基于熵權(quán)-模糊綜合評(píng)價(jià)法的項(xiàng)目交付模式選擇

代洪麗 陸惠民

(東南大學(xué)土木工程學(xué)院，江蘇 南京 210000)

0 引言

項(xiàng)目交付方式是指項(xiàng)目參與者組織項(xiàng)目實(shí)施的系統(tǒng)方式，以實(shí)現(xiàn)業(yè)主的目標(biāo)并完成預(yù)定的工程設(shè)施[1]。確定項(xiàng)目交付方式后，即明確定義項(xiàng)目執(zhí)行過程中所有者的職能、使用的支付方法以及項(xiàng)目參與者的角色、職責(zé)和風(fēng)險(xiǎn)。其在一定程度上決定了項(xiàng)目的成本、質(zhì)量、工期及合同方式。選擇合理的項(xiàng)目交付方式能在一定程度上降低項(xiàng)目的交易成本、提高項(xiàng)目的效益。多數(shù)工程項(xiàng)目的成本超支、工期延誤與項(xiàng)目交付模式的選用密切相關(guān)，項(xiàng)目交付模式對(duì)整個(gè)項(xiàng)目的績(jī)效均有重要影響。(工程項(xiàng)目交易方式，國際上多稱為Project Delivery System，也有稱為Project Delivery Method 或 Project Delivery and Contract Strategy，在中國被稱為項(xiàng)目管理模式或工程承包模式，本文稱之為項(xiàng)目交付模式[2]。)選擇合適的項(xiàng)目交付系統(tǒng)是影響項(xiàng)目執(zhí)行所有階段以及項(xiàng)目執(zhí)行效率的最重要的戰(zhàn)略決策之一，因此，為了選擇最能滿足所有項(xiàng)目要求和業(yè)主需求的項(xiàng)目交付系統(tǒng)，已有學(xué)者開展了一系列研究。

根據(jù)文獻(xiàn)閱讀可知，工程承包模式經(jīng)過近200年的發(fā)展，出現(xiàn)了DBB、DB、EPC、CM at Risk及其他衍生方式[3-5]。學(xué)者根據(jù)不同交易模式進(jìn)行了比較與選擇研究。王卓甫等[6]指出，常用的項(xiàng)目交付模式包括DB、CMR、DBB和EPC方式。各交付模式的核心區(qū)別在于承包范圍的不同。Rwelamila和Edries[7]將項(xiàng)目交付方式分為3類：①分離型的交付方式，包含DBB及其變異模式；②總承包型交付方式，包括DB及其變異模式；③管理型交付模式，包括CM等。Songer和Molenaar[8]討論了業(yè)主對(duì)采用特定交付模式DB模式的態(tài)度，發(fā)現(xiàn)公共部門的業(yè)主傾向于選擇DB模式來加快項(xiàng)目進(jìn)度。

確定項(xiàng)目交付模式種類之后，需要首先對(duì)影響項(xiàng)目交付模式的因素進(jìn)行分析、評(píng)價(jià)，然后依據(jù)影響因素構(gòu)建指標(biāo)體系以匹配3種交付模式，選擇一個(gè)最恰當(dāng)?shù)捻?xiàng)目交付方式。

通過閱讀國內(nèi)外文獻(xiàn)[3-4，9]可知，針對(duì)項(xiàng)目交付模式的選擇方法大體上可以分為4類：層次分析法(AHP)及其改進(jìn)方法、多屬性效用方法、多元統(tǒng)計(jì)分析法、基于案例推理的方法(CBR)。且中外學(xué)者指出，交付模式的選擇方法受到一定程度上的限制，需要進(jìn)一步研究。多元統(tǒng)計(jì)分析法在應(yīng)用中存在諸多假設(shè)，且這些假設(shè)并不一定符合工程實(shí)際；層次分析法與多屬性效用方法多依賴于專家的經(jīng)驗(yàn)判斷，主觀性太強(qiáng)[4]；CBR方法雖彌補(bǔ)了層次分析法與多屬性效用方法主觀性過強(qiáng)的不足，但此法需要建立龐大的數(shù)據(jù)庫，而且案例的尋找方法不同，所得到結(jié)果往往也差異較大，因此，選擇的準(zhǔn)確度不高，需進(jìn)一步修正[3]。Kumaraswamy和Dissanayaka[10]設(shè)計(jì)的決策支持系統(tǒng)適用于項(xiàng)目交付模式的選擇，但該法亦依賴于建立龐大數(shù)據(jù)庫。

