基于ISM-BN的海上風(fēng)電項(xiàng)目人工成本超支預(yù)測(cè)研究

摘要：近年來(lái)，我國(guó)海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，已進(jìn)入規(guī)?；l(fā)展階段，處于高景氣周期。但是海上風(fēng)電項(xiàng)目建設(shè)條件復(fù)雜、成本較高，成本管控是推進(jìn)海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵。以萬(wàn)寧漂浮式海上風(fēng)電項(xiàng)目為例，采用ISM-BN模型分析架構(gòu)對(duì)項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中的人工成本超支問(wèn)題進(jìn)行研究，識(shí)別出人工成本超支的影響因素，梳理各影響因素間的內(nèi)在邏輯，對(duì)人工成本超支進(jìn)行預(yù)測(cè)，驗(yàn)證部分影響因素疊加下的人工成本超支風(fēng)險(xiǎn)。研究成果可為海上風(fēng)電項(xiàng)目人工成本控制提供實(shí)踐指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：海上風(fēng)電項(xiàng)目；成本管理；人工成本超支；解釋結(jié)構(gòu)模型；貝葉斯理論

0 引言

“十四五”以來(lái)，我國(guó)海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)進(jìn)入高質(zhì)量發(fā)展階段，近海海上風(fēng)電開(kāi)發(fā)建設(shè)成效顯著，產(chǎn)業(yè)鏈體系健全完備，技術(shù)水平大幅提升，基本實(shí)現(xiàn)裝備自主可控和技術(shù)創(chuàng)新引領(lǐng)，初步具備全球產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。預(yù)計(jì)進(jìn)入“十五五”后，海上風(fēng)電工程將呈現(xiàn)離岸距離遠(yuǎn)、水深較深等新特征，柔性直流輸送、漂浮式風(fēng)電等技術(shù)急于突破。截至2023年底，我國(guó)海上風(fēng)電累計(jì)并網(wǎng)規(guī)模高達(dá)3729萬(wàn)kW，同比增長(zhǎng)22.4%，新增并網(wǎng)容量穩(wěn)步上升，高達(dá)683萬(wàn)kW，同步增長(zhǎng)35.2%，市場(chǎng)潛力巨大。

隨著海上風(fēng)電平價(jià)化實(shí)施，我國(guó)近海海上風(fēng)電造價(jià)明顯下降，有力保證了我國(guó)海上風(fēng)電的可持續(xù)發(fā)展。但隨著深遠(yuǎn)海項(xiàng)目的推進(jìn)，我國(guó)深遠(yuǎn)海海上風(fēng)電面臨造價(jià)升高的挑戰(zhàn)，工程總體降本壓力較大，因此提高深遠(yuǎn)海海上風(fēng)電項(xiàng)目成本管理水平對(duì)推動(dòng)行業(yè)發(fā)展至關(guān)重要。

目前，針對(duì)工程項(xiàng)目成本管理，國(guó)內(nèi)外學(xué)者做了許多研究。例如，Westney^[1]提出以工作分解的方式并結(jié)合WBS-EVM進(jìn)行成本控制，此方法以計(jì)劃為基礎(chǔ)進(jìn)行成本控制，但無(wú)法在施工過(guò)程中預(yù)測(cè)成本變化；陸紅梅等^[2]利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法對(duì)項(xiàng)目成本進(jìn)行預(yù)測(cè)，用實(shí)證分析了模型預(yù)測(cè)的可行性；馬朝暉^[3]針對(duì)工程量清單和計(jì)價(jià)規(guī)范對(duì)工程成本進(jìn)行預(yù)測(cè)分析，以達(dá)到成本控制的目的。以上學(xué)者的研究過(guò)程雖具有借鑒意義，但缺乏對(duì)因素之間的邏輯關(guān)系的考慮。因此，本文以人工成本這一成本控制要點(diǎn)為視角，以萬(wàn)寧漂浮式海上風(fēng)電項(xiàng)目為研究對(duì)象，采用解釋結(jié)構(gòu)模型（ISM）識(shí)別出關(guān)鍵影響因素，構(gòu)建一個(gè)層級(jí)化解釋結(jié)構(gòu)模型，并引入貝葉斯網(wǎng)絡(luò)（BN），在項(xiàng)目實(shí)施前對(duì)人工成本超支概率進(jìn)行精確預(yù)測(cè)。采用ISM-BN研究方法進(jìn)行人工成本分析不僅能揭示成本因素間的復(fù)雜關(guān)系，還能提高預(yù)測(cè)的可靠性，可為漂浮式海上風(fēng)電項(xiàng)目成本管理提供新的視角和工具。

1 ISM-BN模型構(gòu)建

ISM-BN模型主要通過(guò)收集和整理參考文獻(xiàn)，分析和總結(jié)人工成本超支的影響因素，再對(duì)各影響因素間的邏輯關(guān)系進(jìn)行確認(rèn)，最后根據(jù)影響因素的條件概率計(jì)算出動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)結(jié)果?；贗SM-BN的人工成本超支預(yù)測(cè)模型構(gòu)建如圖1所示。

