基于AHP-云模型的建設(shè)項(xiàng)目施工階段成本控制風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)研究

王青山

(中鐵十六局集團(tuán)第一工程有限公司 北京 101300)

1 引言

眾所周知，工程項(xiàng)目建設(shè)規(guī)模大、周期長、投資大、風(fēng)險(xiǎn)大[1]，且施工階段在整個(gè)項(xiàng)目各階段中占用的時(shí)間、資源最多，施工階段是成本控制的核心[2]。因此，施工單位要想取得高收益，就必須控制施工階段的成本。而施工階段影響成本的因素較多，且目前也沒有系統(tǒng)的成本控制風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系和評(píng)價(jià)方法。

王領(lǐng)[3]構(gòu)建了成本控制模型和信息數(shù)據(jù)庫，且該模型能夠準(zhǔn)確預(yù)測(cè)施工成本并識(shí)別成本偏差；王貴美[4]指出BIM能夠很好地對(duì)施工階段成本進(jìn)行控制；趙月平等[5]研究發(fā)現(xiàn)基于三維地理信息系統(tǒng)能夠完成對(duì)公路項(xiàng)目施工成本進(jìn)行有效管控；陳超[6]從合同管理的角度提出了工程成本的具體措施；王喬[7]基于過程管理理論，結(jié)合成本控制邏輯結(jié)構(gòu)，提出了全過程成本控制方法；王穎等[8]系統(tǒng)梳理出建筑領(lǐng)域成本管理等方面存在的問題，提出了科學(xué)完善的優(yōu)化機(jī)制；李敬升[9]研究指出有效控制成本的方法主要包括注重施工質(zhì)量、嚴(yán)控材料質(zhì)量、優(yōu)選勞務(wù)分包資源、提升變更控制管理水平、關(guān)注進(jìn)度管理、強(qiáng)化第三方監(jiān)管機(jī)制、減少質(zhì)量問題引起的成本增加等措施。通過文獻(xiàn)研究發(fā)現(xiàn)目前AHP法與云模型的應(yīng)用主要在安全評(píng)價(jià)[10-11]、綜合評(píng)價(jià)[12]、質(zhì)量評(píng)估[13]等方面，目前將該方法應(yīng)用在成本控制風(fēng)險(xiǎn)方面的研究幾乎沒有?；诖耍疚幕谇叭搜芯砍晒?，建立建設(shè)項(xiàng)目施工階段成本控制風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并基于云理論，構(gòu)建建設(shè)項(xiàng)目施工階段成本控制風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)云模型，最后以某項(xiàng)目為例，對(duì)該項(xiàng)目施工階段成本控制風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

2 建設(shè)項(xiàng)目施工階段成本控制風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系及評(píng)價(jià)模型的構(gòu)建

2.1 建設(shè)項(xiàng)目施工階段成本控制風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立

根據(jù)前人的研究，結(jié)合實(shí)際案例，通過訪談專家、學(xué)者、從事施工的管理人員、項(xiàng)目經(jīng)理等，通過多次修正，最終確定了建設(shè)項(xiàng)目施工階段成本控制風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系(見表1)，主要包括人為因素、組織管理因素、材料設(shè)備因素、技術(shù)因素等4個(gè)一級(jí)指標(biāo)18個(gè)二級(jí)指標(biāo)。

表1 建設(shè)項(xiàng)目施工階段成本控制風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

2.2 成本控制風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型的建立

2.2.1 層次分析法(AHP)

在層次分析法中，引用數(shù)字1～9及其倒數(shù)作為判斷矩陣標(biāo)度。層次單排序包括計(jì)算評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中各層級(jí)指標(biāo)相對(duì)權(quán)重及一致性檢驗(yàn)。經(jīng)專家打分對(duì)準(zhǔn)則層指標(biāo)進(jìn)行兩兩比較，形成準(zhǔn)則層指標(biāo)相對(duì)于目標(biāo)層的判斷矩陣。具體步驟如下:

