石峰,吳江寧

(長沙理工大學(xué)交通運(yùn)輸工程學(xué)院,湖南長沙 410004)

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DB模式中聯(lián)合體各方對設(shè)計(jì)方案更改的行為分析

石峰,吳江寧

(長沙理工大學(xué)交通運(yùn)輸工程學(xué)院,湖南長沙 410004)

摘要:設(shè)計(jì)施工總承包(DB)模式在目前建筑市場發(fā)展還不太成熟,很多DB模式的總承包商由設(shè)計(jì)單位和施工單位組成的聯(lián)合體來承擔(dān),但由于各個成員對利益訴求的不同,導(dǎo)致對設(shè)計(jì)方案優(yōu)化數(shù)量存在著博弈空間。文中通過構(gòu)建Stackelberg博弈模型,分析聯(lián)合體內(nèi)部各成員面對設(shè)計(jì)方案更改所作出的決策,分析認(rèn)為雙方在該過程中彼此信任和相互溝通程度、各方綜合能力、利益和風(fēng)險(xiǎn)分配比例等都會直接影響雙方博弈行為。

關(guān)鍵詞:工程管理;公路;設(shè)計(jì)施工總承包(DB);Stackelberg博弈;設(shè)計(jì)變更

與傳統(tǒng)模式相比,設(shè)計(jì)施工總承包(DB)模式可很大程度降低業(yè)主方風(fēng)險(xiǎn),在降低工程成本、縮短工期、保證質(zhì)量上也有很大優(yōu)勢。中國對建筑市場實(shí)行資質(zhì)準(zhǔn)入制度,現(xiàn)階段同時(shí)兼具設(shè)計(jì)和施工資質(zhì)能力的工程總承包企業(yè)相當(dāng)少,國內(nèi)工程企業(yè)在參與設(shè)計(jì)施工總承包項(xiàng)目投標(biāo)時(shí),往往由一家企業(yè)牽頭,設(shè)計(jì)、施工等工程企業(yè)組成聯(lián)合體,以聯(lián)合體名義共同參與DB項(xiàng)目投標(biāo),之后由聯(lián)合體共同實(shí)施該DB項(xiàng)目,以適應(yīng)市場需求。聯(lián)合體成員的內(nèi)部管理成為DB模式下的難點(diǎn)和重點(diǎn),尤其是雙方在設(shè)計(jì)變更過程中的聯(lián)動機(jī)制與利益協(xié)調(diào)成為DB模式實(shí)施中的核心與關(guān)鍵問題。

1 博弈論假設(shè)與描述

1.1 Stackelberg博弈模型簡介與假設(shè)

博弈論也稱為對策論,本質(zhì)上是局中人利益互動或互斗的決策論。Stackelberg博弈模型是一類動態(tài)博弈,由于信息不對稱,其參與者的行動具有先后順序。在博弈中,實(shí)力較強(qiáng)的一方首先作出決策,然后另一實(shí)力較弱的一方根據(jù)對方的決策作出使自己利益最大化或成本最小的最優(yōu)決策。

由于實(shí)施施工總承包模式的項(xiàng)目都較復(fù)雜,加之業(yè)主對投標(biāo)企業(yè)的資質(zhì)要求,能中標(biāo)的總承包商中聯(lián)合體居多。推廣DB模式,很大程度上是為了避免設(shè)計(jì)與施工脫節(jié),施工單位在設(shè)計(jì)階段就介入,雙方共同合作形成最后的施工方案,最大程度確保方案的可行性和經(jīng)濟(jì)性。但設(shè)計(jì)單位和施工單位都是獨(dú)立的經(jīng)濟(jì)法人,雙方利益訴求不同,有時(shí)甚至?xí)l(fā)生矛盾。因此,面對設(shè)計(jì)單位的施工方案,施工單位對方案提出更改的數(shù)量和設(shè)計(jì)單位接受更改的數(shù)量之間存在著“討價(jià)還價(jià)”的余地。

