EPC模式下裝配式建筑PC構件采購風險評價研究

郭海濱，曹玉玲

EPC模式下裝配式建筑PC構件采購風險評價研究

郭海濱，曹玉玲

（青島理工大學 管理工程學院，山東 青島 266520）

工程項目中的采購風險，直接關系到工程的質量、成本和進度，因而必須對其進行科學、有效地評價。為降低裝配式建筑預制構件采購風險，基于EPC總承包商視角從外部環境、供應商、業主、運輸、管理以及技術6個方面構建PC構件采購風險評價指標體系；利用G1法確定風險指標權重，物元分析法對PC構件采購進行風險評價。最后以青島某裝配式建筑項目為例，結果表明：該項目PC構件采購風險屬于一般風險級別，其中供應商風險和技術風險均屬于重大風險；通過對各項指標風險程度分析提出相應建議，有助于總承包商提前規避采購風險。

EPC模式；裝配式建筑；采購風險；G1-物元分析法

近幾年，裝配式建筑在相關政策的支持下，成為了政府大力推動的新型建造模式。由于現行的裝配式建筑模式屬于“碎片化”建造，生產和施工相分離的特性使其建造過程整體系統性不高，因此，一種創新性的管理模式—EPC工程總承包模式，被廣泛應用于裝配式建筑來提高其集成化程度[1]。EPC模式(engineering procurement construction)是指承包商受業主委托，對工程項目的設計、采購、施工等多階段內容進行統一管理的承包模式。通過采用EPC模式可以有效地建立先進的技術體系和高效的管理體系，打通產業鏈的壁壘，解決裝配式建筑設計、生產、制作、施工一體化和技術與管理脫節問題。作為裝配式建筑的主要材料，預制構件對于提高工程質量、降低成本起著重要作用。對于EPC總承包商來說，預制構件的采購工作是其主要任務之一。因此，怎樣科學合理的開展構件采購工作，從根源上減少采購風險，是目前建筑企業急需解決的問題?；诖?，本文擬構建基于G1-物元分析的決策模型，對EPC模式下裝配式建筑PC構件采購風險因素展開評價研究。

1 EPC模式下裝配式建筑PC構件采購風險評價指標體系構建

1.1 風險識別

EPC項目采購是項目實施階段的一個重要環節，是工程設計目標實現和項目順利實施的基本保證。在工程項目總投資中，采購費用一般占40%至60%，因此總承包企業對采購管理十分重視[2]。然而，目前基于總承包商的裝配式建筑物資采購存在很多問題：采購計劃不準確導致采購超前或滯后而引起成本增加或工期延誤[3]、供應商單方面違約不能及時供應物資以致延誤工期[4]、驗收員經驗不足造成預制構件質量不達標導致工程返工等問題仍時常發生[5]。

PC構件采購是裝配式建筑施工不可避免的環節，已有學者基于總承包視角，對EPC項目采購風險進行了識別、分析、評價、應對和預警等方面的研究。劉祖容等提出EPC項目的采購風險主要包括采購進度計劃的合理性、設備和材料的運輸保管、設備和材料價格上漲、供應商供貨風險以及采購管理制度的完善程度等5個方面[6]。陳浩楠認為EPC模式下裝配式建筑的采購風險包括建筑材料和預制構件的質量、預制構件運輸方案規劃問題、原材料和構件價格上漲風險以及供貨不及時風險[7]。段永輝等基于結構方程模型將EPC項目的采購風險細分為采購質量和保證措施、材料設備采購價格上漲、物資材料的采購及運輸風險、采購管理模式以及管理水平5個要素[8]。陳秋云將采購風險分為金融風險、物流費用和運輸風險以及采購管理風險3大類，其中采購管理風險又包括設備材料風險、采購進度風險和采購成本風險[9]。通過對已有國內外文獻梳理發現，很少研究EPC模式下裝配式建筑預制構件采購風險。因此，本文基于現有成果，從總承包商視角出發，構建EPC模式下裝配式建筑預制構件采購風險評價模型進行評價。

從上述文獻可以看出，不同學者對風險的分類存在較大差異。段世霞等將采購風險劃分為外部和內部2大類，其中外部風險是因為采購活動所處環境造成的，而內部風險是在采購過程中發生的；并認為，采購風險主要來自于與采購活動相關的項目主體(業主、供應商、總承包商)的組織行為和運輸風險[10]?；诖?，本文定義了外部環境風險、供應商風險、業主風險、運輸風險、管理風險以及技術風險六類風險因素，下面對這6類風險因素進行分析。

