基于直覺模糊集的建筑工程EPC模式招標評標方法研究

王 琳 周志云 鮑安紅

（西南大學，重慶 400715）

0 引言

為推動新型建筑工業化發展，2020年8月，住房和城鄉建設部、教育部等9部委聯合印發《關于加快新型建筑工業化發展的若干意見》[1]，要求新型建筑工業化項目積極推行工程總承包模式，促進設計、生產、施工深度融合。作為設計-采購-施工三結合的EPC模式是工程總承包中采用最多的承發包方式，在這種模式下設計、采購與施工緊密銜接，可以避免設計的頻繁變更，有效縮短工期和減少建設單位合同管理界面，提高效率和效益。因此，如何選擇到最優的承包商，不僅關系到工程建設的成本投入，也關系著整個工程的質量安全和工程進展。工程施工招標項目評標辦法包括綜合評估法和經評審的最低投標價法［2］。經評審的最低投標價法雖然評審程序簡單，能有效降低招投標腐敗風險，但在當前信用體系尚不完善的背景下，易導致惡意低價中標，由此導致的工程質量、施工安全、工期延誤等問題屢屢發生，為多方詬病。因此，在建筑工程EPC模式招標中，招標人大多采用綜合評估法的評標方法來選擇承包商，而如何運用好這一評標辦法，成了整個工程建設中極其重要的一環。本文將運用直覺模糊集這一理論，通過構建評價指標體系，計算直覺模糊熵，最后通過TOPSIS法選取建筑工程EPC模式下最優承包商。

1 建筑工程EPC模式項目評標指標體系構建

評標的過程是一個復雜且多方面的評判，不能以單一方面的指標對承包商進行評定，所以在指標的選取中，一定要充分考慮投標人報價、組織管理、施工質量、企業資信等一系列因素，來保證選取綜合實力最強的承包商，使得工程質量更有保障，工程投資效益最大化。本文依據國家相關文件規定，參考已有研究[3]，并邀請專家進行集中討論后，分別選擇投標報價、總承包實施方案及施工組織設計、投標人實際情況三個方面作為一級指標，并依照相關文件對這三個一級指標賦予0.4、0.5、0.1的權重值。再選取出10個能完整體現承包商綜合實力的二級指標來構建評標指標體系，如表1。二級指標的權重將在后續采用直覺模糊熵這一理論進行計算，從而體現出該評標模型的客觀性，使得評標結果更加客觀公正。

表1 EPC工程評標指標體系

2 基于直覺模糊集和TOPSIS法的評標模型構建

2.1 理論依據

2.1.1 直覺模糊集

直覺模糊集最初由Atanassov提出，作為對Zadeh模糊集理論的擴充與發展，與Zadeh模糊集理論相比，直覺模糊集新增了屬性參數—非隸屬度函數，更加細膩地反映了客觀世界的模糊性本質，使得人們可以在不確定的多屬性決策中更好地進行選擇，因而在多屬性決策領域得到了廣泛應用[4]。它的定義如下：

定義2：設α=(uα+vα),β=(uβ+vβ),為直覺模糊數，則:

2.1.2 直覺模糊熵

直覺模糊熵是針對直覺模糊集進行定權的一種方法。傳統的直覺模糊熵算法并未完全考慮到專家的猶豫度，故本文采用一種改進的直覺模糊熵算法[5]，該熵函數考慮了區間直覺模糊集的所有要素，即隸屬度、非隸屬度和猶豫度，體現信息的不確定性，與現有熵函數相比更加直觀合理。

設有直覺模糊集A={ ＜xi,μA(xi),νA(xi)＞|xi∈X,i=1,2,…,n},定義其熵與權重為：

2.1.3 TOPSIS分析法

TOPSIS是Hwang和Yoon在1981年首次提出，隨著對該方法的研究，TOPSIS被應用于屬性決策問題上，是在有限方案多目標決策中常用的一種科學方法[6]。由于本文所構建的評標模型是以專家打分為基礎，帶有主觀色彩，而TOPSIS法對承包商的排序結果不受人為因素影響，結果量化客觀，使得評價過程具有主觀與客觀相結合的特點，評價結果更為合理。TOPSIS法中心思想為：假定一個理想方案A+和負理想方案A-，分別確定各備選方案與理想方案A+的距離和負理想方案A-的距離與理想方案最近且與負理想方案最遠的方案則為最優方案。其中：

