数字化背景下EPC 项目价值共创演化路径研究

王春梅，章胜平，胡 洋，宋志刚

（昆明理工大学 建筑工程学院，云南 昆明 650500，E-mail：1690621845@qq.com）

在EPC 工程项目中，由于其复杂性、长期性、投资规模大等特征，涉及到的利益相关者众多。多方利益主体通过有效供需互动来保证项目目标的一致性，实现项目整体价值最大化和各主体多元价值创造，是确保EPC 工程项目成功的关键。服务生态系统是一个复杂的、松散耦合的动态网络系统，强调价值由一切社会经济参与者通过资源整合和服务交换共同创造[1]，其参与主体间的互动呈现出复杂化和网络化的特征[2]，这与EPC 项目参与主体多元化、异质化和关系网络化等特征相契合。由于EPC 项目涉及多方参与和复杂流程，信息传递面临着断点和碎片化、信息不对称、不透明的现象。数字化技术的应用可以增加信息透明度，减少信息不对称，降低交易成本[3]，使得各主体能更容易和主动地参与到价值共创中。因此，探讨数字化背景下EPC 项目参与主体的价值共创行为，有助于为EPC项目的成功实施提供理论和实践的支持。

价值共创理论源自营销管理学，Prahalad 等[4]最早提出价值共创的概念。随着该理论的不断深入，学者们开始将价值共创理念引入EPC 项目管理中，胡彪等[5]、龙亮等[6]基于顾客体验视角探索设计阶段价值共创路径，试图解决EPC 项目设计管理过程中的难题。王钰等[7]基于SDL 视角提出EPC项目全过程价值共创的路径。而金威等[8]从服务生态系统的角度出发，对PPP+EPC 模式下重大工程项目全寿命周期的价值共创路径进行了分析，将价值创造者从“总承包商—业主”的二元关系扩展到多主体的网络关系。目前也有不少学者针对EPC 项目参与主体行为策略进行研究。唐文哲等[9]结合7 个国际水电EPC 项目研究了EPC 设计管理中总承包商和设计方之间的激励机理。宋海滨等[10]运用演化博弈的方法对EPC 项目总承包商和分包商的知识转移行为进行探讨。赵越等[11]利用动态博弈的方法，研究了业主的深度设计对承包商优化设计的影响。刘增粮等[12]通过构建随机合作博弈模型，探讨了EPC 联合体成员的最优风险分担比例。王秀秀等[13]将全过程咨询方纳入研究范围，探讨了全过程咨询模式下业主、EPC 企业和全过程咨询方三方的合作行为。但目前的研究尚未涉及到数字化服务商这一重要角色。

基于上述分析，本文从服务生态系统的视角出发，构建数字化背景下EPC 项目多主体参与的价值共创演化博弈仿真模型。基于演化博弈模型研究EPC 项目服务生态系统三方主体的演化过程及策略稳定性；利用Matlab R2021a 对影响价值共创关键要素进行数值仿真分析。以期促进各参与主体积极参与，提升EPC 项目整体效益，实现多方合作共赢。

1 模型假设与构建

1.1 参与主体逻辑关系

总承包商是整个价值共创服务生态系统的核心，通过运用数字化技术、数字化产品和数字化管理，将业主的个性化需求转化为可交付的建筑成果。由于总承包商的数字化服务能力有限，同时数字化服务商也需要更多的业务提高收益，这就促使双方产生合作意愿。数字化服务商作为数字技术集成、数字软件、数字硬件产品与服务的提供者，致力于为建筑行业提供信息化、数字化和智能化的建设与服务。通过整合数字技术和创新产品，帮助业主和总承包商之间实现更紧密的互动。如建筑信息建模（BIM）和虚拟现实（VR）等数字技术可以有效地吸引业主参与项目设计和开发过程[14]。信息化管理平台与网络互动平台的结合，实现资源共享，提高双方沟通效率[7]。业主和总承包商提供反馈数据，激励数字化服务商进行产品和服务创新，创造价值。作为EPC 项目中的客户，业主是总承包商和数字化服务商价值创造的动力源泉。依托数字技术，各主体可以更加便捷和主动地参与项目，开展跨阶段、跨领域和跨专业的交流合作与价值共创[3]，推动整个项目生命周期的协同和优化。

