基于模糊綜合評價方法的工程成本管控能力研究

李 軍,吳碧波

(中國電建集團西北勘測設計研究院有限公司,西安 710065)

0 前 言

工程總承包(EPC)是承包單位對于工程設計(Engineering)、采購(Procurement)和施工(Construction)等階段實行總承包的一種工程建設管理模式。2020年,《住房和城鄉建設部等部門關于加快新型建筑工業化發展的若干意見》(建標規〔2020〕8號)文件出臺,進一步推進了工程建設項目設計施工總承包的快速發展,這也成為工程建設適應社會主義市場經濟發展體系的必然選擇。

根據2021年全國工程勘察設計統計公報,全國勘察設計企業年營業收入總計84 016.1億元,其中EPC項目收入40 041.6億元,業務份額占比達到47.6%,收入與上年相比增長21.1%,EPC項目業務發展快速。

工程設計在EPC模式中占有十分重要的地位,在EPC工程建設項目中起著舉足輕重的主導作用,是后續工程采購、施工的基礎。一般情況下,在一個項目中設計階段可以確定項目70%～80%的建設成本,這就決定了在EPC項目中,設計階段的成本控制極為重要,設計工作的好壞對成本控制起著決定性的作用。

傳統設計單位憑借自身優勢,在EPC項目中發揮著設計主導的重要作用,但其采用的管理模式大多仍沿用傳統設計項目的運營模式。在EPC項目設計階段的管理中,特別是在工程成本管控方面,還有一些不足之處,這些不足之處是由多因素構成的。本文通過建立基于模糊綜合評價法的EPC設計階段工程成本管控能力評價方法,運用該方法對設計單位的該項能力做出總體評價,為設計單位的管理工作提供決策依據和量化指標。

1 評價方法構建

模糊綜合評價方法作為一種基于模糊數學的綜合評價方法,采用隸屬度理論,通過模糊計算的方法對事物或對象受到的各種不同制約因素,由定性評價向定量評價有效轉化,最終做出一個具有定量性的總體評價。由于其具有計算結果清晰明了、定量化體現、系統性強等特點,較好地解決了模糊的、難以量化的各種問題因素,因而比較適合于解決各種非確定性的問題。

1.1 評價指標構建

對設計單位在EPC模式設計階段的工作內容進行分析,限額設計確保工程成本合理、設計變更控制成本增加、設計方案優化實現成本降低是本階段工作的重點。通過采用文獻研究法對祁林攀等人[1-9]的研究成果進行進一步整理分析,本次確定將設計單位造價人員概預算編制水平、設計人員設計優化能力、設計人員設計優化意識、設計變更成本控制能力、各專業間密切配合程度、相關制度建設完善程度、上級領導重視程度作為設計單位工程成本管控能力的評價指標(為便于下文簡化描述,依次編號為指標①～指標⑦)。

1.2 權重向量構建

指標權重的確定方法主要分為兩類:一是采用主觀賦權法,這類方法計算方法簡單易行,但同時會受到賦權人很多主觀因素的干擾;二是采用客觀賦權法,這類方法主要依賴于樣本數據,根據統計學的原理,隨著樣本數量的不斷增加,權重的偏差數值就會不斷變小,最終權重趨向于一個穩定的準確值,但這在實際評價過程中很難做到,樣本數量畢竟有限。綜上所述,整個評價系統只能是一個具有不確定性的系統,指標權重的確定應該結合兩者的特點,采用組合賦權法取得。

組合賦權法基于已經得到的主觀評價權重值與客觀評價權重值,對兩者進行合理的組合可以充分發揮兩者優勢,即結合主觀評價的經驗性與客觀評價的精確性。本次主觀評價權重值采用專家調查法,根據專家(賦權人)主觀上對各指標的重視程度來確定指標權重;客觀評價權重值采用熵值法,根據調查獲得的原始數據之間的關系,利用熵值攜帶的信息計算得到指標權重。

組合后的權重W采用組合賦權法對主、客觀權重進行加權計算:

W=λ1W1+λ2W2

(1)

式中:W1、W2分別為主觀、客觀評價獲得的指標權重;λ1、λ2為其對應的分配系數。根據歸一性原理可得:

λ1+λ2=1

(2)

這里如采用常規的加權平均法,取λ1=λ2=0.5,即認為取兩者的加權值便已經兼顧主觀評價權重和客觀評價權重的優勢,實際上這種權重組合方式過于機械化且不利于合理性解釋[10-11]。為了表達兩者之間的差異程度,這里引入距離函數的方法[12]。設W1和W2的距離函數為d(W1,W2),具體如下:

