施工模块深度融合下EPC工程风险指标权重评估技术

2024-04-25何韶渺

科技和产业 2024年7期

何韶渺

(中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司,广州 510663)

工程总承包(engineering procurement construction,EPC)是工程项目管理的需求。EPC工程是一种综合性的工程承包模式,涵盖了设计、采购、施工等多个阶段,并且常常面临复杂的技术、质量、合同等风险。在EPC项目中,风险的准确评估和管理对于保证项目进度、质量和成本的控制至关重要。随着社会经济的不断发展,大量实践研究表明,EPC有助于提升企业的经济效益和管理水平。该模式主要包括工程、采购和建设3个方面,在建筑、交通、能源等多个领域有着广泛的应用[1-3]。由于EPC工程承包范围较大、承包周期较长,其中的不确定性因素较多,使得EPC工程中存在很多风险,如自然灾害、通货膨胀、分包商违约、总承包商技术能力不足等[4]。在EPC模式中,工程建设是其中关键部分,其风险会对整个EPC工程带来严重影响。

以往对EPC工程风险的研究主要为对EPC工程风险的识别、评估以及一些应对措施的研究。其中,对EPC工程风险的准确评估为后续有效解决风险打下良好基础,EPC工程风险指标权重的评估决定了评估的准确性[5-6]。常用的EPC工程风险指标评估方法有模糊熵权法[7-8]、多层次评价法[9]等,然而,这些方法因EPC工程风险指标缺少施工模块风险因素,仍然存在风险指标体系不健全、风险指标权重评估不合理等不足,导致最终评估结果不准确[10-13],需要对其进一步研究,以改进上述缺点。施工模块作为EPC工程项目建设中最关键的部分,施工过程能否顺利进行影响着整个EPC工程的完成情况与获利情况。

基于以上背景,本文在施工模块的深度融合下,评估EPC工程风险指标权重,将施工模块风险引入到EPC工程风险指标中,使EPC工程风险指标权重评估更合理,在得到风险权重评估结果后,通过实验验证所提技术最终获取的EPC风险评估结果的准确性,有效解决传统技术的缺陷。

1 EPC工程风险指标权重评估技术

1.1 EPC工程风险指标的确定

明确衡量和评估EPC工程风险的关键要素。通过确定准确的风险指标,可以帮助识别和分析EPC工程项目中可能存在的风险,从而采取相应的措施来规避、缓解或管理这些风险。首先,确定EPC工程风险指标体系,见表1。

表1 EPC工程风险指标体系

为使指标体系更为合理,将施工模块的风险添加到EPC工程风险指标中。针对表1中的EPC工程风险指标,确定EPC工程风险指标权重。将EPC工程风险指标分为主观性指标和客观性指标,分别采用专家打分法[14]、熵权法结合专家打分法确定主观性指标和客观性指标权重。

1.2 EPC工程风险主观性指标权重的计算

采用专家打分法确定EPC工程风险的主观性指标权重。该方法通过请相关领域的专家对不同风险指标进行打分,从而确定各个指标在整体风险中的相对重要性。这种方法的主要目的是利用专家的经验和知识,提供权威、可靠的参考意见,帮助决策者更准确地评估和管理EPC工程项目的风险。专家打分法的基本思路是首先确定评估的主体,即参与评估的专家团队。这些专家根据其专业背景和经验,对EPC工程的风险指标进行评估和打分。通常评分可以基于某种量化的评分标准。

在专家打分阶段,专家会根据自己的专业判断和经验,考虑各个风险指标对项目成功的贡献程度,将其进行相应的评分。评分结果可能会因专家之间的不同意见而存在差异。因此,在采用专家打分法时,一般会进行专家间的讨论和协商,以达成一致的评分结论。

最后,通过对各个指标的专家打分进行统计和分析,可以得出权重的相对大小。得分较高的指标将被认为具有更大的权重,而得分较低的指标则具有较小的权重。这样的权重评估结果可以作为决策者制定风险管理策略和方案的重要依据。

采用专家打分法确定EPC工程风险的主观性指标权重的具体实施步骤如图1所示。

图1 专家打分法实现步骤

如图1所示,首先,成立专家组,确定专家组人数为10人。根据EPC工程风险权重评估要求,根据风险的大小划分风险等级,并建立集合Q={Q1,Q2,…,Qn}。EPC工程风险等级评估标准见表2。

表2 EPC工程风险管理等级划分

基于上述内容,选定EPC工程风险的评估因素,构成评估因素集V={V1,V2,…,Vn},通过单因素评估,利用专家评审打分的方法建立模糊关系矩阵U。

对评估对象因素集中第i个因素Vi评判,其对集合Q中第j个元素Qj的隶属度记为Uij,以各个隶属度为行组成模糊矩阵U,即

(1)

其中,单因素评判集的隶属度Uij按如下方法取值:首先,针对各个风险因素,各位专家作出对应的风险等级评估,得到相应的评语。隶属度Uij计算方法为

(2)

