EPC 模式全生命周期視角的風險系統(tǒng)動力學研究

吳 強，陳德義

（廣州大學 管理學院，廣東 廣州510006，E-mail：18279185305@163.com）

EPC 是英文Engineering（設計）、Procurement（采購）、Construction（施工）的縮寫。EPC 模式，是指業(yè)主選擇一家總承包商或者總承包聯(lián)營體負責整個工程項目的設計、設備和材料的采購、施工以及試運行的全過程、全方位的總承包任務[1]。應用EPC 模式可以降低工程總成本，提升投資效益，能充分發(fā)揮以設計為核心的主導作用，加快工程項目設計和施工進度。但同時EPC 模式具有投資規(guī)模大、采購成本高、前期工作量大以及發(fā)包人要求不明確等特點，使EPC 項目面臨更多的風險，給業(yè)主及總承包商或者總承包聯(lián)營體帶來相應的損失。隨著我國對EPC 項目的推廣，風險管理的研究備受學術界關注。風險是指對人類有價值的事物產生不確定性后果的狀態(tài)[2]。本文所提到的EPC 模式下全生命周期風險管理是指某一主體（風險管理者、決策者）針對工程項目某一階段，識別上一階段及該階段所能影響工程質量、工期、成本和安全等全部的外部因素和內部因素，實時動態(tài)分析、監(jiān)控和應對，并將其結果做為下一階段風險動態(tài)分析和管控的依據(jù)，以達到工程全生命周期各個階段風險的有效管控和應對的活動過程。

關于EPC 模式下工程項目的風險，國內外學者進行了不同程度的研究。王一川等[3]、趙政等[4]基于項目總承包商視角，在對EPC 項目風險因素識別的基礎上，結合熵權理論構建風險評價標準，并運用改進的Fuzzy-ISM 模型對風險網絡進行分析；侯思婷等[5]采取博弈論納什均衡理論進行綜合賦權對EPC 項目進行分析；高慧等[6]通過案例分析法，系統(tǒng)地分析和總結了EPC 模式下總承包商面臨的主要風險；劉強等[7]結合國際工程總承包項目全生命周期各個階段特點，從全生命周期、責任方的視角，對整個風險管理動態(tài)過程進行研究；Ke H[8]建立EPC 供應鏈管理模型，對其EPC 總承包服務供應鏈風險進行識別和分析；Tang 等[9]利用解釋結構模型探索風險之間的相互作用機制。這些研究大部分是靜態(tài)化及分段式碎片化對EPC 工程風險因素進行識別和評價，但風險因素不是固定不動的，它會隨時間進程或項目進展而動態(tài)變化，這些因素之間究竟如何相互作用并影響EPC 工程順利實施的相關研究尚且缺乏。系統(tǒng)動力學仿真模型是診斷和分析多因素風險成因的有效方法，通過反饋回路分析可以定性地推斷每個風險的可能性和影響，可以有效地處理相互作用的、動態(tài)的項目風險[10]。

本文基于EPC 模式全生命周期視角，采用文獻統(tǒng)計分析法和系統(tǒng)動力學模型，對項目全生命周期進行風險識別和提取以及建立SD 模型，分析各影響因子之間的因果關系及其內在聯(lián)系，并對其中部分子系統(tǒng)進行模型仿真分析，探討風險因素的作用機理，揭示風險的層級影響規(guī)律，為項目管理者動態(tài)、有效、全面的管控風險提供理論基礎和決策依據(jù)。

1 EPC 模式風險因素識別與提取

1.1 EPC 建設項目全生命周期

國內外學者[11，12]通常將項目全生命周期過程劃分為概念規(guī)劃期、計劃制定期、實施運行期及終止報廢期4 個階段。站在項目管理者視角上，從項目開始立項時起，直到完全脫離該項目，風險也貫穿于整個項目全生命周期。為此，本文將EPC 建設項目劃分為前期啟動階段、招投標階段、實施階段、試運行階段和運維階段，并基于這5 個階段進行風險因素識別和SD 模型建立和分析。

1.2 EPC 建設項目風險因素識別

風險識別是對特定的項目主體，依據(jù)全面系統(tǒng)、科學合理及持續(xù)性原則[13]，在項目全生命周期理論下，找出影響項目安全、投資、進度、質量等目標順利實施的所有風險因素及風險產生條件。本文利用中國知網（CNKI）數(shù)據(jù)庫，總結EPC 模式下各階段風險因素，形成一份初始項目風險清單，對EPC 建設工程中風險因子全生命周期的發(fā)生階段、表現(xiàn)形式進行詳細的描述，并反復對該清單上的風險因素進行補充和刪除，最終歸納識別出40項EPC 模式全生命周期總承包商風險因子，形成風險清單，具體如表1 所示。

