EPC模式下項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)信息共享博弈

王 濤， 孫文建， 董建軍

(南京工業(yè)大學(xué) 土木工程學(xué)院， 江蘇 南京 211816)

隨著我國(guó)建筑業(yè)的發(fā)展，EPC模式得到了廣泛應(yīng)用，過(guò)程中也遇到了很多問(wèn)題：業(yè)主和總承包商之間地位不對(duì)等現(xiàn)象顯著[1]，甚至出現(xiàn)了對(duì)立關(guān)系，阻礙雙方信息的流通與共享[2]；與此同時(shí)，合同設(shè)計(jì)不完善[3]、信息安全保障體系的缺失[4]、合作沖突[5]、信息共享的機(jī)會(huì)成本[6]等因素都造成了業(yè)主和總承包商之間的信息共享障礙；此外，在項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中總承包商與分包單位往往會(huì)產(chǎn)生沖突，阻礙信息共享，影響項(xiàng)目建設(shè)效率[7]；因此，信息的高效共享不僅可以協(xié)調(diào)業(yè)主、總承包商和分包單位之間的關(guān)系而且會(huì)顯著提高項(xiàng)目建設(shè)效率，實(shí)現(xiàn)共贏[8]。

基于以上現(xiàn)狀，EPC模式下的信息共享成為研究熱點(diǎn)，Mao等[9]建立了綜合效益模型從工期、成本和質(zhì)量三個(gè)方面衡量信息共享為建筑供應(yīng)鏈帶來(lái)的效益；Wu等[10]揭示了供應(yīng)鏈中信息共享和渠道的構(gòu)建機(jī)制，同時(shí)指出信息共享可以增強(qiáng)供應(yīng)鏈的績(jī)效；Suprapto等[11]的研究表明，基于信息共享的團(tuán)隊(duì)協(xié)作可以顯著提高建設(shè)項(xiàng)目的績(jī)效。現(xiàn)有文獻(xiàn)中鮮有對(duì)于信息共享的定量化研究，且缺乏基于項(xiàng)目總體利益最大化的考量。本文從博弈論的視角，分別建立雙方和三方信息共享博弈模型，促使項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)各方做出信息共享決策。

1 納什均衡和帕累托最優(yōu)

在EPC模式下，業(yè)主與總承包商之間的關(guān)于信息共享的博弈很大程度上取決于信息共享能否給企業(yè)帶來(lái)更多的收益，為了研究雙方的決策過(guò)程，本文引入了博弈論中的兩個(gè)概念：納什均衡和帕累托最優(yōu)。

1.1 納什均衡

1.2 帕累托最優(yōu)

在如下的多目標(biāo)規(guī)劃問(wèn)題中，maxf(x)={f1(x),f2(x),…,fk(x)}，s.t.x∈X，并且存在k≥2個(gè)競(jìng)爭(zhēng)性目標(biāo)函數(shù)(即要求這些函數(shù)值同時(shí)達(dá)到最大化)；若存在x*∈X使得不存在x∈X，滿足fi(x)≥fi(x*)，i=1,2,…,k；則稱x*為該問(wèn)題的帕累托最優(yōu)解。

2 業(yè)主和總承包單位信息共享博弈均衡的分析

2.1 模型假設(shè)

(1)選取EPC模式中總承包商和業(yè)主作為博弈方，分別以C1，C2表示，并且假設(shè)雙方都是理性人，可以以同樣的方式評(píng)估所共享信息的價(jià)值。

(2)各博弈方均從5個(gè)維度來(lái)評(píng)估共享信息的價(jià)值[12]：以ri表示第i個(gè)博弈方所共享的信息的基本價(jià)值；vai表示當(dāng)某信息未被共享時(shí)掌握信息一方所具有的額外價(jià)值，一般由技術(shù)優(yōu)勢(shì)或者信息不對(duì)稱產(chǎn)生；s表示由信息共享帶來(lái)的協(xié)同工作產(chǎn)生的價(jià)值；Li表示信息的杠桿性帶來(lái)的價(jià)值即所共享的信息只能使信息接收方獲益的價(jià)值；nri表示其他博弈方利用共享的信息對(duì)信息所有者i產(chǎn)生的負(fù)面影響即信息共享方所面對(duì)的風(fēng)險(xiǎn)，i∈(1,2)代表兩個(gè)不同的博弈方，以上所有變量均是非負(fù)實(shí)數(shù)。