(3)

為使主觀、客觀評價獲得的指標權重的差異水平與其對應的分配系數之間的差異水平保持一致, 要求距離函數應滿足下式:

d(W1,W2)=│λ1-λ2│

(4)

對式(2)和式(4)進行求解,即可得到組合賦權的分配系數λ1、λ2。

1.3 評價集構建

將設計單位EPC設計階段工程成本管控能力的評價等級分為優秀、良好、一般、很差4個等級,對能力評價指標進行調查統計,4個級別的標準見表1,得到評價集{優秀、良好、一般、很差}。

1.4 模糊評價計算

根據對現狀指標的調查結果,構建7×4模糊關系矩陣R為:

(5)

式(5)中:rij為第i個評價指標的評價集的第j個評價結果。

這里需要采用合適的模糊合成算子,將權重向量{Wj}與評價矩陣R合成得到模糊綜合評價結果向量B。一般比較常用的模糊合成算子主要有取大取小型M(∧,∨)、乘積最大型M(·,∨)、取小上界和型M(∧,⊕)、乘加型M(·,⊕)4種,具體特點分析見表2。

表2 模糊合成算子特點分析表

考慮到可以采用軟件輔助進行計算,我們選取計算量最大但計算結果更加適用的加權平均型算子,計算模型為:

(6)

式(6)中:B為最終的結果向量;Wj為權重向量{Wj}中的第j個權重數值;·為點乘計算。

2 評價案例

甲設計單位作為國內老牌設計強企,長期參與的工程項目多為傳統管理模式。面對目前EPC建設模式的快速發展,甲設計院A分院近年來積極參與該類工程項目,取得了一定的成績,但在項目設計階段的成本控制方面,尚未對自身能力做出定量化的分析評價,本例即是對甲設計院A分院該方面能力定量化評價的一次積極嘗試。

2.1 調查問卷

通過采用網絡發放問卷的方法對指標的重要程度和現狀情況進行調查,發放對象主要為該分院項目管理人員、專業設計人員、工程造價人員和技術管理人員。本次調查共計收到有效問卷43份,結果見表3,表內數據值為選擇該項的人員數量。

表3 調查結果統計表

2.2 調查問卷信度檢測

采用Cronbach's模型是目前信度分析的常規做法,但目前Alpha系數尚無統一的標準,這里根據多數學者的觀點確定 Alpha系數與評價結論之間的對應關系如表4所示[13-14]。

表4 Alpha系數與評價結論關系表

這里使用SPSSPRO軟件對本次調查問卷結果進行Cronbach's模型的信度分析,查看SPSSPRO的分析結果。經分析,“指標重要程度”可靠性的Alpha系數值為0.757,說明該問卷的信度可以接受,“現狀情況”可靠性的Alpha系數值為0.899,說明該問卷的信度較好。

2.3 權重計算

對問卷調查結果采用專家調查法和熵值法分別計算,得到指標權重W1和W2,按照距離函數算法可得到λ1和λ2,根據前文式(1),得到組合賦值的權重向量{Wj}見表5。

表5 權重計算結果表

2.4 模糊評價計算

根據前文式(6),采用乘加型M(·,⊕)模糊合成算子,對索引項與權重項進行點乘,可得到

根據最大隸屬度原則,對應評價集{優秀,良好,一般,很差},可知評價集中“良好”的權重最高,最終綜合評價的結果為“良好”。若對4項評價(優秀、良好、一般、很差)分別賦分為90～100、80～90、70～80和60～70分,可計算得到最后的綜合得分為81.6分。

3 結 論

(1) 案例評價結果表明,甲設計院A分院在EPC模式設計階段工程成本管控方面擁有較好的管理能力,但還須進一步完善。從調查問卷結果可以看出,完善的主要方向應該是權重占比較高、現狀情況評價相對較差的指標,即設計人員設計優化的意識、設計變更成本控制能力和各專業間密切配合程度。

(2) 對照甲設計院A分院在日常管理中對自身能力的定性分析,本次的評價結果基本符合其現狀情況,評價結果合理,該評價方法可為管理者提供有效的決策參考和定量化管理依據。

本次研究僅選取了管理能力評價的一個具體方面,按照本次研究的方法,后續可以基于模糊綜合評價方法,建立二級和多級評價指標,對整個管理體系的能力水平進行更加全面的綜合分析和定量評價。