(1)外部環境風險。采購活動所處的外部環境主要有3類：自然環境、政治環境和市場環境。自然風險是因自然條件改變而發生的地震、洪水等不可抗力事件，影響預制構件的采購和運輸。政治風險是由于相關政策變化，致使采購過程發生變更，從而影響交付進度。例如，國家宏觀調控影響物價，增加物資價格和運輸成本。另外，市場情況改變，比如構件價格變動，也會影響到采購費用從而造成成本增加。

(2)供應商風險。供應商風險是指供應商因為自身原因無法提供合格的構件從而影響采購進度，如供應商倒閉、交貨數量不足、交貨質量不達標、交貨延遲以及故意提高構件價格等[10]。

(3)業主風險。業主風險指業主不及時支付采購款[10]、無正當理由拒絕構件簽收或者業主需求發生改變導致設計變更[11]等業主自身的不規范行為導致采購工作中斷，無法滿足施工現場物資需求，延誤施工工期，導致閑置人力和設備，增加總承包企業的閑置損失。

(4)運輸風險。運輸風險指由于預制構件運輸方案規劃問題，如運輸方式不合適、路線規劃不合理[10]等情況使得構件運輸時間過長，導致預制構件不能按時到場，進而延誤工期或者降低工程質量。

(5)管理風險。管理風險主要是由于管理制度不完善[12]、驗收人員消極驗收以及采購相關人員組織管理水平低導致采購計劃失敗，給總承包商帶來經濟損失的情況[13]。

(6)技術風險。技術風險，主要是指由于管理者掌握信息不充分、采購員能力不足、采購計劃安排不合理以及設計不合理引發設計變更，致使最終的采購結果與預期出現偏差，從而需要重新制定采購計劃，造成成本增加和工期延誤的情況[10]。

1.2 EPC模式下裝配式建筑PC構件采購風險評價指標體系

通過以上分析可得到EPC模式下裝配式建筑PC構件采購風險因素，在此基礎上相應的風險評價指標體系，如表1所示。

表1 EPC模式下裝配式建筑PC構件采購風險評價指標體系

一級指標二級指標 EPC模式下PC構件采購風險A外部環境風險B1自然風險C11 相關法律政策的變化C12 構件價格變動C13 供應商風險B2供應商倒閉C21 供貨數量不符C22 供貨質量不符C23 供貨不及時C24 供應商故意抬價C25 業主風險B3不按時支付采購款C31 無正當理由拒絕驗收C32 需求發生改變導致設計變更C33 運輸風險B4運輸方法不當C41 路線規劃不合理C42 運輸過程中突發意外C43 管理風險B5管理制度不完善C51 驗收員消極驗收C52 相關人員組織管理水平低C53 技術風險B6管理者掌握信息不充分C61 采購人員能力不足C62 采購計劃不合理C63 設計不合理導致設計變更C64

2 EPC模式下裝配式建筑PC構件采購風險評價模型構建

本文擬采用G1法進行權重計算，運用物元分析法構建物元決策模型，對EPC模式下裝配式建筑PC構件采購風險進行評價。這不僅有利于提高PC構件采購的質量和效率，也可以通過控制采購風險降低裝配式建筑成本，解決裝配式建筑推廣面臨的瓶頸問題，從而順利實現我國建筑業的轉型升級。

2.1 G1法—確定評價指標權重

指標權重確定方法有德爾菲法、G1法(序關系法)、層次分析法(AHP)等。德爾菲法受評價主體的主觀影響較大，需要多輪征求意見，工作效率低；層次分析法可以將多目標、多準則的決策問題轉化為多層次單目標問題，將定性問題定量化，但是指標過多時，數據統計復雜，一致性檢驗難度加大。郭亞軍[14]在層次分析法的基礎上提出了G1法，由專家對評價指標進行重要性排序，無需構造判斷矩陣，也不需進行指標一致性檢查。根據比值關系確定權重，計算簡單明了。具體實施過程如下。

(1)確定各指標間的序關系。根據評價準則，對同一指標層的不同要素按照重要程度由高到低進行排序，記為1＞2＞…＞X依次排序，記1*＞2*＞…＞X*為最后被評價指標之間確定的唯一序關系。

(2)計算各相鄰指標的相對重要程度。指標X-1與X的相對重要程度比率記作：

式中：W-1，W分別表示-1、項指標的權重值。r的賦值如表2所示。

表2 指標X與X相對重要性賦值參考表

rk賦值說明 1.0指標Xk-1與指標Xk同樣重要 1.2指標Xk-1與指標Xk稍微重要 1.4指標Xk-1與指標Xk明顯重要 1.6指標Xk-1與指標Xk強烈重要 1.8指標Xk-1與指標Xk極端重要 1.1，1.3，1.5，1.7指標Xk-1與指標Xk之比介于兩種重要程度之間