(3)令s=k(L1+L2)，k≥1且k的大小取決于信息共享所帶來(lái)的總承包商與業(yè)主間的協(xié)同效應(yīng)[13]。用Y代表做出進(jìn)行信息共享的決策，N表示不做出信息共享的決策。

2.2 博弈模型的構(gòu)建

在EPC模式下，總承包商與業(yè)主往往面臨是否進(jìn)行信息共享的問(wèn)題。根據(jù)上述假設(shè)可以得到雙方的博弈模型，對(duì)應(yīng)的支付矩陣如表1所示。

表1 完全信息靜態(tài)支付矩陣

2.3 信息共享博弈模型的分析

通過(guò)對(duì)表(1)進(jìn)行分析，可以歸納出以下幾種情形：

(1) (N,N) 即業(yè)主和總承包商均不進(jìn)行信息共享是一個(gè)均衡點(diǎn)，因?yàn)椋篹1(Y,N)=r1-nr1≤e1(N,N)=r1+va1，e2(N,Y)=r2-nr2≤e2(N,N)=r2+va2，并且當(dāng)va1+L1≤s-nr1，va2+L2≤s-nr2時(shí)有：e1(N,Y)=r1+r2+va1+L1≤e1(Y,Y)=r1+r2+s-nr1，e2(Y,N)=r1+r2+va2+L2≤e2(Y,Y)=r1+r2+s-nr2，此時(shí)(Y,Y)即總承包商和業(yè)主均作出信息共享就是一個(gè)納什均衡；

(2)當(dāng)滿足s-nr1≤va1+L1時(shí)，可以得到：e1(N,N)=r1+va1≤e1(N,Y)=r1+r2+va1+L1，e1(Y,N)=r1-nr1≤e1(N,Y)=r1+r2+va1+L1，e1(Y,Y)=r1+r2+s-nr1≤e1(N,Y)=r1+r2+va1+L1，此時(shí)(N,Y)即總承包商不進(jìn)行信息共享而業(yè)主進(jìn)行信息共享為帕累托最優(yōu)解；

(3)當(dāng)滿足s-nr2≤va2+L2時(shí)，可以得到：e2(N,N)=r2+va2≤e2(Y,N)=r1+r2+va2+L2，e2(N,Y)=r2-nr2≤e2(Y,N)=r1+r2+va2+L2，e2(Y,Y)=r1+r2+s-nr2≤e2(Y,N)=r1+r2+va2+L2，此時(shí)(Y,N)即總承包商進(jìn)行信息共享而業(yè)主不進(jìn)行信息共享為帕累托最優(yōu)解。

(4)當(dāng)滿足r2+s-nr1≤va1或r1+s-nr2≤va2時(shí)，e2(N,Y)=r2-nr2≤e2(N,N)=r2+va2，e1(Y,N)=r1-nr1≤e1(N,N)=r1+va1，e1(Y,Y)=r1+r2+s-nr1≤e1(N,N)=r1+va1或e2(Y,Y)=r1+r2+s-≤r2≤e2(N,N)=r2+va2，此時(shí)(N,N)即業(yè)主和總承包商都不進(jìn)行信息共享為帕累托最優(yōu)解。

