄰接矩陣

采用公式1給出的方法對風險因素關系矩陣去模糊化，E表示三角模糊數(shù)去模糊化結果。

閾值用于確定總承包項目兩個風險因素之間是否存在關系，運用公式2對去模糊化后的矩陣進行轉化，結合風險因素關系矩陣，依據(jù)文獻和專家咨詢，確定閾值α取0.5，構建設計風險影響因素初始鄰接矩陣，見表4。

式中，πij表示影響因素i對j的影響關系，α為閾值。

（三）計算最終可達矩陣

EPC總承包項目設計風險因素最終可達矩陣，可以由初始鄰接矩陣進行如下運算確定。

公式3中，I為單位矩陣，A為初始鄰接矩陣，通過MATLAB編程可計算出風險因素最終可達矩陣，即穩(wěn)定狀態(tài)下設計風險影響因素間的影響關系，結果見表5。

（四）風險網(wǎng)絡的構建

根據(jù)設計風險因素可達矩陣列出每個元素的可達集R（Si）、先行集A（Si）與共同集C（Si），其中C（Si）=R（Si）∩A（Si）。首先，找出可達集與共同集相等的元素，即C（Si）=R（Si），作為ISM模型的第一層;接著刪除可達矩陣中第一層元素所在的行和列，得到一個新的可達矩陣;然后從新的可達矩陣，再找出可達集與共同集相等的元素，作為ISM模型的第二層;依此類推，直到找出各層級包含的所有元素[12]。設計風險因素的層級劃分結果，如表6。

為了能夠清晰地表達ISM模型的結構層次，本模型中只考慮各個風險因素間的直接關聯(lián)關系，忽略間接關聯(lián)系。最后，依據(jù)設計風險因素可達矩陣和層級劃分結果，得到設計風險因素ISM模型。

重復上述（一）—（四）的步驟，可以依次構建出風險影響因素類別、合同風險影響因素、施工風險因素等8個ISM模型，從而構建出EPC項目風險因素網(wǎng)絡圖，如圖1。

五、MICMAC分析

在確定各風險因素多級遞階結構網(wǎng)絡的基礎上，通過交叉影響矩陣相乘分類法（MICMAC）來進一步分析風險因素所處的地位和作用，進而明確風險因素的不同特性，采取針對性措施，達到對EPC項目風險控制的目的。

要進行MICMAC分析，首先要計算EPC項目風險因素的驅動力與依賴性。根據(jù)驅動力與依賴性計算結果，可以將風險因素分成4類：獨立簇、聯(lián)系簇、依賴簇和自治簇[13]。各風險類別或風險因素的驅動力（Dij）和依賴性（Rij）可以通過公式5求得，結果如圖2和圖3。

其中m代表某種風險因素可達矩陣M中風險因素個數(shù)，為dij可達矩陣M中的元素;n代表風險因素類別可達矩陣N中風險類別個數(shù)，cij表示可達矩陣N中的元素。

例如：風險類別中設計風險的驅動力=

根據(jù)以上計算結果，將EPC項目風險類別、風險因素分別分成4類對應于坐標系的4個象限。第Ⅰ象限屬于自治簇的風險因素，處于這個區(qū)域的風險因素依賴性和驅動力很弱，它們與系統(tǒng)的聯(lián)系很少，但是可能對系統(tǒng)的作用很強;第Ⅱ象限屬于依賴簇的風險因素，這類風險因素具有很強的依賴性但其驅動力很弱;第Ⅲ象限屬于聯(lián)系簇的風險因素，這個區(qū)域的風險因素的依賴性和驅動力均很強，這些因素事實上是不穩(wěn)定的，它們任何變化都會影響其他因素，同時也會反饋作用影響自己;第Ⅳ象限屬于獨立簇的風險因素，這個區(qū)域的風險因素的驅動力強但依賴性較弱，是系統(tǒng)中的關鍵因素[14]。

結合圖1、圖2分析，（1）社會/政治風險處于風險網(wǎng)絡的第1層，社會/政治風險影響所有其他風險，其本身僅受國家特定和特殊政治和社會條件的影響，不受其他因素的影響。但同時社會/政治風險也屬于獨立簇中的風險，它的依賴度為0.13，并非完全獨立于其他風險。這是因為為了使風險網(wǎng)絡簡化易于理解，圖2僅顯示了主要的風險相互作用，忽略了次要的相互作用。（2）合同風險處于風險網(wǎng)絡的第2層，屬于獨立簇，僅受社會/政治風險影響;管理風險處于網(wǎng)絡第3層受合同風險的影響，經(jīng)濟風險處于網(wǎng)絡第4層受管理風險的影響。其中經(jīng)濟風險屬于聯(lián)系簇風險，具有強大的驅動力和強大的依賴能力，是風險網(wǎng)絡中的重要因素。（3）HSE風險、設計風險、采購風險位于風險網(wǎng)絡的第5層，施工風險位于第6層。HSE風險是唯一的自治簇因素，與系統(tǒng)聯(lián)系很少，并且在某種程度上與其他風險相同。設計、采購和施工風險位于依賴簇中，具有強大的依賴性和弱驅動力，其中設計風險和采購風險為強關聯(lián)關系，風險因素之間相互影響，具有反饋效應放大的作用。例如，設計風險的改變影響采購風險，而采購風險又反過來引起設計風險，這樣相互影響會增大項目風險。

