徐勇戈，王若曦

(西安建筑科技大學(xué) 管理學(xué)院，陜西 西安710055)

Integrated Project Delivery(簡稱IPD)即項目集成交付模式，是一種先進(jìn)的工程交付模式.IPD模式的理念是將項目各方(業(yè)主、設(shè)計方、施工方、材料供應(yīng)方、BIM咨詢方等)提前納入建設(shè)系統(tǒng)中，各方提前參與、互相信任、利益共享、風(fēng)險共擔(dān)、充分合作、毫無保留的貢獻(xiàn)自身專業(yè)能力，從項目設(shè)計、施工方案、材料選取、工程建造、后期運營等方面對項目進(jìn)行全方面優(yōu)化[1].根據(jù)Kent對IPD項目的調(diào)查結(jié)果顯示，使用IPD交付模式的項目，工程變更減少70.3%、管理費用減少70.3%、工期縮短69.4%，同時降低工程項目風(fēng)險，提高工程項目質(zhì)量.IPD模式已經(jīng)被業(yè)內(nèi)認(rèn)為是建筑業(yè)積極追尋的、高效的項目交付模式[2].

IPD模式在中國尚處于理論研究階段，目前較多的研究集中在IPD模式的優(yōu)異性及IPD模式合同種類上，近年來以張連營[3]、羅福周[4]、蘇振民[5]等為代表的團(tuán)隊開始對IPD模式核心內(nèi)容--利益分配機(jī)制開展研究.只有公平、合理的利益分配方式才能帶動各方的積極性，使各方努力參與到項目建設(shè)中去.這是項目能否成功的關(guān)鍵.現(xiàn)階段關(guān)于IPD模式利益分配機(jī)制的研究中，以三方(業(yè)主、施工、設(shè)計)合作的Shapley值法模型為主，且主要考慮Shapley值和風(fēng)險承擔(dān)兩方面的影響.尚未達(dá)到AIA協(xié)會(美國建筑師協(xié)會)要求的多方參與、多因素協(xié)調(diào)的利益分配機(jī)制[6].且較少考慮各方的努力行為與 IPD模式整體收益提升的關(guān)聯(lián)，導(dǎo)致業(yè)主在利益分配機(jī)制中忽視各方努力行為，致使各方減少努力行為投入，項目整體風(fēng)險提升，以至項目最終失敗.張連營[7]、李旻[8]認(rèn)為將努力系數(shù)引入Shapley值模型中是必要的，但并未說明如何確定努力系數(shù).馬智亮[9]、王茹[10]、蘇振民則提出根據(jù)虛擬企業(yè)經(jīng)濟(jì)的內(nèi)容，根據(jù)努力成本與努力收益對努力系數(shù)進(jìn)行設(shè)定，但并未明確指出努力行為如何確定及衡量.對此狀況，結(jié)合國內(nèi)現(xiàn)有研究，對IPD模式努力系數(shù)的重要性進(jìn)行說明，并分階段的總結(jié)工程中各方的努力行為，并建立努力行為評價指標(biāo)體系，最終以Shapley值法為骨架，引入努力系數(shù)進(jìn)行修正，完善現(xiàn)有的IPD模式利益分配機(jī)制模型.

1 IPD模式下努力系數(shù)重要性及努力行為

1.1 努力系數(shù)的重要性

在利益分配的過程中，項目各方不僅關(guān)注各自的收益，更為注重收益分配的公平性.各方對收益的不公表現(xiàn)極為敏感，影響各方積極性，產(chǎn)生抗拒行為：消極怠工、聚眾鬧事、干擾其他參與方等[11].因此一個合理的、各方認(rèn)可的利益分配方式尤為重要.

傳統(tǒng)模式(DBB模式、DB模式)下按照初始合同進(jìn)行利益分配，各方在完成基本任務(wù)的情況下付出的努力水平越低，努力成本也就越低，自身獲得的收益也就越高，造成各方規(guī)避不良事項，將不良事項轉(zhuǎn)移給處理能力較弱的參與方以此維護(hù)自身收益，造成總體風(fēng)險增高，項目變更增大等不良狀況.IPD模式與傳統(tǒng)模式的區(qū)別在于各方收益的一部分來源于努力行為創(chuàng)造的努力收益，即根據(jù)各方在整體建設(shè)過程中的努力系數(shù)進(jìn)行努力收益的分配，因此一個合理的努力系數(shù)的評定方法決定著IPD模式各方努力成本的投入以及努力行為所創(chuàng)造的收益，如果努力系數(shù)評定不合理，可能產(chǎn)生搭便車行為(自身不付出努力成本但卻享受到其他各方帶來的努力收益)，各方依然會減少努力成本以確保自身收益.IPD模式的優(yōu)異性無法體現(xiàn)出來.項目變更、成本、風(fēng)險依然無法控制.

