基于組合賦權(quán)云模型的裝配式建筑投資風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

劉冠權(quán)，張琳琳，王志遠(yuǎn)

(1.青島理工大學(xué)管理工程學(xué)院，山東 青島266520；2.山東省高校智慧城市建設(shè)管理研究中心，山東 青島266520)

裝配式建筑是將PC構(gòu)件在工廠中進(jìn)行批量生產(chǎn)，繼而運(yùn)到施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行組裝而成的建筑。較傳統(tǒng)建筑而言，裝配式建筑在環(huán)境、能源和工期等方面具有顯著的優(yōu)勢(shì)，然而中國(guó)裝配式建筑起步較晚，相關(guān)政策法規(guī)不夠完善，技術(shù)水平較低，相應(yīng)的政策風(fēng)險(xiǎn)、技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)管理不夠完善，導(dǎo)致開發(fā)商對(duì)裝配式建筑的開發(fā)意愿不夠強(qiáng)烈。筆者從開發(fā)商視角出發(fā)，建立一套針對(duì)裝配式建筑項(xiàng)目開發(fā)投資風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)價(jià)體系，以期為開發(fā)商開發(fā)裝配式建筑提供參考。

在裝配式建筑項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)管理研究方面，專家學(xué)者已經(jīng)做了相關(guān)研究。荀志遠(yuǎn)等[1]運(yùn)用DEMATEL結(jié)合博弈論計(jì)算組合權(quán)重的方法，運(yùn)用云模型對(duì)裝配式建筑安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了評(píng)價(jià)；董翔等[2]對(duì)超高層裝配式建筑施工安全進(jìn)行了評(píng)價(jià)，運(yùn)用4M1E理論建立了超高層裝配式建筑施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并結(jié)合三元區(qū)間數(shù)理論，驗(yàn)證了所建立模型的可行性；句秋月[3]等運(yùn)用WBS-RBS法對(duì)裝配式建筑安全風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行識(shí)別，并運(yùn)用序關(guān)系法和DEMATEL法對(duì)安全風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行了分析，針對(duì)裝配式建筑各階段提出了相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)管理措施；黃桂林等[4]運(yùn)用社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析法對(duì)裝配式建筑綠色供應(yīng)鏈全過程各階段的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行相互作用分析，找出了關(guān)鍵影響因素，并提出了相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)管理措施；桑培東等[5]運(yùn)用結(jié)構(gòu)方程模型模擬擬合法確定裝配式建筑項(xiàng)目開發(fā)風(fēng)險(xiǎn)影響因素權(quán)重并結(jié)合案例分析了驗(yàn)證模型的可行性；李曉娟[6]通過SEM結(jié)構(gòu)方程賦權(quán)指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)裝配式項(xiàng)目投資風(fēng)險(xiǎn)的定量評(píng)價(jià)。

梳理過往研究可以發(fā)現(xiàn)，在裝配式建筑風(fēng)險(xiǎn)研究領(lǐng)域，多數(shù)學(xué)者從施工安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)或裝配式供應(yīng)鏈風(fēng)險(xiǎn)方面進(jìn)行了研究。然而在投資風(fēng)險(xiǎn)研究領(lǐng)域，相關(guān)文獻(xiàn)研究較少，且現(xiàn)有文獻(xiàn)研究存在評(píng)價(jià)指標(biāo)不夠全面、評(píng)價(jià)模型單一等問題。目前，裝配式建筑在商品房領(lǐng)域運(yùn)用較少，主要原因是開發(fā)商對(duì)于裝配式建筑發(fā)展認(rèn)知不足，對(duì)投資風(fēng)險(xiǎn)的看法也存在分歧。因此，筆者基于開發(fā)商視角，對(duì)裝配式建筑項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行深入研究，構(gòu)建基于云模型的裝配式建筑投資風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型，最終找出對(duì)裝配式建筑投資風(fēng)險(xiǎn)影響最大的因素，并提出相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施，為開發(fā)商開發(fā)裝配式建筑提供一定的參考依據(jù)。

