基于可變模糊決策理論的EPC項目總承包商的選擇

張元節 曹建芮(華北水利水電大學 水利學院，河南 鄭州 450045)

運行與管理

基于可變模糊決策理論的EPC項目總承包商的選擇

張元節 曹建芮(華北水利水電大學 水利學院，河南 鄭州 450045)

EPC總承包模式下，由總承包商來承擔有關項目設計、采購和施工等風險。因此對業主而言，為確保順利實施EPC項目，選擇合適的總承包商尤為重要。在建立業主選擇EPC總承包商指標體系的基礎上，根據最小相對信息熵原理確定各指標的主客觀組合權重，構建基于可變模糊決策理論的選擇模型，利用其綜合優屬度的排序選擇出可靠的總承包商。以采用EPC模式的W水利工程為例，進行總承包商的評價和決策，結果表明該選擇方法合理可行，具有一定的借鑒意義。

EPC模式；總承包商選擇；可變模糊決策理論；組合權重

近年來，一種采用固定總價合同的新型承包模式，即“設計—采購—施工”(EPC)總承包模式在水利工程中逐漸得到推廣。根據我國水利工程項目的特點及國內外EPC總承包模式的實踐經驗可知：EPC總承包模式主要適用于具有龐大投資規模、較長設計和采購周期的水利工程項目[1]，同時也要求總承包企業具有復雜的專業技術及較高的管理水平。因此，如果業主沒有選擇合適的總承包商，將會給其帶來意想不到的經濟損失。

目前，對選擇EPC總承包商的研究主要從指標體系和選擇方法兩個方面進行。王顯鵬等人構建了對若干個候選總承包商的綜合能力進行排序的選擇模型[2]；楊曉輝在其碩士論文中對于業主在不同階段選擇總承包商時應考慮的影響因素進行了詳細研究[3]；孟憲海、趙啟對業主選擇EPC項目總承包商時的相關標準及應遵循的原則進行了闡述[4]。但是，已有的研究大多僅考慮了主觀因素的單一選擇模型，結果具有一定的主觀性。

在現有研究成果及可變模糊決策理論的基礎上，建立了EPC總承包商選擇的模型，綜合了模糊綜合評價模型、神經網絡系統中的非線性模型、理想點模型和模糊優選模型等4種模型的評價結果，且采用由層次分析法(AHP)和信息熵確定的主客觀組合權重，彌補了現有選擇模型所得結果的偶然性和主觀性，為業主選擇EPC項目總承包商提供了一種新的思路和方法。

1 構建選擇總承包商的指標體系

在實際選擇EPC總承包商時，業主并非完全考慮到很多影響因素。為了使其客觀選出合適的承包商，綜合相關文獻及專家意見，遵循指標體系的建立及選擇總承包商的原則，在相關標準的指導下，借鑒類似工程經驗，經本專業若干專家及業主單位負責人商討后，對文獻[2]中影響業主選擇EPC項目總承包商的相關因素作進一步細分。最終構建一個由5個一級指標和16個二級指標(其中5個為定性指標，其余的為定量指標)組成的遞階層次分明的指標體系，具體如圖1所示。

圖1 業主選擇EPC總承包商的指標體系

2 建立總承包商選擇模型

2.1 可變模糊決策模型[5]

在文獻[5]中，陳守煜建立了兩級可變決策模型，具體為

(1)

式中,i為可供業主選擇的總承包商的個數(i=1,2,…n)；ui為總承包商i的綜合相對優屬度；dgi為決策的距優距離;dbi為決策的距劣距離；α為優化準則參數(α=1,2 ，分別為最小一乘方和最小二乘方準則)。

(2)

(3)

通常情況下，根據α和p的取值(α=1,2;p=1,2)，其組合方式主要有以下4種:α=1,p=1;α=1,p=2;α=2,,p=1;α=2,p=2。

(1) 當α=1,p=1時

則

(4)

此時為一個相當于模糊綜合評價模型的線性模型。

(2) 當α=1,p=2時

則

(5)

在dgi和dbi的表達式中取p=2，此時相當于理想點模型。

(3) 當α=2,p=1時

則

(6)

此時為可用于描述神經網絡系統中神經元的非線性特性或激勵函數的sigmoid型函數。

(4) 當α=2,p=2時

則

(7)

且在dgi和dbi的表達式中取p=2，此時相當于模糊優選模型。

2.2 確定各指標的相對隸屬度[6]

(8)

(9)

(10)

2.3 確定各指標的組合權重

確定各個指標的權重是選擇模型的首要問題。目前，評價指標的權重主要有主觀、客觀和組合權重3種。為確保EPC項目總承包商選擇更加合理可靠，選擇過程中的主、客觀因素理應得到綜合全面的考慮。因此，根據最小相對信息熵原理，將由層次分析法確定的主觀權重和信息熵法確定的客觀權重進行組合得到各指標的組合權重[7]，以確保選擇結果真實公正。

2.3.1AHP法確定主觀權重[8,9]

