基于水電工程EPC項目投標(biāo)報價的方法研究

李桐宇

(遼寧水利土木工程咨詢有限公司，沈陽 110003)

0 引 言

近年來，我國水利事業(yè)和建筑市場得到迅速的發(fā)展，工程項目建設(shè)中EPC模式的應(yīng)用也越來越多。一般地，對于合同履行過程中的一系列外部風(fēng)險因素(如自然災(zāi)害、價格漲跌)，業(yè)主采用固定總價合同將其轉(zhuǎn)嫁給總承包商，投標(biāo)報價在EPC項目中的重要性更加突出[1-5]。所以，通過對EPC項目中各類風(fēng)險的全面分析，并結(jié)合各風(fēng)險因素合理確定項目投標(biāo)報價，逐漸引起工程總承包和專業(yè)技術(shù)人員的重點關(guān)注。蒙特卡羅模擬是利用隨機抽樣的方法，將概率分布的隨機變量生成隨機數(shù)值數(shù)列，經(jīng)數(shù)值模擬試驗、數(shù)學(xué)運算確定參數(shù)統(tǒng)計量和估計量，在此基礎(chǔ)上揭示其分布規(guī)律，對于隨機性復(fù)雜問題的處理具有較高的實用性。鑒于此，文章結(jié)合水電工程EPC項目的報價風(fēng)險特點，對其投標(biāo)報價利用蒙特卡羅模擬法進行分析，以期為合理確定投標(biāo)報價以及總承包商投資風(fēng)險控制提供決策依據(jù)。

1 EPC項目投標(biāo)報價風(fēng)險

EPC項目風(fēng)險主要是指受隨機因素的影響，實施過程中EPC項目預(yù)期與實際收益存在偏差，并在一定程度上增加總承包商損失的可能性。EPC模式較傳統(tǒng)模式，業(yè)主組織一次招標(biāo)確定項目總承包商，減少了施工、采購、設(shè)計等傳統(tǒng)模式多次多階段招標(biāo)過程。EPC項目以EPC總承包商的內(nèi)部協(xié)調(diào)關(guān)系替代施工、采購、設(shè)計各環(huán)節(jié)承包商的外部協(xié)調(diào)關(guān)系，通過設(shè)置有效的EPC總承包合同條款激發(fā)EPC總承包商有機地聯(lián)系施工、采購、設(shè)計環(huán)節(jié)，以此提高設(shè)計質(zhì)量和工程效益，整合最佳的資源節(jié)約投資成本，保證工程建設(shè)的順利實施；同時，有利于減少業(yè)主的交易成本，促使其精簡工程管理環(huán)節(jié)，EPC模式下總承包商負責(zé)項目施工、采購及設(shè)計的全部工作。所以，總承包商承擔(dān)項目的全部風(fēng)險，除材料成本漲價、前期設(shè)計不足等風(fēng)險，雙方簽訂的不因工程量的增減和環(huán)境的變化而改變的固定總價合同，進一步增大了其風(fēng)險分擔(dān)強度，因此對這些復(fù)雜風(fēng)險因素的準(zhǔn)確分析已成為投標(biāo)報價階段總承包商的工作重點[6]。

投標(biāo)報價涉及到的風(fēng)險因素較多、覆蓋范圍廣泛，特別是EPC模式下總承包商面臨著更為復(fù)雜的風(fēng)險。對此，從以下幾方面歸納總結(jié)EPC模式下常見的報價風(fēng)險：①合同風(fēng)險：一般指給承包人造成損失的合同條件、合同翻譯問題、合同缺陷等風(fēng)險。②行為主體風(fēng)險：承包商與業(yè)主為招投標(biāo)的行為主體，其中項目分包風(fēng)險、項目競爭對手風(fēng)險為承包商方面的主要風(fēng)險；業(yè)主對標(biāo)準(zhǔn)、進度、質(zhì)量的要求給承包商可能造成的風(fēng)險及其資信風(fēng)險為業(yè)主方面的主要風(fēng)險。③技術(shù)管理風(fēng)險：項目實施過程中因技術(shù)、管理原因產(chǎn)生的工程建設(shè)風(fēng)險，包括協(xié)調(diào)管理配合各個環(huán)節(jié)產(chǎn)生的風(fēng)險以及采購、施工、設(shè)計風(fēng)險。④自然條件風(fēng)險：包括項目周圍的環(huán)境條件、水文地質(zhì)、地形地貌、工程外部條件和現(xiàn)場條件等可能造成的風(fēng)險。⑤經(jīng)濟風(fēng)險：經(jīng)濟活動受項目所在地建設(shè)能力、工程規(guī)模、經(jīng)濟形式等限制產(chǎn)生不利影響的風(fēng)險。⑥政治風(fēng)險：經(jīng)濟活動因工程所在國的權(quán)力機構(gòu)、國際關(guān)系、政策、政治等因素產(chǎn)生負面影響[7]。

