基于ANP-QUALIFLEX的海上風電EPC項目投標決策研究

喻玨 李荷

(1.中國電建集團中南勘測設計研究院有限公司，湖南 長沙 410014；2.湖南大學土木工程學院，湖南 長沙 410082)

0 引言

風能作為天然綠色的清潔能源，可極大減少碳排放，助力“雙碳”目標的實現(xiàn)[1]。現(xiàn)階段，陸地風電場建設項目逐步趨于飽和，海上風電資源引起業(yè)界廣泛關注[2]。相較于陸地風電項目，海上風電項目具有占地面積小、電量高、風速高、沙塵低等優(yōu)勢，符合可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略要求。我國海岸線漫長、海域?qū)拸V、風資源儲量豐富，具有開發(fā)海上風電項目的天然優(yōu)勢[3]。近年來，隨著清潔能源政策的推廣，我國海上風電行業(yè)保持高速發(fā)展，年均增長率保持30%以上，2021年累計裝機容量達1500萬kW。

目前，海上風電項目多采用以設計院為主導的EPC總承包模式進行招標。該模式有利于發(fā)揮設計院的專業(yè)優(yōu)勢，體現(xiàn)設計在工程建設中的主導地位。但是，當前大部分設計院正處于轉型為EPC總承包商的探索階段，欠缺項目投標與項目管理經(jīng)驗，容易忽略項目建設過程中的各種風險因素。因此，如何進行科學合理的投標決策成為設計院成功轉型的關鍵問題。

現(xiàn)階段，投標決策相關研究多集中于建筑工程、公路工程、水利工程等領域，針對海上風電EPC項目的投標決策研究較少。常用的決策方法包括灰色關聯(lián)模型[4]、層次分析法[5]等，均具有一定的主觀性。基于此，本文基于設計院視角，針對海上風電EPC項目投標決策優(yōu)選問題展開研究。充分考慮各指標間的相互影響關系，采用網(wǎng)絡層次分析法(ANP)確定各指標的權重值，應用多準則決策方法(QUALIFLEX)構建投標決策模型，并應用于實際案例，以期為海上風電項目投標決策提供參考。

1 海上風電項目投標決策體系構建

1.1 投標決策指標識別

海上風電項目涉及海洋工程、電力等行業(yè)，具有較強的綜合性。不同地區(qū)的海上風電項目建設規(guī)模與建設難度不同，因此，項目自身條件是投標決策前必須考慮的因素?，F(xiàn)階段，海上風電新項目核準持續(xù)收緊、老項目建設進度滯后，海上風電項目面臨“圈而不建”的問題。因此，在投標決策時需考慮業(yè)主信譽、付款能力等因素。此外，部分海上風電項目正處于搶裝狀態(tài)，市場環(huán)境成為海上風電項目順利實施的關鍵因素。

結合相關文獻與海上風電項目特點，從EPC總承包商條件、市場環(huán)境、業(yè)主條件、項目條件4個方面識別出海上風電EPC項目投標決策影響因素，見表1。

表1 海上風電EPC項目投標決策影響因素

1.2 投標決策指標篩選

采用德爾菲法對上述指標進行篩選。根據(jù)專家意見，進一步篩選和整合投標決策指標，得到最終的海上風電EPC項目投標決策指標，見表2。

表2 海上風電EPC項目投標優(yōu)選決策指標及評價依據(jù)

(續(xù))

2 基于ANP的投標決策指標權重確定

海上風電EPC項目的投標決策是一個極為復雜的非線性問題。各指標之間既相互影響，又存在內(nèi)部依存與反饋關系。因此，采用ANP法確定海上風電EPC項目投標決策指標的各項權重[6]。為簡化計算過程，本文采用超級決策(Super Decisions，SD)軟件進行計算。

2.1 建立網(wǎng)絡結構模型

通過分析各指標間的相互影響關系，運用SD軟件構建海上風電EPC項目投標決策ANP結構模型，如圖1所示。

圖1 海上風電EPC項目投標決策ANP結構模型

2.2 建立判斷矩陣

基于海上風電EPC項目投標決策ANP結構模型，編寫專家調(diào)查問卷，構造判斷矩陣，對各因素進行兩兩比較。邀請10名具有海上風電EPC項目建設經(jīng)驗的專家參與問卷調(diào)查，對各項指標打分。將收集的數(shù)據(jù)結果進行平均值整合，利用SD軟件計算各指標的相對重要程度，并進行一致性檢驗。

2.3 計算指標權重

通過分析和計算各項指標數(shù)據(jù)，得到加權超級矩陣和極限超級矩陣，由此計算各級指標的權重值，見表3。

表3 ANP模型中的指標權重值

3 基于QUALIFLEX的投標決策模型構建

投標項目優(yōu)選決策屬于多準則決策問題。QUALIFLEX方法適用于準則數(shù)目大于方案數(shù)目的決策問題。通過測試不同標準如何支持各潛在投標項目的可能排序確定最佳方案[7]。

3.1 決策矩陣構建

采用多值中智形式收集指標評價信息。中智集能夠有效降低評價信息的主觀性[8]。決策者可以單獨給出支持、不確定與反對程度，取值在0～1之間。指標評價越高，說明真值隸屬度越大，不確定隸屬度和謬誤隸屬度越小。

由于成本型指標與效益型指標的評價結果不同，需要將成本型指標轉變?yōu)樾б嫘椭笜?。公式如?/p>

(1)

若αij=(TA(x)，IA(x)，F(xiàn)(x))，則(αij)c=(F(x)，1-IA(x)，TA(x))。

3.2 可能度計算

依據(jù)現(xiàn)有項目的招標情況，確定所有投標項目的排列組合可能，第τ個排列組合為

Pτ=(…，αδ，…，αθ，…)(τ=1，2，…，n!)

