EPC模式下装配式建筑PC构件采购风险评价研究

郭海滨，曹玉玲

EPC模式下装配式建筑PC构件采购风险评价研究

郭海滨，曹玉玲

（青岛理工大学 管理工程学院，山东 青岛 266520）

工程项目中的采购风险，直接关系到工程的质量、成本和进度，因而必须对其进行科学、有效地评价。为降低装配式建筑预制构件采购风险，基于EPC总承包商视角从外部环境、供应商、业主、运输、管理以及技术6个方面构建PC构件采购风险评价指标体系；利用G1法确定风险指标权重，物元分析法对PC构件采购进行风险评价。最后以青岛某装配式建筑项目为例，结果表明：该项目PC构件采购风险属于一般风险级别，其中供应商风险和技术风险均属于重大风险；通过对各项指标风险程度分析提出相应建议，有助于总承包商提前规避采购风险。

EPC模式；装配式建筑；采购风险；G1-物元分析法

近几年，装配式建筑在相关政策的支持下，成为了政府大力推动的新型建造模式。由于现行的装配式建筑模式属于“碎片化”建造，生产和施工相分离的特性使其建造过程整体系统性不高，因此，一种创新性的管理模式—EPC工程总承包模式，被广泛应用于装配式建筑来提高其集成化程度[1]。EPC模式(engineering procurement construction)是指承包商受业主委托，对工程项目的设计、采购、施工等多阶段内容进行统一管理的承包模式。通过采用EPC模式可以有效地建立先进的技术体系和高效的管理体系，打通产业链的壁垒，解决装配式建筑设计、生产、制作、施工一体化和技术与管理脱节问题。作为装配式建筑的主要材料，预制构件对于提高工程质量、降低成本起着重要作用。对于EPC总承包商来说，预制构件的采购工作是其主要任务之一。因此，怎样科学合理的开展构件采购工作，从根源上减少采购风险，是目前建筑企业急需解决的问题。基于此，本文拟构建基于G1-物元分析的决策模型，对EPC模式下装配式建筑PC构件采购风险因素展开评价研究。

1 EPC模式下装配式建筑PC构件采购风险评价指标体系构建

1.1 风险识别

EPC项目采购是项目实施阶段的一个重要环节，是工程设计目标实现和项目顺利实施的基本保证。在工程项目总投资中，采购费用一般占40%至60%，因此总承包企业对采购管理十分重视[2]。然而，目前基于总承包商的装配式建筑物资采购存在很多问题：采购计划不准确导致采购超前或滞后而引起成本增加或工期延误[3]、供应商单方面违约不能及时供应物资以致延误工期[4]、验收员经验不足造成预制构件质量不达标导致工程返工等问题仍时常发生[5]。

PC构件采购是装配式建筑施工不可避免的环节，已有学者基于总承包视角，对EPC项目采购风险进行了识别、分析、评价、应对和预警等方面的研究。刘祖容等提出EPC项目的采购风险主要包括采购进度计划的合理性、设备和材料的运输保管、设备和材料价格上涨、供应商供货风险以及采购管理制度的完善程度等5个方面[6]。陈浩楠认为EPC模式下装配式建筑的采购风险包括建筑材料和预制构件的质量、预制构件运输方案规划问题、原材料和构件价格上涨风险以及供货不及时风险[7]。段永辉等基于结构方程模型将EPC项目的采购风险细分为采购质量和保证措施、材料设备采购价格上涨、物资材料的采购及运输风险、采购管理模式以及管理水平5个要素[8]。陈秋云将采购风险分为金融风险、物流费用和运输风险以及采购管理风险3大类，其中采购管理风险又包括设备材料风险、采购进度风险和采购成本风险[9]。通过对已有国内外文献梳理发现，很少研究EPC模式下装配式建筑预制构件采购风险。因此，本文基于现有成果，从总承包商视角出发，构建EPC模式下装配式建筑预制构件采购风险评价模型进行评价。

从上述文献可以看出，不同学者对风险的分类存在较大差异。段世霞等将采购风险划分为外部和内部2大类，其中外部风险是因为采购活动所处环境造成的，而内部风险是在采购过程中发生的；并认为，采购风险主要来自于与采购活动相关的项目主体(业主、供应商、总承包商)的组织行为和运输风险[10]。基于此，本文定义了外部环境风险、供应商风险、业主风险、运输风险、管理风险以及技术风险六类风险因素，下面对这6类风险因素进行分析。

