基于ANP及熵权法的国际水利工程项目市场开发阶段风险决策＊

章恒全，缪朦朦

（河海大学 商学院，南京211100）

随着国内经济地位的上升以及经济版图的扩张，国内工程承包商不断拓展业务范围，从1979年开始进入国际市场并快速增长［1］，目前中国承包的国际项目遍布全世界180多个国家，涉及基础设施建设各个领域［2］．在对外承包工程中，水利工程建设是一支重要建设力量．对于水利工程承包商而言，国内水利工程市场已趋于饱和，国际业务逐渐成为中国水利承包商的核心业务．目前一些国家对于水利工程项目的需求度不断提高，希望通过建设水利工程项目来开发其可利用的水资源，承包商承包国际水利工程项目的机会很多．然而，承包商有限的资源和条件决定了其在面临众多项目时，必须在项目前期即投标阶段进行有效的决策，选择最有价值的项目承包，从而获取利益最大化．

项目的决策需要同时考虑多种目标，如经济效益、远期利益、市场机会等，但这些目标往往难以比较甚至彼此矛盾，一般很难使每个目标都达到最优，做出各方面都很满意的决策．另外，决策结果往往还与决策者的风险偏好有关，决策者风险偏好不同，相同情况下做出的决策结果就会截然不同，同时，其判断带有一定的风险性，可见项目决策是一项复杂的多目标风险决策问题．

国内外有关项目决策方法的研究已有很多，包括人工神经网络、层次分析法以及模糊综合评价法等．针对复杂系统决策问题，马丽仪等学者提出了熵决策的决策思路［3］；针对工程项目群决策问题，一些学者分别提出了包括灰色关联度及二元语义在内的多种决策方法［4-6］；针对项目风险决策，江新等学者提出了网络分析法、多粒度二元语义信息的分析方法进行项目风险决策选择［7-9］．综合来看，针对项目进行阶段的决策问题研究较多，专门针对处于市场开发阶段的项目风险决策研究相对较少．因此，有必要立足承包商角度，建立相应风险决策模型，力求在前期项目市场选择时更准确的评估项目价值，为承包商获取最大利益．

项目市场开发阶段风险决策问题是一个多目标系统性且具有一定层次性的决策问题，考虑网络分析法（Analytic Network Proceen，ANP）可以较好的综合各类影响因素对国际水利工程市场开发阶段决策结果的作用，并表达出各类影响因素之间的联接关系，文中选用ANP建立国际水利工程项目市场开发阶段风险决策模型．然而，ANP模型所得出的影响因素权重具有较大的主观性，不利于承包商对于决策结果做出科学的选择方案，所以有必要利用熵权法对主观权重予以修正．因此，文中将ANP与熵权法予以结合，即分别采用ANP和熵值法确定各指标的主客观权重，既保留ANP强大的关系处理能力，同时利用信息熵修正ANP方法的主观性，并将距离函数引入到指标权重的计算中，从而更好地立足客观实际开展复杂决策．

1 国际水利工程项目市场开发阶段风险决策指标因素分析

国际水利工程项目市场开发阶段风险决策是在承包商长期跟踪各大拟选项目获取完整资料并全面了解备选市场项目信息时，考虑自身实力与资源限制，对各备选项目进行综合效益先后排序的过程．国际工程相对国内工程来说，不确定性的外部环境即风险情况较为突出，因而项目外部环境风险将作为考虑因素之一．然而，承包商在市场开发阶段进行项目选择时，决策因素不仅与项目风险有关，还要考虑项目本身可能带来的经济效益以及自身的条件、资源等限制情况．综合各类因素的准确决策可能为承包商带来长期的市场优势同时也会产生一定风险．因此，文中通过总结现有研究成果［10-15］，结合国际水利工程的实施现状，咨询相关学者和专家，拟从项目契合度因素、项目业主因素、项目竞争因素、项目自身特性因素、外部环境因素以及承包商自身能力因素六个方面构建国际水利工程项目市场开发阶段风险决策指标体系，进行国际水利工程项目风险决策评价．

这六个因素包括以下内容．

1）项目契合度因素

项目契合度因素分别包括经济目标、业务目标、管理目标以及长期目标的契合程度四项次级指标．经济目标是指拟选项目合同额大小、预期利润率高低、项目所占市场份额与承包商一定期限内的经济目标契合程度；业务目标是指拟选项目所在区域（非洲、亚洲、欧美等）与承包商一定期限的市场规划契合程度，拟选项目的所在领域（水电、火电、建筑等）与承包商一定期限内的业务领域目标契合程度；管理目标是指拟选项目对承包商管理目标的实现程度，包括人才的培养、信息资源的建立、管理体系的建立等；长期目标是指拟选项目对承包商包括品牌树立、业内口碑、市场占领等长期市场目标的贡献水平与契合程度．

