裝配式EPC 總承包商和設計方的監(jiān)管博弈研究

孫 磊，李 艷

（吉林建筑大學經濟與管理學院，吉林 長春 130118）

2016 年9 月,國務院辦公廳印發(fā)了《關于大力發(fā)展裝配式建筑的指導意見》(國辦發(fā)[2016]71 號)文件, 在八項重點任務中指出裝配式建筑發(fā)展應推行工程總承包模式, 工程總承包企業(yè)應確保工程項目的安全、質量和進度,對工程項目全過程進行統(tǒng)一管理, 意味著我國鼓勵裝配式建筑采取總承包模式。EPC 總承包模式與現(xiàn)代化管理要求相融合, 推進了建筑業(yè)的發(fā)展,使其從傳統(tǒng)的粗放型逐漸向專業(yè)化、現(xiàn)代化、系統(tǒng)化轉變。EPC 總承包模式能適應裝配式建筑的設計、生產和建造緊密相關的特征，因此將它們組合起來是可行和實用的, 能達到優(yōu)化組織結構、加快進度、節(jié)約成本的效果。雖然國家正在大力推廣裝配式采用EPC 模式,但是還沒有引起建設單位和總承包單位的足夠重視, 原因之一就是EPC模式下的利益問題,對此學者們進行了大量研究：李本輝基于博弈論的方法建立了EPC 項目模式下主要參與單位即業(yè)主、業(yè)主代表及總承包商三者之間的博弈模型,提出在EPC 項目管理模式中建立激勵機制的必要性[1]；鄭斌在FIDIC 施工合同的約束下運用博弈論,對EPC 國際工程招投標、施工管理、索賠三個階段中業(yè)主、業(yè)主代表和總承包商進行了博弈，最終實現(xiàn)三方利益最大化[2]；鄒迎輝通過構建基于EPC 模式的裝配式建筑多層動態(tài)成本控制體系并引用實例論證了應用EPC 能降低成本、提高效率, 促進裝配式建筑技術在我國大面積的應用推廣[3]；金占勇，邱宵慧等通過建立政府-建設單位-消費者的三方博弈模型指出政府采取恰當?shù)慕洕羁赏苿友b配式的發(fā)展[4]。學者們站在建設單位和政府的角度對裝配式的推廣進行了大量研究，但鮮有關注總承包的成本控制問題，而設計正是裝配式建筑項目的主導和核心，與總體建設項目成本相比,雖然設計管理成本占比很少，但是它在實際建設中起重要作用，項目總成本的65%～75%用于完成設計結果，而工程設計結果是實現(xiàn)工程利潤的關鍵[5]。承接EPC 工程項目的總承包商大多缺乏設計經驗，因而選擇將設計委托給具備自行設計能力的單位完成，為了提高設計質量，本文將針對總承包商是否選擇對設計方進行監(jiān)管的問題進行研究。本文采用演化博弈的方法, 在總承包商和設計方皆有限理性的前提下研究雙方之間的博弈, 分析不同情況下雙方策略的演化方向, 為總承包商與設計方的理想合作提供建議,推進裝配式建筑的健康發(fā)展。