一、裝配式建筑投資風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

裝配式建筑在中國(guó)發(fā)展起步較晚，國(guó)內(nèi)還未大規(guī)模推行，而且各地域發(fā)展水平也參差不齊，真正實(shí)施落地的項(xiàng)目較少，故本研究對(duì)裝配式建筑投資風(fēng)險(xiǎn)因素的識(shí)別主要采用文獻(xiàn)分析法，通過匯總分析國(guó)內(nèi)外學(xué)者在裝配式建筑領(lǐng)域方面的研究成果，將裝配式建筑投資風(fēng)險(xiǎn)大致分為政策風(fēng)險(xiǎn)、技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)、市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)、管理風(fēng)險(xiǎn)和經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)5類，最終建立裝配式建筑投資風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系(見表1)。

表1 裝配式建筑投資風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

(1)政策風(fēng)險(xiǎn)是指由于政府及相關(guān)主管部門出臺(tái)的激勵(lì)措施不夠完善，政策標(biāo)準(zhǔn)不夠規(guī)范而帶來的風(fēng)險(xiǎn)[7]。盡管政府已經(jīng)制定了相關(guān)法律法規(guī)，用于推進(jìn)裝配式建筑發(fā)展，但更多用于財(cái)政出資的保障性住房及公租房上，相關(guān)政策對(duì)于裝配式建筑開發(fā)商而言，仍存在政策不穩(wěn)定、執(zhí)行效力弱等問題。

(2)技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)是指由于裝配式建造工藝不夠成熟、應(yīng)用較少，在建造過程中可能出現(xiàn)問題的風(fēng)險(xiǎn)，如預(yù)制結(jié)構(gòu)體系的完善程度、裝配式施工全壽命周期信息化平臺(tái)的應(yīng)用程度[8]及技術(shù)工人的操作水平等。

(3)市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)是指由于裝配式建筑開發(fā)及銷售過程中產(chǎn)業(yè)鏈不夠完善、公眾接受度低等帶來的風(fēng)險(xiǎn)。一方面，裝配式建筑雖具有節(jié)能低碳等優(yōu)點(diǎn)，但其成本較高，在一眾現(xiàn)澆式建筑占市場(chǎng)主導(dǎo)地位的環(huán)境中，市場(chǎng)接受度不夠高；另一方面，PC構(gòu)件從設(shè)計(jì)、運(yùn)輸再到施工牽扯企業(yè)較多，上下游配套產(chǎn)業(yè)鏈不夠完善，可供選擇的生產(chǎn)廠家也較少，因此，裝配式建筑產(chǎn)業(yè)鏈不可避免地存在不完善等問題。

(4)管理風(fēng)險(xiǎn)是指由于建造方式新穎、參建單位多元化、管理模式亟需更新所帶來的風(fēng)險(xiǎn)。裝配式建筑與傳統(tǒng)建筑建造方式不同，其項(xiàng)目管理方法應(yīng)與時(shí)俱進(jìn)，質(zhì)量管理、安全管理、信息管理等標(biāo)準(zhǔn)體系也應(yīng)重新商討確定。同時(shí)，在裝配式建筑項(xiàng)目實(shí)施過程中，參與主體更加多元化，協(xié)調(diào)調(diào)度各參建單位也是裝配式建筑管理過程中重要的一環(huán)。

(5)經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)是指裝配式建筑開發(fā)建設(shè)過程中，開發(fā)商資金鏈?zhǔn)車?guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展因素影響帶來的風(fēng)險(xiǎn)。裝配式建筑具有資金投資量大的特點(diǎn)，因此，對(duì)國(guó)家經(jīng)濟(jì)政策、利率等變動(dòng)較為敏感。對(duì)于裝配式建筑而言，其前期一次性資金投入量較大，而建設(shè)項(xiàng)目一般投資周期較長(zhǎng)，資金回籠慢，對(duì)于企業(yè)的融資能力而言是一種考驗(yàn)。

二、基于COWA-G1法和云模型的裝配式建筑投資風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型

1.裝配式建筑投資風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重

考慮到裝配式建筑投資風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)過多，評(píng)價(jià)結(jié)果易受主觀賦權(quán)的影響，本研究將COWA算子(有序加權(quán)平均算子)和G1法(序關(guān)系分析法)兩種方法相結(jié)合，以削弱專家主觀偏好所帶來的不利影響。

(1)COWA算子賦權(quán)

