基于系統動力學的智能電網示范項目建設管理模式優選*

李金超 韓柳 王棟

(1. 華北電力大學經濟與管理學院，北京 102206;2. 國網北京經濟技術研究院，北京 102209)

0 引言

工程項目建設管理模式是為實現項目目標而采取的組織結構和管理方式，需要結合工程項目的具體特點來選擇。相關研究表明，良好的管理方式能使工程利潤增加10% ～20%［1］。由于項目管理模式種類多，使得科學選擇工程項目管理模式成為項目管理的關鍵環節。

現有研究基于項目評價指標體系及評價方法展開探討，取得了具有借鑒意義的研究成果。陳慧源等應用可變權重多屬性比較技術和專家打分法從業主協調工作量、盡早竣工和技術保密三個方面對項目管理模式進行選擇［2］;曾曉文等運用模糊綜合評價方法對高速公路建設項目管理模式進行選擇［3］;利鎮有等提出將可用人力資源、項目管理水平、項目管理范圍的清晰程度及對項目風險的態度作為比較選擇項目管理模式的原則，對工程項目總承包三種細分模式進行了定性比較［4］;胡笑旋等建立了基于改進德爾菲方法和網絡分析法的項目管理模式評價模型［5］;Moon H.等以大量歷史資料為基礎，提出了基于回歸方法、因素分析和相關分析的住宅項目建設管理模式選擇方法［6］;Shrestha P. 等基于投入產出的思想對設計建造一體化模式和DBB 模式進行了比較分析［7］。智能電網是世界各國電網發展的共同趨勢，國內外相繼開展了智能電網示范項目建設。但是現有研究的評價指標多采用定性度量，具有很強的主觀性，未就管理模式帶來的遠期效果進行量化分析，現有方法無法滿足智能電網示范工程管理模式選擇工作的需要。本文首先分析智能電網示范工程的特點，對擬選擇的項目管理模式優缺點進行分析，然后構建管理效果評價指標體系，并運用系統動力學理論和方法建立項目管理模式管理效果動態量化測算模型，最后對智能電網示范項目管理模式進行了優化選擇。

1 智能電網示范工程的特點

我國自2009 年提出智能電網發展戰略之后，國家電網公司開展了兩批智能電網試點項目，范圍包括26 個省、市、自治區，共計21 類228 個試點工程，并分別開展了上海世博園、中新天津生態城兩項智能電網綜合示范工程。分析表明，智能電網示范工程具有如下特點:

1.1 業主參與度高

對于本項目的業主，即電網公司來說，其要負責整個工程所有環節的協調以及管理工作，對項目的主線進行有效的控制，即業主需要在整個項目建設中具有較高的參與度。

1.2 工期不易控制

項目的參與者眾多，也存在大量的子項目、子項目以下的分部分項工程眾多，同時對內外環境的依賴程度也很高，因此整體建設周期較長，工期管理困難。

1.3 質量管理困難

項目需要運用多種先進的能源技術、互聯網技術以及支撐這些技術的先進軟硬件設備，實施難度很大，施工過程中存在較大的不確定性，這都給最終的項目質量管理帶來了巨大的難題。

1.4 經驗技術不足

國內缺少智能電網項目的實施經驗，各方面技術都還不夠成熟。

2 現有項目管理模式優缺點分析

按照現代項目管理“管理分擔”和“風險分擔”的理念，基于智能電網示范項目的特點，擬 選 擇 DBB (Design-Bid-Build) 模 式、EPC(Engineering Procurement Construction) 模 式、PMC (Project Management Contractor)模式和CM(Construction Management)模式，各模式優缺點見表1。

表1 四種項目管理模式優缺點分析

(續)

3 智能電網示范項目管理模式動態評價模型

3.1 動態評價方法

本文采用基于系統動力學的智能電網示范工程管理模式動態評價方法。系統動力學(System Dynamic，SD)認為，系統動態結構和反饋機制決定系統的行為模式，而系統的發展方向受內外部因素的影響，可見SD 模型是一個反映系統各要素之間相關影響關系的動態反饋復雜系統［8］。智能電網建設項目管理涉及很多因素，這些因素具有互相作用、互相反饋的作用關系，使得智能電網工程項目管理形成了一個具有明顯系統動力學特點的動態反饋復雜系統。

3.2 智能電網示范工程管理模式因果反饋環路

根據四種項目管理模式的主要區別因素，將業主的參與程度、設計的可施工性、待返工項目發生率、承包商承擔的風險責任、項目的建設工期、項目的直接費(主要包括項目建設所需的工料機和招投標費用等)、間接費(主要包括項目管理費用)和項目的工期費用達標率考慮為系統內部的變量。在本系統內，項目的工期費用達標率受到項目建設工期和建設直接費、間接費的影響，與這三個變量都為反比關系，即隨著項目建設工期的增加，項目直接費和間接費的增加，工期費用達標率會降低。圖1 為系統結構內部的因果循環圖。

圖1 智能電網示范工程項目管理系統因果循環圖

以項目工期費用達標率為最終目標量，提取關鍵因素，簡化以上系統因果關系圖，建立系統因果樹圖見圖2。

圖2 智能電網示范性工程項目管理系統因果樹圖

考慮到示范性工程系統因果關系圖的結構以及系統動力學方程建立的合理性，根據系統動力學的原理的方法，定義如下模型變量，具體見表2。

表2 模型變量表

為了進行系統定量分析，要利用積流圖和構造方程式來建立系統動力學模型。根據以上建起的智能電網示范性工程管理系統因果關系圖和定義的諸變量，建立示范性工程項目管理系統的積流圖，見圖3。

