基于模糊综合评价方法的工程成本管控能力研究

李 军,吴碧波

(中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司,西安 710065)

0 前 言

工程总承包(EPC)是承包单位对于工程设计(Engineering)、采购(Procurement)和施工(Construction)等阶段实行总承包的一种工程建设管理模式。2020年,《住房和城乡建设部等部门关于加快新型建筑工业化发展的若干意见》(建标规〔2020〕8号)文件出台,进一步推进了工程建设项目设计施工总承包的快速发展,这也成为工程建设适应社会主义市场经济发展体系的必然选择。

根据2021年全国工程勘察设计统计公报,全国勘察设计企业年营业收入总计84 016.1亿元,其中EPC项目收入40 041.6亿元,业务份额占比达到47.6%,收入与上年相比增长21.1%,EPC项目业务发展快速。

工程设计在EPC模式中占有十分重要的地位,在EPC工程建设项目中起着举足轻重的主导作用,是后续工程采购、施工的基础。一般情况下,在一个项目中设计阶段可以确定项目70%～80%的建设成本,这就决定了在EPC项目中,设计阶段的成本控制极为重要,设计工作的好坏对成本控制起着决定性的作用。

传统设计单位凭借自身优势,在EPC项目中发挥着设计主导的重要作用,但其采用的管理模式大多仍沿用传统设计项目的运营模式。在EPC项目设计阶段的管理中,特别是在工程成本管控方面,还有一些不足之处,这些不足之处是由多因素构成的。本文通过建立基于模糊综合评价法的EPC设计阶段工程成本管控能力评价方法,运用该方法对设计单位的该项能力做出总体评价,为设计单位的管理工作提供决策依据和量化指标。

1 评价方法构建

模糊综合评价方法作为一种基于模糊数学的综合评价方法,采用隶属度理论,通过模糊计算的方法对事物或对象受到的各种不同制约因素,由定性评价向定量评价有效转化,最终做出一个具有定量性的总体评价。由于其具有计算结果清晰明了、定量化体现、系统性强等特点,较好地解决了模糊的、难以量化的各种问题因素,因而比较适合于解决各种非确定性的问题。

1.1 评价指标构建

对设计单位在EPC模式设计阶段的工作内容进行分析,限额设计确保工程成本合理、设计变更控制成本增加、设计方案优化实现成本降低是本阶段工作的重点。通过采用文献研究法对祁林攀等人[1-9]的研究成果进行进一步整理分析,本次确定将设计单位造价人员概预算编制水平、设计人员设计优化能力、设计人员设计优化意识、设计变更成本控制能力、各专业间密切配合程度、相关制度建设完善程度、上级领导重视程度作为设计单位工程成本管控能力的评价指标(为便于下文简化描述,依次编号为指标①～指标⑦)。

1.2 权重向量构建

指标权重的确定方法主要分为两类:一是采用主观赋权法,这类方法计算方法简单易行,但同时会受到赋权人很多主观因素的干扰;二是采用客观赋权法,这类方法主要依赖于样本数据,根据统计学的原理,随着样本数量的不断增加,权重的偏差数值就会不断变小,最终权重趋向于一个稳定的准确值,但这在实际评价过程中很难做到,样本数量毕竟有限。综上所述,整个评价系统只能是一个具有不确定性的系统,指标权重的确定应该结合两者的特点,采用组合赋权法取得。

组合赋权法基于已经得到的主观评价权重值与客观评价权重值,对两者进行合理的组合可以充分发挥两者优势,即结合主观评价的经验性与客观评价的精确性。本次主观评价权重值采用专家调查法,根据专家(赋权人)主观上对各指标的重视程度来确定指标权重;客观评价权重值采用熵值法,根据调查获得的原始数据之间的关系,利用熵值携带的信息计算得到指标权重。

组合后的权重W采用组合赋权法对主、客观权重进行加权计算:

W=λ1W1+λ2W2

(1)

式中:W1、W2分别为主观、客观评价获得的指标权重;λ1、λ2为其对应的分配系数。根据归一性原理可得:

λ1+λ2=1

(2)

这里如采用常规的加权平均法,取λ1=λ2=0.5,即认为取两者的加权值便已经兼顾主观评价权重和客观评价权重的优势,实际上这种权重组合方式过于机械化且不利于合理性解释[10-11]。为了表达两者之间的差异程度,这里引入距离函数的方法[12]。设W1和W2的距离函数为d(W1,W2),具体如下:

(3)

为使主观、客观评价获得的指标权重的差异水平与其对应的分配系数之间的差异水平保持一致, 要求距离函数应满足下式:

d(W1,W2)=│λ1-λ2│

(4)

对式(2)和式(4)进行求解,即可得到组合赋权的分配系数λ1、λ2。

1.3 评价集构建

将设计单位EPC设计阶段工程成本管控能力的评价等级分为优秀、良好、一般、很差4个等级,对能力评价指标进行调查统计,4个级别的标准见表1,得到评价集{优秀、良好、一般、很差}。

1.4 模糊评价计算

根据对现状指标的调查结果,构建7×4模糊关系矩阵R为:

(5)

式(5)中:rij为第i个评价指标的评价集的第j个评价结果。

这里需要采用合适的模糊合成算子,将权重向量{Wj}与评价矩阵R合成得到模糊综合评价结果向量B。一般比较常用的模糊合成算子主要有取大取小型M(∧,∨)、乘积最大型M(·,∨)、取小上界和型M(∧,⊕)、乘加型M(·,⊕)4种,具体特点分析见表2。

表2 模糊合成算子特点分析表

考虑到可以采用软件辅助进行计算,我们选取计算量最大但计算结果更加适用的加权平均型算子,计算模型为:

(6)

式(6)中:B为最终的结果向量;Wj为权重向量{Wj}中的第j个权重数值;·为点乘计算。

2 评价案例

甲设计单位作为国内老牌设计强企,长期参与的工程项目多为传统管理模式。面对目前EPC建设模式的快速发展,甲设计院A分院近年来积极参与该类工程项目,取得了一定的成绩,但在项目设计阶段的成本控制方面,尚未对自身能力做出定量化的分析评价,本例即是对甲设计院A分院该方面能力定量化评价的一次积极尝试。

2.1 调查问卷

通过采用网络发放问卷的方法对指标的重要程度和现状情况进行调查,发放对象主要为该分院项目管理人员、专业设计人员、工程造价人员和技术管理人员。本次调查共计收到有效问卷43份,结果见表3,表内数据值为选择该项的人员数量。

表3 调查结果统计表

2.2 调查问卷信度检测

采用Cronbach's模型是目前信度分析的常规做法,但目前Alpha系数尚无统一的标准,这里根据多数学者的观点确定 Alpha系数与评价结论之间的对应关系如表4所示[13-14]。

表4 Alpha系数与评价结论关系表

这里使用SPSSPRO软件对本次调查问卷结果进行Cronbach's模型的信度分析,查看SPSSPRO的分析结果。经分析,“指标重要程度”可靠性的Alpha系数值为0.757,说明该问卷的信度可以接受,“现状情况”可靠性的Alpha系数值为0.899,说明该问卷的信度较好。

2.3 权重计算

对问卷调查结果采用专家调查法和熵值法分别计算,得到指标权重W1和W2,按照距离函数算法可得到λ1和λ2,根据前文式(1),得到组合赋值的权重向量{Wj}见表5。

表5 权重计算结果表

2.4 模糊评价计算

根据前文式(6),采用乘加型M(·,⊕)模糊合成算子,对索引项与权重项进行点乘,可得到

根据最大隶属度原则,对应评价集{优秀,良好,一般,很差},可知评价集中“良好”的权重最高,最终综合评价的结果为“良好”。若对4项评价(优秀、良好、一般、很差)分别赋分为90～100、80～90、70～80和60～70分,可计算得到最后的综合得分为81.6分。

3 结 论

(1) 案例评价结果表明,甲设计院A分院在EPC模式设计阶段工程成本管控方面拥有较好的管理能力,但还须进一步完善。从调查问卷结果可以看出,完善的主要方向应该是权重占比较高、现状情况评价相对较差的指标,即设计人员设计优化的意识、设计变更成本控制能力和各专业间密切配合程度。

(2) 对照甲设计院A分院在日常管理中对自身能力的定性分析,本次的评价结果基本符合其现状情况,评价结果合理,该评价方法可为管理者提供有效的决策参考和定量化管理依据。

本次研究仅选取了管理能力评价的一个具体方面,按照本次研究的方法,后续可以基于模糊综合评价方法,建立二级和多级评价指标,对整个管理体系的能力水平进行更加全面的综合分析和定量评价。