1 項(xiàng)目交付方式選擇指標(biāo)體系構(gòu)建

問卷調(diào)查及文獻(xiàn)分析方法用于構(gòu)建影響項(xiàng)目交付模式選擇的指標(biāo)體系。指標(biāo)選擇應(yīng)堅(jiān)持以下3個(gè)原則：①全面性與代表性。全面性不可避免地會(huì)增加指標(biāo)個(gè)數(shù)并增加指標(biāo)的相關(guān)性；代表性要求指標(biāo)間相互性較小，故選取關(guān)鍵性指標(biāo)研究。②可操作性。可操作性是易獲得所構(gòu)建指標(biāo)的相關(guān)數(shù)據(jù)，使其具有可操作性。③表面指標(biāo)間的相互涵蓋。指標(biāo)間雖然名稱不同，但因在不同文獻(xiàn)中的解釋程度不同，會(huì)出現(xiàn)指標(biāo)相近的情形。

為能全面、系統(tǒng)、科學(xué)地構(gòu)建項(xiàng)目交付方式選擇的指標(biāo)體系，在閱讀國內(nèi)外文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上[5，11-23]總結(jié)以下工程項(xiàng)目指標(biāo)，并根據(jù)影響因素的特征不同進(jìn)行初步分類，見表1。

表1 項(xiàng)目交付模式的選擇影響因素

(續(xù))

注：A-Al Khalil(2002)；B-Maoshan Qiang(2015)；C-Liu等(2016)；D-Moon等(2011)；E-Ali Hosseini等(2016)；F-Ibrahim M等(2005)；G-Chen等(2011)；H-Luu等(2003)；I-Mahdi等(2005)；J-Luu等(2005)；K-Mostafavi and Karamouz.(2010)；L-Ling等(2006)；M=Cheung等(2010)。

根據(jù)以上文獻(xiàn)分析結(jié)果，以調(diào)查問卷的形式，選擇出工程交付模式的關(guān)鍵影響因素，將業(yè)主與承包商因素合在一起構(gòu)成影響項(xiàng)目成功的人為因素，將影響工程項(xiàng)目交付模式的因素劃分為4類：項(xiàng)目特征層面因素、業(yè)主和承包商層面因素、工程項(xiàng)目績(jī)效層面因素和外部環(huán)境因素。根據(jù)表1，將文獻(xiàn)中提及頻率較少的因素予以忽略。采用SPSS軟件分析各種因素下指標(biāo)之間的相關(guān)性，根據(jù)相關(guān)性矩陣選擇最具代表性的指標(biāo)，并在此基礎(chǔ)上建立更加全面、合理、科學(xué)的項(xiàng)目交付模式選擇指標(biāo)體系。

此次調(diào)查問卷設(shè)計(jì)采用利克特量表1～5打分法，要求專家根據(jù)自己的項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)判斷各個(gè)因素指標(biāo)對(duì)項(xiàng)目交付模式選擇的重要性程度，根據(jù)調(diào)查問卷設(shè)計(jì)的評(píng)分模式打分。其中，5表示很重要，4表示重要，3表示一般，2表示不重要，1表示可忽略。

從以上24個(gè)指標(biāo)中初步篩選出提及頻率最高的20個(gè)指標(biāo)做問卷調(diào)查，研究檢驗(yàn)指標(biāo)間相關(guān)性。由于空間限制，僅顯示項(xiàng)目要素級(jí)別因素指標(biāo)之間的相關(guān)性分析。

從表2可以看出，項(xiàng)目類型與項(xiàng)目規(guī)模之間的相關(guān)系數(shù)為0.666，因此兩者顯著相關(guān)。根據(jù)篩選原則，如果指標(biāo)間顯著性相關(guān)，則選取相對(duì)容易衡量的指標(biāo)作為最終評(píng)價(jià)指標(biāo)。所以，將項(xiàng)目特征層面因素下的項(xiàng)目范圍、項(xiàng)目大小及項(xiàng)目技術(shù)復(fù)雜程度3個(gè)指標(biāo)作為最終指標(biāo)。

同理，針對(duì)其余3個(gè)因素篩選最終構(gòu)建出項(xiàng)目交付模式選擇指標(biāo)體系(圖1)。該指標(biāo)體系分為4個(gè)層面，共17個(gè)指標(biāo)：①項(xiàng)目特性層面因素。包括項(xiàng)目規(guī)模、項(xiàng)目范圍和項(xiàng)目的技術(shù)復(fù)雜程度。②業(yè)主和承包商方面因素。包括設(shè)計(jì)控制、業(yè)主在合同授予后參與程度、業(yè)主管理能力、業(yè)主技術(shù)能力、業(yè)主項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)及潛在承包商能力。③項(xiàng)目績(jī)效層面因素。過程績(jī)效：風(fēng)險(xiǎn)控制和分配、具有一定的靈活性及價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)；結(jié)果績(jī)效：進(jìn)度績(jī)效目標(biāo)、質(zhì)量績(jī)效目標(biāo)和成本績(jī)效目標(biāo)。④外部環(huán)境方面因素。包括經(jīng)濟(jì)環(huán)境與政策及法律。