(5)當(dāng)滿足va1≤r2+s-nr1或va2≤r1+s-nr2時(shí)，e1(N,N)=r1+va1≤e1(Y,Y)=r1+r2+s-nr1或e2(N,N)=r2+va2≤e2(Y,Y)=r1+r2+s-nr2，e2(N,Y)=r2-nr2≤e2(Y,Y)=r1+r2+s-nr2，e1(Y,N)=r1-nr1≤e1(Y,Y)=r1+r2+s-nr1，此時(shí)(Y,Y)即業(yè)主和承包商之間都進(jìn)行信息共享為帕累托最優(yōu)解。

在EPC模式下，總承包商與業(yè)主之間進(jìn)行信息共享的目的是為了追求自身利益的最大化，但從整個(gè)社會(huì)的角度更應(yīng)當(dāng)關(guān)注整個(gè)項(xiàng)目總體利益的最大化；如果博弈雙方從信息共享中獲得的收益(s-nri)超過(guò)不參與信息共享時(shí)的價(jià)值(vai+Li)，則雙方都參與信息共享可以達(dá)到納什均衡，如果不滿足這個(gè)條件，那么就會(huì)出現(xiàn)(2)和(3)的帕累托最優(yōu)解的情況，即一方進(jìn)行信息共享而另一方不進(jìn)行信息共享；在(4)和(5)中提到，對(duì)于博弈雙方而言，如果信息未被共享前的額外價(jià)值vai超過(guò)了信息共享所能帶來(lái)的收益，則雙方都不進(jìn)行信息共享是帕累托最優(yōu)解，反之，雙方均進(jìn)行信息共享方可達(dá)到帕累托最優(yōu)解。

在上述情形中，將s=k(L1+L2)，k>0代入va1+L1≤s-nr1和va2+L2≤s-nr2中得到：k≥(va1+L1+nr1)/(L1+L2)，k≥(va2+L2+nr2)/(L1+L2)。而k是反映總承包商和業(yè)主之間協(xié)同能力的參數(shù)，因此，可以得出當(dāng)博弈雙方之間協(xié)同工作產(chǎn)生的價(jià)值可以超過(guò)獨(dú)自工作產(chǎn)生的效益(vai+Li)及信息共享帶來(lái)的負(fù)面影響nri時(shí)，博弈雙方均會(huì)做出信息共享的決策。

3 業(yè)主、總承包商、分包商信息共享博弈均衡的分析

3.1 模型假設(shè)

(1)選取EPC模式中總承包商、業(yè)主和分包商作為博弈方，分別以C1，C2，C3表示，并且假設(shè)各方都是理性人，都可以以同樣的方式評(píng)估所共享信息的價(jià)值。

(2)各博弈方均從5個(gè)維度來(lái)評(píng)估共享信息的價(jià)值：即ri、vai、由信息共享帶來(lái)的i和j博弈方協(xié)同工作產(chǎn)生的價(jià)值sij、Li以及第j博弈方利用共享的信息對(duì)信息所有者i產(chǎn)生的負(fù)面影響即信息共享方所面對(duì)的風(fēng)險(xiǎn)nrij，i,j∈(1,2,3)代表三個(gè)不同的博弈方，以上所有變量均是非負(fù)實(shí)數(shù)。

(3)令s=kij(Li+Lj)，k≥1且k的大小取決于信息共享所帶來(lái)的博弈各方間的協(xié)同效應(yīng)。以Y表示做出進(jìn)行信息共享的決策，以N表示做出不進(jìn)行信息共享的決策。

3.2 信息共享的博弈模型構(gòu)建

在三方博弈中，各方不僅需要做出是否信息共享的決策還要決定和誰(shuí)進(jìn)行共享，基于上述假設(shè)可以得到三方博弈的支付矩陣，如表2(策略組合中的順序依次是C1，C2，C3)所示。

