郭海濱，張逸然，宋明珠，曹玉玲

(青島理工大學(xué)管理學(xué)院，山東 青島 266520)

隨著我國裝配式建筑持續(xù)高效的發(fā)展以及相關(guān)政策的支持，裝配式建筑實(shí)現(xiàn)了建設(shè)的高精度、高質(zhì)量、低人工依賴、低能耗、低污染。 PC 構(gòu)件的生產(chǎn)、運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)需要較高水平的供應(yīng)商來完成，因此對供應(yīng)商的選擇是保證裝配式建筑質(zhì)量的重要前提。 由于實(shí)際工程中建設(shè)單位缺乏管理經(jīng)驗(yàn)，采用傳統(tǒng)承包模式難免會導(dǎo)致PC 構(gòu)件在生產(chǎn)、運(yùn)輸、堆放、安裝等過程中出現(xiàn)差錯(cuò)，需要建設(shè)單位開啟更具創(chuàng)新性的工程承包模式——EPC 工程總承包模式。 該模式集設(shè)計(jì)( Engineering )、 采購 ( Procurement )、 施工(Construction)于一體，充分提高了裝配式建筑行業(yè)的管理效率和功能集成化。 基于此，本文將研究在EPC 模式下裝配式建筑PC 構(gòu)件供應(yīng)商的選擇評價(jià)問題。

國內(nèi)外學(xué)者對裝配式建筑PC 構(gòu)件供應(yīng)商的研究主要涉及傳統(tǒng)建材供應(yīng)商領(lǐng)域。 袁永博等通過DEA 模型刪除無效供應(yīng)商來減少?zèng)Q策出現(xiàn)TOPSIS 逆序帶來的影響[1]；王紅春等構(gòu)建了大數(shù)據(jù)環(huán)境下的供應(yīng)商選擇指標(biāo)體系，積累歷史選擇過程中的專家經(jīng)驗(yàn)可得到新加入供應(yīng)商的綜合評價(jià)值[2]；潘雨紅等采用DEMATEL－BP 方法，對裝配式PC 構(gòu)件供應(yīng)商的選擇提供指導(dǎo)性建議[3]；張青霞等采用灰色關(guān)聯(lián)分析改進(jìn)VIKOR 法，構(gòu)建了PC 構(gòu)件供應(yīng)商選擇評價(jià)模型[4]；Wang 基于BOCR－TOPSIS 建立了PC 構(gòu)件評價(jià)模型[5]；Du 等將協(xié)同過濾的匹配算法應(yīng)用于PC 構(gòu)件供應(yīng)商，使裝配式建筑供應(yīng)鏈的整體效率得到有效提高[6]。關(guān)于供應(yīng)商的評價(jià)方法的研究也比較廣泛[2，7－15]。本文基于C－OWA 算子和向量夾角余弦建立了評價(jià)指標(biāo)體系和評價(jià)模型，結(jié)合EPC 總承包模式的特性和PC 構(gòu)件供應(yīng)商的特點(diǎn)，對PC 構(gòu)件供應(yīng)商的選擇問題進(jìn)行研究。

一、裝配式建筑PC 構(gòu)件供應(yīng)商選擇評價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建和量化

(一)指標(biāo)體系構(gòu)建

裝配式建筑與傳統(tǒng)建筑有較大差異。 對于采購供應(yīng)商來說，PC 構(gòu)件的質(zhì)量需要滿足要求，還要保證供應(yīng)商供貨的安全性和可靠性，保證一定的運(yùn)輸能力；不僅需要一定的研發(fā)能力，還要協(xié)同設(shè)計(jì)單位和施工單位，實(shí)現(xiàn)構(gòu)件和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

正因?yàn)檠b配式建筑PC 構(gòu)件的特有性質(zhì)以及不同于傳統(tǒng)建筑的安裝思路，所以不能照搬傳統(tǒng)的供應(yīng)商選擇模式。 本文結(jié)合EPC 模式的特點(diǎn)，綜合成本價(jià)格、質(zhì)量水平、供貨能力、綜合能力、協(xié)同能力等方面建立指標(biāo)體系，以保證全方位考慮裝配式建筑PC 構(gòu)件供應(yīng)商的選擇，該體系與傳統(tǒng)建筑供應(yīng)商選擇存在較大差異。