1.2 努力系數(shù)的概念界定

努力系數(shù)即各方努力行為創(chuàng)造的收益占總體努力收益的比值，各方努力行為創(chuàng)造的收益取決于努力行為所需的努力成本與該行為創(chuàng)造效益的差值.即在努力成本一定的情況下，努力水平越高，創(chuàng)造效益越大，努力系數(shù)值也就越高.通過文獻(xiàn)收集，確定三階段十六項努力行為后，對十六項努力行為的重要性進(jìn)行系數(shù)化，再分別對各方在十六項努力行為的作用性進(jìn)行打分，確定各方在整個建設(shè)過程中的努力系數(shù).(努力行為的發(fā)起方、執(zhí)行方、任務(wù)應(yīng)承擔(dān)方)在項目成功的背景下，根據(jù)各方通過努力行為創(chuàng)造的收益，按各方努力系數(shù)的比列進(jìn)行二次分配，促使各方積極開展努力行為，使各方保持高效、有序工作狀態(tài).從而減少項目的風(fēng)險及返工情況，提升項目的整體收益[12].

1.3 努力行為及努力成本概念

項目各方在滿足自身合同規(guī)定任務(wù)要求的情況下，額外進(jìn)行的技術(shù)投入、相互協(xié)作、精細(xì)管理等行為統(tǒng)稱為努力行為，即有別于常規(guī)的施工水準(zhǔn)，經(jīng)過各方不斷配合，深化信息交流，付出管理成本，取得良好效益的過程.努力水平的高低取決與以下4點：①知識投入；②深化合作；③精益管理；④人才投入.針對一個企業(yè)來說，努力水平的提高往往伴隨著努力成本的提高，努力成本由技術(shù)學(xué)習(xí)經(jīng)費、人員工資、組織結(jié)構(gòu)優(yōu)化費用等構(gòu)成.

2 IPD模式努力行為的評定及系數(shù)化

2.1 努力行為的確定

結(jié)合國外學(xué)者Lauras的KPI評價指標(biāo)(工期、成本、質(zhì)量、風(fēng)險評價)、以及Chan總結(jié)近年來項目工程努力行為的13條，Zhang[13]在伙伴關(guān)系模式中提出的基于過程、結(jié)果、關(guān)系的評價方法.結(jié)合國內(nèi)王德東[14]、譚濤、丁繼勇[15]、廖陽等提出的建筑工程團(tuán)隊效能評價指標(biāo)，從建設(shè)階段入手，總結(jié)出影響IPD模式成功的十六項努力行為.

表1 努力行為事項表

2.2 努力系數(shù)的評定

本文采用模糊層次分析法對努力行為的重要性進(jìn)行評判，后根據(jù)專家打分法確定各方在16項努力行為中的貢獻(xiàn)值，為簡便計算，將IPD模式的參與方歸為四大類，即業(yè)主方、施工方、設(shè)計方、BIM咨詢方.

2.2.1 FAHP模型構(gòu)建

(1)確定三角模糊數(shù)

確定模糊相對重要程度，以此作為努力行為重要性的評判依據(jù)，評價結(jié)果使用模糊數(shù)進(jìn)行表示，即Mij=(lij,mij,uij),Mij由因素i和j的重要程度之比構(gòu)成，l、m、u分別代表因素i對j重要程度的最悲觀估計、最可能估計和最樂觀估計[16].

表2 模糊相對重要程度表

(2)構(gòu)造模糊評價矩陣

專家首先對努力行為各階段的重要性進(jìn)行評判，然后對努力事項進(jìn)行兩兩評判.以此構(gòu)造模糊評價體系，以努力行為階段作B1、B2的重要程度為例，前期階段B1較施工階段B2的努力行為重要性較強(qiáng)(SMI)，則努力評價矩陣的M12的元素為(3/2，2，5/2)，與之相對的M21為(2/5，1/2，2/3)，以此建立各階段、各努力事項的模糊矩陣.