表2 三方完全信息靜態(tài)支付矩陣

3.3 三方信息共享博弈模型的分析

通過(guò)對(duì)表(2)進(jìn)行分析，可以將上述的策略組合分為以下三組：

第一組：博弈三方中有且僅有一方做出信息共享的決策，即(N,Y,N)、(Y,N,N)和(N,N,Y)。

第二組：參與博弈的三方中只有兩方做出信息共享的決策，即(Y,Y,N)、(N,Y,Y)和(Y,N,Y)。

第三組：參與博弈的三方均做出信息共享的決策或者均不作出信息共享的決策，即(N,N,N)和(Y,Y,Y)。

以總承包商即C1為例，在表2所列的各種策略組合下，其最低的收益是(r1-nr12-nr13)，對(duì)應(yīng)的策略組合是(Y,N,N)，從總承包商的角度出發(fā)他做出決策的根據(jù)是使自身利益最大化，因此出現(xiàn)這樣的策略組合；同理，C2和C3也不會(huì)，因此，第一組所示的情況不會(huì)出現(xiàn)在現(xiàn)實(shí)中，本文不予討論；在第二組所列的情況下，博弈的三方中有兩方做出了信息共享的決定，即信息在C1與C2、C1與C3、C2與C3之間進(jìn)行共享，這種情況與第二節(jié)討論的相同，這里不再贅述。在第三組中，只要博弈各方可以通過(guò)信息共享獲得價(jià)值超過(guò)未進(jìn)行信息共享時(shí)的額外價(jià)值和信息共享帶來(lái)的負(fù)面影響時(shí)，進(jìn)行信息共享的決策就可以使博弈各方達(dá)到利益最大化。

4 算例分析

假設(shè)在EPC模式下，總承包單位C1、業(yè)主C2和分包商C3之間進(jìn)行信息共享博弈，對(duì)各項(xiàng)參數(shù)賦值如下：

C1：r1=1，va1=3，L12=3，nr12=4，L13=2，nr13=3；C2：r2=1，va2=3，L21=3，nr21=4，L23=2，nr23=2；C3：r3=4，va3=1，L31=1，nr31=1，L32=1，nr32=1；k12=2，k13=2，k23=4，k123=1。

從上述賦值可以發(fā)現(xiàn)C1和C2所擁有的信息額外價(jià)值vai較高，這主要是由于技術(shù)優(yōu)勢(shì)或者信息不對(duì)稱所產(chǎn)生的，與此同時(shí)，如果這些信息被共享出去所帶來(lái)的負(fù)面效果nrij也較大；對(duì)業(yè)主C2而言，k23較大意味著它和分包單位C3進(jìn)行信息共享能帶來(lái)更多的收益，對(duì)于分包單位C3而言，它擁有的信息的基礎(chǔ)價(jià)值較大并且相對(duì)獨(dú)立，信息共享后不會(huì)對(duì)其造成過(guò)多的負(fù)面影響(Lij和nrij均較小)，將上述值帶入可以得到對(duì)應(yīng)的博弈支付矩陣，如表3，4所示，對(duì)于現(xiàn)實(shí)中不可能出現(xiàn)的策略組合以N/A表示。

表3 三方完全信息靜態(tài)支付矩陣(s123=12)

對(duì)表4中數(shù)據(jù)進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)，在博弈方僅有兩個(gè)的情況下，對(duì)于總承包商C1與分包單位C3組成的信息共享博弈而言，(N,N)即雙方均不作出信息共享的決策是一個(gè)納什均衡；而對(duì)于總承包商C1和業(yè)主C2之間的博弈或是業(yè)主C2與分包單位C3之間的博弈，雙方均做出信息共享的決策(Y,Y)及雙方均不做出信息共享的決策(N,N)都是納什均衡，但顯而易見(jiàn)的是，在此種情況下雙方均做出信息共享的決策可以使總體和個(gè)體的利益都達(dá)到最大化，達(dá)到帕累托最優(yōu)。