利用标度通过两两对比,得到EPC工程风险因素的影响程度大小,重要性判断标准见表3。

表3 重要性判断标准

根据上述重要性判断标准,利用EPC工程风险因素的影响程度大小,确定EPC工程风险指标权重的大小。根据上述得出的各个判断矩阵的最大特征值计算相对应的特征向量,将特征向量作归一化处理得到EPC工程风险指标权重。

1.3 EPC工程风险的客观性指标权重的计算

结合熵权法和专家打分法,确定EPC工程风险的客观性指标权重。熵权法是一种常用的客观性指标权重确定方法,它通过对数据的分布和离散程度进行分析,来衡量指标的相对重要性。熵是信息论中的一个概念,用于表示系统的不确定性程度。在熵权法中,熵与指标的离散程度息息相关,越大表示该指标的分布越离散,即具有更大的信息量。具体确定过程如下。

假设EPC工程有m个客观风险因素,n个客观风险指标,根据客观风险因素在客观风险指标中的评分,得到评价矩阵:

(3)

对P′作标准化处理可得

P=(pij)m×n

(4)

式中:pij为第i个客观风险因素在第j个客观风险指标中的评分,pij∈[0,1],而且有

(5)

第i个风险因素的熵权λi定义为

(6)

式中:Gi为第i个风险因素的熵。在得到熵权后,按照式(7)计算客观风险因素所占据的权重μi。

(7)

式中:I为i的最大值。

通过式(7),计算得到客观风险因素所占据的权重。针对前述主观性风险指标和客观性风险指标,将利用熵权法处理的客观性风险指标和主观性风险处理结果汇总后,作进一步处理,得到施工模块深度融合下EPC工程风险指标的综合权重。下面用一个具体的例子来说明。

假设一个公司负责在某地建设一座新的化工厂,该工厂将会涉及工程、采购和施工等阶段。在传统的EPC工程风险评估中,只关注工程设计的风险因素和采购的供应链风险,而忽视了施工阶段的风险。在实际情况中,施工阶段可能面临许多风险挑战,如现场安全问题、材料交付延迟、施工计划变更等。如果不将施工模块的风险考虑在内,那么最终得到的风险评估结果可能无法准确反映项目实际面临的风险。

为了解决这个问题,提出一种新的EPC工程风险指标权重评估技术,深度融合施工模块的风险因素。通过将施工模块因素纳入考虑,并利用专家打分法和熵权法计算风险指标的权重,可以更全面准确地评估项目的整体风险。使用本文提出的新技术进行评估,将施工模块的风险因素纳入考虑,并结合专家打分法和熵权法计算权重。最终得出的EPC工程风险评估结果更接近实际情况,能够更好地指导项目决策和管理,降低不确定性风险。

通过深度融合施工模块风险并结合两种权重评估技术,使用新的EPC工程风险指标权重评估技术可以更准确地评估项目的风险情况,提高项目管理的有效性和决策的可靠性。

2 实验设计与分析

以某EPC工程为例,将提出的施工模块深度融合下EPC工程风险指标权重评估技术与文献[7]与文献[8]两种传统的EPC工程风险指标权重评估技术开展对比实验,以验证提出的EPC工程风险指标权重评估技术的实际应用效果。

2.1 某EPC工程项目概况

该EPC工程项目是某地区第一个施工单位主导的项目,该EPC工程项目的管理机构示意图如图2所示。

图2 管理组织机构示意图

该承包公司高层对该项目给予高度重视,对项目有非常高的质量目标。在此种情况下,开展对该EPC工程项目的风险权重评估。该EPC工程项目招标文件中可能会带来的投标风险主要有提供整理好的施工场地、发包人要求的错误、发包人不提供EPC工程相关设备和材料、临时所用设施的建造费、异常天气条件、工程设计错误、合同范围外工作的衔接、工期等。

2.2 EPC工程风险指标权重的确定

分别对主观性风险指标和客观性风险指标进行一级指标和二级指标分类处理,利用提出的专家打分法,采取不记名的方式,向组成的专家组成员询问EPC工程风险因素的相对重要性,得到模糊一致性判断矩阵,见表4。

表4 一级指标重要性程度判断矩阵

根据表4,可得到EPC工程风险一级指标的重要性程度判断矩阵:

(8)

(9)

(10)

式中:Wl为特征向量;l为向量中元素的数量;r为权重。

最后,得到EPC工程一级风险指标判断矩阵的特征向量W=(0.25,0.233,0.292,0.3)。

同理,得到表5所示的二级指标的重要性程度模糊判断矩阵。

表5 二级指标的重要性程度模糊判断矩阵

根据表5,EPC工程风险一级指标的重要性程度判断矩阵为

(11)

(12)

(13)

得到EPC工程二级风险指标判断矩阵的特征向量W1=(0.242,0.267,0.25,0.83)。

采用相同的方法分别得到各个EPC工程二级风险指标判断矩阵的排序向量。

利用提出的施工模块深度融合下EPC工程风险指标权重评估技术对EPC工程风险指标权重作出评估,依次对EPC工程风险二级指标和一级指标风险指标权重作评估,在得到EPC工程风险指标权重后,将主观性风险指标和客观性风险指标的权重汇总,进一步对其总风险作出评估,得到工程总风险值。将得到的风险值与采用其他两种传统评估技术得到的风险值,和实际风险值进行比较。