1 EPC 模式下的裝配式建筑設計現(xiàn)狀

在EPC 模式下，業(yè)主將建設項目的風險轉移給總承包商，總承包商因此承擔著巨大的責任和風險。從成本控制的角度來看，無論是傳統(tǒng)的整體現(xiàn)澆混凝土建筑還是裝配式建筑，成本控制的關鍵都在于設計階段。當前，“設計過程不符合裝配式產業(yè)鏈其他主體需求和EPC 模式的要求”的現(xiàn)象在裝配式建筑和EPC 項目中非常普遍。很多時候設計師完成設計圖紙后，表面上看來設計合理而完美，但是在后續(xù)環(huán)節(jié)的實際實施中可能存在嚴重的遺漏。因此，設計人員不僅要負責提供設計圖紙，還要與產業(yè)鏈上的相關主體進行及時有效的溝通[6]。同時，裝配式建筑對設計的要求相比于傳統(tǒng)現(xiàn)澆混凝土建筑更高，設計方需要將設計精細化，設計周期可能比現(xiàn)澆混凝土建筑更長，并且設計師們必須通過不斷學習提高自身設計能力，熟悉項目建設中如構件生產、運輸、施工等其他主體的需求。但是，在設計成本競爭激烈的環(huán)境中，不斷增加的設計成本導致設計方通常很少主動采取積極行動，而選擇放棄“裝配式項目主導”的身份。因此對設計方進行監(jiān)管，建立獎勵或懲罰機制對設計方進行約束來保證設計質量是很有必要的。本文將分析EPC 模式下裝配式建筑總承包商對設計方的監(jiān)管問題，討論監(jiān)管博弈視角下超額利潤分配和風險分擔系數(shù)對雙方策略的影響，以期通過獎勵或懲罰機制提升設計質量，使裝配式建筑創(chuàng)造出應有的效益，從而推動其健康發(fā)展。

2 裝配式總承包商-設計方博弈模型的構建

2.1 基本假設與模型構建

在博弈過程中, 總承包商和設計方均以自身利益最大化來作為決策的依據(jù)。總承包商和設計方均為有限理性個體,具有學習模仿能力,在演化過程中不斷調整策略實現(xiàn)自身利益最大化。并且總承包商和設計方掌握的都是不完全信息, 因此他們之間的博弈屬于不完全信息博弈。

假設一：博弈主體和基本條件

設計方、總承包商為博弈主體，雙方均為有限理性主體，初始無法做出最優(yōu)決策，在博弈過程中不斷調整策略實現(xiàn)自己的利益最優(yōu)。因為總承包商采取監(jiān)管策略和設計方采取積極策略時均需付出成本，故雙方在合同中約定：設計方可共享合作時產生的超額利潤，同時承擔由于雙方工作不配合時造成的風險損失。

假設二：策略

總承包商的可選策略為{監(jiān)管，不監(jiān)管}，概率分別為x 和1-x，0≤x≤1?！氨O(jiān)管”策略是指總承包商委托第三方機構對設計方進行嚴格監(jiān)管；“不監(jiān)管”策略是指總承包商不委托第三方機構對設計方進行嚴格監(jiān)管。

設計方的可選策略為{積極，不積極}，概率分別為y 和1-y，0≤y≤1?！胺e極”策略是指設計方認真提高裝配式設計水平，主動與產業(yè)鏈上的相關主體進行溝通來完善設計；“不積極”是指設計方僅僅以提交設計圖為目標, 對裝配式產業(yè)鏈上其他主體的工作配合采取不積極策略。

假設三：損益變量

建筑方采取監(jiān)管手段且設計方采取積極策略時裝配式建筑能取得最大的超額利潤e1；建筑方不采取監(jiān)管手段而設計方依然采取積極策略時獲得超額利潤e2 且e1＞e2；設計方采取不積極策略時，無論總承包商是否監(jiān)管都不產生超額利潤，同時，由于設計方不積極且總承包商不監(jiān)管時產生的風險損失為z2，如果總承包商進行監(jiān)管能在一定程度上挽回損失，此時的風險損失為z1，顯然z2＞z1；總承包商的超額利潤分配系數(shù)和風險分擔系數(shù)分別為a，b。具體損益變量見表1。

基于以上損益變量，構建雙方的博弈支付矩陣見表2。

2.2 復制動態(tài)方程求解

總承包商選擇“監(jiān)管”策略期望收益為：

表1 損益變量表

表2 總承包商與設計方的博弈收益矩陣

總承包商選擇“不監(jiān)管”策略期望收益為：

總承包商的平均期望收益為：

設計方采取“積極”策略期望收益為：

設計方采取“不積極”策略期望收益為：

設計方的平均期望收益為：

3 總承包商-設計方的博弈演化路徑及穩(wěn)定性分析

3.1 總承包商策略的演化穩(wěn)定性分析

根據(jù)公式（1）～（3），得總承包商的復制動態(tài)方程為：

令F（x）=dx/dt=0，解出所有復制動態(tài)穩(wěn)定狀態(tài)，得x*=0 和x*=1 兩個穩(wěn)定狀態(tài)。

①當y*=［c1-b（z2-z1）］/［a（e1-e2）-b（z2-z1）］時，F(xiàn)（x）≡0，此時任意 x 都處于穩(wěn)定狀態(tài)，即如果設計方以概率［c1-b（z2-z1）］/［（e1-e2）-b（z2-z1）］積極完成設計任務時，業(yè)主的狀態(tài)不隨時間變化，始終保持穩(wěn)定；