表4 完全信息靜態(tài)支付矩陣

在三方博弈模型中，本文以總承包商C1為例進(jìn)行分析，如表3所示，八種策略組合可以被分為三組，第一組是有且僅有一方做出信息共享的決策即(Y,N,N)，(N,Y,N)和(N,N,Y)，這三種情況在現(xiàn)實(shí)中不會(huì)出現(xiàn)，故不予討論；第二組就是有且僅有兩方做出信息共享的決策即(Y,Y,N)，(Y,N,Y)和(N,Y,Y)，在這三種情形下，總承包商C1的最大收益為10；第三組則是三方均做出同樣的決策即(Y,Y,Y)和(N,N,N)，此時(shí)總承包商可獲得的最大收益為11。因此，對(duì)總承包商C1而言，它會(huì)做出與其它兩方進(jìn)行信息共享的決策，該種情況下它的利益可以達(dá)到最大化。同樣對(duì)業(yè)主C2和分包單位C3進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)，對(duì)于業(yè)主C2而言在與分包單位C3同時(shí)做出信息共享決策時(shí)即(Y,Y)可以獲得最大收益15；而對(duì)于監(jiān)理單位C3而言，在三方都進(jìn)行信息共享(Y,Y,Y)或僅和業(yè)主C2進(jìn)行信息共享(Y,Y) 時(shí)可以得到最大收益16。

通過(guò)上述分析可以發(fā)現(xiàn)，在三方博弈時(shí)，(Y,Y,Y)并不是帕累托最優(yōu)，因?yàn)閷?duì)業(yè)主C2而言，與分包單位C3進(jìn)行信息共享可以獲得最大的收益。進(jìn)一步分析可以發(fā)現(xiàn)，對(duì)于業(yè)主C2而言，它所需共享的信息的額外價(jià)值va2、共享信息的杠桿性L2以及信息共享可能帶來(lái)的負(fù)面影響nr2都很高，而衡量業(yè)主和分包單位、總承包商之間協(xié)同工作能力的參數(shù)k123則是最低的；若將k123的賦值加大，而其他參數(shù)不變，得到的結(jié)果如表5所示。

如表5所示，隨著參數(shù)k123的增大，博弈各方的收益都在逐漸增大，并且當(dāng)k123的值等于1.25時(shí)，業(yè)主C2進(jìn)行三方信息共享決策的收益與單獨(dú)和分包單位C3進(jìn)行信息共享時(shí)的收益持平；當(dāng)k123的數(shù)值超過(guò)1.25時(shí)，博弈各方均會(huì)做出信息共享的選擇以使自身收益最大化。

表5 三方博弈下不同k123值對(duì)應(yīng)的收益表

5 結(jié) 論

EPC模式下，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)各參與方從自身利益最大化的角度出發(fā)做出是否進(jìn)行信息共享的決策。本文運(yùn)用博弈模型，將參與共享的信息價(jià)值進(jìn)行量化，通過(guò)不斷調(diào)整參數(shù)的值使得整個(gè)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)的利益達(dá)到最大，令項(xiàng)目各參與方與項(xiàng)目整體的利益趨于一致，促進(jìn)其做出信息共享的決策。

通過(guò)對(duì)雙方及三方博弈模型和算例的分析，可以得到如下結(jié)論：(1)當(dāng)只有業(yè)主和總承包商進(jìn)行信息共享博弈時(shí)，只要滿足雙方信息共享帶來(lái)的協(xié)同工作的收益超過(guò)信息未被共享前的額外價(jià)值，那么雙方都會(huì)做出信息共享的決策；(2)當(dāng)業(yè)主、總承包商和分包單位三方進(jìn)行信息共享博弈時(shí)，只要三方協(xié)同工作帶來(lái)的效益(參數(shù)k)超過(guò)信息共享帶來(lái)的負(fù)面影響，三方就都會(huì)做出信息共享的決策，并且此時(shí)整個(gè)項(xiàng)目的利益也達(dá)到最大化。因此，在工程實(shí)踐中需要完善合同條款，加大信息安全保障投入，降低信息共享帶來(lái)的負(fù)面影響；與此同時(shí)，加強(qiáng)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)建設(shè)，提高各方協(xié)同工作能力，促使各參與方都能做出信息共享的決策，使各參與方和整個(gè)項(xiàng)目的利益達(dá)到最大化。