表2 項(xiàng)目特性層面因素下指標(biāo)的相關(guān)關(guān)系矩陣

2 基于熵權(quán)-模糊綜合評(píng)價(jià)法的工程交付方式?jīng)Q策

模糊綜合評(píng)判法是一種基于模糊數(shù)學(xué)的綜合評(píng)價(jià)方法，依據(jù)隸屬度原理將定性評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)為定量評(píng)價(jià)。也就是說，采用模糊數(shù)學(xué)對(duì)多因素影響的同一對(duì)象進(jìn)行總體評(píng)估，能較好地解決難以量化的問題[24]，尤其適用于非確定性問題。但模糊綜合評(píng)價(jià)中需要另外的賦權(quán)方法以確定指標(biāo)的權(quán)重，基于常用的方法如層次分析法具有主觀性強(qiáng)的特點(diǎn)。為了解決這個(gè)問題，本文用熵權(quán)法為指標(biāo)賦權(quán)重。熵權(quán)法是根據(jù)指標(biāo)提供信息確定指標(biāo)權(quán)重的客觀賦權(quán)方法。鑒于傳統(tǒng)項(xiàng)目交付模式選擇方法的局限性及熵權(quán)法獨(dú)有的特點(diǎn)，將熵權(quán)法與模糊綜合評(píng)價(jià)法相結(jié)合用于項(xiàng)目交付模式的選擇。其決策過程如下：①根據(jù)項(xiàng)目交付模式選擇

圖1 工程項(xiàng)目交易模式影響因素指標(biāo)體系

指標(biāo)體系，采用熵權(quán)法獲取客觀指標(biāo)權(quán)重；②采用多級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)法評(píng)選出更好的項(xiàng)目交付模式。

2.1 熵權(quán)法

在信息論中，信息熵被定義為

H(x)=-∑p(xi)lnP(xi)

(1)

式中，p(xi)∈[0,1],∑p(xi)=1。

對(duì)于原始指標(biāo)數(shù)據(jù)矩陣X=(Xij)m×n，指標(biāo)權(quán)重計(jì)算步驟如下：

(1)將Xij轉(zhuǎn)化Pij

(2)

式中，i=1，2，…，m；j=1，2，…，n。

(2)定義第j個(gè)指標(biāo)的熵為

(3)

引入常數(shù)K保證第j個(gè)指標(biāo)的Pij都相等時(shí)，滿足Hj=1，此時(shí)該指標(biāo)不能提供任何信息。當(dāng)Pij=0時(shí)，令Pijlnpij=0，從而保證Hj∈[0,1]。

(3)定義第j個(gè)指標(biāo)的熵權(quán)為

(4)

式中，j=1，2，…，n。

2.2 模糊綜合評(píng)價(jià)法

2.2.1 一級(jí)模糊綜合評(píng)判

(1)建立系列因素集。根據(jù)影響評(píng)估因素確定一組因素構(gòu)成因素集F={F1,F2,…,Fn}。

(2)建立評(píng)判集合。評(píng)判集V基于評(píng)估者的所有可能的評(píng)估結(jié)果，V={V1,V2,…,Vm}。

(4)隸屬函數(shù)的確定。針對(duì)每個(gè)評(píng)估子系統(tǒng)，創(chuàng)建評(píng)估分?jǐn)?shù)表。采用德爾菲法讓一定數(shù)量的專家進(jìn)行打分，并匯總專家意見，以獲得每項(xiàng)評(píng)價(jià)隸屬度的值。

(5)單因素模糊評(píng)判。建立一個(gè)從U到F(V)的模糊映射

(5)

rij表示Ui屬于Vj的隸屬度。由f(Ui)可得到單因素評(píng)判集Ri=(ri1,ri2,…,rim)，并獲得單因素評(píng)判矩陣。

(6)模糊綜合評(píng)判。單因素模糊評(píng)價(jià)只反映因素集中的一個(gè)因素對(duì)判斷判對(duì)象的影響。必須綜合考慮各因素的影響，并進(jìn)行模糊綜合評(píng)價(jià)。模糊綜合評(píng)判矩陣可表示為

B=W°R=(W1,W2,…,Wn)

(6)

bj被稱為模糊綜合評(píng)判指標(biāo)，反映了在考慮所有因素的影響時(shí)，評(píng)判對(duì)象對(duì)評(píng)判集中第j個(gè)評(píng)價(jià)因子的隸屬度。