(2)

αδ、αθ∈α，且方案αδ優(yōu)于或等于方案αθ。

(3)

(4)

(5)

偏好關系P(αδj,αθj)的可能度為

P(αδj,αθj)=

(6)

根據(jù)偏好關系，得到以下結論：若P(αδj,αθj)>0.5，說明第一個項目優(yōu)于第二個項目；若P(αδj,αθj)=0.5，說明兩個項目無差異；若P(αδj,αθj)<0.5，說明第二個項目優(yōu)于第一個項目。P(αδj,αθj)越大，則一致性越大。

3.3 一致性指數(shù)計算

將各指標層的權重值與指標可能度相乘，得到每一對方案(αδ、αθ)(αδ、αθ∈α)的加權一致性指數(shù)，即

(7)

由兩兩項目的一致性指數(shù)得到每個項目排列組合的一致性指數(shù)，即

(8)

比較所有項目方案組合的一致性指數(shù)值，指數(shù)最大的組合為最優(yōu)排序，即

(9)

4 案例分析

本文以廣東ZJ市300MW海上風電場項目(以下簡稱“A項目”)、浙江BH300MW海上風電場項目(以下簡稱“B項目”)、江蘇RD海上風電場項目(以下簡稱“C項目”)三個海上風電EPC項目為例。ZN勘測設計院成立了投標小組，采用ANP-QUALIFLEX方法進行投標決策。

4.1 項目概述

A、B、C三個項目的工程規(guī)模、自然條件、質(zhì)量條件不同。通過梳理各項目的招標文件，整理出項目基本信息見表4～表6。

表4 A項目基本信息表

表5 B項目基本信息表

表6 C項目基本信息表

4.2 投標決策項目優(yōu)選

邀請ZN勘測設計院工程部部長、項目經(jīng)理、造價負責人根據(jù)項目實際情況與自身多年投標經(jīng)驗對各指標進行評估，得到多值中智評價信息匯總表。將成本型指標值進行標準化處理，如A項目的競爭激烈程度原始評價信息值為{(0.3，0.4)，(0.3，0.1)，(0.5)}，轉化成效益型評價信息值為{(0.5)，(0.7，0.9)，(0.3，0.4)}。由此得到規(guī)范化后的多值中智決策矩陣，見表7。

表7 多值中智規(guī)范化決策矩陣

計算投標項目的所有排列組合?，F(xiàn)可供選擇的投標項目有3個，因此存在6種排列組合：P1=(A,B,C),P2=(A,C,B)，P3=(B,A,C)，P4=(B,C,A)，P5=(C,A,B)，P6=(C,B,A)。項目A與項目B的可能度比較見表8，項目A與項目C的可能度比較見表9，項目B與項目C的可能度比較見表10。

表8 項目A與項目B的可能度比較

表9 項目A與項目C的可能度比較

表10 項目B與項目C的可能度比較

將各指標可能度與指標權重相乘，得到加權一致性指數(shù)，匯總得到兩個方案的可能度如下

P(A，B)=0.535 3

P(B，A)=0.464 7

P(A，C)=0.517 8

P(C，A)=0.482 2

P(B，C)=0.536 9

P(C，B)=0.463 1

據(jù)此，計算各排列組合的加權一致性指數(shù)，結果見表11。

表11 加權一致性指數(shù)

由表11可知，P1>P3>P2>P4>P5>P6。三個投標項目的最終排序為A>B>C，應選擇A項目進行投標。

4.3 投標管理建議

經(jīng)過分析計算可知，在基于可能度的QUALIFLEX決策方法下，項目A排在首位，是投標的首選項目。進一步分析A項目的多值中智決策矩陣可知，C1、C3、C8、C12這4項指標的評價值較低，具體建議如下：

(1)ZN設計院海上風電EPC項目實踐經(jīng)驗不足，項目管理水平較低?？刹扇∫韵麓胧孩偬岣叻职犖榈倪x擇標準；②建立以短期對外引進和長期自主培養(yǎng)相結合的人才完善機制；③加強海上風電EPC項目管理人才培養(yǎng)，做好人才儲備。

(2)A項目的業(yè)主管理水平欠缺，招標文件合理性較差，在招標文件中存在發(fā)電量承諾函偏差問題。為此，建議ZN設計院成立項目前期開發(fā)推進組，編制前期準備工作計劃，加強項目前期準備工作計劃執(zhí)行檢查力度。

(3)A項目建設規(guī)模較大、工期緊張。在分包招標工作中，應適當加大投入；對于耗時較長的基礎施工和風機吊裝工作可以選擇兩家施工單位同時施工；加強海上風電項目中技術交底與培訓，確保各專業(yè)施工人員掌握標準的施工技能；合理安排施工排班，確保責任到人，以有效控制項目進度。

5 結語

本文針對海上風電EPC項目特點，篩選出13個投資決策影響指標，構建了投標項目優(yōu)選決策指標體系。為降低主觀評價的模糊性與不確定性，采用ANP法確定各項指標的權重值，利用QUALIFLEX方法建立關系模型，采用多值中智集的形式輸入評價信息，得到各項目的一致性排序。將該投標決策模型應用于ZN設計院海上風電項目投標決策，計算得到最優(yōu)的投標項目，并根據(jù)指標評價結果提出投標管理建議，可為類似海上風電EPC項目投標決策提供參考。