2 基于ISM的人工成本超支影響因素分析

2.1 ISM構(gòu)建步驟

因影響項(xiàng)目人工成本超支的因素較多且各因素之間存在一定的邏輯關(guān)系，本文采用ISM方法進(jìn)行影響因素分析，通過(guò)對(duì)影響因素分層，構(gòu)建一個(gè)層級(jí)化的解釋結(jié)構(gòu)模型，直觀(guān)展示各因素間的邏輯關(guān)系。具體實(shí)施步驟如下：

（1）明確人工成本超支的影響因素。公式如下

N={r₁，r₂，…，r_n}

（2）明確影響因素之間的影響關(guān)系。對(duì)于任意兩個(gè)影響因素r_i和r_j之間的邏輯關(guān)系，表示公式如下

a_ij=0i因素對(duì)j因素?zé)o影響1i因素對(duì)j因素有影響

（3）生成鄰接矩陣。將所有影響因素之間的關(guān)系a_ij構(gòu)成鄰接矩陣A=（a_ij）_n×n。

（4）生成可達(dá)矩陣。公式如下

M=（A+I）^r+1=（A+I）^r≠（A+I）^r-1

式中，M為可達(dá)矩陣；I為單位矩陣。

（5）層級(jí)劃分。將不同因素劃分為不同層級(jí)。受因素r_i影響的因素集合定義為可達(dá)集P（r_i），影響因素r_i的因素集合定義為先行集Q（r_i）。若P（r_i）∩Q（r_i）=P（r_i），則r_i為最高級(jí)因素，即滿(mǎn)足該條件的因素為同一層級(jí)L₁。以此類(lèi)推，得到不同的層級(jí)。

（6）生成層級(jí)結(jié)構(gòu)圖。即以有向圖的形式表示系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)。

2.2 海上風(fēng)電項(xiàng)目人工成本超支影響因素分析

本文參考國(guó)內(nèi)外研究文獻(xiàn)并結(jié)合海上風(fēng)電項(xiàng)目施工基本情況下，對(duì)影響因素進(jìn)行梳理、總結(jié)，提出60個(gè)初步的人工成本超支影響因素。據(jù)此制作調(diào)查問(wèn)卷，經(jīng)過(guò)5輪調(diào)查，最終以50個(gè)影響因素為本文的研究對(duì)象，海上風(fēng)電項(xiàng)目人工成本超支影響因素見(jiàn)表1。

采用調(diào)查問(wèn)卷的方式對(duì)上述50個(gè)影響因素進(jìn)行調(diào)查，調(diào)查對(duì)象選取位于北京、江蘇、上海的10余家工程單位，以郵件方式共發(fā)放調(diào)查問(wèn)卷500份，回收有效問(wèn)卷453份，問(wèn)卷有效率為90.6%。海上風(fēng)電項(xiàng)目人工成本超支影響因素調(diào)查表見(jiàn)表2。

根據(jù)表2，以人工成本超支概率大于60%為選取標(biāo)準(zhǔn)，最終確定F₁、F₂、F₄、F₅、F₇、F₈、F₉、F₁₂、F₁₄、F₁₈、F₂₆、F₃₁、F₃₄、F₃₈、F₃₉、F₄₂、F₄₃、F₄₈、F₄₉和F₅₀這20個(gè)關(guān)鍵影響因素為人工成本超支的主要研究因素。

2.3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析

按照本文2.1的步驟，對(duì)人工成本超支影響因素進(jìn)行分析，對(duì)各關(guān)鍵影響因素之間的邏輯關(guān)系進(jìn)行梳理，采用三角化分塊處理，形成不同層級(jí)的邏輯關(guān)系，同層級(jí)的邏輯關(guān)系不存在影響關(guān)系，相鄰層級(jí)采用有向圖的方式進(jìn)行聯(lián)系，最后形成海上風(fēng)電項(xiàng)目人工成本超支影響因素解釋結(jié)構(gòu)模型，如圖2所示。

3 基本BN的人工成本超支預(yù)測(cè)模型分析

項(xiàng)目施工前人工成本超支預(yù)測(cè)是基于貝葉斯理論條件概率計(jì)算所得的聯(lián)合概率分布，具體為在已知人工成本因素X_i（i=1，2，…，n）發(fā)生概率的前提下，預(yù)測(cè)人工成本超支的發(fā)生概率P（T=1），其計(jì)算公式如下

P（T=1）=∑2ⁿ1（P（T=1X₁=x₁，X₁=x₁，…，X_n=x₂）×P（X₁=x₁，X₂=x₂，…X_n=x_n））

式中，x_n∈{0，1};n=18；x_n為人工成本超支影響因素，具有發(fā)生（1）和不發(fā)生（0）兩個(gè)狀態(tài)。

P（T=1）的大小表示人工成本超支概率大小，根據(jù)專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)，將事件發(fā)生評(píng)估等級(jí)劃分為5個(gè)等級(jí)，事件發(fā)生概率量化等級(jí)見(jiàn)表3。