在方案形成過程中,設(shè)計(jì)單位會根據(jù)招標(biāo)書內(nèi)容、業(yè)主要求、自身能力對工程進(jìn)行設(shè)計(jì),形成初步方案,之后交由施工單位審查分析可行性。DB項(xiàng)目一般采用總價(jià)包干形式,施工單位接到設(shè)計(jì)方案后,會希望設(shè)計(jì)方案在規(guī)范、合同的基礎(chǔ)上越經(jīng)濟(jì)越好。為此,施工單位根據(jù)工程實(shí)地自然情況、自身能力等提出有利于自己的更改優(yōu)化方案,再反饋給設(shè)計(jì)單位。之后設(shè)計(jì)單位根據(jù)施工單位反饋的修改數(shù)量和方案進(jìn)行評價(jià)與計(jì)算分析,根據(jù)自身利益,有選擇性地接受或放棄某些更改方案。對上述聯(lián)合體內(nèi)部的設(shè)計(jì)方案更改互動可建立一個Stackelberg博弈模型,分析聯(lián)合體雙方在該“討價(jià)還價(jià)”過程中的收益及成本,建立各自最優(yōu)決策收益函數(shù),在模型基礎(chǔ)上分析雙方的博弈行為。

在雙方互動過程中,由于經(jīng)濟(jì)獨(dú)立性,所作決策都遵循利益最大化。其博弈過程如下:1)假設(shè)施工單位作為Stackelberg博弈中的實(shí)力較強(qiáng)的一方,會根據(jù)自身利益和設(shè)計(jì)方案的可行性,提出更改的數(shù)量m,m≥0。2)設(shè)計(jì)單位接收到施工單位的反饋后,會將更改數(shù)量m逐個進(jìn)行分析,計(jì)算更改方案所帶來的成本和利益,最終確定所接受修改方案的數(shù)量r,0≤r≤m。3)UE(m,r)、US(m,r)分別代表設(shè)計(jì)單位和施工單位的收益函數(shù)。經(jīng)過博弈互動,最后的方案更改數(shù)量由設(shè)計(jì)單位確定。

1.2 設(shè)計(jì)單位收益與成本分析

設(shè)計(jì)單位根據(jù)施工單位提出的更改方案對設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化,不僅可節(jié)約施工成本,縮短工期,也可增強(qiáng)自身的設(shè)計(jì)能力,為將來面對相似的工程項(xiàng)目積累經(jīng)驗(yàn),獲取收益。但對初始方案進(jìn)行更改,設(shè)計(jì)單位需重新對方案進(jìn)行評估,這會產(chǎn)生額外的人力、物力成本,若某些方案設(shè)計(jì)單位認(rèn)為成本大于收益,會將該方案舍棄。設(shè)計(jì)單位的收益會根據(jù)聯(lián)合體內(nèi)部的合同協(xié)議按一定的比例共享,同樣雙方也要面對跟隨利益而來的風(fēng)險(xiǎn)。聯(lián)合體內(nèi)部成員經(jīng)驗(yàn)越豐富,能力越強(qiáng),無論是施工單位提出的方案更改,還是設(shè)計(jì)單位優(yōu)化接受方案更改數(shù)量,成功的幾率會更高,產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)會更小。設(shè)計(jì)單位接受方案更改數(shù)量r所帶來的收益可表示為:

式中:Qeb(r)為設(shè)計(jì)單位的收益;ke1為設(shè)計(jì)單位收益分配系數(shù),ke1≥0;θ為施工單位的綜合能力,θ≥0;λ為設(shè)計(jì)單位的綜合能力,λ＞0。

設(shè)計(jì)單位在優(yōu)化方案的過程中,對一些普通方案的更改投入的成本可能較小,但對于一些重大方案的調(diào)整優(yōu)化,需要重新調(diào)研,投入更多的資源,可假設(shè)設(shè)計(jì)單位對接受更改方案數(shù)量投入的成本與r2成正相關(guān)。此外,設(shè)計(jì)單位經(jīng)驗(yàn)越豐富,其投入的成本可能更低。在方案優(yōu)化過程中,與施工單位良好的互動溝通,也能很好地降低成本。設(shè)計(jì)單位因更改方案而增加的成本可表示為:

式中:Reb(r)為設(shè)計(jì)單位接受更改數(shù)量r所產(chǎn)生的成本;T為在聯(lián)合體內(nèi)部互動過程中,由于信息不對稱和交流不暢產(chǎn)生的阻礙因素系數(shù),T≥0。

由于設(shè)計(jì)單位拒絕接受某些方案的更改,可能會導(dǎo)致后期施工不順暢,產(chǎn)生更多成本,這些成本需設(shè)計(jì)單位承擔(dān)。因拒絕施工單位提出方案更改而給設(shè)計(jì)單位帶來的損失可表示為:

