鐘姍姍, 范方方, 傅東箭
(長沙理工大學(xué) 水利與環(huán)境工程學(xué)院,湖南 長沙 410114)
當(dāng)前建設(shè)市場中,EPC(Engineering, Procument, Construction)模式已廣泛用于大型基礎(chǔ)設(shè)施項目的建造管理。由EPC總承包商負(fù)責(zé)項目實施的全過程,能夠簡化業(yè)主的合同管理,有利于全過程造價控制,還可有效解決設(shè)計與施工的銜接問題。目前EPC總承包商主要有兩類:一類是以施工企業(yè)為基礎(chǔ),轉(zhuǎn)型為工程總承包為核心業(yè)務(wù)的工程企業(yè);另一類是以大型綜合設(shè)計單位為基礎(chǔ)(或整合一定施工力量),轉(zhuǎn)型為以設(shè)計為優(yōu)勢的總承包公司。兩類工程公司各有長處和短板,加之采用EPC模式的基礎(chǔ)設(shè)施項目通常具有規(guī)模大、技術(shù)復(fù)雜等特點,因此EPC項目的絕大部分施工任務(wù)需要通過分包單位完成[1]。由于分包商通常在一些專業(yè)領(lǐng)域擁有熟練的技術(shù)和先進的設(shè)備,工程分包的引入勢必會帶來工期和投資的節(jié)約以及質(zhì)量的提升。然而分包實踐中常常由于分包單位選擇不當(dāng)而產(chǎn)生施工質(zhì)量差、安全事故率高、進度拖延及造價失控等問題,導(dǎo)致工程建設(shè)效率低下。既然工程分包對于EPC項目具有重要的作用,那么必須采取措施提高分包效率,以期贏得一定的分包利潤,規(guī)避虧損的風(fēng)險。選擇一個優(yōu)秀的分包商是至關(guān)重要的一環(huán),EPC總承包商在明確工程的建設(shè)需求后,首先會確定專業(yè)分包范圍,繼而構(gòu)建完善的評價指標(biāo)體系,選擇合適的分包商開展部分專業(yè)工程的實施任務(wù)。
長期以來,投標(biāo)價格一直是選擇承包商/分包商的關(guān)鍵影響因素之一,總承包商更青睞那些標(biāo)價較低的分包商;有的總承包商則傾向于選擇與他們有良好合作關(guān)系的分包商[2]。除此之外,質(zhì)量、安全、管理、信譽、風(fēng)險等也是分包商選擇中常常需要考慮的要素。因此,分包商選擇是一個多屬性決策過程,需要采用多屬性決策方法求解該問題的最優(yōu)決策。汪振雙等[3]在功效系數(shù)優(yōu)化方法(ECM)的基礎(chǔ)上引入Theil指數(shù),計算BT項目承包商的總功效系數(shù),并據(jù)此對承包商進行優(yōu)劣排序;宋媛媛等[4]采用可變模糊決策方法計算EPC總承包商的綜合優(yōu)屬度,并據(jù)此進行優(yōu)劣排序;宋巖磊等[5]提出了區(qū)間數(shù)IOWA算子賦權(quán)、灰色關(guān)聯(lián)分析GRA與TOPSIS法相結(jié)合的EPC項目承包商集成化優(yōu)選方法;張熠等[6]提出了一種基于灰色關(guān)聯(lián)與投影尋蹤法相結(jié)合的工程項目評標(biāo)決策方法;梁迎迎等[7]運用考慮決策者風(fēng)險偏好的累計前景理論評價承包商在各項指標(biāo)的綜合表現(xiàn)。此外,ANP、SEM、模糊集理論[8~10]等多屬性決策方法相繼用于評標(biāo)決策中。
