基于三角模糊数TOPSIS 的军事设施建设早期承包商参与（ECI）模式承包商选择评价方法

戴作球，李胜波，邓安仲，贺伟明，苗亚哲

（1 海军某部队，北京 100089；2 陆军勤务学院 军事设施系，重庆 401311）

0 引言

当前军事设施建设正逐步试点EPC（Engineering Procurement Construction）总承包模式。然而EPC 工程总承包对于大型复杂、工期紧张工程而言，面临早期总价定价困难导致承包商难以早期选定的问题，目前EPC 试点主要是总承包商在初步设计完成后参与进来，难以发挥EPC 最大集成效益。国外早年应用EPC过程中也发现这一情况，并针对性提出早期承包商参与（ECI：Early contractor involvement）模式[1-6]，将ECI 定义为一种能够在公共建设项目中应用的集成项目交付（IPD）模式[7-9]。ECI 模式与我国传统工程项目管理模式具有很大区别，需要立足我国国情、结合军事设施特点进行适应性改造，解决承包商早期选择问题，才能具体落地实施。针对这一问题，通过研究国外政府和军队部门的ECI 模式工程实践，结合军事设施建设项目预发包分析了军事设施建设ECI 模式及其承包商选择评价指标体系特点，提出运用三角模糊数TOPSIS 方法进行承包商定量定性综合评价，减少专家主观因素对评审结果的影响，为军事设施ECI 模式承包商选择提供理论参考。

1 军事设施建设ECI 模式特点分析

结合军事设施工程代建及EPC 模式试点实际，可采用军事设施建设早期承包商参与（ECI）模式，如图1 所示，其中设计阶段的划分借鉴了美国建筑设计协会在《集成项目交付定义》[7]中制定的集成设计阶段划分方法，分为概念设计（扩大的规划）、标准设计（扩大的方案设计）、详细设计（扩大的初步设计）和执行文件设计（施工文件设计）四个阶段。其与传统设计阶段划分主要区别在于：在标准设计阶段，根据业主需求加强分部分项工程（结构、外观、暖通等）方案选择与技术标准设计，完成适当精度的成本及进度估算，项目目标基本确定，这一阶段主要由设计师与业主协商；详细设计阶段集中对各设计专业冲突进行协调，得到较高精度的成本与进度计划，是可施工性等问题的集中产生阶段，总承包商在此阶段介入能够发挥可施工性评估与建议最大效益；执行文件阶段开始前，整个建筑系统已经被完全定义与协调好，该阶段主要解决如何施工的问题。

图1 军事设施建设早期承包商参与（ECI）模式

ECI 模式与EPC 模式存在很大区别，当前试点的军事设施建设EPC 模式，由于早期价格难以确定，需完成初步勘察、初步设计，制定工程概算后，才能进行招投标，而将详细勘察、设计交由总承包商完成的模式在大型复杂项目中存在设计脱节、效率低下的问题。ECI 模式则采用两阶段定价的方法，通过标准设计（扩大的方案设计）阶段加强分部分项工程的技术标准设计，在标准设计阶段完成后对分部分项工程工程量进行预估，可以进行招标选择候选工程总承包商，投标方提报分部分项工程单价，从而得到初始目标价格。然后通过各方协作完成详细设计，最终确定分部分项工程的工程量，如果根据最终工程量核算的最终目标价格符合招投标阶段合同约定，候选工程总承包商即可转正，开始EPC（设计、采购、施工）阶段。EPC 的设计是指执行文件设计，在执行文件设计阶段开始前项目工程量已基本确定，因此最终目标价格可以根据概算基本确定。在工程实践中，也可待完成全部设计工作后，根据施工图预算确定目标价格，采用PC 合同。具体是采用EPC 还是PC 模式，可根据不同项目特点进行选择。其中EPC 模式下最终目标价格还是初步设计概算，精确度不如施工图预算，但可以实施快速路径施工，缩短建设周期；而PC 模式最终目标价格为施工图预算，更加精确，但不适用于工期紧张的项目。