表3 努力行為階段的重要系數(shù)

(3)計算模糊綜合重要程度值

根據(jù)得到的模糊矩陣計算各努力事項的重要程度值Si以表4為例進(jìn)行計算.

(1)

(2)

(3)

(4)

SB1=(4.00、5.50、7.00)?(1/22.84、1/17.50、1/13.47)≈(0.175、0.314、0.520)；

SB2=(2.90、3.67、4.67)?(1/14.6、1/18.6、1/23.6)≈(0.127、0.210、0.347)；

SB3=(2.40、2.83、3.67)?(1/14.6、1/18.6、1/23.6)≈(0.105、0.162、0.272)；

SB4=(4.17、5.50、7.50)?(1/14.6、1/18.6、1/23.6)≈(0.183、0.314、0.557)其余類推.

表4 B1階段努力行為重要性評價表

(4)計算各因素相對權(quán)重

S2相對于S1的重要性如下所示

(5)

用上述公式分別計算各階段各元素努力行為的重要性.并得到權(quán)重向量，以表4結(jié)果為例，分別比對S1=(l1,m1,u1)和S2=(l2,m2,u2)的值：

V(SB1≥SB2)=1.00，V(SB1≥SB3)=1.00，V(SB1≥SB4)=1.00；V(SB2≥SB1)=0.621，V(SB2≥SB3)=1.00，V(SB2≥SB4)=0.610；V(SB3≥SB1)=0.389，V(SB3≥SB2)=0.753，V(SB3≥SB4)=0.371；V(SB4≥SB1)=1.00，V(SB4≥SB2)=1.00，V(SB4≥SB3)=1.00；

以此類推，分別取以上權(quán)重中最小值，以此作為權(quán)重向量W.

V(S≥S1,S2…Sk)=minV(S≥Si)
i=1,2,…,k

(6)

(5)合成絕對權(quán)重

結(jié)合表2、表3、表4將各階段努力行為的相對權(quán)重與表2的階段權(quán)重相結(jié)合，得到各階段的努力行為的絕對權(quán)重，以C1為例.

C1絕對權(quán)重=0.34×0.325=0.110 5 其余見表5.以此作為IPD模式下努力行為重要性的評定標(biāo)準(zhǔn).各方應(yīng)針對重要程度較高的努力行為進(jìn)行努力活動，投入更多管理成本、時間成本.

表5 努力行為絕對權(quán)重表

2.2.2 各方努力行為評定

上一小節(jié)可以得到3個階段16種努力行為的重要程度，選取主要的4個參與方：業(yè)主、設(shè)計方、施工方、BIM咨詢方分別對16種努力行為分別進(jìn)行打分，打分的過程應(yīng)該依據(jù)各方在該種努力行為中所扮演的角色，即努力行為的發(fā)起方、執(zhí)行方、任務(wù)應(yīng)承擔(dān)方，相應(yīng)打分依據(jù)以項目現(xiàn)場實際情況為準(zhǔn).以前期階段(B1)的前期規(guī)劃(C1)努力行為為例，評定標(biāo)準(zhǔn)見表6，執(zhí)行程度按照1～5打分(1最低，5最高).

表6 各方努力系數(shù)打分表

3 IPD模式Shapley值和修正系數(shù)

3.1 Shapley值法及初始系數(shù)

Shapley公式如下：

(7)

式中：φi(N,v)表示分配給利益相關(guān)者的邊際貢獻(xiàn)值；s表示s聯(lián)盟(s?n)；N表示項目參與的人數(shù)；i表示利益相關(guān)者；v(s)表示聯(lián)盟s的價值[17].

Shapley值法可以較好的衡量各方對項目的貢獻(xiàn)量，但由于Shapley值法基于風(fēng)險中性、重要性均等、且并未考慮各方在建設(shè)過程中的努力行為對收益的影響，因此需要引入風(fēng)險系數(shù)、重要性系數(shù)、努力系數(shù)對各方初始的Shapely值進(jìn)行系數(shù)修正.使用FS表示各方Shapley值系數(shù).

3.2 重要性系數(shù)的確定

為簡便計算，將各方在整個項目建設(shè)過程中投入的人力、物力、財力統(tǒng)一量化為所需資金進(jìn)行計算，計算各方投入在整個建設(shè)過程中投入的資金比，使用FK表示重要性系數(shù)，Ci表示參與方i投入的資金.