文獻(xiàn)分析表明已有研究提供了許多有價值的承包商選擇方法和模型,這些模型主要基于加權(quán)平均原理將決策問題的多個屬性通過加權(quán)集結(jié)為單一評價值,并據(jù)此進行分(承)包商的優(yōu)劣排序,決策過程中指標(biāo)權(quán)重的確定和評價數(shù)據(jù)的無量綱處理是關(guān)鍵步驟。然而,決策過程中的權(quán)重確定很大程度上會受到人為因素的干擾,并最終影響分(承)包商排序;同時多屬性的加權(quán)集結(jié)必然要求對數(shù)據(jù)進行無量綱化處理,而數(shù)據(jù)無量綱處理又會使得評價過程較為繁瑣。數(shù)據(jù)包絡(luò)分析(DEA)是一種基于數(shù)量分析的多屬性決策方法,其根據(jù)多項投入和產(chǎn)出指標(biāo),利用線性規(guī)劃方法對具有可比性的單元進行相對有效性評價,具有:(1)在處理多輸入-多輸出的有效性綜合評價問題方面具有絕對優(yōu)勢;(2)應(yīng)用DEA方法建模前無需對數(shù)據(jù)進行無量綱化處理;(3)無需任何權(quán)重假設(shè)等特點。DEA常常用于能源效率評價、可持續(xù)評價、管理評價、政策或項目效果評價[11,12],但幾乎未曾用于分(承)包商決策問題的求解。本研究提出采用生產(chǎn)效率(投入-產(chǎn)出效率)度量分包商的施工管理能力,利用DEA模型求解、評價、排序和選擇最優(yōu)的EPC項目分包商;并結(jié)合一致性檢驗和線性回歸分析等數(shù)理統(tǒng)計方法,提升分包商選擇效率和可信性。
根據(jù)《中華人民共和國標(biāo)準(zhǔn)施工招標(biāo)文件》的規(guī)定,采用綜合評估法的評標(biāo)項目,評標(biāo)委員會應(yīng)對滿足招標(biāo)文件實質(zhì)性要求的投標(biāo)文件,從施工組織設(shè)計、項目管理機構(gòu)、投標(biāo)報價及其他因素四個維度進行評分,并按得分由高到低順序推薦中標(biāo)候選人。參考各省房建、市政、水利、水運等專業(yè)領(lǐng)域?qū)嵤┑脑u標(biāo)細(xì)則,并采用文獻(xiàn)分析法對CNKI及Science Direct等收錄的中英文文獻(xiàn)[6,13~15]進行梳理,施工組織設(shè)計可細(xì)化為工期計劃及措施、質(zhì)量計劃及措施、安全計劃及措施3個子屬性;將項目管理機構(gòu)細(xì)化為技術(shù)能力、管理能力2個子屬性;其他因素包括相似工程經(jīng)驗和與EPC總承包商的合作經(jīng)歷2個子屬性。由此,構(gòu)建包含8個決策屬性的分包商選擇標(biāo)準(zhǔn),如圖1所示。
圖1 分包商選擇標(biāo)準(zhǔn)
DEA模型最初由Charnes等[16]在20世紀(jì)70年代初提出,即CCR模型(DEA的基礎(chǔ)模型)。此后,DEA模型又衍生出了其他形式,例如:1984年,Agarwal等[17]提出的BCC模型,以及為解決數(shù)據(jù)不確定性而提出的模糊DEA模型。目前,DEA模型已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域的相對效率研究,例如:王曉楠等[18]采用DEA模型評價了黃河流域41個資源型城市的轉(zhuǎn)型效率;張春勤等[19]采用SE-DEA模型與Malmquist指數(shù)研究了城市公交企業(yè)的運營績效評價;楚雪芹等[20]將兩階段非期望DEA模型引入商業(yè)銀行效率評估;任騰等[21]采用BLP-DEA模型評價了區(qū)域可持續(xù)發(fā)展系統(tǒng)效率。與其他評價方法相比,DEA的特點主要體現(xiàn)在[22]:(1)DEA允許多個輸入和輸出;(2)DEA是一種非參數(shù)的線性規(guī)劃技術(shù),其所需信息比其他傳統(tǒng)評價方法少;(3)DEA系統(tǒng)類似一個黑盒子,輸入與輸出間的關(guān)聯(lián)關(guān)系在黑盒子內(nèi)部形成,因此無需決策者提供任何關(guān)于權(quán)重或輸入輸出關(guān)聯(lián)函數(shù)等信息;(4)DEA排除了許多主觀因素,具有很強的客觀性。
DEA方法是一種基于決策單元(Decision-Making Unit,DMU)的相對效率評價方法,它借助如式(1)所示的投入-產(chǎn)出模型,將多項投入轉(zhuǎn)化為多項產(chǎn)出,繼而度量決策單元DMU的相對效率。