圖3中，大部分風險因素都在自治簇中，具有較弱的驅動功率和較弱的依賴能力，即這些風險因素的變化不會對項目的總體成本超支產生相當大的影響;在獨立簇中，有6種風險因素：政策不穩(wěn)定（A1）、合同異常（C2）、合同條款含糊不清（C5）、合同質量低（C6）、項目團隊能力差（F2）、不稱職的分包商（F5），它們具有強大的驅動力但依賴性較弱。這些風險因素的變化可能會影響項目的其他風險，從而增大整個項目中其他風險和成本超支的發(fā)生概率;依賴簇中包含設計復雜性（D2），現(xiàn)場了解不充分（D4）、施工延誤（G1）、施工成本增加（G2）、采購進度延遲（H3）、采購成本增加（H4）、產品質量低（H7）7個因素，這些風險因素都具有較弱的驅動力但依賴性較強，表明這些風險比其他風險更容易受到影響，通過在項目實施階段期間控制它們，可以控制其他風險對成本超支的影響。

六、結論與啟示

本文基于模糊ISM方法構建EPC總承包項目風險網(wǎng)絡模型，運用三角模糊數(shù)對各個影響因素之間的相互影響關系強度進行刻畫，創(chuàng)新性地對項目風險因素進行分類，并對每個類別構建ISM模型，克服了傳統(tǒng)ISM法中系統(tǒng)元素過多不易計算的缺陷，從而構建了EPC總承包項目風險網(wǎng)絡。經(jīng)過MICMAC分析主要得到以下結論：

1.EPC總承包項目面臨的7類48個風險因素分布于6個層次，位于低層次的風險因素影響高層級因素，層級之間存在遞進關系。社會/政治風險位于第1層，表明其包含的4個風險因素是影響EPC總承包項目實施的基礎因素，能夠通過因素間關系將風險向上傳遞。因此，項目風險因素并不僅僅是孤立的點，處于底層的風險因素可以通過因素間的關聯(lián)關系影響到項目成本。

2.社會/政治風險、合同風險、管理風險3個風險因素對其他風險因素有較強的影響力，同時受其他因素影響程度低。由于項目社會/政治風險僅受國家特定和特殊政治和社會條件的影響，總承包商在進行風險管理時應將合同風險、管理風險因素列入重點監(jiān)測范圍，降低合同條款模糊、合同異常、項目團隊能力差、分包商不稱職等風險發(fā)生的概率。

3.設計風險、采購風險、施工風險3個風險因素具有較弱的驅動力但依賴性較強，更容易受到其他風險的影響，因而這些風險的管理需要依賴其他風險因素的解決而被解決，并且風險網(wǎng)絡中設計風險與采購風險形成強關聯(lián)性，表明這兩類風險之間相互影響，會具有反饋效應放大風險的作用。總承包商在風險管理過程中，應將強關聯(lián)的設計風險和采購風險視為一個整體，可以提升風險管理的效果。

4.經(jīng)濟風險具有較大的驅動力和依賴性，屬于風險網(wǎng)絡中的不穩(wěn)定因素，它受到的任何改變都會引起其他因素的改變，同時也會反過來影響自己。HSE風險具有較弱的驅動力和依賴性，對項目其他風險影響較小。這兩種風險是總承包商在進行風險管理時應首先考慮治理的風險因素。

依據(jù)研究結論，本文提出以下兩方面的關于EPC項目風險管理的對策與建議：（1）EPC項目風險管理不僅要重視直接影響項目結果的風險因素（如施工風險），更應該注重間接因素的管理。通過控制直接影響項目結果的風險因素，確實可以起到降低風險的作用。但是只有重視合同管理，組建穩(wěn)定的項目管理團隊等，才能從根源處減小項目風險。（2）優(yōu)先控制處于自治簇的風險因素，并將獨立簇風險因素視為風險管理的重點。由于HSE風險在網(wǎng)絡中與其余的因素相互關系簡單，首先對這些風險因素進行治理，可以起到簡化風險的作用;合同風險、管理風險對于風險網(wǎng)絡中其余的因素影響較大，并且一般處于網(wǎng)絡的底層，項目的前期，對風險控制目標的作用雖然不直接，但是影響巨大，故應將這兩種風險的治理視為重點。

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