2 系統(tǒng)動力學仿真模型建立

2.1 風險系統(tǒng)分析

由表1 可知，一、二級風險因子均為工程內部和外部的各種原因所產生的風險因素，其最終的表現(xiàn)形式為成本的增加、工期的延遲以及安全、質量的不合格。因此以上述風險因素匯總表為基礎，將其劃分為原因維度風險和結果維度風險。其中，原因維度風險包括：法律風險中政策變化風險、設計方案中設計變更風險、采購中設備、材料質量風險、施工中環(huán)境變化風險以及運維中管理風險等；結果維度風險主要4 個模塊為主：安全風險模塊、成本風險模塊、工期風險模塊和質量風險模塊，原因維度的風險因素均納入到四大結果風險模塊中。各模塊之間相互聯(lián)系，相互影響，組成整體，四大模塊的總體結構圖如圖1 所示。

2.2 風險因素系統(tǒng)動力學模型的建立

由于項目風險之間的累加效應和交互作用，采取降低某種風險應對措施的同時經常會帶來其他的關聯(lián)效應，因而使得風險變得愈加復雜化。系統(tǒng)動力學是研究系統(tǒng)動態(tài)行為的一種計算機仿真技術，它通過各種因果圖、流程圖、樹狀結構分析圖對風險管理過程中的因素、事件進行分析[18]。為了將風險因素之間各反饋關系以及風險傳導路徑進行全局把控，讓管理者及時、準確地識別目標風險因素并采取相應的防范措施，建立風險因素SD 模型。應用系統(tǒng)動力學仿真軟件Vensim PLE 建立全生命周期項目的風險識別因果關系圖，如圖2 所示。

3 模型信息反饋與模擬仿真分析

由圖2 可以看出各風險因素之間的關聯(lián)性。借助Vensim PLE 軟件的“原因樹”和“結果樹”功能

按鈕來反饋出引起EPC 項目四大模塊風險的主要原因和目標風險發(fā)生后所引起的后果。由于篇幅限制，本文主要對工期風險模塊和質量風險模塊進行分析，相應的風險原因樹和結果樹如圖3~圖6所示。

表1 EPC 模式全壽命周期總承包商風險因素匯總表

圖1 各模塊間相互關系

3.1 工期、質量風險模塊信息反饋

通過圖3 和圖5 可以清晰地看出，引發(fā)工期風險和質量風險的因素眾多。在工期風險模塊，工程質量的不足、設計缺陷、政策的變動以及自然災害的發(fā)生等都會給項目工期帶來風險，造成工期的延后；在質量風險模塊，加班帶來的施工人員工作狀態(tài)、管理者能力不足以及施工進度壓力等會給工程的質量帶來風險，造成工程質量的不合格，使得工程需要返工，從而造成項目總成本的增加。

而由圖4 和圖6 可以看出工期風險和質量風險發(fā)生所帶來的后果，例如發(fā)生工期風險會導致項目增加總成本、降低工程質量以及引發(fā)安全風險等一系列問題；發(fā)生實際工程質量風險將會增大進度壓力、增加未來運營管理成本以及項目總成本等。工期風險及質量風險的結果樹越大，表示目標風險發(fā)生所帶來的后果越多越嚴重，相應的損失也就越大。當項目實施過程中發(fā)生工期拖延風險和質量風險時，就要對結果樹中所引起的后果加以重視，以免二次風險的發(fā)生。

圖2 風險因果關系SD 模型圖

圖3 工期風險原因樹

圖4 工期風險結果樹

圖5 質量風險原因樹

圖6 質量風險結果樹

3.2 工程量、質量風險模塊仿真分析

采用系統(tǒng)動力學Vensim PLE 軟件中的仿真程序進行數(shù)值仿真模擬分析。將圖2 中質量及工程量這兩個子部分因果關系圖轉化成存量流量圖，如圖7 所示。取Initial Time=0，F(xiàn)inal Time=100，Time Step=1，Unit for Time=Month。部分邏輯方程的建立借鑒了江黎[14]、劉佩[20]等的研究，部分方程式如下：期望工程量=5000（單位：task）；管理者能力=0.95（單位：dmnl）；自然風險=0.14（單位：dmnl）；剩余工程量=MAX（期望工程量+返工工程量-通過驗收工程量，0）（單位：task）；工程量偏差=（自然風險×0.075+政策風險×0.119+誠信風險×0.111+施工管理風險×0.391+設計缺陷風險×0.188+經濟風險×0.116）×剩余工程量（單位：task）。運行結果如圖8、圖9 及表2 所示，選取前10 個月的運行數(shù)據(jù)結果進行分析。其中曲線current 表示初始條件（管理者能力為0.95，自然風險為0.14）運行下的曲線結果；曲線current1 表示“自然風險不變，管理者能力為0.9”時運行結果；曲線current 2 表示“自然風險不變，管理者能力為0.8”時運行結果；current 3 數(shù)據(jù)表示“自然風險為0.29，管理者能力不變”時運行結果。