相對效率=產(chǎn)出/投入
(1)
當(dāng)系統(tǒng)能以較小的投入獲得較大的產(chǎn)出時,系統(tǒng)相對效率較高。本研究將相對效率作為分包商選擇的依據(jù),相對效率越大,說明該分包商的施工管理能力越強;反之,施工管理能力越弱。根據(jù)式(1),相對效率與產(chǎn)出成正比,與投入成反比。投入一定,產(chǎn)出越大,相對效率越大;產(chǎn)出一定,投入越小,相對效率越大。因此產(chǎn)出指標(biāo)應(yīng)為正向指標(biāo),即指標(biāo)值越大越有利于生產(chǎn)效率提高;而投入指標(biāo)應(yīng)為負(fù)向指標(biāo),即指標(biāo)值越小越有利于生產(chǎn)效率提高。
2.2.1 基于投入產(chǎn)出的決策屬性分類
由于DEA模型的本質(zhì)是度量系統(tǒng)的投入產(chǎn)出效率,首先需將EPC項目分包商選擇的8個決策屬性分為投入指標(biāo)與產(chǎn)出指標(biāo)兩類。一般來說,分包商的技術(shù)、管理能力和類似工程經(jīng)驗等將直接影響項目管理目標(biāo)(質(zhì)量、進度、成本、安全)的實現(xiàn)。因此,將相似工程經(jīng)驗C1、與EPC總承包商的合作經(jīng)歷C2、技術(shù)能力C3、管理能力C4計入投入指標(biāo);將投標(biāo)報價C5、工期計劃及措施C6、質(zhì)量計劃及措施C7、安全計劃及措施C8計入產(chǎn)出指標(biāo),構(gòu)建基于投入-產(chǎn)出模型的分包商選擇屬性集,如表1所示。其中,投標(biāo)報價C5為數(shù)值型指標(biāo),根據(jù)我國各行業(yè)規(guī)范,采用綜合評標(biāo)法時,需對投標(biāo)報價評審計分;其余為語言型指標(biāo),由評標(biāo)專家打分確定。
表1 基于投入產(chǎn)出的分包商選擇屬性集
2.2.2 語言型指標(biāo)預(yù)處理
語言型指標(biāo)通過評標(biāo)專家給出評語并賦值獲得,采用七級評分法構(gòu)建專家評語集:P={非常差,差,較差,中等,較好,好,非常好}。由于投入-產(chǎn)出模型的最優(yōu)目標(biāo)是實現(xiàn)以最小投入獲得最大產(chǎn)出,從而獲得最高的相對效率,所以投入指標(biāo)越好,賦值越小;產(chǎn)出指標(biāo)越好,賦值越大。因此在基于DEA的分包商多屬性決策模型中,投入指標(biāo)相似工程經(jīng)驗C1、與EPC總承包商的合作經(jīng)歷C2、技術(shù)能力C3、管理能力C4按照表2所示準(zhǔn)則對各評語等級進行賦值;產(chǎn)出指標(biāo)工期計劃及措施C6、質(zhì)量計劃及措施C7、安全計劃及措施C8按照表3所示準(zhǔn)則對各評語等級進行賦值。
表2 投入指標(biāo)的語言評價值
表3 產(chǎn)出指標(biāo)的語言評價值
2.2.3 數(shù)值型指標(biāo)預(yù)處理
根據(jù)《中華人民共和國標(biāo)準(zhǔn)施工招標(biāo)文件》中的評標(biāo)辦法及各行業(yè)的招投標(biāo)管理規(guī)定,采用綜合評標(biāo)法時,投標(biāo)報價的評審計分規(guī)則為:
令投標(biāo)基準(zhǔn)價為100分,
(2)
則,
(3)
若投標(biāo)價>基準(zhǔn)價,則
報價得分=100-偏差率×100×E1
(4)
若投標(biāo)價≤基準(zhǔn)價,則
報價得分=100+偏差率×100×E2
(5)
式中:E1,E2為調(diào)整值,其值由招標(biāo)人根據(jù)項目特點和實際情況選擇。
考慮到傳統(tǒng)CCR模型具有較強魯棒性,本研究采用CCR模型度量分包商的生產(chǎn)效率。記每一個待評價分包商為一個決策單元DMU,DMU的生產(chǎn)效率為h。