(8)

3.3 風(fēng)險系數(shù)的確定

將項目風(fēng)險與IPD模式特有風(fēng)險結(jié)合，并對項目風(fēng)險進(jìn)行分類，確定各個風(fēng)險事件對項目的影響程度，即風(fēng)險事件權(quán)重δ，專家分別對各方在各個風(fēng)險事件中的重要程度進(jìn)行評定，結(jié)合風(fēng)險事件權(quán)重，構(gòu)建風(fēng)險矩陣

(9)

FRi=1-(1-RMi1)(1-Ri2)…(1-RIJ)
(i=1,2,…,n)(j=1,2,…,k)

(10)

式中：Ri表示參與方i風(fēng)險評定的得分.FRi表示參與方i承擔(dān)的風(fēng)險系數(shù).

3.4 努力系數(shù)的確定

使用模糊層次分析法、專家打分法確定各方努力系數(shù)得分.使用FEi表示參與方i的努力系數(shù)得分.

4 案列分析

以中鐵二院在甘肅省TXX#路大型工程項目為案列，將該項目商務(wù)標(biāo)和最終結(jié)算意見作為數(shù)據(jù)來源.原定造價143 400.95 萬元，其中：工程費用62 950.66 萬元，工程建設(shè)其他費用63 039.44 萬元，預(yù)備費用12 599.01萬元，貸款利息4 811.84 萬元，預(yù)計工期720個工作日.最終完工結(jié)算造價成本143 636.0514 萬元.且工期延誤41個工作日.為簡便計算，選取主要的四個參與方，施工方(1)，建設(shè)方(2)，設(shè)計方(3)，BIM咨詢方(4).四方承擔(dān)任務(wù)量(施工方、建設(shè)方、設(shè)計方、BIM咨詢方)： 56 747.9 萬元、62 950.66 萬元、3 613.13 萬元、1 905.34 萬元.結(jié)合已用文獻(xiàn)[14-15]，通常認(rèn)定在IPD模式下，每增加一個合作方，總體利潤上升10%.

4.1 數(shù)據(jù)分析

根據(jù)該項目商務(wù)標(biāo)可知，參與方(1)～(4)的利潤率P分別為：7%、10%、20%、13%.

各方初始收益值(Y初)為

Y初(1)=4 406.546 萬元、Y初(2)=5 674.79 萬元、Y初(3)=722.626 萬元、Y初(4)=247.694 萬元.

由于項目成本超預(yù)算，扣除超額成本中的土地征地費、房屋拆遷補償費后，將超額成本按收入比例分?jǐn)偤?，各方實際收入(Y實)分別為

Y實(1)=4 154.936 萬元、Y實(2)=5 448.02 萬元、Y實(3)=708.51 萬元、Y實(4)= 240.1 萬元.

4.2 各方初始Shapley值(Ys)

建立四方參與的Matlab-Shapley模型并代入

Ys(1)～(4)分別為：5 240 萬元、6 636 萬元、1 189 萬元、1 304 萬元.

已知Ys(1、2、3、4)=14 368萬元.則

Fs(1)～(4)：36.5%、46.2%、8.3%、9.1%.

4.3 重要性FK系數(shù)

結(jié)合案例中各方承擔(dān)的任務(wù)量，計算重要系數(shù)，以施工方(1)的重要系數(shù)為列：

FK(2)～(4)分別為46%、3%、2%.

4.4 風(fēng)險系數(shù)FR的確定

參考已有文獻(xiàn)，各方風(fēng)險系數(shù)(1)～(4)分別為：0.57、0.33、0.06、0.04.

4.5 努力系數(shù)FE的確定

結(jié)合表6，各方努力系數(shù)(1)～(4)分別為：0.37、0.17、0.37、0.14.

4.6 最終收益值的確認(rèn)

結(jié)合初始分配系數(shù)FS.并根據(jù)項目屬性設(shè)定影響系數(shù)權(quán)重.引入風(fēng)險系數(shù)(權(quán)重0.3)、重要性系數(shù)(權(quán)重0.3)、努力系數(shù)(權(quán)重0.4)進(jìn)行修正.得到修正后的Shapley值分配系數(shù)F終s.