1.成本價(jià)格。從EPC 總承包模式的視角來看，采購PC 構(gòu)件需要進(jìn)行多家供應(yīng)商比較。合理的構(gòu)件價(jià)格對于工程總造價(jià)有著至關(guān)重要的作用，良好的物流管理也會直接影響物流成本的降低。 出色的供應(yīng)商應(yīng)加強(qiáng)配送的計(jì)劃性和規(guī)劃合理的配送路線，設(shè)計(jì)合理的運(yùn)輸荷載，并能有效監(jiān)督配送成本，及時(shí)糾正偏差。 同時(shí)價(jià)格波動(dòng)率也影響投資者的心理狀態(tài)進(jìn)而影響成本價(jià)格。

2.質(zhì)量水準(zhǔn)。為了對PC 構(gòu)件的質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，除了設(shè)置產(chǎn)品送樣合格率和產(chǎn)品安全與耐久性指標(biāo)，返修退貨率也是值得參考的指標(biāo)之一。 另外，還需要設(shè)置產(chǎn)品生產(chǎn)柔性指標(biāo)來量化系統(tǒng)具有適應(yīng)外部環(huán)境變化的能力。 隨著技術(shù)的改進(jìn)和生產(chǎn)設(shè)備的更新，傳統(tǒng)工藝已無法滿足PC構(gòu)件的多樣性生產(chǎn)，因而才有了生產(chǎn)工藝指標(biāo)的設(shè)置。

3.供貨能力。由于PC 構(gòu)件都是相對大型的半成品，對運(yùn)輸過程、裝卸過程、安裝過程都有較高的要求和規(guī)范，所以對于供應(yīng)商的供貨能力要求較高，應(yīng)具有一定的運(yùn)輸安全性和供貨可靠性，還需要保證一定的供貨輻射范圍。

4.綜合能力。由于裝配式建筑設(shè)計(jì)的復(fù)雜性、生產(chǎn)的多樣性、安裝的特殊性和運(yùn)輸?shù)睦щy性，要求PC 構(gòu)件供應(yīng)商具備一定的綜合能力，包括財(cái)務(wù)能力和管理水平，企業(yè)資質(zhì)符合規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，企業(yè)信譽(yù)有一定認(rèn)可性。 從技術(shù)層面來看，企業(yè)還需具有獨(dú)有的產(chǎn)品設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力。

5.協(xié)同能力。裝配式建筑項(xiàng)目采用EPC 模式，項(xiàng)目的預(yù)期目標(biāo)、功能規(guī)劃和交付要求由建設(shè)方完成，EPC 總承包方負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)、采購、施工等工作。 對于供應(yīng)商來講，應(yīng)協(xié)同融入設(shè)計(jì)方與施工方且具有一定的協(xié)同研發(fā)能力。

通過比較傳統(tǒng)建筑供應(yīng)商和PC 構(gòu)件供應(yīng)商的區(qū)別和共性，參考相關(guān)文獻(xiàn)的研究[4－5，17－21]，匯總整合出成本價(jià)格、質(zhì)量水準(zhǔn)、供貨能力、綜合能力等一級評價(jià)指標(biāo)，本文對比傳統(tǒng)項(xiàng)目管理模式和EPC 項(xiàng)目管理模式的區(qū)別，結(jié)合EPC 管理模式和PC 構(gòu)件供應(yīng)商獨(dú)有的特點(diǎn)，加入了協(xié)同能力一級評價(jià)指標(biāo)，再篩選出能夠影響這五個(gè)方面的關(guān)鍵因素，建立二級指標(biāo)。 為確保篩選出的評價(jià)指標(biāo)的真實(shí)性和可靠性，采訪相關(guān)領(lǐng)域的專家學(xué)者填寫調(diào)查問卷，共發(fā)放100 份，回收85 份。 去掉重復(fù)性較高的指標(biāo)，最終構(gòu)建了EPC 模式下裝配式建筑PC 構(gòu)件供應(yīng)商選擇評價(jià)指標(biāo)體系，如圖1所示。