假設(shè)存在n個DMU,每個DMU有s個投入和w個產(chǎn)出,則可得第j0個決策單元的相對效率評價模型。
(6)
式中:hj0為待評價單元DMUj0的相對效率,j0∈{j};ut和vi分別為產(chǎn)出指標(biāo)和投入指標(biāo)的權(quán)重;ytj為決策單元DMUj的第t個產(chǎn)出值;xij為決策單元DMUj的第i個投入值;ytj0為待評價單元DMUj0的第t個產(chǎn)出值,ytj0∈ytj;xij0為待評價單元DMUj0的第i個投入值,xij0∈xij。
相對效率hj0的取值范圍為[0,1],hj0=1為模型最優(yōu)解,此時系統(tǒng)達(dá)到最優(yōu)效率。DEA模型的求解涉及大量的線性規(guī)劃問題,需借助MaxDEA軟件求解。
(7)
相對效率值越大,表示該分包商能以較小的投入獲得較大的產(chǎn)出,其生產(chǎn)效率越高,則分包商的施工管理水平越高,項目各目標(biāo)達(dá)成度越好。
分包商能力評估是EPC總承包商選擇最優(yōu)分包商的關(guān)鍵步驟。若干名評標(biāo)專家從專家?guī)熘斜浑S機抽取組成評標(biāo)委員會,基于招標(biāo)文件中所示的評價標(biāo)準(zhǔn)開展評標(biāo)工作,是經(jīng)過實踐檢驗的、具有較強可操作性及合理性的投標(biāo)人遴選方法,但同時也存在評價結(jié)果高度依賴于專家的知識水平、認(rèn)知能力、經(jīng)驗和環(huán)境的問題。為測定各專家決策間的顯著性差異及其對DEA相對效率評價結(jié)果的影響大小,本研究借助σ收斂對相對效率值的一致性進行檢驗。
σ收斂分析常用來衡量各觀測值的變異程度,σ收斂分析最常用的一個指標(biāo)為變異系數(shù)。
(8)
(9)
式中:CVj是第j個決策單元DMUj的變異系數(shù);σj為標(biāo)準(zhǔn)差。
一致性檢驗可對來自于不同評標(biāo)專家的數(shù)據(jù)差異及一致性進行評定。變異系數(shù)CV越小,各專家評價值的一致性越好;反之亦然。
識別影響決策的關(guān)鍵因素,不僅能為EPC總承包商決策提供意見和建議,而且能夠幫助分包商認(rèn)識自身不足,從而補齊短板、提高水平。為觀察影響決策結(jié)果的關(guān)鍵因素及其影響程度,將生產(chǎn)效率hj0作為因變量進行回歸分析,構(gòu)建多元線性回歸模型如式(10)所示。
(10)
式中:h為被解釋變量的觀測值向量,即分包商生產(chǎn)效率評價值;X為解釋變量的觀測值矩陣,每一行為屬性C1~C8的評價值;k為回歸樣本數(shù);β為回歸系數(shù)矩陣;μ為隨機誤差項向量,μ~N(0,σ2)。
GFZ高速公路項目采用BOT+EPC模式建造。一方面,由投資方組建項目公司與政府簽訂BOT投資協(xié)議,由項目公司對項目的資金籌措、建設(shè)實施、運營管理、養(yǎng)護維修、債務(wù)償還和資產(chǎn)管理實行全過程負(fù)責(zé),自主經(jīng)營,自負(fù)盈虧;另一方面,由具備總承包資質(zhì)的投資方組成EPC總承包項目部,負(fù)責(zé)整個項目的設(shè)計采購施工。該項目S2標(biāo)有1座特大型橋梁、1座大型橋梁和2座交互式立交橋。EPC總承包商組織了S2標(biāo)施工分包的招標(biāo)工作,并邀請5位評標(biāo)專家e={e1,e2,e3,e4,e5}組成評標(biāo)委員會對參與投標(biāo)的國內(nèi)7家施工企業(yè)進行評價。7家潛在投標(biāo)單位分別記為A,B,C,D,E,F(xiàn),G,構(gòu)成7個決策單元DMU。
3.1.1 語言型指標(biāo)的收集與預(yù)處理