圖7 工程質量及工程量變化子部分存量流量圖

圖8 模擬條件下“需要驗收的工程量”曲線圖

通過圖8 和圖9 可知，其他條件不變，管理者能力從最初的0.95 依次降為0.9 和0.8 時，“需要驗收的工程量”相比初始條件都相對減少，“剩余工程量”相對增加。這說明項目管理者能力的降低直接影響到實際工程質量，使之降低，從而使工程完工質量不過關，需要驗收的工程量也相對減少，導致返工的工程量以及剩余工程量都相應的增加，使得項目工期延后，成本增加。當管理者能力不變，自然風險由0.14 增加至0.29 時，實際工程質量為0.661；而自然風險不變，管理者能力由0.95 降低至0.8 時，實際工程質量為0.674。雖然實際工程質量變化不大，但是相對于管理者能力變化所帶來的影響，自然風險的變化對于工程量偏差的影響卻很大。由表2 當中的數(shù)據(jù)可知，current 2 比current 3 之間的工程量偏差達到了近60 個單位的task，這說明自然風險增加比管理者能力降低所帶來的工程量風險更為嚴重，從而也間接地引起工期延后及項目成本的增加。即自然風險的增加相對于管理者能力的下降，更容易引起項目工期延后及成本上升風險。

圖9 模擬條件下“剩余工程量”曲線圖

表2 模擬條件下前10 個月的工程量偏差

3.3 討論與措施

從以上的風險分析可以得到，目標風險之間的聯(lián)系是非常緊密的，每一個風險因素都有可能出現(xiàn)在各個模塊中，每一個風險因素都不容忽視，尤其是針對項目后期的運營風險，當前期的項目管理不善，導致工程存在質量不達標風險時，對后期建筑維護及運營成本的影響相當大，同時建筑的壽命也會低于設計年限。所以，當項目前期及實施過程中發(fā)生風險時，出現(xiàn)的問題不僅僅是在當期顯現(xiàn)，隨著時間的推移，后期會顯露出更大更多的風險。從全生命周期的角度，針對風險防范“預防為主，防治結合”的思想，提出如下措施：

（1）做好全過程風險的動態(tài)監(jiān)控。一個良好的EPC 項目風險管控過程有助于預測不確定性，提前關注各大風險因素動態(tài)，實時有重點、動態(tài)監(jiān)控項目中目標風險，以便及時預防和做出事發(fā)應對措施。

（2）可編制具體的風險預防方案，做好風險危險性和風險等級的分類以及風險發(fā)生后能夠采取的措施。在具體項目中，可安排專人或風險部門編制和管理風險，提前做好風險的預防措施，同時事后也可整理存檔，為今后類似工程提供經驗借鑒。

（3）提高管理人員的風險預防意識和科學管理能力。EPC 項目周期長，管理者需要將風險防范意識貫穿于項目全生命周期中，同時管理者也需要提高自身的科學管理能力，當風險發(fā)生時，管理者要冷靜沉著應對，應用科學方法將損失降到最低。

4 結語

本文以系統(tǒng)動力學為基礎，將EPC 項目全生命周期分為5 個階段，對其風險進行識別和匯總，建立了EPC 項目風險因果關系模型，并對系統(tǒng)中工期風險模塊、質量風險模塊進行原因樹、結果樹以及各反饋回路進行分析，揭示了風險因子之間的因果關系及內在聯(lián)系，將工程質量及工程量兩個子部分進行數(shù)值仿真模擬分析，探討了風險因素作用機理，提出風險管控重點，對業(yè)主以及總承包商風險識別和后期的風險預防、管控提供了理論基礎和決策依據(jù)。本文將EPC 風險研究拓展到項目全生命周期，同時項目管理也可基于全生命周期風險視角，將風險的不確定性引入到項目管理領域作為一種新的思考方法，通過對風險的管控更好地管理項目實施。