(1)外部环境风险。采购活动所处的外部环境主要有3类：自然环境、政治环境和市场环境。自然风险是因自然条件改变而发生的地震、洪水等不可抗力事件，影响预制构件的采购和运输。政治风险是由于相关政策变化，致使采购过程发生变更，从而影响交付进度。例如，国家宏观调控影响物价，增加物资价格和运输成本。另外，市场情况改变，比如构件价格变动，也会影响到采购费用从而造成成本增加。

(2)供应商风险。供应商风险是指供应商因为自身原因无法提供合格的构件从而影响采购进度，如供应商倒闭、交货数量不足、交货质量不达标、交货延迟以及故意提高构件价格等[10]。

(3)业主风险。业主风险指业主不及时支付采购款[10]、无正当理由拒绝构件签收或者业主需求发生改变导致设计变更[11]等业主自身的不规范行为导致采购工作中断，无法满足施工现场物资需求，延误施工工期，导致闲置人力和设备，增加总承包企业的闲置损失。

(4)运输风险。运输风险指由于预制构件运输方案规划问题，如运输方式不合适、路线规划不合理[10]等情况使得构件运输时间过长，导致预制构件不能按时到场，进而延误工期或者降低工程质量。

(5)管理风险。管理风险主要是由于管理制度不完善[12]、验收人员消极验收以及采购相关人员组织管理水平低导致采购计划失败，给总承包商带来经济损失的情况[13]。

(6)技术风险。技术风险，主要是指由于管理者掌握信息不充分、采购员能力不足、采购计划安排不合理以及设计不合理引发设计变更，致使最终的采购结果与预期出现偏差，从而需要重新制定采购计划，造成成本增加和工期延误的情况[10]。

1.2 EPC模式下装配式建筑PC构件采购风险评价指标体系

通过以上分析可得到EPC模式下装配式建筑PC构件采购风险因素，在此基础上相应的风险评价指标体系，如表1所示。

表1 EPC模式下装配式建筑PC构件采购风险评价指标体系

一级指标二级指标 EPC模式下PC构件采购风险A外部环境风险B1自然风险C11 相关法律政策的变化C12 构件价格变动C13 供应商风险B2供应商倒闭C21 供货数量不符C22 供货质量不符C23 供货不及时C24 供应商故意抬价C25 业主风险B3不按时支付采购款C31 无正当理由拒绝验收C32 需求发生改变导致设计变更C33 运输风险B4运输方法不当C41 路线规划不合理C42 运输过程中突发意外C43 管理风险B5管理制度不完善C51 验收员消极验收C52 相关人员组织管理水平低C53 技术风险B6管理者掌握信息不充分C61 采购人员能力不足C62 采购计划不合理C63 设计不合理导致设计变更C64

2 EPC模式下装配式建筑PC构件采购风险评价模型构建

本文拟采用G1法进行权重计算，运用物元分析法构建物元决策模型，对EPC模式下装配式建筑PC构件采购风险进行评价。这不仅有利于提高PC构件采购的质量和效率，也可以通过控制采购风险降低装配式建筑成本，解决装配式建筑推广面临的瓶颈问题，从而顺利实现我国建筑业的转型升级。

2.1 G1法—确定评价指标权重

指标权重确定方法有德尔菲法、G1法(序关系法)、层次分析法(AHP)等。德尔菲法受评价主体的主观影响较大，需要多轮征求意见，工作效率低；层次分析法可以将多目标、多准则的决策问题转化为多层次单目标问题，将定性问题定量化，但是指标过多时，数据统计复杂，一致性检验难度加大。郭亚军[14]在层次分析法的基础上提出了G1法，由专家对评价指标进行重要性排序，无需构造判断矩阵，也不需进行指标一致性检查。根据比值关系确定权重，计算简单明了。具体实施过程如下。

(1)确定各指标间的序关系。根据评价准则，对同一指标层的不同要素按照重要程度由高到低进行排序，记为1＞2＞…＞X依次排序，记1*＞2*＞…＞X*为最后被评价指标之间确定的唯一序关系。

(2)计算各相邻指标的相对重要程度。指标X-1与X的相对重要程度比率记作：

式中：W-1，W分别表示-1、项指标的权重值。r的赋值如表2所示。

表2 指标X与X相对重要性赋值参考表

rk赋值说明 1.0指标Xk-1与指标Xk同样重要 1.2指标Xk-1与指标Xk稍微重要 1.4指标Xk-1与指标Xk明显重要 1.6指标Xk-1与指标Xk强烈重要 1.8指标Xk-1与指标Xk极端重要 1.1，1.3，1.5，1.7指标Xk-1与指标Xk之比介于两种重要程度之间