COWA算子在確定指標(biāo)權(quán)重時(shí)，通過將決策數(shù)據(jù)降序排列進(jìn)行位置加權(quán)處理，更好地避免了主觀因素對(duì)評(píng)價(jià)產(chǎn)生極端值的影響。COWA算子賦權(quán)過程如下。

Step1：對(duì)決策數(shù)據(jù)進(jìn)行降序排列并依次進(jìn)行編號(hào)，得到b0≥b1≥…≥bn-1。

Step2：計(jì)算數(shù)據(jù)bj的加權(quán)向量

(1)

Step3：計(jì)算指標(biāo)的絕對(duì)權(quán)重值

(2)

Step4：計(jì)算指標(biāo)的相對(duì)權(quán)重值

(3)

(2)G1法

G1法即序關(guān)系法，是郭亞軍教授提出的關(guān)于系統(tǒng)決策分析的方法，該方法是對(duì)AHP(層次分析法)的優(yōu)化，有效規(guī)避了層次分析法計(jì)算量大、精度不高的缺點(diǎn)[9]。G1法賦權(quán)步驟如下。

Step1：確定序關(guān)系

Step2：計(jì)算各相鄰指標(biāo)的相對(duì)重要程度

(4)

表2 rj賦值參考

Step3：計(jì)算權(quán)重系數(shù)

(5)

(6)

2.基于云模型的綜合評(píng)價(jià)方法

云模型是李德毅院士提出的一種以概率論和模糊數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)，通過云發(fā)生器實(shí)現(xiàn)定性概念與定性數(shù)值相互轉(zhuǎn)化的模型[10]。基于COWA-G1算子與云模型相結(jié)合的評(píng)價(jià)方法，能夠有效克服評(píng)價(jià)系統(tǒng)中存在的隨機(jī)性和離散性。在投資風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)過程中，運(yùn)用云模型生成的云圖可以更加直觀地判斷裝配式建筑投資風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)價(jià)等級(jí)，具體步驟如下。

(1)標(biāo)準(zhǔn)云Cv的確定

(7)

(8)

Hev=k

(9)

式中：Exv為期望值，反映的是云模型的分布中心，是最能表示裝配式建筑投資風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)概念的點(diǎn)值；Env為熵，反映的是評(píng)價(jià)指標(biāo)的模糊度；Hev為超熵，反映的是云滴的聚集程度，根據(jù)云的霧化性質(zhì)和項(xiàng)目模糊閾度取常數(shù)值即可。

(2)指標(biāo)評(píng)價(jià)云Cu的確定

邀請(qǐng)m名專家對(duì)第i個(gè)指標(biāo)進(jìn)行打分F(fi1，fi2，…，fim)，則第i個(gè)指標(biāo)對(duì)應(yīng)著一個(gè)云模型C(Exi，Eni，Hei)，此算法與正向云發(fā)生器相反，是將定量數(shù)值轉(zhuǎn)化為定性的模糊概念，稱之為逆向云發(fā)生器。

(10)

(11)

(12)

(13)

式中：hij為第j位專家對(duì)第i個(gè)指標(biāo)的評(píng)分，j=1，2，…，m。

(3)計(jì)算綜合評(píng)價(jià)云C

在得到各級(jí)指標(biāo)云圖后，由評(píng)價(jià)云Cu和綜合權(quán)重w通過以下式計(jì)算，得到綜合云C(Ex，En，He)。

(14)

(15)

(16)

(4)評(píng)價(jià)結(jié)果的確定

裝配式建筑項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)評(píng)判等級(jí)結(jié)果可通過兩種方法進(jìn)行判斷：一種方法是云圖法，即將標(biāo)準(zhǔn)云和綜合云同時(shí)輸入正向云發(fā)生器內(nèi)，以生成標(biāo)準(zhǔn)云圖和評(píng)價(jià)云圖，并通過判斷評(píng)價(jià)云與標(biāo)準(zhǔn)云的接近程度，來確定風(fēng)險(xiǎn)處于某一標(biāo)準(zhǔn)程度。此種方法簡(jiǎn)單且直觀，但是肉眼判斷終究會(huì)產(chǎn)生誤差，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)研究應(yīng)運(yùn)用數(shù)據(jù)。另一種方法是相似度計(jì)算法，即通過計(jì)算評(píng)價(jià)云與5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)云之間的相似度來判斷風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，通過輸入兩個(gè)評(píng)價(jià)云C1(Ex1，En1，He1)，C2(Ex2，En2，He2)，輸出相似度θ，相似度θ越大說明兩者越相似，即投資風(fēng)險(xiǎn)處于該等級(jí)。具體步驟[11]如下。