式中:Leb(m,r)為拒絕施工單位提出方案更改而給設(shè)計(jì)單位帶來的損失;ke2為拒絕更改某些方案而導(dǎo)致后期成本增加的系數(shù),ke2≥0。

結(jié)合式(1)～(3),可知當(dāng)施工單位提出設(shè)計(jì)方案更改的數(shù)量為m時(shí),設(shè)計(jì)單位接受更改數(shù)量r,其收益函數(shù)為:

1.3 施工單位收益與成本分析

設(shè)計(jì)方案是施工單位組織施工任務(wù)的基礎(chǔ)。由于傳統(tǒng)模式帶來的弊端,設(shè)計(jì)單位對實(shí)地勘察較少,加上不了解施工單位的施工設(shè)備和施工工藝,其提出的初始方案可行性可能較差。一般采用DB模式的工程均較復(fù)雜,有些工程甚至無借鑒性,施工單位若按該初始設(shè)計(jì)方案施工,可能無法保證DB項(xiàng)目的質(zhì)量和進(jìn)度,甚至?xí)a(chǎn)生巨大的成本。因此,施工單位會針對自身設(shè)備、現(xiàn)場實(shí)際情況對初始方案進(jìn)行修改優(yōu)化,以提高設(shè)計(jì)方案的可行性,減少設(shè)備投入費(fèi)用和施工工法研究費(fèi)用,提高施工方案的綜合效益。若設(shè)計(jì)單位接受更改數(shù)量r越多,則施工單位產(chǎn)生的收益越高。設(shè)計(jì)單位接受更改數(shù)量r時(shí)施工單位的收益可表示為:

式中:Qsb(r)為設(shè)計(jì)單位接受更改數(shù)量r時(shí)施工單位的收益;ks1為施工單位收益系數(shù),ks1≥0。

當(dāng)設(shè)計(jì)單位將初始設(shè)計(jì)施工方案提交給聯(lián)合體內(nèi)施工單位時(shí),施工單位對方案的復(fù)審會產(chǎn)生相應(yīng)的成本,包括現(xiàn)場實(shí)地勘察、施工工法研究。因此,更改的方案數(shù)量越多,與設(shè)計(jì)單位信任度不夠、溝通不暢都會增加施工單位成本。施工單位提出方案更改數(shù)量為m時(shí)施工單位產(chǎn)生的成本可表示為:

式中:Rsb(r)為施工單位提出方案更改數(shù)量為m時(shí)施工單位產(chǎn)生的成本。

設(shè)計(jì)單位出于降低自己成本的目的,會拒絕某些更改方案,這會迫使施工單位購買與方案匹配的設(shè)備、研發(fā)相應(yīng)的施工工法,這些都會使施工單位成本增加。施工單位因設(shè)計(jì)單位拒絕更改某些方案而導(dǎo)致的成本增加可表示為:

式中:Lsb(m,r)為施工單位因設(shè)計(jì)單位拒絕更改某些方案而導(dǎo)致的成本增加;ks2為施工單位投入的人力、物力等成本及方案不成功所產(chǎn)生成本的參數(shù),ks2≥0。

結(jié)合式(5)～(7),可得出設(shè)計(jì)單位接受更改設(shè)計(jì)方案數(shù)量r時(shí)施工單位的收益函數(shù):

2 模型分析

2.1 設(shè)計(jì)單位博弈分析

聯(lián)合體內(nèi)部設(shè)計(jì)單位與施工單位關(guān)于方案更改的數(shù)量決策互動是一個動態(tài)的博弈過程,下面采用逆向歸納法求解,分析聯(lián)合體各方的行為決策。

(1)當(dāng)滿足2mλ-λ2θke1≥0時(shí),r?∈[0,m],r =r?是式(4)的最優(yōu)解。另外,由式(9)可知:1)若施工單位提出更改方案的數(shù)量越多,則設(shè)計(jì)單位最終接受更改方案的數(shù)量也越多;2)施工單位的綜合實(shí)力θ越高,設(shè)計(jì)單位接收更改方案的意愿越強(qiáng);3)阻礙因素T越大,雙方信息不對稱,則設(shè)計(jì)單位接受更改方案的數(shù)量的意愿越小;4)利益分配系數(shù)越高,則設(shè)計(jì)單位會為了自己的利益更加積極地響應(yīng)施工單位提出的更改方案。