(3)計算各指標的權重系數W。計算公式如下：

式中：W表示=，-1，…，3，2；各指標權重值可以通過上述公式逐級求出。

(4)專家組群決策修正。由于預制構件采購設計生產、運輸、堆放、驗收等多個環節，不同專家對被評價指標的排序也存在一定的差異。因此，運用加權平均法修正各專家的評價結果，從而得出更為合理的權重。

2.2 物元分析—綜合評價

物元分析法是由蔡文研究員提出的，是研究不相容問題的轉化規律與解決方法。利用物元分析法，可以建立事物多指標性能參數的物元決策模型，能較好地解決和反映事物的質量綜合水平，這種方法已經廣泛應用于人工智能、管理決策、系統工程等諸多領域，已有許多學者將物元分析法應用于裝配式建筑探討其施工、采購等風險的評價，因此本文選擇物元分析法進行風險評價研究。

物元是表述基本事物的元，用=(，，)表示，其中表示物元，表示事物的名稱，表示物元的特征，表示特征的量值[15]。如果事物有個特征，記作1，2，…，c，相應量值記作1，2，…，v，則物元記為：

物元分析法的具體步驟如下：

2.2.1 確定經典域、節域和待評物元矩陣

(1)確定經典域

式中：表示物元，N表示所劃分的個等級效果(=1,2,…,)，c表示效果等級N的特征(=1,2,…,)，x為N關于c的量值范圍，x=(a,b)表示第等級關于特征c量值范圍，即經典域。

(2)確定節域

式中：物元是特征c的全體，x為物元關于c的量值范圍，即的節域，x=(a,b)(=1，2，…，)代表p節域物元關于c的量值范圍，顯然x?x(=1，2，…，)。

(3)確定待評物元矩陣

確定節域物元后，找出待評價對象，根據檢測得到的數據和分析結果，建立相應的物元矩陣0。

式中：0為待評價對象，x為0關于c的量值，即待評價對象檢測所得到的具體數值。

2.2.2 計算關聯度

(1)確定待評價對象關于各等級的關聯度函數。第個特征的第個等級的關聯度函數K(x)可定義為：

(2)計算關聯度。

式中：K(0)為第項特征關于第級的關聯度；W為其關聯函數對應的權重。

2.2.3 確定評價等級

計算出各評價等級的關聯度之后，根據隸屬度最大原則，設

則可判定待評價的EPC模式下裝配式建筑PC構件采購風險等級為K。

K的數值表示評價對象符合評價等級的隸屬程度。當K≥1時，表示評價對象超過標準范圍上限；當0≤K≤1時，表示被評價對象符合標準范圍要求的程度；當-1≤K＜0時，表示被評價對象不符合某級標準的要求；當K＜-1時，表示被評價對象不符合某級標準要求且不具備轉化為符合標準的條件。

3 算例分析

為檢驗上述模型的正確性和有效性，本文以青島市某裝配式住宅項目為例，項目總建筑面積6.52萬m2，共6棟單體住宅樓，主體結構采用了預制樓板和樓梯等預制混凝土構件。將其基本數據作為本文算例分析的對象。

3.1 風險評價指標體系權重計算

邀請8位專家對表1所構建的指標體系按照指標的重要性程度進行排序，根據公式(1)～(3)分別計算出一級指標權重及二級指標權重。具體結果如表3所示。

表3 各級指標權重列表

一級指標一級指標權重WBi二級指標二級指標權重WCi 外部環境風險B10.11自然風險C110.35 相關法律政策的變化C120.34 構件價格變動C130.31 供應商風險B20.23供應商倒閉C210.15 供貨數量不符C220.21 供貨質量不符C230.22 供貨不及時C240.27 供應商故意抬價C250.15 業主風險B30.19不按時支付采購款C310.39 無正當理由拒絕驗收C320.32 需求發生改變導致設計變更C330.29 運輸風險B40.12運輸方法不當C410.37 路線規劃不合理C420.33 運輸過程中突發意外C430.30 管理風險B50.16管理制度不完善C510.28 驗收員消極驗收C520.33 相關人員組織管理水平低C530.39 技術風險B60.19管理者掌握信息不充分C610.19 采購人員能力不足C620.23 采購計劃不合理C630.27 設計不合理導致設計變更C640.31