圖3 智能電網示范性工程項目管理系統積流圖

3.3 項目管理模式仿真比較結果

根據系統積流圖和定義的諸變量，并充分考慮方程的可操作性，可以建立如下模型方程:

SECL. T=80% - (C1 ×E1 +C2 × E2 +C3 ×E3)

對本示范性工程項目的調查，采用模糊分析的方法，在本系統內將系統各影響因素的權重定為:C1 =0.4，C2 =0.35，C3 =0.25。應用CM模式時，由于引進的是國外的CM 單位，而項目在國內建設，而且建設過程中有電網公司作為業主充分參與，因此不宜采用風險型CM 模式，在項目建設階段將CM 單位作為總承包商的角色使用，應該在業主、代理型CM 單位和設計單位組成的項目小組的共同協調下開展項目建設工作。本文將代理型CM 模式與其他項目管理模式的應用進行比較分析，將代理型CM 模式的應用各變量定為:E1 =E2 =E3 =0。

3.3.1 與DBB 管理模式的應用比較

應用DBB 項目管理模式，業主不用聘請代理型CM 單位，投入的項目直接費會降低。但是沒有代理型CM 單位的協助，設計的可施工性降低，導致待返工項目發生率增加，而且沒有采用“快速路徑”的分階段發包方式，導致項目建設工期大大延長。現假設使用DBB 模式后，不聘請CM 單位節省項目建設直接費20%，設計的可施工性降低，未采用“快速路徑”導致項目建設工期延長20%，待返工項目發生率增加導致項目建設工期延長20%，則兩種模式的應用對比結果見圖4。

圖4 代理型CM 模式與DBB 模式的應用比較模型

3.3.2 與EPC 管理模式的應用比較

應用EPC 管理模式，業主將項目的設計、采購、施工工作全部委托EPC 總承包商進行。由于業主只需針對總承包商進行一次招標，與代理型CM 模式相比，降低了項目建設直接費，但是業主自身對項目的參與程度很低，導致承包商承擔的風險責任大大提高，項目建設所需的間接費也隨之增加，另外業主還需要聘請監理單位對施工過程進行施工監理。現假設業主應用EPC 模式在招標過程中節省項目建設直接費20%，聘請監理單位增加項目建設直接費20%。對于承包商承擔的風險責任，由于智能電網項目在我國建設經驗不足，尚未形成EPC 總承包商市場，而國外能進行智能電網項目總承包的工程公司也極少，引進價格也很高，因此，若采用EPC 管理模式，將導致項目建設間接費大幅度增加，現假設該增量為40%，則兩種模式的應用對比結果見圖5。

圖5 代理型CM 模式與EPC 模式的應用比較模型

以上建模結果顯示，示范性工程項目采用代理型CM 模式后項目的最終建設效率要高于EPC管理模式。

3.3.3 與PMC 管理模式的應用比較

應用PMC 管理模式與代理型CM 模式相比，承包商的管理職能更加全面，業主的工作量更小，降低了項目建設直接費，但是，業主引進咨詢承包商的時間更早，增加了項目的管理成本，項目建設間接費增加，而且業主的參與項目的程度較低，承包商承擔的風險責任也大大增加。現假設承包商管理職能增強導致項目建設直接費降低20%，承包商服務時間更長導致項目建設間接費增加20%，承包商承擔的風險責任與EPC 類似，在國內外PMC 承包商市場不健全的條件下，該值增加后導致項目建設間接費增加40%，則兩種模式的應用對比結果見圖6。

圖6 代理型CM 模式與PMC 模式的應用比較模型

綜上所述，業主在智能電網示范性工程項目中應用代理型CM 模式，會使項目達到最佳的管理效果。

4 結論

在我國智能電網全面發展階段，需要開展大量智能電網示范項目試點建設。為了提高示范項目建設成功率，本文對項目管理模式優化設計開展相關研究，在分析智能電網示范項目特點的基礎上，初選了DBB、EPC、PMC 及CM 四種項目管理模式，并運用基于系統動力學模型的量化評價方法對項目管理模式實施效果進行仿真測算，實現了對項目管理模式的科學、客觀、公正測算，提高了模式選擇的準確度。最后通過實例對本文方法的有效性、科學性進行了驗證。

［1］夏立明，李亞林. 國外建設項目管理模式淺析［J］. 鐵路工程造價管理，2002 (3):7-10.

［2］陳慧源，趙世強，連春琦. SMART 在項目管理模式選擇中的應用［J］. 建筑經濟，2007 (11):19-21.

［3］曾曉文，陳振，謝雄標. 高速公路建設項目管理模式的模糊綜合評價［J］. 統計與決策，2010 (6):54-56.

［4］利鎮有，何繼善. 關于工程總承包項目管理模式的選擇及對項目高效運營的影響研究［J］. 科技進步與對策，2010，27 (19):5-7.

［5］胡笑旋，華娟. 基于MD-ANP 方法的工程項目管理模式評價［J］. 合肥工業大學學報(自然科學版)，2012，35 (10):1415-1421.

［6］Moon H. ，Cho K. ，Hong T. ，et al. Selection Model for Delivery Methods for Multifamily-Housing Construction Projects ［J］.Journal of Management in Engineering，2014，27 (2 ):106-115.

［7］Shrestha P. ，O'Connor J. ，Gibson，G. Jr. Performance Comparison of Large Design-Build and Design-Bid-Build Highway Projects ［J］ . Journal of Construction Engineering and Management，2012，138 (1):1-13.

［8］周黎莎，李晨. 基于系統動力學的智能電網低碳效益動態評價研究［J］. 華東電力，2014，42 (1):178-184. PMT