首先構造各層次指標的判斷矩陣(主要是依據前文建立的遞階層次指標體系及各層次指標兩兩相比的重要性)。由此根據各判斷矩陣的最大特征值求出其對應的特征向量，并對其進行歸一化處理和一致性檢驗，若一致性檢驗通過即可得到相應的主觀權重向量Wz。則一級指標的主觀權重向量為

且滿足

2.3.2 利用信息熵法確定客觀權重[10]

目前信息熵法常被用來客觀地確定指標的權重其具體步驟如下。

(1) 首先通過對不同總承包商在各指標下的特征目標值組成的矩陣X進行歸一化處理得到計算矩陣。為反映評價體系中各評價指標的相對重要性，應根據要評價的問題，將各指標作無量綱化處理，本文采用指標相對隸屬度矩陣R作為其計算矩陣。

(2) 計算第i個總承包商Ai在第j個指標下的指標值比重pij。

(11)

(12)

式中，ej為第j個指標值。

(4) 計算各評價指標的客觀權重。

(13)

式中，wj為第j個指標的客觀權重(j=1,2,…,m)。

2.3.3 確定組合權重[11,12]

(14)

式中， wj為第j個指標的組合權重； wzj為第j個指標的主觀權重；wkj為第j個指標的客觀權重。

對上述問題進行求解可得出組合權重為

(15)

3 實例分析

實施EPC總承包模式的W水利工程，業主擬采用邀請招標的方式選擇合適的總承包商。要從6家備選的總承包企業中篩選出最為可靠的3家，并對其發出招標邀請。有關各總承包企業的基本情況如表1所示。表中無法量化的定性指標的特征目標值由相關專家根據總承包商的實力，采用10分打分法，對其進行量化[2]。

表1 各總承包企業對應不同指標的特征目標值

表2 各評價指標下不同總承包商的相對隸屬度

3.1 確定各指標的相對隸屬度

根據2.2中的公式(8)～(10)計算出的各總承包商在各評價指標下的相對隸屬度如表2所示。

3.2 主客觀組合權重的確定

3.2.1 確定主觀權重

根據2.3.1中層次分析法確定主觀權重的具體方法及相關專家的打分情況，可得出各評價指標的主觀權重向量為

Wz={0.097,0.027,0.074,0.098,0.038,0.010,0.061,0.258,0.049,0.091,0.027,0.020,0.072,0.072,0.060,0.019}

3.2.2 確定客觀權重

(1) 根據2.3.2中的公式(11)計算第i個總承包商在第j個指標下的指標值所占的比重。以總承包商A1和指標U11為例，則有

其余各指標下不同總承包商的指標值所占的比重如表3所示。

(2) 根據2.3.2中的公式(12)計算得出各指標的熵值ej，然后根據公式(13)計算各評價指標的客觀權重，其中假定當pij=0時，pijlnpij=0。表4即為各指標的客觀權重。

3.2.3 確定主客觀組合權重

將3.2.1和3.2.2中求得的主客觀權重代入2.3.3中的公式(15)，由此可以求解出各指標的組合權重，如表5所示。

表3 各指標下不同總承包商的指標值比重pij

表4 指標U11～ U53的客觀權重

表5 指標U11～ U53的組合權重

3.3 模型的選擇結果

將3.1中確定的各指標的相對隸屬度和3.2中計算的主客觀組合權重代入2.1的模型公式中，計算出不同α和p組合所得的4個不同選擇模型下各總承包商的綜合優屬度，見表6。

表6 可變模糊選擇模型計算結果

根據表中可變模糊選擇模型的計算結果，可求出不同總承包商在4種選擇模式下綜合優屬度的平均值及其優劣排序。結果表明，關于W水利工程在EPC模式下總承包商的選擇，業主應向總承包商A2、A5、A4三家企業發出邀請招標。事實證明，最終結果與實際情況比較吻合，該選擇方法對于EPC項目總承包商的選擇具有一定的有效性和可行性。

4 結 語

運用可變模糊決策模型，建立業主選擇EPC項目總承包商的選擇模型，先后運用AHP和信息熵法，分別計算各指標的主、客觀權重，并根據最小相對信息熵原理對其進行組合[11]；通過各指標的指標值矩陣X，求得其對應的隸屬度矩陣；將指標的主客觀組合權重及其相對隸屬度數據代入可變模糊決策模型中，得出EPC項目總承包商的選擇方案；最后，將該選擇模型應用于W水利工程實例中，對6個備選總承包商企業的綜合優屬度進行優劣排序，確定業主的選擇對象。

將基于可變模糊決策理論的選擇模型及主客觀組合權重應用于EPC項目總承包商的選擇問題中，使所得評價結果更加全面，且彌補了由個人主觀臆斷帶來的缺陷。實例結果表明，該選擇模型得到的評選結果與實際中選擇方案契合，是業主選擇EPC項目總承包商時可以考慮的有效方法之一。

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[3] 楊曉輝.綠色理念下EPC項目總承包商選擇研究[D].哈爾濱:哈爾濱工業大學,2011.

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(編輯：唐湘茜)

2017-01-10

張元節，女，華北水利水電大學水利學院，碩士研究生.

1006-0081(2017)02-0027-05

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