2 军事设施建设ECI 模式承包商选择评价指标体系特点分析

受篇幅限制，本文主要分析采用EPC 合同的ECI 模式，使用EPC 合同时可采用承包商选择评价指标体系，如表1 所示。其中，采用EPC 合同时，执行计划U4 的执行文件设计计划U41 指标可相应放在详细设计阶段咨询服务管理计划U3 指标中统一考虑。

表1 军事设施建设ECI模式承包商评价指标体系

指标特点体现在以下几个方面：

（1）历史绩效指标主要考察承包商的历史绩效，通过军队承包商库，对承包商的历次工程绩效进行评价与记录。记录包括工程服务质量以及遵守项目进度和预算情况，并通过军方建设管理部门在历次工程建设交付后对军队工程进行部队用户意见收集，形成用户满意度评价，记录在承包商档案中。在数据库未成熟之前，也可以通过考察承包商提供的相关证明材料进行综合评价；

（2）技术经验包括同类工程建设经验、设计咨询服务经验、当地市场熟悉度、专业知识应用经验。需根据具体项目设置评价标准，然后让承包商提供相关材料，由专家进行综合评价；

（3）详细设计阶段咨询服务计划包括人员配置计划、交流互动计划、成本核算方法，主要根据项目的标准设计，制定相应的要求，由承包商在投标书中进行阐述，专家综合评价。其中成本核算方法指除了标准设计阶段已经确定的主要分部分项工程以外的其它零星成本及管理费计算方法；

（4）EPC 阶段执行计划包括执行文件设计计划、采购计划、施工计划，在标准设计完成之后，已经初步制定了项目质量、成本和进度目标，承包商投标书中的这些计划需满足业主的质量、进度和成本要求；

（5）价格包括单价合理性和初始目标价格。初始目标价格由初始目标成本和初始目标利润组成。单价合理性通过各承包商分部分项工程单价与最低单价的相对贴近度进行衡量，相对贴近度越大，合理性分值越高。通过评估单价合理性，可以尽量防止潜在承包商采用不平衡报价策略，利用评标方式获利。设有N 个分部分项工程，K 个投标方，k（k=1,2,…,K）投标方对n（n=1,2,…,N）分部分项工程的报价为cnk，n 分部分项工程最高的单价报价为：

最低单价报价为：

k 投标方的n 分部分项工程单价报价与该分部分项工程最低单价报价的相对贴近度为：

ρnk越大，k 投标方的n 分部分项工程报价cnk越贴近该分部分项工程最低报价ˉ，该报价的合理性分值越高。设标准设计完成后，n 分部分项工程的估算工程量为qn，则k 投标方的所有单价合理性取值为：

（6）其它指标指特殊类工程对承包商提出的特殊要求，如涉密工程对承包商保密资质的要求，部分应急战备工程既要考虑到平时运用市场化手段开展建设工作，又要考虑到培养一支平时建设、急时应急、战时应战的合同动员保障力量。

3 基于三角模糊数TOPSIS 的ECI 模式承包商选择方法分析

3.1 三角模糊数定义及运算法则

定义：三角模糊数[10]（triangle fuzzy number）表示a附近的某个模糊值。其中为的下限值、最可能值和上限值，存在，任意一点x的隶属度为如式（5）所示。可知在点a取得最大隶属度1。

3.2 基于三角模糊数TOPSIS 的ECI 模式承包商选择方法

军事设施建设ECI 模式承包商选择评价指标体系中，单价和单价合理性可以直接量化为定量指标，其他各项指标在实践工作中也可采用一定方式进行量化，如人员配置情况U31 指标可以标明承包商主要管理或咨询人员的执业资格证书和业绩情况，赋予其明确的分数。但更多情况下，以门槛式赋分的方式，不符合一些评价指标模糊属性的特点，评价对象往往在两个确定条件之间，但又存在一定的不确定性，倾向于某个标准值。故将三角模糊数作为评价对象各指标的评价值，结合逼近理想解（TOPSIS）方法对潜在承包商进行排序，相对传统评价方法，能够更好模拟定性指标的模糊属性。

