模糊網絡層次分析法在水利工程招標風險評價中的應用

陳思宇，方國華，黃顯峰

(河海大學水利水電學院，江蘇 南京 210098)

水利工程規模大、投資大、影響范圍廣、技術難度高、工期長。其中，招標作為最基礎的工作，有許多人為因素摻雜其中。而業主對整個項目有很大的主動權，項目中也存在一些容易被忽略的問題，若未及時對這些問題進行風險辨識、評估和控制，就容易引發風險。因此，招標階段的風險評估與控制是招標過程中需要解決的最基本問題。有關專家學者對招標階段的風險評估進行了研究：Motawa等[1]提出了基于模糊數學在建設項目中的風險評價系統；汪洋等[2]實現了模糊層次分析法(Fuzzy Analytic Hierarchy Process， F-AHP)在水利工程招標評價中的應用；葉鋒華等[3]對工程項目招標進行了基于F-AHP的風險評價研究。但上述決策模型往往忽略了各個指標體系之間的內在聯系與相互之間的影響，從而使得最終的決策模型與實際之間存在一定的誤差，甚至影響決策模型的準確性。據此，張勛等[4]將基于熵權的網絡層次分析法應用于水利工程項目投標風險決策，更準確地分析了各指標的權重。

本文從外部環境、招標過程及職業道德3個方面建立風險因素評價指標體系，應用模糊網絡層次分析法(Fuzzy Analytic Network Process，F-ANP)進行評價。該方法根據網絡層次分析法(ANP)原理，利用Super Decisions軟件計算指標權重，再結合模糊綜合評價法，利用MATLAB進行模糊運算，得到的評價結果可為招標風險控制與決策提供一種新的思路。

1 招標風險評價指標體系

招標風險產生的原因有很多，主要來源于三方面：①由與項目相關的外部環境條件引起；②由招標過程中缺乏有效的風險防范機制引起；③由相關經濟人的利益引起。水利工程招標過程中，在了解項目外部環境的基礎上，除了由于種種原因引發的招標過程中的采購、文件編制等風險，利益也經常驅使著合同雙方走向道德風險的邊緣。

本文以風險來源為依據，結合方德斌等[5]的研究成果及國內外實際情況，將招標的風險因素分為三類：外部環境風險、招標過程風險以及職業道德風險，建立水利工程招標風險指標體系，見圖1。

圖1 招標風險指標層次結構

1.1 外部環境風險

a. 社會風險，指因政局不穩定、非正常的團體或個人行為及水利工程建設項目所在地的傳統習俗差異等引發的風險。

b. 市場風險，指因市場價格的不穩定導致招標失敗的風險。

c. 法律風險，指因法律變更或相關法律本身存在的缺陷引發的招標風險。

d. 自然風險：指因自然環境的不可預測變化而導致財產損失和人員傷亡的風險。

1.2 招標過程風險

a. 前期決策風險。主要包括：①合同類型風險。不同類型的合同適用的項目類型不同，所以不同的合同類型會給業主和承包商帶來風險分配不均等問題。②招標方式風險。采用不同的方式招標會造成不同的風險，根據董燕語等[6]基于水利工程項目招標中業主風險的應對策略，公開招標雖然承包商的選擇范圍較大，但是評標階段工作量太大，而邀請招標則會導致業主的選擇范圍有限，可能錯過更加優質的承包商。③發包方式風險。發包方式的不同會造成風險的差別，如建設全過程承包降低了業主協調的難度，壓縮了投標時間，并轉移了部分風險，但這也將降低業主的控制能力，增加索賠的風險，并增加投標單位故意在設計過程中設置陷阱或缺陷的可能性；分包對專業單位發揮自身專長有利，但會使業主組織、協調和控制的難度增大。

b. 文件編制風險。主要包括：①投標文件編制風險。若中標者的投標文件中存在編制偏差，在評標過程中又未被識別的情況下，會使業主在施工階段處于風險之中。②招標文件編制風險。由于時間緊、預測偏差或員工的能力和經驗不足，招標文件容易出現漏洞，這些漏洞很可能在建設階段給業主造成嚴重損失。

c. 評標風險。主要包括：①評標組織風險。指由于部分專家缺乏一定的法律知識及評價常識，不能對投標文件做出正確的評估，或者由于時間緊、標書過厚等原因影響評估工作的質量和科學性。②評標方式風險。每種評標方法都有自身的獨特性，所以對不同的工程類型需選擇不同的評標方式。為了實現公平合理的競爭并公正地選出中標者，評標方式必須具備較高的科學性。

d. 合同風險。主要包括：①合同不完善風險。指承包商利用合同中可能會出現的合同條款不完整、表達不準確或有漏洞等缺陷，從中投機，給業主造成巨大損失。②分配風險不合理。由于業主在合同談判中占據主導權，會將風險轉移給承包商，在這種情況下，承包商通過降低質量等手段來減少損失風險，最終發生無法施工或因承受不了壓力造成業務失敗，給業主造成重大的經濟和時間損失。