2.2 評標模型建立

2.2.1 直覺模糊矩陣構建

考慮到工程經歷不同的專家對風險因素指標評價的猶豫度差別，文中從各指標評定等級與專家猶豫度兩個維度進行評價，將各指標評定等級設為5個等級，分別表示優、良、一般、較差、差五個等級；專家猶豫度設為3個等級，分別表示為“確定”、“不太確定”、“不確定”。指標評定等級語義信息和直覺模糊集的轉化關系，如表1所示，其中π=0.1,0.2,0.3分別表示專家猶豫度的3個等級。最終依據此表與專家評定情況構建出直覺模糊矩陣[7]。

2.5 腹腔灌注并發癥的防治 腹腔化療最常見的并發癥是大容量化療藥液注入腹腔后有腹脹感，但可耐受。其次為化學性腹膜炎，一般與藥物的種類和劑量有關，表現為腹疼、腹脹、腹瀉，重者可有發熱。另外還可見有惡心、嘔吐、白細胞減少、藥物外滲、持續性腸麻痹，嚴重者可出現腸瘺、吻合口瘺和腸粘連、粘連性腸梗阻。應避免選擇對腹腔有較強刺激的藥物，充分的腹腔灌注量，灌注液中加利多卡因、地塞米松，反復活動變換體位等，均可減少腹腔粘連和化學性腹膜炎的發生［2］。

表2 指標評定等級與直覺模糊集轉化關系表

2.2.2 二級指標專家綜合評價集計算

為了使評標過程更加客觀，每個專家水平大致相當，且都為獨立完成評價打分，所以每位專家的評價權重一樣，這與現如今普遍的綜合決策有所不同，若依據專家的猶豫度對各專家的進行賦權，實質上放大了專家評價的主觀色彩，故本文中將專家的權重視為一致。運用直覺模糊集基礎運算法則式（1）和式（3），計算出每個承包商各二級指標的專家綜合評價集。

2.2.3 權重確定

本文采用一種改進的直覺模糊熵算法來計算各二級指標權重，先將各一級指標Ci的權重視為1，再運用式（6）與式（7）結合專家綜合評價集算出各二級指標熵值與權重。

2.2.4 各承包商綜合模糊集計算

在擁有各二級指標專家綜合評價集與權重后，運用式（5），計算出各承包商的一級指標綜合評價集，再依據一級指標所賦予的權重，二次運用式（5），得到各承包商的最終評價模糊集。

2.2.5 最優承包商選取

采用正負理想解法，運用式（8）、式（9）、式（10），將各承包商的最終評價模糊集與理想最優解（1,0）與最壞解（0,1）進行距離分析，從而得出最終評定值S。最后根據貼近度Si的大小，對承包商進行排序，選取出最優承包商。

3 實例應用

3.1 直覺模糊矩陣構建

在一次建筑工程EPC模式下的評標中，共有五家投標人進入評標環節，分別為M1，M2，M3，M4，M5。筆者邀請了十位專家為這五家投標人進行評價，這十位專家水平近似且各自完全獨立評價，故各專家的權重相等。根據評價結果進行模糊集的語義轉換，建立直覺模糊集，十位專家對M1投標人的評價如表3。

表3 M1專家綜合評價集

3.2 指標權重確定

運用式（6）與式（7），計算出一級指標下各二級指標的權重，見表3。

表3 各二級指標權重

3.3 各投標人的綜合評價直覺模糊集計算

結合二級指標權重ω2與一級指標權重ω1，計算出各投標人的最終評價模糊集，見表4。

3.4 綜合得分計算

采用TOPSIS法，運用hamming距離計算公式：式（8）、式（9）、式（10），得出各投標人的相對貼近度，即為最終得分S，見表4。

表4 各投標人最終評價集和最終得分

根據最后排序M3＞M4＞M1＞M2＞M5，所以應選擇投標人M3為承包商。由上述評標過程可以看出，運用直覺模糊集與TOPSIS法相結合的評標方法可以快速有效地選出最優承包商。

4 結束語

本文以投標人投標報價、工程實施方案和投標人實力情況3個方面建立的綜合評標體系為基礎，以直覺模糊集與TOPSIS法的理論為客觀支撐，建立評標模型評選出最優的承包商進行工程總承包。實踐證明，該評標模型的運用可以快速有效地對承包商進行優劣排序，一定程度上削減了專家打分的主觀影響，使得結果更加客觀公正，為招標單位提供決策依據。但該方法的應用還缺少更多的實例，在今后應推廣開來，從而對該模型進行近一步完善。