2）项目业主因素

项目业主因素分别包括业主信誉、业主要求以及业主管理与资金实力三项次级指标．其指标描述可从业主是否遵守合同约定、业主对工程项目的技术要求以及业主自身管理水平等方面刻画．

3）项目竞争因素

项目竞争因素主要考虑项目的竞争情况，包括竞争对手的竞标能力、竞争对手的夺标意向以及竞争对手的数量三项次级指标．

4）项目自身特性因素

项目自身特性因素包括工程项目规模大型化程度、工程项目技术复杂程度以及工程项目建设周期长短三项次级指标．工程规模大型化，意味着项目投资额大、参与方众多、不确定性大、项目风险高；项目复杂程度可从项目技术标准与技术要求、内部人员构成复杂、项目管理方面体现；国际工程从投标、缔约、履约到合同终止以及维修期，其持续时间长，大型或特大型工程周期在十年以上，项目建设周期长所带来的不确定因素会引发许多潜在风险．

5）外部环境因素

外部环境因素主要是项目外部所面临环境可能带来的风险，包括政治环境、经贸环境、社会安全环境、社会文化环境以及项目自然环境五项次级指标．

6）承包商自身能力因素

承包商自身能力对项目实施的影响很大，拟从承包商融资能力、人才素质、设备投入以及承包商类似工程经验四项次级指标进行决策评价．其中，承包商的经验决定了其技术、管理能力，熟悉相关承包方式及合同条件熟悉度等风险潜在因素，类似工程经验多，则风险预控能力强．

2 国际水利工程项目市场开发阶段风险决策ANP模型

2．1 风险决策ANP模型构建

典型的ANP模型结构将指标因素分为控制层和网络层两部分，其中控制因素层包括问题目标及决策准则，网络层由指标元素根据其相互之间的依存和反馈关系网络构成．根据提出的国际水利工程项目市场开发阶段风险决策指标体系，分析各项指标的相互影响关系，建立决策指标ANP网络结构．其中，控制层为问题目标，即国际水利工程项目市场开发阶段风险决策U，控制层不设决策层；网络层中设6个元素集，分别为项目契合度因素U1，项目业主因素U2，项目竞争因素U3，项目自身特性因素U4，外部环境因素U5，承包商自身能力因素U6．国际水利工程项目市场开发阶段风险决策ANP网络结构详如图1所示．

图1 国际水利工程项目市场开发阶段风险决策ANP网络结构图Fig．1 Network structure for ANP of international hydraulic engineering in the market development Phase

2．2 风险决策模型权重计算

鉴于ANP方法应用于国际水利工程项目市场开发阶段决策过程中存在大量的主观及客观信息处理，所以在ANP方法基础上可进一步利用信息熵理论的良好信息处理能力，实现风险分担决策信息的科学处理及集成．

2．2．1 ANP法主观权重计算

分别以控制层问题目标为准则，以所求因子层的某一元素为次准则，进行组内和组间相关元素的两两比较，得到判断矩阵，进而利用特征根法计算每个矩阵的特征向量，分别求得主因子层的权重矩阵P、元素间超矩阵W，进而得到极限超矩阵，最终采用特征根算法得各元素的主观权重w1．由于ANP法计算权重较为复杂，文中选用“Super Decisions”软件实现主观权重计算．

2．2．2 熵值法确定客观权重

在市场开发阶段风险决策中，通过与模糊法相结合，将风险决策指标的分类作为评语，利用隶属度作为概率值，从而进一步计算决策指标的熵值．熵值法求客观权重w2的计算步骤如下

1）构造模糊隶属度矩阵

对指标因素集中的因素ui（i＝1，2，…，n）作单因素评判，设其对决策等级vj（j＝1，2，…，m）隶属度为rij，得出ui按因素的评判集ri＝ （ri1，ri2，…，rim），分别按n个因素评判后可构造出评价矩阵R；

2）计算指标熵值

计算各个指标的熵值ei

2．2．3 确定组合权重

一般常见的几种组合权重的方式（包括加法式、乘法式和加权式）不能将不同方法计算出的权重之间的差异准确的表示出来，为了使指标权重与不同方法计算权重的分配系数相符合，引入距离函数，进行主观权重与客观权重的组合．