Step1：生成一個(gè)遵循正態(tài)分布率隨機(jī)數(shù)En′1=RN(En1，He1，)，其中，En′1的期望為En1，標(biāo)準(zhǔn)差為He1；

Step2：生成一個(gè)遵循正態(tài)分布率隨機(jī)數(shù)xi=RN(Ex1，En′1)，其中，xi的期望為Ex1，標(biāo)準(zhǔn)差為En′1；

Step4：重復(fù)step2和step3，以生成n個(gè)θ′i；計(jì)算n個(gè)θ′i的均值，即為相似度θ。

三、案例分析

為驗(yàn)證云模型的可行性，以青島市某裝配式建筑項(xiàng)目為例進(jìn)行分析，項(xiàng)目建筑面積272 634 m2，總體預(yù)制率達(dá)34%，裝配率為43%，主體結(jié)構(gòu)采用裝配式混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)。

1.基于COWA-G1組合賦權(quán)法的指標(biāo)賦權(quán)

邀請(qǐng)裝配式建筑領(lǐng)域7名權(quán)威專家組成小組，采用0～10打分法，運(yùn)用專業(yè)知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)對(duì)每項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行打分。受篇幅限制，以指標(biāo)層政策風(fēng)險(xiǎn)A1各評(píng)價(jià)要素的權(quán)重為例，闡述COWA法賦權(quán)步驟，專家打分結(jié)果如表3所示。

表3 指標(biāo)初始分?jǐn)?shù)值

以評(píng)價(jià)要素A11為例，采用COWA算子進(jìn)行指標(biāo)賦權(quán)，計(jì)算過程如下。

(1)將A11的專家打分結(jié)果進(jìn)行排序得到：b=(8，7，7，7，6，6，5)，因n=7，運(yùn)用式(1)求得加權(quán)向量為(0.015 6，0.093 8，0.234 4，0.312 5，0.234 4，0.093 8，0.015 6)。

(3)根據(jù)式(3)計(jì)算出二級(jí)指標(biāo)A1的權(quán)重向量ω1=(0.302，0.352，0.347)。

(4)同理，求得其他各指標(biāo)權(quán)重分別為：ω2=(0.385，0.302，0.312)，ω3=(0.355，0.285，0.36)，ω4=(0.335，0.321，0.344)，ω5=(0.295，0.383，0.322)。

表4 序關(guān)系重要性計(jì)算結(jié)果

2.基于云模型的裝配式建筑投資風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

(1)確定指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)云

通過咨詢裝配式建筑領(lǐng)域相關(guān)專家以及結(jié)合本項(xiàng)目實(shí)際情況，將裝配式建筑項(xiàng)目投資風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)劃分為5個(gè)分值區(qū)間：低風(fēng)險(xiǎn)(0，2]，較低風(fēng)險(xiǎn)(2，4]，中等風(fēng)險(xiǎn)(4，6]，較高風(fēng)險(xiǎn)(6，8]，高風(fēng)險(xiǎn)(8，10]，由式(7)～(9)得到本項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)云參數(shù)，為使云圖更加精準(zhǔn)地反映評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，筆者結(jié)合區(qū)間模糊度，經(jīng)過多次取值實(shí)驗(yàn)后，發(fā)現(xiàn)將k取0.03更加符合本項(xiàng)目實(shí)際情況(見表5)。

利用標(biāo)準(zhǔn)云參數(shù)，結(jié)合正向云發(fā)生器原理，運(yùn)用MATLAB軟件進(jìn)行編程，得到綜合標(biāo)準(zhǔn)云圖(見圖1)。

表5 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)云參數(shù)

圖1 標(biāo)準(zhǔn)云圖

(2)確定項(xiàng)目評(píng)價(jià)云

根據(jù)專家打分情況，運(yùn)用逆向云發(fā)生器由式(10)～(13)進(jìn)行計(jì)算，得到各評(píng)價(jià)指標(biāo)的云參數(shù)(見表6)。根據(jù)式(14)～(16)計(jì)算項(xiàng)目評(píng)價(jià)云C=(3.809，0.923，0.199)，再利用正向云發(fā)生器進(jìn)行編程，將項(xiàng)目評(píng)價(jià)云的特征值轉(zhuǎn)化為綜合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)云圖(見圖2)。