(7)計(jì)算優(yōu)先度。對(duì)評(píng)價(jià)尺度的模糊評(píng)定(很好、好、一般、差、很差)中m個(gè)評(píng)價(jià)因素給予一定的分值(y1,y2,…,ym)，則每一種項(xiàng)目交付模式方案有其對(duì)應(yīng)優(yōu)先度P=(b1,b2,…,bm)(y1,y2,…,ym)T，優(yōu)先度最大的方案即為最佳方案。

2.2.2 多級(jí)模糊綜合評(píng)判

根據(jù)屬性的類型將因素集U劃分為S個(gè)子集，其表示為：U1，U2，…,US。根據(jù)問題的需要，每個(gè)子集可以進(jìn)一步劃分。對(duì)每一個(gè)子集Ui進(jìn)行一級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)，得到一級(jí)模糊綜合評(píng)判Bi。將每個(gè)子集Ui作為單個(gè)因素，使用Bi作為它的單因素評(píng)估集，可以構(gòu)成單因素判斷矩陣R=[B1,B2,…,BS]T，從而有二級(jí)模糊綜合評(píng)判B=W°R。本文采用二級(jí)模糊綜合評(píng)判法。

3 項(xiàng)目交付模式選擇算例

某甲方投建一大型工程，在項(xiàng)目正式實(shí)施前，業(yè)主方擬從總承包(DB)、傳統(tǒng)發(fā)包(DBB)、建設(shè)管理(CM)3種方案中選擇最適合本項(xiàng)目的交易模式，因此業(yè)主方聘請(qǐng)專家以此法對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行評(píng)判。

3.1 指標(biāo)權(quán)重的獲取

利用專家1～9打分法，先確定原始數(shù)據(jù)矩陣Y=(yij)m×n，通過熵值法，計(jì)算出各個(gè)指標(biāo)的權(quán)重及準(zhǔn)則層的權(quán)重，計(jì)算過程省略，根據(jù)式(2)～式(4)得到準(zhǔn)則層與指標(biāo)層的權(quán)重如下

W=(0.30，0.27，0.33，0.10)

W1=(0.25，0.25，0.5)

W2=(0.14，0.27，0.09，0.14，0.18，0.18)

W3=(0.11，0.17，0.11，0.20，0.22，0.19)

W4=(0.4，0.6)

3.2 模糊綜合評(píng)價(jià)的計(jì)算

需要計(jì)算的是多級(jí)模糊綜合評(píng)估。對(duì)于每一方面指標(biāo)也是逐步計(jì)算的，專家使用語言變量判別評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)下每個(gè)備選方案的滿意程度。本文選擇的評(píng)估集是V=(非常好，好，中，差，非常差)。以項(xiàng)目特征層面因素計(jì)算為例，介紹某一因素的計(jì)算思路。

項(xiàng)目特征層面因素指標(biāo)的隸屬度矩陣為

由前面該指標(biāo)層權(quán)重得：B1=W1°R1=(0.5，0.167，0.167，0，0)，同理可得業(yè)主和承包商層面因素指標(biāo)、工程項(xiàng)目績(jī)效層面因素指標(biāo)、外部環(huán)境因素指標(biāo)各自的評(píng)價(jià)值B2、B3、B4，合在一起得到該項(xiàng)目交付模式評(píng)價(jià)隸屬矩陣

最終計(jì)算DB模式的評(píng)價(jià)向量B=W°R=(0.3，0.27，0.219，0.1，0.097)，評(píng)價(jià)等級(jí)V=(100，80，60，40，20)，DB模式的優(yōu)先度為P1=VBT=70.68。同理計(jì)算DBB模式、CM模式的優(yōu)先度P2=64.21，P3=68.91。

根據(jù)計(jì)算結(jié)果得到P1>P3>P2，故在3種交付模式中選擇DB模式。

4 結(jié)語

基于大量閱讀中外文獻(xiàn)的前提，總結(jié)了項(xiàng)目交付方式的主要影響因素，并在問卷調(diào)查基礎(chǔ)上通過SPSS進(jìn)行相關(guān)性分析，確定了項(xiàng)目交付模式選擇的指標(biāo)，傳統(tǒng)項(xiàng)目交付模式?jīng)Q策方法為AHP、多屬性效用方法以及CBR，由于其在不同程度上均有一定的局限性，因此提出采用熵權(quán)-模糊綜合評(píng)價(jià)法解決傳統(tǒng)決策方法或過于依賴主觀判斷、過于依賴數(shù)據(jù)庫，或精度不夠的問題，從而使項(xiàng)目評(píng)估結(jié)果更客觀、更科學(xué)，有助于業(yè)主做出更合理的決策。