5位評標(biāo)專家根據(jù)評語集P對7位投標(biāo)人的C1,C2,C3,C4,C6,C7,C8指標(biāo)進行評定,進而依據(jù)表2,3對評定結(jié)果賦值,由此得到5位專家的評價值,見評價矩陣R1,R2,R3,R4,R5中第1~4列以及第6~8列所示。
3.1.2 數(shù)值型指標(biāo)的收集與預(yù)處理
7位投標(biāo)人的報價為[973.28,964.14,988.41,978.54,979.61,977.55,1008.32]。采用式(2)~(5)的評分準(zhǔn)則,其中取E1=2;E2=1(招標(biāo)文件所示)。
基準(zhǔn)價=(973.28+964.14+988.41+978.54+979.61+977.55+1008.32)/7=981.41百萬元
則投標(biāo)人報價得分為:[99.17,98.24,98.57,99.71,99.82,99.61,94.52],如評價矩陣R1,R2,R3,R4,R5中第5列所示。
3.1.3 分包商選擇評價矩陣
根據(jù)DEA模型的要求,除了潛在7位投標(biāo)人,還需增加1名理想分包商作為最優(yōu)決策參考,因此存在8個DMU決策單元。理想分包商的評價值取各指標(biāo)最優(yōu)值[1,1,1,1,100,7,7,7],其中,C1,C2,C3,C4取投入指標(biāo)最優(yōu)值1;C5取投標(biāo)報價得分的最大值100;C6,C7,C8取產(chǎn)出指標(biāo)最優(yōu)值7。得到分包商選擇的評價矩陣R={R1,R2,R3,R4,R5}。
將評價矩陣R輸入MaxDEA 8中,得到7位投標(biāo)人的相對生產(chǎn)效率,如表4所示。整合5位評標(biāo)專家意見,根據(jù)式(7)求得各潛在投標(biāo)人的相對生產(chǎn)效率均值,并據(jù)此進行排序,計入表4。排名前3位的A,B,E應(yīng)被推薦為中標(biāo)候選人。
表 4 相對效率評價值
由于采用相對效率均值作為分包商選擇的依據(jù),均值集合了所有評標(biāo)專家意見,專家意見是否一致勢必影響評價結(jié)果的可信性,因此根據(jù)式(8),(9)對各專家評價值求得的相對效率計算變異系數(shù),進行一致性檢驗,計算結(jié)果如圖2所示。
圖2 DMU的一致性檢驗
由圖2所示計算結(jié)果可知,A的變異系數(shù)為0.004,說明各專家對投標(biāo)人A的評價具有高度一致性;決策單元B,C,G的變異系數(shù)為0.1~0.3左右,說明各專家評價意見在B,C,G單元也具有較好的一致性;決策單元D,E,F(xiàn)的變異系數(shù)均在0.5上下,顯示出評標(biāo)專家對決策單元D,E,F(xiàn)的認(rèn)知差異相對較大。根據(jù)《中華人民共和國招標(biāo)投標(biāo)法》的規(guī)定:“評標(biāo)委員會由招標(biāo)人或其委托的招標(biāo)代理機構(gòu)熟悉相關(guān)業(yè)務(wù)的代表,以及有關(guān)技術(shù)、經(jīng)濟等方面的專家組成,成員人數(shù)為5人以上單數(shù),其中技術(shù)、經(jīng)濟等方面的專家不得少于成員總數(shù)的2/3?!庇捎诓煌瑢I(yè)背景的評標(biāo)專家知識結(jié)構(gòu)、認(rèn)知能力均不同,評價結(jié)果難免有差異,考慮評標(biāo)精度要求,變異系數(shù)0.5仍是可接受的。綜上,一致性檢驗結(jié)果表明評標(biāo)專家的評價結(jié)論具有可信性。
為進一步解釋決策屬性對相對效率h的影響機制,本研究采用線性回歸分析識別分包商選擇的關(guān)鍵影響因素。為提高分析效率,采用Eviews 8.0構(gòu)建回歸方程。各決策單元效率hj0為因變量(來自5個專家7個DMU的35個數(shù)據(jù)),指標(biāo)C1~C8的評價矩陣R為自變量(來自5個專家7個DMU的8個指標(biāo),共280個數(shù)據(jù))。得到回歸方程如式(11)所示,相關(guān)參數(shù)統(tǒng)計量如表5所示。