F終s(1)=36.5%+0.3×(49%-36.5%)+
0.3×(57%-36.5%)+0.4×
(37%-36.5%)=46.55%

(11)

同理F終s(2)：30.5% 、F終s(3)：17.5%、F終s(4)=7.4%.

IPD模式需要首先保證各方可以獲得行業(yè)平均利潤，即4.1中Y初(1～4)的值，因此首先從總體收益拋去各方的初始收益，之后對剩余收益進(jìn)行分配.計算過程如下所示：

Ys(1～4)-Y初(1～4)=14 368-4 406-
5 675-723-248=3 316 萬元

(12)

各方最終受益(Y終)計算過程為：項目初始收益值(Y初)+項目剩余收益×修正后分配系數(shù)(F終s).以施工方(1)為例：Y終(1)=4 406+46.55%×3,316=5 949.6 萬元.以此類推Y終(2)6 686.4 萬元、Y終(3)=1 303.3 萬元、Y終(4)=493.4 萬元.

4.7 結(jié)果分析

各方收益變化過程見表7.在采用Shapley值加權(quán)法分配方式的情況下，施工方、設(shè)計方的收益分配比列上升.這是由于施工方在風(fēng)險系數(shù)、重要性系數(shù)得分較高，獲得了較高的風(fēng)險補貼，有別于傳統(tǒng)模式中業(yè)主將風(fēng)險轉(zhuǎn)嫁給施工方卻并未對其進(jìn)行額外收益的補貼的做法，這是導(dǎo)致傳統(tǒng)模式工程變更較多的主要原因.設(shè)計方收益分配比例提高的主要原因是在努力行為中的優(yōu)異表現(xiàn).而BIM方收益的下降主要原因是風(fēng)險系數(shù)、重要性普遍較低造成的.但BIM方收益仍高于傳統(tǒng)模式下的收益.建設(shè)方的收益分配比列基本保持不變，但收益額度卻大幅上升，源于IPD模式各參與方用自身努力換取項目的收益提升，收益提升的份額一部分回饋到建設(shè)方的手中.經(jīng)過優(yōu)化后的IPD模式收益分配機(jī)制可以全面提升各方收益值，并促使各方為了整體項目收益的提升進(jìn)行緊密合作，充分信任.將各方的目標(biāo)轉(zhuǎn)變成為項目收益最大化.

表7 各階段收益變化表

5 結(jié)論與展望

(1)結(jié)合IPD模式特征，闡述IPD模式中努力行為的作用性以及努力系數(shù)在利益分配機(jī)制中調(diào)節(jié)作用，通過對國內(nèi)外虛擬企業(yè)經(jīng)濟(jì)研究以及工程團(tuán)隊效能研究，按照項目建設(shè)階段劃分，構(gòu)建3階段16項努力行為事項.以此作為項目各方在項目建設(shè)階段中的努力方向.

(2)構(gòu)建努力系數(shù)評價指標(biāo)體系，首先使用模糊層次分析法確定3階段權(quán)重，后對各個階段努力行為進(jìn)行重要性評定，確定16項努力行為的絕對重要性，采用專家打分法，從任務(wù)發(fā)起角度、任務(wù)執(zhí)行程度、責(zé)任歸屬程度三方面進(jìn)行評定，確定業(yè)主方、施工方、設(shè)計方、BIM咨詢方的最終努力系數(shù).結(jié)合案列，使用努力系數(shù)對Shapley值進(jìn)行優(yōu)化，結(jié)果表明努力系數(shù)的構(gòu)建優(yōu)化了IPD利益分配模式，提升了項目收益，促進(jìn)IPD模式在中國的發(fā)展.

(3)通過專家打分法確定了16項努力行為的權(quán)重以及努力系數(shù)在整個利益分配中的重要程度，受限于專家對項目的認(rèn)知程度及技術(shù)水平導(dǎo)致結(jié)果可能一定程度偏離實際，缺乏一定的準(zhǔn)確性.后續(xù)研究應(yīng)從實際出發(fā)，評定各方在16項努力行為中貢獻(xiàn)程度，以此確立基于實際的各方努力系數(shù)權(quán)重.針對努力系數(shù)的重要程度衡量應(yīng)使用多目標(biāo)規(guī)劃法，構(gòu)建合理的數(shù)學(xué)模型，以確定努力系數(shù)、重要系數(shù)、風(fēng)險系數(shù)等的重要程度.