表6 云模型數(shù)字特征

圖2 綜合評(píng)價(jià)云圖

由圖2可知，該裝配式建筑投資風(fēng)險(xiǎn)介于較低風(fēng)險(xiǎn)與中等風(fēng)險(xiǎn)之間，運(yùn)用MATLAB軟件進(jìn)行編程，計(jì)算出綜合云C與各標(biāo)準(zhǔn)云之間的相似度，得到θ1=0.064 3，θ2=0.598 1，θ3=0.406 9，θ4=0.017，θ5=6.658 9×10-6。由此可知，綜合云C與較低風(fēng)險(xiǎn)云C2相似度最大，所以該裝配式建筑投資風(fēng)險(xiǎn)處于較低風(fēng)險(xiǎn)，具有可投資性，符合實(shí)際情況。

為更全面地評(píng)價(jià)該裝配式建筑投資風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)二級(jí)指標(biāo)的云特征值求相似度，計(jì)算結(jié)果如表7所示。

表7 相似度匯總結(jié)果

由表7可知，市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)A3、經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)A5與中等風(fēng)險(xiǎn)的相似度較大，且有向更高風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)接近的趨勢(shì)，拉高了該項(xiàng)目綜合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)值，因此，在項(xiàng)目后續(xù)實(shí)施過程中應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注市場(chǎng)與經(jīng)濟(jì)等相關(guān)指標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn)管理問題。在市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)管理方面，開發(fā)商各企業(yè)間可通過企業(yè)合作、資源優(yōu)化整合等組建工業(yè)化企業(yè)聯(lián)盟，以提高裝配式建筑各企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，同時(shí)，要積極配合政府加大對(duì)裝配式建筑的宣傳科普力度，增加公眾認(rèn)知度。對(duì)于經(jīng)濟(jì)方面的風(fēng)險(xiǎn)，開發(fā)商可考慮拓寬融資渠道來降低風(fēng)險(xiǎn)，如通過開發(fā)商聯(lián)合開發(fā)、商業(yè)匯票等形式降低經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)。政策風(fēng)險(xiǎn)A1、技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)A2、管理風(fēng)險(xiǎn)A4處于較低風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，但是均有向中等風(fēng)險(xiǎn)轉(zhuǎn)化的傾向，項(xiàng)目前期階段，開發(fā)商要多關(guān)注政府相關(guān)政策法規(guī)，積極響應(yīng)政府號(hào)召；項(xiàng)目實(shí)施過程中，重點(diǎn)關(guān)注來自技術(shù)方面與管理方面的風(fēng)險(xiǎn)，可推行工程總承包模式，將多單位協(xié)調(diào)管理問題轉(zhuǎn)化為內(nèi)部管理問題，加強(qiáng)對(duì)項(xiàng)目參與人員的培訓(xùn)，提高員工業(yè)務(wù)能力。

四、結(jié) 語(yǔ)

筆者從開發(fā)商視角出發(fā)，構(gòu)建了裝配式建筑投資風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并通過COWA算子和G1法對(duì)指標(biāo)權(quán)重進(jìn)行組合賦權(quán)，同時(shí)，結(jié)合云模型理論進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，克服了風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)過程中的隨機(jī)性與模糊性，實(shí)現(xiàn)了評(píng)價(jià)結(jié)果可視化，對(duì)裝配式建筑投資風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)進(jìn)行了新的嘗試和創(chuàng)新。通過案例分析，分析出某項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)及風(fēng)險(xiǎn)影響最大的因素，驗(yàn)證了模型的可行性和合理性，為開發(fā)商開發(fā)裝配式建筑提供了一定的參考價(jià)值。裝配式建筑項(xiàng)目投資本身是動(dòng)態(tài)過程，其風(fēng)險(xiǎn)影響因素也是不斷變化的，因此，實(shí)際操作過程中，需不斷針對(duì)具體情況調(diào)整指標(biāo)，進(jìn)一步修改完善評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。