1.3 職業道德風險

a. 招標方風險。主要包括：①屈從領導意見風險。出于對領導權威的畏懼，員工不能夠進行準確的判斷選擇，導致招標結果的公平性和科學性受到影響。②責任心不強風險。指參加招標的單位或單位個別員工沒有嚴格遵守有關法律，在招標過程中徇私舞弊，造成招標過程和結果的不公平，損害業主利益的風險。

b. 投標方風險。主要包括：①惡性投標風險。承包商通過低質量低報價或低報價高索賠的手段進行投標，以取得中標與牟利的雙重利益。面對這樣的承包商，業主也同時面臨索賠或潛在的質量風險。②虛假信息風險。投標人在投標文件編制時提供虛假資料，招標方沒有仔細核實，甚至直至施工階段才發現，造成嚴重后果。

2 基于F-ANP的招標風險評價模型

為了幫助業主在水利工程招標過程中進行風險控制、決策合適的投標人，本文以模糊數學為基礎，結合網絡層次分析法，建立基于模糊網絡層次分析法(F-ANP)的水利工程招標風險評價模型。首先利用Super Decisions軟件對招標風險的評價指標體系進行權重計算，再將計算得到的指標權重帶入模糊綜合計算中，根據專家劃分的等級對結果進行評價；若存在變量，可將變量帶入計算中進行多次評價，比較評價結果，選擇最優的決策方案。

2.1 指標權重計算

根據孫銘憶[7]對層次分析法(Analytic Hierarchy Process，AHP)與網絡層次分析法(ANP)的比較，AHP是一種旨在通過數學方法模擬人類處理復雜決策問題時的判斷思維方式來量化解決多目標問題的決策方法。當使用AHP解決問題時，第一步將與問題相關的因素簡要地劃分為目標層、準則層和方案層；第二步判斷各層級之間的關系，通過專家打分等方式對各個因素的重要程度進行比較，在不同準則層和總準則層下，計算出各個方案的相對重要程度；最后對方案的優劣進行排序，得到最適合的選擇。AHP體現了人類的決策思維且明顯提高了決策效率。

ANP是一種由AHP逐步發展而成的適用于更加復雜結構的決策方法。ANP有效減弱了AHP的主觀作用，因其網絡結構更加復雜，并巧妙地結合了遞階式、內部依賴和反饋性的層次結構。各因素之間相互關聯、影響，形成了典型的ANP結構，見圖2。

圖2 典型的ANP結構

圖3 Super Decisions軟件中ANP結構

標度含義(表示兩個元素相比)1具有同樣重要性3前者比后者稍重要5前者比后者明顯重要7前者比后者強烈重要9前者比后者極端重要2，4，6，8表示上述相鄰判斷的中間值

2.2 招標風險評價模型步驟

基于F-ANP的水利工程招標風險評價模型是一種以模糊集合表示評估結果為特點的非常有效的多因素決策方法，通過多種因素的影響對事物進行綜合評估。如盧飛等[8]進行了基于網絡層次分析法的跑道侵入風險模糊評價。將該方法應用于水利工程招標風險評價體系中，綜合考慮影響系統的眾多指標因素，建立模糊矩陣，將ANP計算出的權重結果帶入模糊運算，最終得到綜合評價結果。根據方國華等[9]多目標決策理論、方法及其應用，建立模型，步驟如下：

a. 確定因素集U={u1,u2,…,un}，其中ui(i=1,2,…,n)表示影響事物評價值的第i個因素。

b. 確定因素評價集V={v1,v2,…,vm}，其中vj(j=1,2,…,m)表示影響事物評價值的第j個等級。

c. 單因素判斷，確定各因素對于各評價等級的隸屬度。

由于水利工程招標風險因素均為定性指標，所以采用定性指標隸屬度的確定方法(如專家評分法、實地調研法等)對水利工程招標風險的準則層和次準則層進行給定。

通過上述步驟及方法，求出定性指標的隸屬度rij，進而得到評價矩陣R：

(1)

e. 綜合評價。首先選擇合成算子，其次將W和R代入，進行模糊運算，通過進一步分析獲得的結果，可對被評價的對象做出最終判定。具體流程見圖4。

圖4 F-ANP模型流程

3 實例分析

2016年8月，根據江蘇省A市水利局工作計劃安排，擬開展A市U水庫工程的招標工作。項目法人為A市水利局，招標代理機構為多次被評為優秀代理機構的江蘇省Q記招標代理有限公司，現對該項目的施工進行分段公開招標。擬有3個投標人，分別為省級優秀施工單位甲公司，A市某新成立的建設集團有限公司乙公司以及安徽省某水利建設工程有限公司丙公司。為了進行擇優選擇，A市水利局邀請行業內的10位專家連同局內10位經驗豐富的領導組成專家組，分別對該項目的風險指標因素進行打分，對各指標賦予相應分值，并對指標體系中的定性指標因素進行等級評價。