(3)计算各指标的权重系数W。计算公式如下：

式中：W表示=，-1，…，3，2；各指标权重值可以通过上述公式逐级求出。

(4)专家组群决策修正。由于预制构件采购设计生产、运输、堆放、验收等多个环节，不同专家对被评价指标的排序也存在一定的差异。因此，运用加权平均法修正各专家的评价结果，从而得出更为合理的权重。

2.2 物元分析—综合评价

物元分析法是由蔡文研究员提出的，是研究不相容问题的转化规律与解决方法。利用物元分析法，可以建立事物多指标性能参数的物元决策模型，能较好地解决和反映事物的质量综合水平，这种方法已经广泛应用于人工智能、管理决策、系统工程等诸多领域，已有许多学者将物元分析法应用于装配式建筑探讨其施工、采购等风险的评价，因此本文选择物元分析法进行风险评价研究。

物元是表述基本事物的元，用=(，，)表示，其中表示物元，表示事物的名称，表示物元的特征，表示特征的量值[15]。如果事物有个特征，记作1，2，…，c，相应量值记作1，2，…，v，则物元记为：

物元分析法的具体步骤如下：

2.2.1 确定经典域、节域和待评物元矩阵

(1)确定经典域

式中：表示物元，N表示所划分的个等级效果(=1,2,…,)，c表示效果等级N的特征(=1,2,…,)，x为N关于c的量值范围，x=(a,b)表示第等级关于特征c量值范围，即经典域。

(2)确定节域

式中：物元是特征c的全体，x为物元关于c的量值范围，即的节域，x=(a,b)(=1，2，…，)代表p节域物元关于c的量值范围，显然x⊂x(=1，2，…，)。

(3)确定待评物元矩阵

确定节域物元后，找出待评价对象，根据检测得到的数据和分析结果，建立相应的物元矩阵0。

式中：0为待评价对象，x为0关于c的量值，即待评价对象检测所得到的具体数值。

2.2.2 计算关联度

(1)确定待评价对象关于各等级的关联度函数。第个特征的第个等级的关联度函数K(x)可定义为：

(2)计算关联度。

式中：K(0)为第项特征关于第级的关联度；W为其关联函数对应的权重。

2.2.3 确定评价等级

计算出各评价等级的关联度之后，根据隶属度最大原则，设

则可判定待评价的EPC模式下装配式建筑PC构件采购风险等级为K。

K的数值表示评价对象符合评价等级的隶属程度。当K≥1时，表示评价对象超过标准范围上限；当0≤K≤1时，表示被评价对象符合标准范围要求的程度；当-1≤K＜0时，表示被评价对象不符合某级标准的要求；当K＜-1时，表示被评价对象不符合某级标准要求且不具备转化为符合标准的条件。

3 算例分析

为检验上述模型的正确性和有效性，本文以青岛市某装配式住宅项目为例，项目总建筑面积6.52万m2，共6栋单体住宅楼，主体结构采用了预制楼板和楼梯等预制混凝土构件。将其基本数据作为本文算例分析的对象。

3.1 风险评价指标体系权重计算

邀请8位专家对表1所构建的指标体系按照指标的重要性程度进行排序，根据公式(1)～(3)分别计算出一级指标权重及二级指标权重。具体结果如表3所示。

表3 各级指标权重列表

一级指标一级指标权重WBi二级指标二级指标权重WCi 外部环境风险B10.11自然风险C110.35 相关法律政策的变化C120.34 构件价格变动C130.31 供应商风险B20.23供应商倒闭C210.15 供货数量不符C220.21 供货质量不符C230.22 供货不及时C240.27 供应商故意抬价C250.15 业主风险B30.19不按时支付采购款C310.39 无正当理由拒绝验收C320.32 需求发生改变导致设计变更C330.29 运输风险B40.12运输方法不当C410.37 路线规划不合理C420.33 运输过程中突发意外C430.30 管理风险B50.16管理制度不完善C510.28 验收员消极验收C520.33 相关人员组织管理水平低C530.39 技术风险B60.19管理者掌握信息不充分C610.19 采购人员能力不足C620.23 采购计划不合理C630.27 设计不合理导致设计变更C640.31