②當y＞y*=［c1-b（z2-z1）］/［（e1-e2）-b（z2-z1）］時，F(xiàn)′（0）＞0，F(xiàn)′（1）＜0，由演化穩(wěn)定策略（ESS）的條件F（x）=0 且 F′（x）＜0 可得 x=1 是唯一的演化穩(wěn)定策略，即如果設計方以大于概率［c1-b（z2-z1）］/［（e1-e2）-b（z2-z1）］積極完成設計任務時，業(yè)主的策略逐漸向“監(jiān)管”策略轉移，“監(jiān)管”是業(yè)主的演化穩(wěn)定狀態(tài)；

③當y＜y*=［c1-b（z2-z1）］/［a（e1-e2）-b（z2-z1）］時，F(xiàn)′（0）＜0，F(xiàn)′（1）＞0，由演化穩(wěn)定策略（ESS）的條件F（x）=0 且F′（x）＜0 可得x=0 是唯一的演化穩(wěn)定策略，即如果設計方以小于概率［c1-b（z2-z1）］/［a（e1-e2）-b（z2-z1）］積極完成設計任務時，業(yè)主的策略逐漸向“不監(jiān)管”策略轉移，“不監(jiān)管”是業(yè)主的演化穩(wěn)定狀態(tài)。

3.2 設計方策略的演化穩(wěn)定性分析

根據(jù)公式（4）～（6），得設計方的復制動態(tài)方程為：

令G（y）=dy/dt=0，解出所有復制動態(tài)穩(wěn)定狀態(tài)，得y*=0 和y*=1 兩個穩(wěn)定狀態(tài)點。

①當x*=［c2-（1-b）z2-（1-a）e2］/［（1-a）（e1-e2）+（1-b）（z1-z2）］時，G（y）≡0，此時任意 y 都處于穩(wěn)定狀態(tài)，即如果業(yè)主以概率［c2-（1-b）z2-（1-a）e2］/［（1-a）（e1-e2）+（1-b）（z1-z2）］聘請第三方機構對設計方嚴格監(jiān)管時，設計方的策略不隨時間變化，始終保持穩(wěn)定；

②當x＞x*=［c2-（1-b）z2-（1-a）e2］/［（1-a）（e1-e2）+（1-b）（z1-z2）］時，G′（0）＜0，G′(1)＞0，由演化穩(wěn)定策略（ESS）的條件 G（y）=0 且 G′（y）＜0 可得 y=0是唯一的演化穩(wěn)定策略，即如果業(yè)主以小于［c2-（1-b）z2-（1-a）e2］/［（1-a）（e1-e2）+（1-b）（z1-z2）］的概率聘請第三方機構對設計方嚴格監(jiān)管時，設計方的策略逐漸向“不積極”策略轉移，“不積極”是設計方的演化穩(wěn)定狀態(tài)；

③當x＜x*=［c2-（1-b）z2-（1-a）e2］/［（1-a）（e1-e2）+（1-b）（z1-z2）］時，G′（0）＞0，G′（1）＜0，由演化穩(wěn)定策略（ESS）條件 G（y）=0 且 G′（y）＜0 可得 y=1 是唯一演化穩(wěn)定策略，即如果業(yè)主以大于［c2-（1-b）z2-（1-a）e2］/［（1-a）（e1-e2）+（1-b）（z1-z2）］的概率聘請第三方機構對設計方嚴格監(jiān)管時，設計方的策略逐漸向“積極”策略轉移，“積極”是設計方的演化穩(wěn)定狀態(tài)。