3.2 物元分析

在進行風險因素等級劃分時，本文參照國內外相關文獻，結合有關人員調查研究，將采購風險等級劃分為5個等級。風險等級標準詳見表4。

表4 EPC模式下裝配式建筑PC構件采購風險等級標準

風險等級經典域區間定性描述 Ⅰ級［0，3］風險較輕，可以忽略 Ⅱ級(3，6］風險可容許，可接受，需多留意 Ⅲ級(6，8］風險一般，需采取措施預防 Ⅳ級(8，9］風險重大，采取措施也難以接受 Ⅴ級(9，10］風險超出允許范圍，不可接受

(1)確定經典域

(2)確定節域

(3)確定待評物元矩陣

(4)計算關聯函數值

根據公式(8)，可以計算出各個指標關于各個等級的關聯函數值，如表5所示。

表5 各指標關于各等級的關聯函數值K（x）

指標K1（xi）K2（xi）K3（xi）K4（xi）K5（xi） C11-0.525-0.367-0.0500.100-0.321 C12-0.463-0.2830.150-0.065-0.348 C13-0.353-0.0830.200-0.267-0.450 C21-0.344-0.0450.100-0.300-0.475 C22-0.563-0.417-0.1250.250-0.300 C23-0.600-0.467-0.2000.400-0.273 C24-0.675-0.567-0.3500.300-0.188 C25-0.353-0.0830.200-0.267-0.450 C31-0.600-0.467-0.2000.400-0.2723 C32-0.400-0.2000.400-0.143-0.368 C33-0.348-0.0650.150-0.283-0.463 C41-0.475-0.3000.100-0.045-0.344 C42-0.413-0.2180.350-0.130-0.365 C43-0.365-0.1300.350-0.218-0.413 C51-0.2220.400-0.300-0.533-0.650 C52-0.361-0.1150.300-0.233-0.425 C53-0.438-0.2500.250-0.100-0.357 C610.150-0.150-0.575-0.717-0.788 C62-0.3000.250-0.125-0.417-0.563 C63-0.463-0.2830.150-0.065-0.348 C64-0.650-0.533-0.3000.400-0.222

(5)計算關聯度

根據公式(9)，可以得到各一級指標關于評價等級Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ的關聯度以及該裝配式建筑PC構件采購風險關于各個評價等級的綜合關聯度，如表6所示。

表6 一級指標關于各等級的關聯度（）

指標K1(P0)K2(P0)K3(P0)K4(P0)K5(P0) B1-0.451-0.2500.096-0.070-0.370 B2-0.537-0.363-0.1200.136-0.313 B3-0.463-0.2650.0940.028-0.359 B4-0.422-0.2220.258-0.125-0.372 B5-0.352-0.0230.113-0.265-0.461 B6-0.367-0.213-0.191-0.126-0.442 綜合關聯度-0.438-0.2320.014-0.053-0.384

(6)確定評價等級

根據公式(10)，可以計算出

表示被評價對象符合標準范圍要求的程度，此時=3，這表明該裝配式建筑項目PC構件采購風險的等級為Ⅲ級，即屬于一般風險級別。

3.3 結果分析

本文以某裝配式建筑工程為例，對其進行數據分析，由K=0.014可知：該裝配式建筑項目PC構件采購風險的等級為Ⅲ級，即屬于一般風險級別。各指標因素風險分析及建議如下：

(1)外部環境風險。從最大隸屬度原理可以看出=0.096，風險等級屬于Ⅲ級，即一般風險；而其中自然風險屬于重大風險，相關法律政策和構件價格變動屬于一般風險。由于自然災害一旦發生往往非常嚴重且很難采取合理的處理對策，所以，在項目開始前，總承包商應當先對采購地區的自然災害狀況做好統計和分析工作，以防止經過自然災害多發區域。此外，總承包商應當充分關注政策和市場變化以便及時調整采購計劃，以降低采購風險。

(2)供應商風險。從最大隸屬度原理可以看出=0.136，風險等級屬于Ⅳ級，即重大風險；而其中供貨不及時以及供貨數量、質量不符屬于重大風險，供應商倒閉和供應商故意抬價屬于一般風險。這表明，供應商在整個采購過程中起到了決定性作用，總承包商必須重視對供應商的把控。具體來說，總承包商可以通過綜合評價供應商的供貨能力與服務質量，選擇有能力的供貨商并與其建立長期合作關系，還可以通過選擇多個供應商來分擔采購風險?？偝邪踢€可以對供應商的工作進行監督，從而保證采購工作的順利進行，比如找有談判能力的人員與供應商進行價格協商，并及時地催促供貨；安排有經驗的員工在交貨前對構件的品質和數量進行檢驗。另外，可以與供應商協商購買價格，并根據合約約定合理的浮動范圍。