3.2.1 专家评分

对于定性指标，可以根据不同指标的评价标准进行评价等级划分（表2）。设1～9 九个标准评价值，并对这些评价值的不同指标状态进行明确，以便专家能够准确地进行评判。专家根据不同标准评价值的指标状态要求，在1～9 标准评价值中取值，分别确定评价对象各指标的下限分值、上限分值和最可能分值，得到专家的三角模糊评价值。则专家k对方案j的指标i给出的评价值为

表2 指标标准对照表

3.2.2 定量指标估算与结果转换

对于定量指标，需要根据投标方报价情况进行确定，其中初始目标价格指标U51是一个明确的值，单价合理性指标U52则需要根据各潜在承包商的分部分项工程单价报价和工程量的估算值，利用相对贴近度算得。定量指标评估值可以是一个模糊数时，表示一个精确值Aij。对于定量指标，分为指标参数越小评价值越低型和指标参数越小评价值越高型，可通过以下公式进行转换，变为1～9 标准取值的三角模糊数

对于指标参数越小评价值越高型：

3.2.3 综合评估值

对于定性指标，若评审专家的权重向量为ω={ω1，…ωk,…ωK}，通过运用三角模糊数运算法则，可对各位专家的评价值进行综合：

同理，对于定量指标，若有多种估算方法得到估算值，根据方法的权重可以进行加权平均，获得综合评估值。

3.2.4 计算相对贴近度

理想解分为正理想解和负理想解，一般有两种设定方法，对于相对成熟、有较多运用经验的评价指标，可以直接根据以往该指标的理想状态设定合理的指标最佳状态和最差状态，获得正负理想解；另一种方法是根据评价对象的数据样本，取某指标所有评价样本的最佳评价值作为该指标正理想取值，最差评价值作为负理想取值。即：

j评价对象的i指标综合评价值与该指标正、负理想取值的汉明（Hamming）距离为：

假设各个指标综合权重向量为ω'={ω1，…ωi,…ωn}，对同一承包商每个指标与正、负理想取值的汉明距离加权平均，算得该评价对象与正、负理想解之间的汉明距离分别为：

评价对象贴近正理想解的相对程度为：

式中，ρj指j候选承包商与正理想解之间的相对贴近度，ρj越大说明j越接近正理想解，在选择承包商时理应优先考虑。

4 案例仿真

某军事设施建设项目拟试点早期承包商参与模式，承包商1、2、3 的初始目标价格分别为2.3 亿、2.314365 亿和2.3338 亿，包括初始目标成本和承包商提出的初始目标利润，属于越小越好型指标。按式（13）标准化后，得到初始目标价格指标U51 的评价值分别为三角模糊数（1,1,1）、（5.6,5.6,5.6）、（9,9,9）。

对于单价合理性指标U52，在案例中只考虑4 个最主要的分部分项工程，各承包商的单位报价和每个分部分项工程的工程量如表3 所示。

表3 主要分部分项工程报价及工程量估算值

运用式（1）—式（4）计算得到单价合理性评估值，属于越大越好型指标。采用式（12）标准化得到三方的U52 指标的三角模糊数评估值为（9,9,9）、（2.6,2.6,2.6）、（1,1,1）。

对于定性指标，在承包商招投标过程中，邀请3 位评标专家参与评标，其权重均为1/3。综合定性指标和定量指标的评价结果，得到承包商综合评价表（表4）。

表4 承包商评价表

进一步运用三角模糊数运算法则式（6）—式（11）、式（14）对各专家的定性指标评价值进行加权平均，可得到综合评价值，并根据式（15）—式（17）得到汉明距离和，如表5 所示。

表5 汉明距离及相对贴近度计算表

前期基于三角模糊层次分析法和熵权法分别算出各二级指标的主观权重和客观权重，然后对权重值进行组合得出组合权重（表5）；再根据式（18）、式（19）算出各潜在承包商与正理想解的相对贴近度（表5）。

由表中各承包商的相对贴近度可知，优先选用候选承包商3，然后是候选承包商2，候选承包商1 排最后。表明运用基于三角模糊数TOPSIS 的早期承包商参与（ECI）模式承包商选择评价方法可有效对候选承包商进行排名，选出最佳承包商。