3.2 物元分析

在进行风险因素等级划分时，本文参照国内外相关文献，结合有关人员调查研究，将采购风险等级划分为5个等级。风险等级标准详见表4。

表4 EPC模式下装配式建筑PC构件采购风险等级标准

风险等级经典域区间定性描述 Ⅰ级［0，3］风险较轻，可以忽略 Ⅱ级(3，6］风险可容许，可接受，需多留意 Ⅲ级(6，8］风险一般，需采取措施预防 Ⅳ级(8，9］风险重大，采取措施也难以接受 Ⅴ级(9，10］风险超出允许范围，不可接受

(1)确定经典域

(2)确定节域

(3)确定待评物元矩阵

(4)计算关联函数值

根据公式(8)，可以计算出各个指标关于各个等级的关联函数值，如表5所示。

表5 各指标关于各等级的关联函数值K（x）

指标K1（xi）K2（xi）K3（xi）K4（xi）K5（xi） C11-0.525-0.367-0.0500.100-0.321 C12-0.463-0.2830.150-0.065-0.348 C13-0.353-0.0830.200-0.267-0.450 C21-0.344-0.0450.100-0.300-0.475 C22-0.563-0.417-0.1250.250-0.300 C23-0.600-0.467-0.2000.400-0.273 C24-0.675-0.567-0.3500.300-0.188 C25-0.353-0.0830.200-0.267-0.450 C31-0.600-0.467-0.2000.400-0.2723 C32-0.400-0.2000.400-0.143-0.368 C33-0.348-0.0650.150-0.283-0.463 C41-0.475-0.3000.100-0.045-0.344 C42-0.413-0.2180.350-0.130-0.365 C43-0.365-0.1300.350-0.218-0.413 C51-0.2220.400-0.300-0.533-0.650 C52-0.361-0.1150.300-0.233-0.425 C53-0.438-0.2500.250-0.100-0.357 C610.150-0.150-0.575-0.717-0.788 C62-0.3000.250-0.125-0.417-0.563 C63-0.463-0.2830.150-0.065-0.348 C64-0.650-0.533-0.3000.400-0.222

(5)计算关联度

根据公式(9)，可以得到各一级指标关于评价等级Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ的关联度以及该装配式建筑PC构件采购风险关于各个评价等级的综合关联度，如表6所示。

表6 一级指标关于各等级的关联度（）

指标K1(P0)K2(P0)K3(P0)K4(P0)K5(P0) B1-0.451-0.2500.096-0.070-0.370 B2-0.537-0.363-0.1200.136-0.313 B3-0.463-0.2650.0940.028-0.359 B4-0.422-0.2220.258-0.125-0.372 B5-0.352-0.0230.113-0.265-0.461 B6-0.367-0.213-0.191-0.126-0.442 综合关联度-0.438-0.2320.014-0.053-0.384

(6)确定评价等级

根据公式(10)，可以计算出

表示被评价对象符合标准范围要求的程度，此时=3，这表明该装配式建筑项目PC构件采购风险的等级为Ⅲ级，即属于一般风险级别。

3.3 结果分析

本文以某装配式建筑工程为例，对其进行数据分析，由K=0.014可知：该装配式建筑项目PC构件采购风险的等级为Ⅲ级，即属于一般风险级别。各指标因素风险分析及建议如下：

(1)外部环境风险。从最大隶属度原理可以看出=0.096，风险等级属于Ⅲ级，即一般风险；而其中自然风险属于重大风险，相关法律政策和构件价格变动属于一般风险。由于自然灾害一旦发生往往非常严重且很难采取合理的处理对策，所以，在项目开始前，总承包商应当先对采购地区的自然灾害状况做好统计和分析工作，以防止经过自然灾害多发区域。此外，总承包商应当充分关注政策和市场变化以便及时调整采购计划，以降低采购风险。

(2)供应商风险。从最大隶属度原理可以看出=0.136，风险等级属于Ⅳ级，即重大风险；而其中供货不及时以及供货数量、质量不符属于重大风险，供应商倒闭和供应商故意抬价属于一般风险。这表明，供应商在整个采购过程中起到了决定性作用，总承包商必须重视对供应商的把控。具体来说，总承包商可以通过综合评价供应商的供货能力与服务质量，选择有能力的供货商并与其建立长期合作关系，还可以通过选择多个供应商来分担采购风险。总承包商还可以对供应商的工作进行监督，从而保证采购工作的顺利进行，比如找有谈判能力的人员与供应商进行价格协商，并及时地催促供货；安排有经验的员工在交货前对构件的品质和数量进行检验。另外，可以与供应商协商购买价格，并根据合约约定合理的浮动范围。