3.1 利用ANP確定指標權重

3.2 基于F-ANP評價模型計算結果

首先根據專家組對指標的等級評價構建模糊評價矩陣，見表3，其中該項目招標風險的指標評價集

圖5 U水庫招標風險ANP結構模型(網絡層)

準則層指標層權重甲公司乙公司丙公司外部環境風險u1社會風險u11001200090008市場風險u12004600350032法律風險u13006500500045自然風險u14002000150014招標過程風險u2前期決策風險u21005900600038文件編制風險u22014301460091評標風險u23009000920057合同風險u24027902840178職業道德風險u3投標方風險u31011401030134招標方風險u32017202060403

V={v1,v2,…,vm}={很低，較低，中等，較高，很高}。

再將各指標的權重和模糊矩陣代入，利用MATLAB進行計算：

表3 模糊評價矩陣

(bi0,bi1,…，bi4) (1≤i≤3)

(2)

式中δ為模糊合成算子，表示模糊矩陣的合成運算，此處采用加權平均型模糊合成算子，其計算公式為

得到模糊綜合評價結果如下：

根據最大隸屬度原則，由B1max=0.495 7，B2max=0.333 6，B3max=0.439 2，可判定甲公司中標則業主招標風險很低，乙公司中標則業主招標風險較低，丙公司中標則業主招標風險中等，故選擇甲公司，則業主招標風險最低。

3.3 風險控制方案

宏觀上，比較3個投標人，由于若甲公司中標，招標方承擔的風險最低，所以選擇甲公司為中標人。

微觀上，應在選擇甲公司作為中標人的基礎上對其他存在的風險加以控制，使得業主的招標風險在宏觀最低的基礎上微觀也降到最低。根據表2可以發現，在甲公司的風險指標體系中所占權重較大的是招標過程中的文件編制風險和合同風險以及投標方的職業道德風險，因此在該項目的招標過程中，業主應主要在這三方面加強風險控制。

a. 在招標文件編制過程中，招標文件要清晰完整地描述招標的內容及要求，防止投標者有機可乘、有空可鉆。

b. 在合同管理中，應不斷修改完善合同條款，若有表意不清或有待商榷的地方，應在合同談判時達成共識并且及時予以修正。

c. 在評標過程中，必須要加強對投標單位的審查力度，對投標單位提出合理明確的資質要求，并可適當附以一些必要的經濟處罰，借此來約束投標單位可能的不良行為。

結合以上3點，并對其他次要風險進行正常防范控制，減少不必要的損失，將業主招標風險降到最低。

4 結 論

基于模糊數學理論，結合網絡層次分析法，建立基于F-ANP的水利工程招標風險評價模型，并將該模型應用于某水庫工程的招標風險評價及決策中，所獲得的結論與實際情況相符并與專家組評估意見吻合，表明該方法具有一定的可行性與科學性，加之該評價方法較為新穎，思路簡單清晰，具有一定的推廣性，所以該方法在建筑、電力、物流等行業的風險評價中已得到應用與一定程度的普及，但水利行業應用較少，因此該方法具有應用潛力。

但由于招標風險涉及的因素較多，按照不同的分類標準會有不同的風險識別及風險評估方案，本文無法將其一一分類并納入評價指標體系進行綜合比較，加之雖然由AHP進化到ANP來量化定性分析，但主觀作用依然較強，因此該指標體系仍有待于進一步完善。

參考文獻：

[1] MOTAWA I A，ANUMBA C J，HAMALAWI A El. A fuzzy system for evaluating the risk of change in construction projects[J]. Advances in Engineering Software, 2006，37：583-591.

[2] 汪洋，何建新，蔣健俊.模糊層次分析法在水利工程代建單位招標評價中的應用研究[J].探索與交流，2012(4)：39-40.

[3] 葉鋒華，蔣翠清.基于FAHP的工程項目招標風險評價研究[J].工程價值，2008(3)：122-124.

[4] 張勛，劉永強，肖俊龍.基于熵權的網絡層次分析法在水利工程項目投標風險決策中的應用[J].水電能源科學，2016，35(2)：161-164.

[5] 方德斌，劉雯.工程項目業主招標風險綜合評價研究[J].武漢大學學報(哲學社會科學版)，2011，64(3)：56-62.

[6] 董燕語，王俊，張澤宇.基于水利工程項目招標中業主風險的應對策略[J].黑龍江水利科技，2011，39(1)：149-150.

[7] 孫銘憶.層次分析法(AHP)與網絡層次分析法(ANP)的比較[J].管理世界，2014(4)：67-68.

[8] 盧飛，張宗路，張兆寧.基于網絡層次分析法的跑道侵入風險模糊評價[J].中國民航大學學報，2014，32(1)：10-14.

[9] 方國華，黃顯峰.多目標決策理論、方法及其應用[M].北京：科學出版社，2011：150-156.