设主观权重w1与客观权重w2之间的距离函数为

对主观权重w1与客观权重w2进行线性加权，得组合权重

其中α、β为w1与w2的分配系数．

为了使不同权重之间的差异程度与分配系数之间的差异系数一致，则存在

根据（3）、（5）、（6）式，可求得不同权重的分配系数，进而求得指标的组合权重w．

3 算 例

3．1 算例背景

S公司为国内大型设计院，现正面临企业转型，业务逐步涉足国际水利工程总承包项目，公司希望在未来一段时间内逐步转型成为以设计为龙头的大型工程项目建设公司．目前已在非洲、中东以及东南亚等地区跟踪部分水利工程项目，现有三个工程项目初步通过筛选，较为符合公司后续发展需求．但由于经验不足以及资源人才的限制，公司需从P1，P2，P3这三个国际水利工程项目中确定其中之一进行深度跟踪并决定投标．

3．2 算例求解

3．2．1 指标体系

根据S公司所提供的项目具体情况，结合文中第2章的研究结果，建立S公司国际水利工程项目市场开发阶段风险决策指标体系如图2所示．

图2 国际水利工程风险决策体系图Fig．2 Risk decision system for international hydraulic engineering

3．2．2 权重确定

1）ANP主观权重确定

针对文中建立的国际水利工程项目市场开发阶段风险ANP模型，对专家的意见进行筛选与整合，利用SD软件进行ANP模型的计算，实现步骤为

①运用SD软件构造ANP模型，如图3所示．

②专家对指标进行优势度打分，SD软件提供的打分界面图如图4所示．

③用SD软件计算ANP法各指标权重．

市场开发决策小组组织相应领域专家对每一项指标优势度评判，得到各判断矩阵．运用SD软件分别得出未加权矩阵，加权超矩阵．根据加权起矩阵，计算得出长期加权超矩阵，并最终综合得到个评价指标所对应的主观权重．见表1．

图3 SD软件构建ANP模型图Fig．3 Network structure of ANP by using SD software

图4 SD软件打分界面图Fig．4 Rating interface figure in SD software

2）熵权法确定客观权重

以主因素“项目契合度因素U1”为例，用熵值法计算其次级因素“经济目标契合程度U11”、“业务目标契合程度U12”、“管理目标契合程度U13”和“长期目标契合程度U14”的客观权重，步骤为

① 建立模糊评价矩阵

根据专家打分构造的评语，构造模糊评价隶属矩阵如下

②计算指标熵值

利用式（1）计算各次级的熵值，结果为

e11＝0．38590，e12＝0．75976，

e13＝0．41105，e14＝0．63620．

同样的，利用上述步骤计算一级指标的熵值，结果为w1＝0．18674．

③计算指标熵权

利用式（2）计算各二级指标的熵权并与一级指标综合熵值综合，结果为

w11＝0．06346，w12＝0．02483，

w13＝0．06086，w14＝0．03759．

按照以上步骤计算熵值法各决策指标的客观权重见表2．

表1 S公司国际水利工程项目市场开发阶段风险决策指标权重结果Tab．1 The index weight of risk decision system for international hydraulic engineering

表2 S公司国际水利工程项目市场开发阶段风险决策备选项目贡献度Tab．2 Contribution of alternative project to the factors for risk decision system

3）组合权重计算

联立式（3）、（5）、（6）得

解得主观权重与客观权重间的分配系数为

α＝0．584，β＝0．416．根据式（4）求得各指标组合权重见表1．

3．2．3 决策结果

对P1，P2，P3三个国际水利工程项目，利用同样的方法，由专家组打分得到各备选项目对每项指标的贡献度矩阵，运用特征根法计算三个项目各自的贡献度，构建三个项目对指标 的贡献度矩阵．见表2．

由表2中数据计算得到三种方案目前的综合环境得分和排序结果：P2（0．437）＞P1（0．358）＞P3（0．207）．因此，根据项目风险决策模型的决策结果，综合项目契合度情况、项目竞争情况、项目风险环境等因素考虑，P2项目的综合情况最高，可以给S公司带来最大的综合效益，承包商在其市场开发选择中应首先给予考虑．

4 结 论

随着国内承包商实力的不断增强，越来越多的承包商开始将业务范围向国际领域拓展，以期在国际工程承包市场占领一席之地．而国际水利工程项目实施背景复杂性、业主要求严格性、合同主体多国性的特点决定了承包商在市场开发初期进行项目选择决策时面临一定困难，且其决策具有一定风险性，属于风险决策范畴．文中在结合国际水利工程项目的基础上，选取六大市场开发决策关键因素作为决策指标，考虑指标之间的关联性和相互影响程度，选择ANP法建立了国际水利工程项目市场开发阶段风险决策模型，实现了ANP模型主观权重求解，同时利用信息熵修正ANP方法的主观性，引入距离函数结合确定组合权重，保证了决策结果的准确性．相关研究成果有助于国际水利工程承包商在市场开发阶段进行有效的风险决策，实现工程效益最大化，提高企业经济效益与竞争力．

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