第一步，按列將判斷矩陣歸一化處理得到標(biāo)準(zhǔn)判斷矩陣。

式中，aij為判斷矩陣列中的數(shù)；為列的和；akj為標(biāo)準(zhǔn)判斷矩陣列中的數(shù)。

第二步，將求得的標(biāo)準(zhǔn)判斷矩陣按行求和i。

第三步，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)判斷矩陣各行和進(jìn)行歸一化處理，得到各指標(biāo)權(quán)重Wi。

通過前三步后，再對(duì)此判斷矩陣進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，同樣分為三步:

第一步，計(jì)算一致性指標(biāo)CI。

式中，n代表指標(biāo)數(shù)量；λmax表示該判斷矩陣的最大特征值。

第二步，查找隨機(jī)一致性指標(biāo)RI。

第三步，計(jì)算一致性比例CR。

若CR值小于0.1，說明該判斷矩陣通過一致性檢驗(yàn)。

2.2.2 熵權(quán)法

第一步，數(shù)據(jù)歸一化。

式中，Yij是指標(biāo)原始數(shù)據(jù)；pij是歸一化后數(shù)據(jù)。第二步，求解各指標(biāo)的信息熵值Ej。

式中，n為評(píng)價(jià)對(duì)象數(shù)量。

第三步，計(jì)算各指標(biāo)差異性系數(shù)。

根據(jù)計(jì)算出的信息熵值求取各指標(biāo)的差異性系數(shù)gj:

gj＝1-Ej

第四步，再求指標(biāo)權(quán)重。

式中，m為指標(biāo)數(shù)量；Wj是第j個(gè)指標(biāo)權(quán)重。

2.2.3 組合賦權(quán)

通過線性組合的方式將熵權(quán)法結(jié)果與層次分析法結(jié)果相結(jié)合，對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行組合賦權(quán)，計(jì)算公式如下:

在本研究中，將熵權(quán)法與層次分析法視為同等重要，因此取α＝0.5。準(zhǔn)則層指標(biāo)組合權(quán)重由其對(duì)應(yīng)的指標(biāo)層指標(biāo)組合權(quán)重相加求和得到。

2.2.4 施工階段成本控制風(fēng)險(xiǎn)云模型的構(gòu)建

云模型是一種基于概率論和模糊理論處理定性概念和定量描述的不確定性轉(zhuǎn)換模型，可為項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)提供科學(xué)參考[14]。具體步驟如下:

構(gòu)建評(píng)語集。參考相關(guān)文獻(xiàn)，按照威脅程度由低到高將建設(shè)工程項(xiàng)目施工階段成本控制風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)分為5個(gè)等級(jí)，分別為低、較低、中等、較高、高，對(duì)應(yīng)的論域取值范圍分別為[0，2)、[2，4)、[4，6)、[6，8)、[8，10]。

從2017年1—12月在北大醫(yī)療健康管理中心進(jìn)行健康體檢、年齡18歲以上的人群57 686人中篩查，選取體檢項(xiàng)目中包括尿酸、身高、體質(zhì)量、血壓、空腹血糖、血脂及重要病史信息無缺失者，排除既往患有高尿酸血癥、高血壓、糖尿病、高脂血癥正在服用藥物治療的人員，最終納入研究對(duì)象52 673人，其中男性27 419人（52.06%），女性25 254人（47.94%）。

計(jì)算數(shù)字特征值。根據(jù)各評(píng)價(jià)等級(jí)的取值范圍，通過公式將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的云數(shù)字特征參數(shù)，分別為期望值Ex、熵En和超熵He，具體公式如下:

式中，k為常數(shù)；超熵He一般取為0.1。

經(jīng)過上述公式運(yùn)算，最終得到的計(jì)算結(jié)果見表2。

表2 各評(píng)價(jià)等級(jí)云數(shù)字特征值

將表2中的云數(shù)字特征值輸入正向云發(fā)生器，利用軟件編程并生成5個(gè)評(píng)價(jià)等級(jí)的云標(biāo)尺圖，如圖1所示。

圖1 標(biāo)準(zhǔn)隸屬云圖

以上述構(gòu)建的評(píng)價(jià)指標(biāo)云標(biāo)尺為基礎(chǔ)，在獲得專家對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)的評(píng)分后，根據(jù)逆向云發(fā)生器將其轉(zhuǎn)化為云模型的3個(gè)云數(shù)字特征值，計(jì)算公式如下所示:

(1)計(jì)算樣本期望值Ex

式中，Ex、分別代表樣本期望值、樣本均值；xi表示樣本數(shù)據(jù)。

(2)計(jì)算樣本方差S2

(3)計(jì)算云滴的熵En

(4)計(jì)算云滴的超熵He

在計(jì)算得到指標(biāo)層指標(biāo)的云數(shù)字特征值的基礎(chǔ)上，基于如下公式，依次計(jì)算各準(zhǔn)則層指標(biāo)的云數(shù)字特征值:

3 案例分析

3.1 案例背景

W縣2020年新建某棚改項(xiàng)目，總建筑面積22.98萬m2，其中地上建筑面積16.67萬m2，地下總建筑面積6.31萬m2，12棟住宅樓、1個(gè)地下車庫及住宅樓周邊2層商業(yè)裙樓，總戶數(shù)1 396戶，機(jī)動(dòng)車停車位1 746輛，非機(jī)動(dòng)車停車位2 900輛。簽約合同價(jià)56 577萬元，合同工期700日歷天。

3.2 模型運(yùn)用

通過第2章層次分析法、熵權(quán)法、組合權(quán)重等計(jì)算公式和步驟，通過訪談相關(guān)高校專家、學(xué)者、施工單位一線管理人員、項(xiàng)目經(jīng)理等獲得數(shù)據(jù)，按照公式計(jì)算后的結(jié)果見表3。

表3 二級(jí)指標(biāo)權(quán)重及數(shù)值特征值

運(yùn)用程序，將人為因素、組織管理因素、材料設(shè)備因素、技術(shù)因素及項(xiàng)目施工階段成本控制風(fēng)險(xiǎn)綜合云放在平面直角坐標(biāo)系內(nèi)，如圖2～圖6所示。

圖2 人為因素云圖

圖3 組織管理因素云圖

圖4 材料設(shè)備因素云圖

圖5 技術(shù)因素云圖

圖6 項(xiàng)目施工階段成本控制風(fēng)險(xiǎn)綜合云圖

3.3 項(xiàng)目施工階段成本控制風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果分析

通過一級(jí)指標(biāo)云圖與云標(biāo)尺圖對(duì)比，可以直觀地得出該棚改項(xiàng)目施工階段成本控制風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果，主要結(jié)論如下:

由圖2可知，人為因素介于中等風(fēng)險(xiǎn)和較高風(fēng)險(xiǎn)之間，更傾向于中等風(fēng)險(xiǎn)，所以將該棚改項(xiàng)目施工階段成本控制風(fēng)險(xiǎn)的人為因素風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)確定為中等風(fēng)險(xiǎn)。雖然人為因素評(píng)價(jià)結(jié)果為中等風(fēng)險(xiǎn)，但施工方也不能掉以輕心，也應(yīng)給予關(guān)注。

由圖3可知，組織管理因素介于較低風(fēng)險(xiǎn)和中等風(fēng)險(xiǎn)之間，更傾向于較低風(fēng)險(xiǎn)，所以將該棚改項(xiàng)目施工階段成本控制風(fēng)險(xiǎn)的組織管理因素風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)確定為較低風(fēng)險(xiǎn)。

由圖4可知，材料設(shè)備因素介于較高風(fēng)險(xiǎn)和高風(fēng)險(xiǎn)之間，更傾向于較高風(fēng)險(xiǎn)，所以將該棚改項(xiàng)目施工階段成本控制風(fēng)險(xiǎn)的材料設(shè)備因素風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)確定為較高風(fēng)險(xiǎn)。原因在于一是由于2021年因全球疫情影響，各國紛紛采取量化寬松的經(jīng)濟(jì)刺激政策，超發(fā)貨幣，導(dǎo)致原材料價(jià)格上漲；二是由于疫情影響，其他國家處于疫情的影響下，不少企業(yè)生產(chǎn)受到影響，全球范圍內(nèi)材料供給較少，導(dǎo)致材料價(jià)格上漲。因此，面對(duì)材料設(shè)備價(jià)格瘋漲帶來的施工風(fēng)險(xiǎn)，施工單位應(yīng)積極與業(yè)主單位溝通，按照合同約定，對(duì)材料設(shè)備超過施工方承受的風(fēng)險(xiǎn)范圍外的部分積極進(jìn)行材料調(diào)差或者調(diào)整合同工期，規(guī)避損失。