(2)當(dāng)2mλ-λ2θke1＜0時(shí),r?＞m,且式(4)在r∈[0,m]單調(diào)遞增,故r=m是式(4)的最優(yōu)解。此時(shí)表示設(shè)計(jì)單位全盤接受施工單位提出的更改數(shù)量,這可能是因?yàn)槭┕挝辉诼?lián)合體中處于絕對領(lǐng)導(dǎo)地位,聯(lián)合體中的利益與沖突以行政命令的方式解決,設(shè)計(jì)單位類似分包單位。這樣雖然有利于改進(jìn)設(shè)計(jì)方案,節(jié)約施工單位建造成本,但由于施工單位提出的更改方案不盡專業(yè),可能造成施工后期因設(shè)計(jì)不完善而導(dǎo)致成本增加,也不利于提高設(shè)計(jì)單位設(shè)計(jì)方案的獨(dú)立性和質(zhì)量。

2.2 施工單位博弈分析

由式(10)可知:1)施工單位的綜合實(shí)力θ越高,經(jīng)驗(yàn)越豐富,提出方案更改的數(shù)量就越多;2)T越大,即施工單位和設(shè)計(jì)單位之間存在不信任,溝通困難,會使施工單位不愿意多提出更改方案;3)合理的利益分配,加之想節(jié)約成本的動力,會使施工單位更積極地提出更多的更改方案。

將式(10)代入式(9),可得設(shè)計(jì)單位最終接受更改方案數(shù)量為r的最優(yōu)決策:

根據(jù)上述分析,聯(lián)合體內(nèi)部成員在進(jìn)行決策時(shí),更多的是考慮到如何節(jié)約成本,獲取更多利益,這樣會偏離“服務(wù)于工程”的原則,會產(chǎn)生很多弊端,不能保證工程質(zhì)量。

3 案例分析

港珠澳大橋是連接粵、港、澳三地的重要跨海大橋,島隧工程是該橋主體工程中的關(guān)鍵工程,包括海底沉管隧道、2個人工島和數(shù)百米非通航孔橋。島隧工程采用設(shè)計(jì)施工總承包模式,總承包聯(lián)合體由7家單位組成,中標(biāo)價(jià)131億元。

圖1 港珠澳大橋島隧工程設(shè)計(jì)施工聯(lián)動機(jī)制

為了防止出現(xiàn)以上弊端,保證工程質(zhì)量,對聯(lián)合體內(nèi)部能更好地實(shí)施管理,管理局提出“施工驅(qū)動設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)施工聯(lián)動”理念(見圖1),提高設(shè)計(jì)方案的安全性、可靠性和可施工性。島隧聯(lián)合體組織成立由牽頭人擔(dān)任的指揮部,建立一系列有效的溝通程序,規(guī)范各成員對設(shè)計(jì)方案更改的管理,提出合理的獎懲機(jī)制。還特別邀請丹麥COWI公司對設(shè)計(jì)方案的更改進(jìn)行監(jiān)督,降低因聯(lián)合體各方為追求利益對設(shè)計(jì)方案更改不力產(chǎn)生的弊端。

目前,港珠澳大橋島隧工程設(shè)計(jì)施工總承包項(xiàng)目已在實(shí)施,由于一系列創(chuàng)新管理措施,如加強(qiáng)內(nèi)部溝通、合理的獎懲機(jī)制等,在聯(lián)合體內(nèi)部管理方面取得了顯著成果。

4 結(jié)語

港珠澳大橋在設(shè)計(jì)施工總承包聯(lián)合體設(shè)計(jì)方案更改管理中有很多寶貴經(jīng)驗(yàn)值得借鑒和學(xué)習(xí),但要更好地實(shí)施這種模式,許多方面仍需改進(jìn)。根據(jù)上述分析,提出以下建議:1)聯(lián)合體內(nèi)部要增加相互的信任和溝通,以利于更好、更多設(shè)計(jì)方案的形成; 2)聯(lián)合體成員對各自利益的追求不利于設(shè)計(jì)方案的更改和優(yōu)化,聯(lián)合體牽頭人需提出合理的利益分配和獎懲機(jī)制;3)聯(lián)合體中各方的綜合實(shí)力會影響設(shè)計(jì)方案更改提出的數(shù)量和接受的數(shù)量,業(yè)主招標(biāo)時(shí)應(yīng)多多關(guān)注聯(lián)合體成員的過往經(jīng)歷。

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收稿日期:2015-10-27

中圖分類號:U415

文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

文章編號:1671-2668(2016)02-0227-03