EPC模式下投標(biāo)報價存在的各類風(fēng)險因素都屬于不確定隨機變量，可結(jié)合其概率分布以及未來可能的取值區(qū)間預(yù)測分析。根據(jù)歷史或類似工程的統(tǒng)計數(shù)據(jù)估計概率分布，如工程工期記錄、物價上漲指數(shù)記載、自然災(zāi)害記錄和水文地質(zhì)氣候報告等。此外，采用主觀概率論或理論概率分布確定歷史數(shù)據(jù)和詳細資料缺乏的風(fēng)險事件。研究發(fā)現(xiàn)，能夠利用該理論概率分布揭示其隨機變化規(guī)律，如服從P-Ⅲ型分布的河流洪峰流量，可直接用于施工導(dǎo)流和工程泄洪風(fēng)險的計算。同時，在工程項目風(fēng)險分析中海油均勻分布、三角分布、極值分布等類型。例如，極值分布廣泛應(yīng)用于地震、水文、氣象的風(fēng)險分析，三角分布和均勻分布一般用于工程進度風(fēng)險、項目分包風(fēng)險等[8]。目前，專家估價法、統(tǒng)計估算法、等可能法、主觀測驗法等為常用的主觀概率論估計法，風(fēng)險概率分布比較常用的類型如表1所示。

表1 風(fēng)險概率分布模型

2 投標(biāo)報價方法

2.1 蒙特卡羅模擬原理

蒙特卡羅模擬是一種對未來不確定性和隨機性事件利用各種可能情況解釋模擬的系統(tǒng)分析法，主要利用數(shù)學(xué)方法以及隨機選擇的數(shù)據(jù)，通過模擬解釋其隨機性特征，求解問題的近似解就等于模擬試驗結(jié)果，在分析、估計和預(yù)測風(fēng)險時作為一種隨機數(shù)字生成器得到廣泛應(yīng)用。在做市場決策過程中研發(fā)的水晶球軟件，對于風(fēng)險分析和圖形化預(yù)測不確定因素具有較好的適用性、有效性。

2.2 投標(biāo)報價分析

將EPC模式下的風(fēng)險因素利用蒙特卡羅模擬技術(shù)納入投標(biāo)報價中，并對包含風(fēng)險損失的投標(biāo)報價可靠性利用水晶球等計算機軟件隨機模擬，近似求出其預(yù)測值。可結(jié)合歷史統(tǒng)計數(shù)據(jù)和以往的承包經(jīng)驗，承包商要合理確定輸入值(置信度、置信度區(qū)間)和風(fēng)險變量的概率分布。根據(jù)EPC項目的現(xiàn)實情況和實際的投標(biāo)報價工作，對風(fēng)險因素客觀概率的準(zhǔn)確計算往往存在較大的難度，但通過仔細分析類似工程以往的相關(guān)報價和歷史數(shù)據(jù)，輔以工程技術(shù)人員及自身專家的主觀估計，能夠合理的確定概率分布。對于EPC模式下的項目報價利用蒙特卡羅技術(shù)分析的流程為：

1)統(tǒng)計檢驗與風(fēng)險數(shù)據(jù)的收集。根據(jù)類似工程歷史數(shù)據(jù)和具體工程實際情況，對風(fēng)險分布及其種類進行分析。

2)構(gòu)建風(fēng)險分析模型。合理確定工程成本估算ci和報價中的風(fēng)險因素yi(ai,bi)，其中yi的確定要全面考慮類似工程歷史數(shù)據(jù)bi和項目實際情況ai，定義假設(shè)變量為置信區(qū)間Ui，且Ui的確定要考慮其自身的風(fēng)險偏好；以承包商定義的預(yù)測變量作為風(fēng)險因素的最終工程造價，因風(fēng)險因素在假設(shè)變量中保持彼此獨立，故利用各因素之和∑yi為總的損失，由此確定預(yù)測變量。

3)模擬次數(shù)N的設(shè)置。考慮誤差范圍εi和置信度βi合理確定模擬次數(shù)。

4)隨機模擬完成模擬次數(shù)的統(tǒng)計。各風(fēng)險因素的損失值利用構(gòu)建的數(shù)學(xué)模型加以模擬，以此估算出合理報價，按照以上流程進行迭代運算直至符合M

5)敏感性分析。通過分析投標(biāo)報價的模擬預(yù)測值，揭示風(fēng)險因素的敏感性以及相關(guān)的數(shù)字特征值。

根據(jù)以上流程利用公式P=∑yi+ci確定工程造價，然后輸出報價風(fēng)險因素敏感圖、工程造價頻率累計分布圖和頻率分布直方圖，并計算峰度、偏度、方差、標(biāo)準(zhǔn)差和期望等數(shù)字特征。通過對預(yù)測數(shù)據(jù)進一步深入分析，即可確定EPC模式下總承包商的投標(biāo)報價。