表5 回歸分析統(tǒng)計量
h=5.371-0.017X1-0.069X2-0.118X3+
0.000X4-0.044X5+0.015X6-
0.037X7+0.085X8
(11)
根據(jù)上述回歸結(jié)果,可以得到如下結(jié)論:
(1)參數(shù)R2反映了線性回歸曲線與樣本數(shù)據(jù)的整體擬合程度。R2越接近1,樣本與曲線的擬合度越好。本模型R2=0.7782,表明總體來看線性回歸曲線與樣本數(shù)據(jù)具有較好的擬合度。
(2)F-statistic(F統(tǒng)計量)是模型總體顯著性檢驗指標(biāo),用來總體判斷自變量X與因變量h的線性關(guān)系。查《F檢驗臨界值表》(α=0.05),自由度n為自變量數(shù)目(n=8),樣本數(shù)k=35,則Fα(n,k-n-1)=F0.05(8,26)=2.321,表示在顯著性水平0.05、自由度8和26的條件下F統(tǒng)計量的參考值為2.321。本模型F統(tǒng)計量為11.4029大于2.321,滿足F統(tǒng)計量的要求。
(3)Prob(F-statistic),即F統(tǒng)計量的P值。本模型P值=0.0000,小于0.01,通過了0.01水平的顯著性檢驗,說明本模型總體線性相關(guān)。
(4)T-statistic(T統(tǒng)計量),即回歸系數(shù)β的T統(tǒng)計量,是檢驗單個回歸變量的重要指標(biāo),目的是檢驗自變量X對因變量h的顯著影響。T統(tǒng)計量的參考值為tα/2(k-n-1)=t0.025(26)=2.056,表示在顯著性水平0.05和自由度26的條件下T統(tǒng)計量的參考值為2.056?!癙rob.”為回歸系數(shù)的P值,若設(shè)顯著性水平為5%,當(dāng)P值小于5%時,表示該回歸系數(shù)通過T檢驗。當(dāng)T統(tǒng)計量大于2.056,且P值小于5%,說明在5%顯著性水平下,這個自變量顯著異于0,對因變量的線性影響是明顯的。
分析結(jié)果顯示,C2,C3,C8與因變量h有明顯的線性影響關(guān)系。C5的T統(tǒng)計值為-2.0495,P值為0.0506,沒能通過5%的顯著性檢驗,但10%顯著。
(5)回歸方程(式(11))結(jié)果表明,技術(shù)能力C3的回歸系數(shù)最大,其變動對因變量h的影響程度最大;安全計劃及措施C8的回歸系數(shù)次之,對因變量h的影響程度第2;與EPC總承包商的合作經(jīng)歷C2的回歸系數(shù)第3,對因變量h的影響程度第3。
EPC總承包模式是目前大型基礎(chǔ)設(shè)施項目廣泛采用的承發(fā)包方式之一。由于EPC項目的絕大部分施工任務(wù)需要通過分包單位完成,若分包單位選擇不當(dāng),可能會導(dǎo)致施工質(zhì)量差、安全事故率高等問題,因此EPC總承包商需要在分包方案、分包招標(biāo)和分包商管理等方面慎重選擇,才有助于實現(xiàn)EPC項目的成功。為幫助EPC總承包商評選出最優(yōu)的分包單位,本研究提出了一種基于數(shù)據(jù)包絡(luò)分析(DEA)的分包商選擇方法,考慮分包商選擇標(biāo)準(zhǔn)的多屬性特征,以分包商的生產(chǎn)效率為依據(jù)進行最優(yōu)決策。該方法能夠解決傳統(tǒng)綜合評價方法中指標(biāo)單位不一致和權(quán)重確定復(fù)雜、主觀性強等問題,并使決策過程更加科學(xué)、簡單。同時,本研究采用一致性檢驗測度了各專家決策間的顯著性差異,采用線性回歸分析識別了分包商決策過程的關(guān)鍵影響因素。最后,將該模型用于GFZ高速公路EPC項目分包商決策過程,結(jié)果表明該EPC項目分包商選擇的多屬性決策模型操作簡單、科學(xué)、可行。