根據(jù)表3，評(píng)估得出人工成本超支概率等級(jí)，便于在項(xiàng)目施工前及早采取相關(guān)措施進(jìn)行預(yù)防。

4 案例分析

以萬(wàn)寧漂浮式海上風(fēng)電項(xiàng)目（簡(jiǎn)稱(chēng)“萬(wàn)寧項(xiàng)目”）為例進(jìn)行分析。該項(xiàng)目位于海南省萬(wàn)寧市，是我國(guó)首個(gè)規(guī)?；钸h(yuǎn)海海上風(fēng)電項(xiàng)目，也是全球規(guī)劃最大的商業(yè)化漂浮式海上風(fēng)電項(xiàng)目。項(xiàng)目總?cè)萘?00萬(wàn)kW，計(jì)劃總投資約230億元，分兩期建設(shè)，一期項(xiàng)目建設(shè)容量為20萬(wàn)kW，建設(shè)12臺(tái)單機(jī)容量16MW以上的風(fēng)機(jī)，擬定建設(shè)周期24個(gè)月，項(xiàng)目總投資39.98億元。

在編制項(xiàng)目成本預(yù)算階段，人工成本約占項(xiàng)目總投資的9%，具體金額為3.59億元，比重較大。在項(xiàng)目建設(shè)高峰階段，現(xiàn)場(chǎng)工作人員超5000人，管理人員超400人。

在整個(gè)項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中，由于項(xiàng)目投資經(jīng)費(fèi)緊張，需要對(duì)人工成本加以控制。本文按照上述原理進(jìn)行人工成本超支預(yù)測(cè)，并根據(jù)萬(wàn)寧項(xiàng)目實(shí)際情況作出適當(dāng)調(diào)整，得出超支成本影響因素。萬(wàn)寧項(xiàng)目人工成本超支影響因素先驗(yàn)概率統(tǒng)計(jì)表見(jiàn)表4。

采用本文搭建的預(yù)測(cè)模型進(jìn)行計(jì)算，萬(wàn)寧項(xiàng)目人工成本超支概率見(jiàn)表５。

根據(jù)表5可知：當(dāng)勞務(wù)工人技能水平不滿(mǎn)足要求時(shí)，即P（F₉=1）=1，人工成本T超支概率為22.67%；當(dāng)勞務(wù)工人技能水平不滿(mǎn)足要求且符合條件人工較難招聘時(shí)，即P（F₉=1）=1且P（F₂₆=1）=1，人工成本T超支概率為51.27%，此時(shí)項(xiàng)目在施工過(guò)程中需要編制相關(guān)措施，以控制成本支出。

因此，萬(wàn)寧漂浮式海上風(fēng)電項(xiàng)目在人工成本控制方面應(yīng)注意兩點(diǎn)：一是健全勞務(wù)工人技能水平培養(yǎng)制度，對(duì)招聘后的工人進(jìn)行集中培訓(xùn)，使其符合本項(xiàng)目技能要求；二是項(xiàng)目公司在人員招聘過(guò)程中應(yīng)擴(kuò)大招聘區(qū)域范圍，可在海上風(fēng)電項(xiàng)目較多的廣東、江蘇地區(qū)進(jìn)行招聘，確保及時(shí)招聘符合條件的工人。

5 結(jié)語(yǔ)

本文采用解釋結(jié)構(gòu)模型（ISM）對(duì)識(shí)別出的海上風(fēng)電項(xiàng)目人工成本超支關(guān)鍵影響因素進(jìn)行邏輯分析，構(gòu)建一個(gè)層級(jí)化的解釋結(jié)構(gòu)模型，并引入貝葉斯網(wǎng)絡(luò)（BN），在項(xiàng)目實(shí)施前對(duì)人工成本超支概率進(jìn)行精確預(yù)測(cè)。采用ISM-BN研究方法不僅能揭示成本因素間的復(fù)雜關(guān)系，還能提高預(yù)測(cè)的可靠性。以萬(wàn)寧漂浮式海上風(fēng)電項(xiàng)目為例，分析得出：在勞務(wù)工人技能水平不滿(mǎn)足要求且符合條件人工較難招聘的情況下，人工成本超支概率為51.27%。未來(lái)可探討使用疊加神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法和利用歷史項(xiàng)目案例作為數(shù)據(jù)支撐，進(jìn)行影響因素分析及概率驗(yàn)證，為未來(lái)深遠(yuǎn)海海上風(fēng)電項(xiàng)目成本管理理論分析和實(shí)踐探索提供參考。

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收稿日期：2024-06-25

作者簡(jiǎn)介：

何天翔（1991—），男，工程師，研究方向：海上風(fēng)電投資成本管控。