由圖5可知，技術(shù)因素介于中等風(fēng)險(xiǎn)和較低風(fēng)險(xiǎn)之間，更傾向于較低風(fēng)險(xiǎn)，所以將該棚改項(xiàng)目施工階段成本控制風(fēng)險(xiǎn)的技術(shù)因素風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)確定為較低風(fēng)險(xiǎn)。

由圖6可知，該棚改項(xiàng)目施工階段成本控制風(fēng)險(xiǎn)介于中等風(fēng)險(xiǎn)和較低風(fēng)險(xiǎn)之間，更傾向于中等風(fēng)險(xiǎn)，所以將該棚改項(xiàng)目施工階段成本控制風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)確定為中等風(fēng)險(xiǎn)。

根據(jù)前面公式，該棚改項(xiàng)目施工階段成本控制風(fēng)險(xiǎn)中人為因素、組織管理因素、材料設(shè)備因素、技術(shù)因素的隸屬度見表4所示。

表4 各評(píng)價(jià)對(duì)象對(duì)各評(píng)價(jià)等級(jí)隸屬度

從表4中可知，人為因素處在中等和較高風(fēng)險(xiǎn)的概率較大，按照隸屬度最大原則，人為因素(0.620 1)被評(píng)價(jià)為中等風(fēng)險(xiǎn)；組織管理因素處在較低和中等風(fēng)險(xiǎn)的概率較大，按照隸屬度最大原則，組織管理因素(0.741 6)被評(píng)價(jià)為較低風(fēng)險(xiǎn)；材料設(shè)備因素處在較高風(fēng)險(xiǎn)和高風(fēng)險(xiǎn)的概率較大，按照隸屬度最大原則，材料設(shè)備因素(0.786 8)被評(píng)價(jià)為較高風(fēng)險(xiǎn)；技術(shù)因素處在較低和中等風(fēng)險(xiǎn)的概率較大，按照隸屬度最大原則，技術(shù)因素(0.718 4)被評(píng)價(jià)為較低風(fēng)險(xiǎn)；該棚改項(xiàng)目施工階段成本處在較低和中等風(fēng)險(xiǎn)的概率較大，按照隸屬度最大原則，項(xiàng)目綜合(0.742 2)被評(píng)價(jià)為中等風(fēng)險(xiǎn)。從隸屬度值來看，隸屬度評(píng)價(jià)結(jié)果與各因素的云圖評(píng)價(jià)結(jié)果一致。

4 結(jié)論

本文的AHP-云模型評(píng)價(jià)方法，為施工企業(yè)抓好項(xiàng)目施工階段的成本控制風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)提供了一種新的思路，主要研究結(jié)論如下:

(1)從人為因素、組織管理因素、材料設(shè)備因素、技術(shù)因素等4個(gè)方面18個(gè)二級(jí)指標(biāo)，構(gòu)建了建設(shè)項(xiàng)目施工階段成本控制風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。

(2)為提高施工階段成本控制風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的客觀性和準(zhǔn)確性，將AHP法與熵權(quán)法所得權(quán)重進(jìn)行組合優(yōu)化，得到了建設(shè)項(xiàng)目施工階段成本控制風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)的最優(yōu)組合權(quán)重，避免單一賦權(quán)的不足，為指標(biāo)組合賦權(quán)提供了一套更加科學(xué)的方法。

(3)基于云理論，構(gòu)建了本文的建設(shè)項(xiàng)目施工階段成本控制風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)云模型，建立了標(biāo)準(zhǔn)云圖；以W縣2020年新建某棚改項(xiàng)目為例，對(duì)該項(xiàng)目施工階段成本控制風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，最終確定該項(xiàng)目施工階段成本控制處于中等風(fēng)險(xiǎn)水平。