基于此，本文认为业主、总承包商和数字化服务商是EPC 项目价值共创体系的核心主体，对项目价值创造产生直接作用。工程项目价值共创的外部环境包括自然、经济、社会、政治等多方面的因素，是支撑工程活动的重要条件。实现工程价值的创造需要各主体投入拥有的异质性资源，包括资金、知识、信息、技术等，这些资源是价值共创的基础[15]。各主体通过互动、资源共享和知识创新，实现各自的社会、经济、文化、生态等多元化的价值诉求[8]。其基本架构如图1 所示。

图1 价值共创三方参与主体行为的逻辑框架

1.2 模型假设

H1：参与EPC 项目的业主、总承包商和数字化服务商为博弈主体，三方均为有限理性的参与主体，追求自身利益最大化，在信息不对称的情形下面临多种行为策略选择，通过多次博弈做出最优策略选择。

H2：总承包商、数字化服务商和业主三方博弈主体有是否参与价值共创两种策略选择，即（参与，不参与）。三方选择“参与”价值共创的概率分别为x，y，z(0≤x，y，z≤1)。

H3：各博弈主体参与价值共创不仅有助于各方实现效益的最大化，还可以产生额外的价值共创效益[16]。总承包商、数字化服务商和业主的基本收益分别为Rp，Rs，Ro(Rp>0，Rs>0，Ro>0)。三方通过资源和信息共享创造出的价值共创额外收益为R(R>0)，额外收益按比例在三方分配，总承包商和数字化服务商的分配系数为α，β(0≤α，β≤1)，业主为1-α-β。

H4：总承包商原始的生产成本为Cp(Cp>0)，为了获得更多竞争优势参与价值共创，产生额外的投入和风险成本Cp1(Cp1>0)；为了防止数字化服务商的机会主义行为，保证服务质量，总承包商对其进行监管所付出的监管成本为Cp2(Cp2>0)；总承包商对不积极参与价值共创的数字化服务商收取一定的罚金F(F>0)。总承包商不参与价值共创时导致业主体验感降低，进而失去部分客户，影响企业声誉，造成的损失为Lp(Lp>0)。

H5：数字化服务商的基本运营成本（提供标准化的数字化产品与服务）为Cs(Cs>0)，参与价值共创提供定制化的数字化解决方案与服务而投入的额外附加成本Cs1(Cs1>0)；数字化服务商不参与价值共创时，导致创新能力受限、服务质量下降，影响客户满意度和业务发展，造成的损失为Ls(Ls>0)。

H6：业主的常规建筑成果付费为Co(Co>0)，参与价值共创积极互动交流，可以提高自身感知价值和获得更为满意的产出成果，为此付出的时间和精力成本为Co1(Co1>0)。

综上，三方博弈主体的相关参数及其含义如表1 所示。

表1 三方博弈主体的相关参数及含义

1.3 模型构建

根据以上假设，总承包商、数字化服务商与业主的收益矩阵，如表2 所示。

表2 总承包商、数字化服务商与业主的收益矩阵

2 模型分析

2.1 三方博弈主体的期望收益

根据表2 得到三方博弈主体的期望收益。

总承包商选择“参与”和“不参与”价值共创策略时的期望收益和平均收益分别表示为Ep1，Ep2，Ep：

数字化服务商选择“参与”和“不参与”价值共创策略时的期望收益和平均收益分别表示为Es1，Es2，Es：

业主选择“参与”和“不参与”价值共创策略时的期望收益和平均收益分别表示为Eo1，Eo2，Eo：

2.2 三方博弈主体的复制动态分析

根据Malthusian 动态方程原理，得到总承包商、数字化服务商和业主参与价值共创概率的复制动态方程，分别表示为F(x)，F(y)，F(z)：

2.3 三方博弈主体策略的演化稳定性分析

根据上述分析，得到由总承包商、数字化服务商和业主组成的三维动力系统。令F(x)=0，F(y)=0，F(z)=0，用Matlab 进行计算得出该动力系统有14个均衡解，其中有8 个纯策略均衡解：E1(0，0，0)、E2(1，0，0)、E3(0，1，0)、E4(0，0，1)、E5(1，1，0)、E6(1，0，1)、E7(0，1，1)、E8(1，1，1)，此外，还有6个混合策略均衡解（x*，y*，z*）。根据微分方程的稳定性原理[17]和Ritzberger 等[18]的研究，只需分析纯策略均衡点的稳定性即可。分别对F(x)，F(y)，F(z)求关于x，y，z的偏导数得到雅克比矩阵：