(3)業主風險。從最大隸屬度原理可以看出=0.094，風險等級屬于Ⅲ級，即一般風險；而其中業主不按時支付采購款屬于重大風險，業主無正當理由拒絕驗收以及需求發生改變導致設計變更屬于一般風險。由此可見，業主拖延和少付采購款項會對總承包商的采購工作造成一定的影響。因此，在承接項目時總承包商必須對業主的資信進行審核。針對業主所造成的風險，總承包商可以事先與其訂立合同，明確付款、驗收等相關事項和違約責任，并明確由于非自身原因引起的設計變更的責任，從而限制業主的行為。另外，可以收集有關的證據，根據合同在結算時向業主提出索賠。

(4)運輸風險。從最大隸屬度原理可以看出=0.258，風險等級屬于Ⅲ級，即一般風險；而其中運輸方法不當、運輸路線不合理以及運輸過程中突發意外均屬于一般風險。這表明，承包商應當提前熟悉當地運輸狀況，合理規劃運輸路線，選擇合適的運輸方式以便最大限度的節省運輸時間，減小運輸對采購風險的影響。

(5)管理風險。從最大隸屬度原理可以看出=0.113，風險等級屬于Ⅲ級，即一般風險；而其中管理制度不完善屬于可容許風險，驗收員消極驗收以及相關人員組織管理水平低屬于一般風險。這表明，總承包商應建立健全驗收人員的行為規范，并注重提升其工作積極性；此外，還應加強與員工的交流與合作來提高相關人員的溝通效率。

(6)技術風險。從最大隸屬度原理可以看出=-0.126，風險等級屬于Ⅳ級，即重大風險；而其中管理者掌握信息不充分屬于較輕風險，采購人員能力不足屬于可容許風險，采購計劃不合理屬于一般風險，設計不合理導致設計變更屬于重大風險。這表明，總承包商應對業主需求有正確的認知，并指定有經驗的人來完成以避免反復的方案修改，導致采購進度拖延。此外，總承包商在采購前必須對采購信息進行全面了解，并制訂一套合理的采購方案。同時采購員也應定期進行培訓，提升采購能力。

4 結論

(1)在EPC總承包商視角下，通過對現有文獻的分析研究，總結了6種主要風險來源并選取了21個風險因素建立EPC模式下裝配式建筑預制構件采購風險評價指標體系；采用G1法確定指標權重，基于物元分析法構建風險評價模型，同時通過收集的實際數據對該模型進行了檢驗，結果表明該模型質量良好。最后通過結果分析了各風險因素對采購活動的影響程度，并提出了相應的建議。

(2)通過實例分析，證明了此模型在EPC模式下裝配式建筑預制構件采購風險評價中的應用是可行的，并具有很好的推廣前景。該模型的應用為EPC模式下裝配式建筑預制構件采購風險評價提供了一種新思路，為承包商進行有效的評價與規避采購風險提供參考。但是，G1-物元分析法在該領域應用還有待于深入的探討，如何更客觀地確定權重系數，以及如何構造更符合實際情況的關聯函數等問題是今后本領域的一個重要研究方向。

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Research on Procurement Risk Evaluation of PC Components of Prefabricated Buildings under EPC Mode

GUO Hai-bin, CAO Yu-ling

（School of Management Engineering, Qingdao University of Technology, Qingdao 266520, China）

Procurement risk in engineering projects is related to the quality, cost and progress of the project, so it must be evaluated scientifically and effectively. In order to reduce the procurement risk of prefabricated components of prefabricated buildings, from the perspective of the EPC general contractor, the PC component procurement risk evaluation index system is constructed from six aspects: external environment, suppliers, owners, transportation, management and technology; the G1 method is used to determine the risk index weight, the matter-element analysis method is used to evaluate the risk of PC component procurement. Finally, taking a prefabricated building project in Qingdao as an example, the results show that the procurement risk of PC components in this project belongs to the general risk level, and the supplier risk and technical risk are both major risks, corresponding suggestions are put forward by analyzing the risk degree of each index, which helps the general contractor to avoid procurement risks in advance.

EPC mode；prefabricated building；procurement risk；G1- matter element analysis

10.15916/j.issn1674-3261.2023.03.009

F426.92；F274

A

1674-3261(2023)03-0188-07

2022-09-27

國家自然科學基金項目（71471094）

郭海濱(1978-)，男，山東濱州人，副教授，博士。

責任編輯：劉亞兵