3 實例應(yīng)用

3.1 工程概況

文章以遼河干流某水電工程EPC項目為研究對象，該樞紐工程由地下發(fā)電廠房、混凝土面板堆石壩、溢洪道、引水隧洞和放空洞等組成，總裝機容量210MW，最大壩高150m。投標(biāo)報價估算以土建工程為主，該部分工期為42個月，不考慮地震、業(yè)主破產(chǎn)、暴動、政治動蕩和戰(zhàn)爭等災(zāi)難性風(fēng)險因素。通過風(fēng)險識別發(fā)現(xiàn)，業(yè)主拖欠工程款風(fēng)險、工程技術(shù)管理與自然因素帶來的風(fēng)險、物價上漲風(fēng)險為該項目的主要風(fēng)險，進一步分析確定各風(fēng)險的概率分布如下：業(yè)主拖欠工程款與項目分包風(fēng)險服從(x=85，y=127)、(x=131，y=182)的均勻分布，工程管理、設(shè)計變更和合同風(fēng)險服從(μ=1120，σ=308)、(μ=1815，σ=592)、(μ=315，σ=136)的正態(tài)分布，物價上漲風(fēng)險服從(μ=6280，σ=1574)的正態(tài)分布，施工進度控制和自然條件風(fēng)險服從(a=1012，m=1241，b=1576)、(a=528，m=912，b=1235)的三角分布。對單項工程成本邀請工程技術(shù)人員及領(lǐng)域內(nèi)的專家進行估計，從而確定最悲觀、最樂觀和最可能的工程成本預(yù)測值為88200萬元、74800萬元、80100萬元。然后將考慮以上風(fēng)險因素的工程造價利用水晶球軟件及蒙特卡羅模擬預(yù)測，并輸出相應(yīng)的模擬值。

3.2 工程造價模擬結(jié)果

迭代運算次數(shù)設(shè)定為10000次，當(dāng)達到模擬運算精度時輸出工程造價預(yù)測值，如圖1所示。置信度85.20%的工程造價，如圖2所示。

(a)頻率分布直方圖

(b) 頻率累計分布圖

圖2 置信度85.20%的工程造價

從圖1可知，工程造價標(biāo)準(zhǔn)差、中值、均值依次為3025.00萬元、93185.25萬元、93206.40萬元，由此表明工程造價考慮各風(fēng)險因素時的波動區(qū)間為8.16-10.45億元。工程造價在不同概率條件下達到的高度存在差異，即工程造價考慮不同的風(fēng)險因素所獲取的預(yù)測值也不同。總體而言，風(fēng)險考慮的越全面則工程的造價越高；反之，風(fēng)險考慮的越少則報價越低，后期實施時存在的風(fēng)險也就越多。從圖2可知，工程造價在置信度為85.20%的水平下，總體在9.67億元上下波動。

3.3 報價風(fēng)險因素敏感度分析

投標(biāo)報價受每個風(fēng)險因素的影響程度可以利用敏感度圖反映。結(jié)果顯示，該工程造價受8種風(fēng)險因素的影響程度存在差異，通過相關(guān)性排序生成工程報價的風(fēng)險因素敏感度圖，如圖3。

圖3 風(fēng)險因素敏感度圖

從圖3可知，影響程度最大的為物價上漲風(fēng)險，這與工程建設(shè)期快速增長的價格指數(shù)保持較好的一致性；其次為工程管理和技術(shù)風(fēng)險，主要是施工過程中的監(jiān)管、工期規(guī)劃、優(yōu)化問題和設(shè)計變更等產(chǎn)生的風(fēng)險；影響最小的為工程合同和自然條件風(fēng)險，其原因為簽訂的總承包合同較明確、工程地質(zhì)條件良好；風(fēng)險很小的有項目分包和拖欠工程款風(fēng)險，這是由業(yè)主對分包商的資質(zhì)要求較高以及業(yè)主的資信較好等因素所決定的。

綜上分析，考慮各隨機風(fēng)險因素利用蒙特卡羅模擬估算的工程造價具有較高的可信度，能夠較為合理的預(yù)測工程項目投資，比較準(zhǔn)確的反映工程實際發(fā)生的各項費用。工程造價取值區(qū)間因置信水平的不同而不同，最終的投標(biāo)報價的確定還要充分考慮承包商的風(fēng)險偏好。

4 結(jié) 論

文章將隨機風(fēng)險因素利用蒙特卡羅模擬法擬合成EPC項目投標(biāo)報價中的隨機變量，通過對風(fēng)險控制因素的敏感性分析確定合理的報價，為承包商投標(biāo)報價以及風(fēng)險決策提供科學(xué)依據(jù)。