3.3 總承包商和設計方的博弈策略穩(wěn)定性分析

假設 a（e1-e2）-b（z2-z1）＞0，（1-a）（e1-e2）+（1-b）（z1-z2）＞0。由以上分析可得，總承包商-設計方合作的演化博弈模型中存在5 個均衡點：O（0，0），A（0，1），B（1，1），C（1，0），D（x*，y*）。 根 據(jù)Ritzberger 和Weibull（1996）提出的結論可知D（x*，y*）為非漸進穩(wěn)定狀態(tài)，因此只需要分析其余4 個均衡點的穩(wěn)定性。又根據(jù)LyBpunov 第一法可得,均衡點的特征值符號可以作為判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性的依據(jù),若均衡點的特征值均為負，則為系統(tǒng)的穩(wěn)定點，當其特征值存在正值時，則為系統(tǒng)的不穩(wěn)定點。將均衡點帶入雅克比矩陣J，可得對應的雅克比矩陣特征值，見表3。

表3 均衡點特征根表

該系統(tǒng)的雅可比矩陣

其中 A=（1-2x）｛y［a（e1-e2）-b（z2-z1）］+b（z2-z1）-c1｝，B=（x-x2）［a（e1-e2）］，C=（y-y2）［（1-a）（e1-e2）+（1-b）（z1-z2）］，D=（1-2y）｛x［（1-a）（e1-e2）+（1-b）（z1-z2）］+（1-a）e2+（1-b）z2-c2｝。通過上述思路對系統(tǒng)均衡點分析得出均衡點的局部穩(wěn)定性，結合概率 x 和 y 的取值范圍，對 O （0，0），A（0，1），B（1，1），C（1，0）4 個均衡點的特征值正負情況進行討論，可以進一步得出均衡點的穩(wěn)定性，見表4。

表4 均衡點穩(wěn)定性分析

由表 4 可知，在 a（e1-e2）-b（z2-z1）＞0，（1-a）（e1-e2）+（1-b）（z1-z2）＞0 的假設下，當滿足條件 a（e1-e2）＞c1，（1-a）e1+（1-b）z1 ＞c2 時 ，（0，0）和（1，1）均為動態(tài)復制系統(tǒng)的穩(wěn)定點，即滿足總承包商在監(jiān)督和不監(jiān)督2 種策略下獲得的利潤分配之差＞其聘請第三方機構的成本，并且設計方在積極狀態(tài)下獲得的最大利潤分配及不積極狀態(tài)下承擔的最小風險成本之和＞其積極成本時，總承包商和設計方最終會演化至理想狀態(tài)，而策略組合（0,0）顯然不利于裝配式建筑的推進，因此要想辦法使總承包商和設計方最終共同做出（監(jiān)管，積極）的策略?？偝邪毯驮O計方的動態(tài)演化過程如圖1 所示。

圖1 演化博弈復制相位圖

3.4 演化穩(wěn)定策略的影響因素

由圖1 可看出雙方的最終演化結果取決于系統(tǒng)的初始狀態(tài)。若系統(tǒng)的初始狀態(tài)位于區(qū)域AOCD，則總承包商和設計方的最終博弈結果為（不監(jiān)管，不積極），此結果顯然不利于裝配式建筑的健康發(fā)展；而當初始狀態(tài)位于區(qū)域ABCD 時，總承包商和設計方的最終博弈結果為（監(jiān)管，積極），因此采取有效措施來增大區(qū)域ABCD 的面積是很有必要的。由圖1 可得區(qū)域SAOCD的面積為：

1）利潤分配系數(shù)a 對演化結果的影響

區(qū)域AOCD 的面積關于利潤分配系數(shù)a 的一階偏導?SAOCD/?a=1/2｛［e2（1-b）z1+（e1-e2）c2-e1（1-b）z2］/［（1-a）（e1-e2）+（1-b）（z1-z2）］2+｛（e2-e1）［c1-b（z2-z1）］｝/［a（e1-e2）-b（z2-z1）］2｝，顯然，超額利潤分配系數(shù)a 對的影響并非單調，再次進行二階求導，可得：