利用Lyapunov 间接法来判断8 个纯策略均衡点的演化稳定性，即当雅可比矩阵所有特征值λi<0时，该均衡点具有渐进稳定性，即ESS 点；若至少有一个特征值λi>0，该均衡点不稳定；若有一个特征值λi=0，该均衡点的稳定性不确定。各均衡点的特征值表达式如表3 所示。

由表3 的结果可以看出，8 个纯策略均衡点中E4(0，0，1)、E6(1，0，1)、E7(0，1，1)所对应雅克比矩阵的特征值λ3实部恒为正值，则这3 个点不可能为ESS 点，因此只需进行其余5 个均衡点的稳定性讨论，具体分析结果见表4。

表4 各均衡点稳定性分析

情形1：当Lp+F

情形2：当Cp1+Cp2

情形3：当Lp

情形4：当Cp1+Cp2

情形5：当Cp1+Cp2

3 仿真分析

3.1 系统稳定性检验

根据上述分析可知，只要满足一定的条件5 种情形均有可能成立，本文参考已有研究对相关参数的赋值方法[14，16]，并结合实际情况，借助Matlab R2021a 进行数值仿真，以验证模型的有效性。

情形1：初始参数设定满足Lp+F

图2 系统稳定性检验

情形2：初始参数设定满足Cp1+Cp2

情形3：初始参数设定满足Lp

情形4：初始参数设定满足Cp1+Cp2

情形5：初始参数设定满足Cp1+Cp2

通过以上仿真分析可见，仿真结果与上文所述的5 种情形中各博弈方策略稳定性分析的推断一致，验证了模型的有效性，具有一定的现实指导意义。

3.2 敏感性分析

本文致力于推动EPC 项目服务生态系统三方博弈主体演化到的E8(1，1，1)理想策略状态，因此主要以情形5 中设定的参数初始值为基础，选取部分关键变量进行敏感性分析，探究改变参数取值时对博弈主体策略演化轨迹的影响。为消除主体初始策略选择概率对系统演化的影响，设定初始策略选择概率为x=y=z=0.5。

（1）改变Cp1对总承包商演化策略的影响。保持其他参数不变，模拟Cp1对总承包商演化策略的影响，分别取值为30，60，150，结果如图3 所示。从图中可以看出，当Cp1增加到一定值时，此时Cp1+Cp2>Lp+αR，总承包商参与价值共创的额外附加成本与监管数字化服务商的成本之和大于不参与的损失与参与的额外收益之和，总承包商选择不参与价值共创，系统演化稳定点变为E1(0，0，0)，三方均选择不参与的策略。此结论也进一步说明数字化服务商和业主的行为策略受到总承包商的影响。

图3 Cp1 对总承包商演化策略的影响

（2）改变F对数字化服务商演化策略的影响。保持其他参数不变，模拟F对数字化服务商演化策略的影响，分别取值为5，50，100，结果如图4 所示。从图中可以看出，随着罚金F的提升系统演化至E8(1，1，1)的速率会逐渐加快；当F减小到一定值时，数字化服务商选择不参与价值共创，系统演化至E2(1，0，0)。此结论也可以说明业主的行为策略受到数字化服务商的影响。

图4 F 对数字化服务商演化策略的影响

（3）改变Co1对业主演化策略的影响。保持其他参数不变，模拟参与Co1对业主演化策略的影响，分别取值为5，15，100，结果如图5 所示。从图中可以看出，当Co1增加到一定值时，Co1>(1-α-β)R，业主参与价值共创的额外附加成本大于额外收益，业主选择不参与价值共创，系统演化至E5(1，1，0)的稳定状态。

图5 Co1 对业主演化策略的影响

4 结语

本文考虑数字化服务商这一重要主体，构建了总承包商、数字化服务商和业主三方参与的演化博弈模型，对三方的行为策略进行了分析和数值仿真。结论表明：总承包商、数字化服务商、业主三维动力系统存在8 个纯策略均衡点和6 个混合策略均衡点，推动系统最终演化至三方参与价值共创的理想状态，需满足3 个条件：Cp1+Cp2