(3)业主风险。从最大隶属度原理可以看出=0.094，风险等级属于Ⅲ级，即一般风险；而其中业主不按时支付采购款属于重大风险，业主无正当理由拒绝验收以及需求发生改变导致设计变更属于一般风险。由此可见，业主拖延和少付采购款项会对总承包商的采购工作造成一定的影响。因此，在承接项目时总承包商必须对业主的资信进行审核。针对业主所造成的风险，总承包商可以事先与其订立合同，明确付款、验收等相关事项和违约责任，并明确由于非自身原因引起的设计变更的责任，从而限制业主的行为。另外，可以收集有关的证据，根据合同在结算时向业主提出索赔。

(4)运输风险。从最大隶属度原理可以看出=0.258，风险等级属于Ⅲ级，即一般风险；而其中运输方法不当、运输路线不合理以及运输过程中突发意外均属于一般风险。这表明，承包商应当提前熟悉当地运输状况，合理规划运输路线，选择合适的运输方式以便最大限度的节省运输时间，减小运输对采购风险的影响。

(5)管理风险。从最大隶属度原理可以看出=0.113，风险等级属于Ⅲ级，即一般风险；而其中管理制度不完善属于可容许风险，验收员消极验收以及相关人员组织管理水平低属于一般风险。这表明，总承包商应建立健全验收人员的行为规范，并注重提升其工作积极性；此外，还应加强与员工的交流与合作来提高相关人员的沟通效率。

(6)技术风险。从最大隶属度原理可以看出=-0.126，风险等级属于Ⅳ级，即重大风险；而其中管理者掌握信息不充分属于较轻风险，采购人员能力不足属于可容许风险，采购计划不合理属于一般风险，设计不合理导致设计变更属于重大风险。这表明，总承包商应对业主需求有正确的认知，并指定有经验的人来完成以避免反复的方案修改，导致采购进度拖延。此外，总承包商在采购前必须对采购信息进行全面了解，并制订一套合理的采购方案。同时采购员也应定期进行培训，提升采购能力。

4 结论

(1)在EPC总承包商视角下，通过对现有文献的分析研究，总结了6种主要风险来源并选取了21个风险因素建立EPC模式下装配式建筑预制构件采购风险评价指标体系；采用G1法确定指标权重，基于物元分析法构建风险评价模型，同时通过收集的实际数据对该模型进行了检验，结果表明该模型质量良好。最后通过结果分析了各风险因素对采购活动的影响程度，并提出了相应的建议。

(2)通过实例分析，证明了此模型在EPC模式下装配式建筑预制构件采购风险评价中的应用是可行的，并具有很好的推广前景。该模型的应用为EPC模式下装配式建筑预制构件采购风险评价提供了一种新思路，为承包商进行有效的评价与规避采购风险提供参考。但是，G1-物元分析法在该领域应用还有待于深入的探讨，如何更客观地确定权重系数，以及如何构造更符合实际情况的关联函数等问题是今后本领域的一个重要研究方向。

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Research on Procurement Risk Evaluation of PC Components of Prefabricated Buildings under EPC Mode

GUO Hai-bin, CAO Yu-ling

（School of Management Engineering, Qingdao University of Technology, Qingdao 266520, China）

Procurement risk in engineering projects is related to the quality, cost and progress of the project, so it must be evaluated scientifically and effectively. In order to reduce the procurement risk of prefabricated components of prefabricated buildings, from the perspective of the EPC general contractor, the PC component procurement risk evaluation index system is constructed from six aspects: external environment, suppliers, owners, transportation, management and technology; the G1 method is used to determine the risk index weight, the matter-element analysis method is used to evaluate the risk of PC component procurement. Finally, taking a prefabricated building project in Qingdao as an example, the results show that the procurement risk of PC components in this project belongs to the general risk level, and the supplier risk and technical risk are both major risks, corresponding suggestions are put forward by analyzing the risk degree of each index, which helps the general contractor to avoid procurement risks in advance.

EPC mode；prefabricated building；procurement risk；G1- matter element analysis

10.15916/j.issn1674-3261.2023.03.009

F426.92；F274

A

1674-3261(2023)03-0188-07

2022-09-27

国家自然科学基金项目（71471094）

郭海滨(1978-)，男，山东滨州人，副教授，博士。

责任编辑：刘亚兵