因此，區(qū)域AOCD 存在最小面積即區(qū)域ABCD存在最大面積，此時總承包商和設計方采?。ūO(jiān)管，積極）策略的可能性更大。

2）風險分擔系數(shù)對演化結果的影響

區(qū)域AOCD 的面積關于風險分擔系數(shù)b 的一階偏導

顯然，風險分擔系數(shù)b 對SAOCD的影響并非單調，再次進行二階求導，可得：

因此區(qū)域AOCD 存在最小面積即區(qū)域ABCD存在最大面積。令?SAOCD/?b=0 可求得最佳風險分擔系數(shù)使得總承包商和設計方向（監(jiān)管，積極）策略演化。

4 結論與建議

4.1 結論

本文針對當前EPC 模式下裝配式建筑設計存在的問題，提出在我國裝配式建筑處于初期的情況下總承包商應該對設計方進行監(jiān)管，假設了總承包商和設計方的博弈模型，分別分析了總承包商和設計方在不同情境下的策略選擇，得出超額利潤分配系數(shù)和風險成本分擔系數(shù)對總承包商和設計方的策略選擇具有重要影響。

1）當超額利潤分配系數(shù)在合理范圍內逐步增大時，設計方獲得的利益增大，會趨向于采取努力策略，而當其過大時，總承包商獲得的利潤＜其監(jiān)管成本，因此總承包商趨向于采取不監(jiān)管策略，此時，設計方的策略逐漸從積極策略轉向不積極策略。

2）當風險分擔系數(shù)在合理范圍內逐步增大時，設計方因承擔的風險成本＞其努力成本，趨向于選擇積極策略，當風險成本分擔系數(shù)過大時，總承包商會趨向于不監(jiān)管策略，此時，設計方的策略逐漸從積極策略轉向不積極策略。

4.2 建議

結合研究結論，為了促進總承包商和設計方的理想合作，推動裝配式建筑在我國的健康發(fā)展，本文提出以下建議。

1）政府應建立健全EPC 模式下裝配式建筑管理的相關制度

當前EPC 模式正如火如荼,國務院辦公廳及住建部多次明確發(fā)文，要求積極推進裝配式建筑采取工程總承包模式，不同于傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑，裝配式建筑具有產業(yè)鏈的顯著特點，傳統(tǒng)的管理制度已經不再能滿足裝配式建筑的管理，政府應采取措施，建立適應EPC 工程總承包項目特點的管理體制，并且應突出設計環(huán)節(jié)的重要性，使工程設計逐步納入總承包項目管理中，接受EPC 項目負責人的監(jiān)管，從而充分發(fā)揮設計的龍頭優(yōu)勢和作用，使工程設計能更好地為項目服務。

2）總承包商應轉變管理模式，構建適合發(fā)展的管理制度

EPC 總承包模式下的工程項目不僅僅只是設計、生產及裝配等各項工作的簡單相加，而是一種綜合性的集成化新型模式。它將項目層次直接上升至業(yè)務發(fā)展的水平，因此傳統(tǒng)的管理模式已經難以滿足這一新型業(yè)務的管理目標。總承包單位的相關人員應該及時轉換管理策略，綜合考慮自身發(fā)展規(guī)劃，制定適合該項目發(fā)展的組織管理制度，對內部資源進行合理配置并對各個專業(yè)分包實現(xiàn)集成化管理，進而取得更大的管理效益。

3）總承包商應針對設計方合理設置獎懲機制

在總承包商和設計方的博弈分析中可得出過高的超額利潤分配系數(shù)和風險分擔系數(shù)都不利于雙方的合作效果，因此在實際項目中，總承包商應根據(jù)實際情況，結合已知條件，經過反復測算來設置最優(yōu)的系數(shù)，促進設計方在裝配式建筑過程中采取積極策略，進而達成雙方良好合作來創(chuàng)造最大的收益，最終實現(xiàn)共贏。