圖1 PC 構(gòu)件供應(yīng)商評價(jià)指標(biāo)體系

(二)指標(biāo)量化

裝配式建筑PC 構(gòu)件供應(yīng)商評價(jià)定性指標(biāo)有:產(chǎn)品生產(chǎn)柔性A22，產(chǎn)品生產(chǎn)工藝A23，產(chǎn)品安全和耐久性A25，運(yùn)輸安全性A31，供貨輻射范圍A32，供貨可靠性A33，企業(yè)財(cái)務(wù)能力A41，企業(yè)管理水平A42，企業(yè)資質(zhì)A43，企業(yè)信譽(yù)A44，產(chǎn)品設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力A45，協(xié)同設(shè)計(jì)能力A51，協(xié)同施工能力A52，協(xié)同研發(fā)能力A53。 定性指標(biāo)等級隸屬度需要通過專家打分法進(jìn)行劃分，采取5 級制，即優(yōu)秀、良好、中等、一般、差，為了去量綱化使計(jì)算結(jié)果保持一致，采用1 分制打分法，每降低一級減0.25 分，對應(yīng)的得分設(shè)為1、0.75、0.5、0.25、0，因此得到各定性指標(biāo)的量化結(jié)果σi為:

式中:Ni為不同等級的專家投票數(shù)

裝配式建筑PC 構(gòu)件供應(yīng)商評價(jià)定量指標(biāo)有:產(chǎn)品價(jià)格A11，物流成本A12，價(jià)格波動(dòng)率A13，產(chǎn)品送樣合格率A21、返修退貨率A24。 采用等寬度區(qū)間量化定量指標(biāo)，以產(chǎn)品價(jià)格為例，取產(chǎn)品價(jià)格中最大值Pmax、最小值Pmin，通過Pmax與Pmin作差并分為5 個(gè)等寬的區(qū)間，用L 表示，即:

則價(jià)格區(qū)間為:

{[Pmin，Pmin＋L]，(Pmin＋L，Pmin＋2L]，(Pmin＋2L，Pmin＋3L]，(Pmin＋3L，Pmin＋4L]，(Pmin＋4L，Pmax]}。

保證產(chǎn)品價(jià)格不低于成本價(jià)，價(jià)格波動(dòng)率和產(chǎn)品送樣合格率在合理控制范圍內(nèi)，為使定量指標(biāo)與定性指標(biāo)量綱一致，將定量指標(biāo)分值同樣分為5 個(gè)檔次，分布在{0，0.25，0.5，0.75，1.0}。 需要注意的是，對于產(chǎn)品價(jià)格、物流成本和價(jià)格波動(dòng)率，區(qū)間越大，分值越低，首個(gè)區(qū)間為1 分，每上升一個(gè)區(qū)間減0.25 分；對于產(chǎn)品送樣合格率，區(qū)間越大，分值越高，首個(gè)區(qū)間為0 分，每上升一個(gè)區(qū)間加0.25 分。

二、裝配式建筑PC 構(gòu)件供應(yīng)商評價(jià)模型

(一)基于C－OWA 算子評價(jià)指標(biāo)的賦權(quán)

為了進(jìn)一步減少專家主觀性導(dǎo)致的賦權(quán)準(zhǔn)確性偏差，實(shí)現(xiàn)科學(xué)加權(quán)計(jì)算，本文采用的賦權(quán)方法為有序加權(quán)平均C－OWA 算子[21]，賦權(quán)步驟如下[25]:

1.由相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜覍Ω鱾€(gè)層次指標(biāo)的重要性進(jìn)行判斷后打分，打分區(qū)間為[0，10]，專家打分后得出打分集(a1，a2，…aj，…，an)，再對集合中的數(shù)據(jù)由大到小降序排列，從0 開始編號，得結(jié)果為b0≥b1≥b2≥…≥bj≥…≥bn－1。

2.由組合數(shù)決定數(shù)據(jù)bj的權(quán)重θj＋1，見計(jì)算公式(3)，其中，即:

3.各指標(biāo)的絕對權(quán)重通過數(shù)據(jù)賦權(quán)得到，即:

(二)基于向量夾角余弦的評價(jià)模型

向量夾角余弦法將指標(biāo)定量化，能直觀地看出備選方案與理想方案之間的差距，且為引入敏感性系數(shù)并進(jìn)一步判斷二級指標(biāo)對各方案的影響作了鋪墊。 因此本文使用向量夾角余弦法進(jìn)行決策。

這種方法是通過對比兩主體間向量夾角余弦值來判斷各方案與理想方案的優(yōu)劣。 設(shè)指標(biāo)體系為{xj｜j＝1，2，...，n}，xj表示第j個(gè)評價(jià)指標(biāo)(共n個(gè)評價(jià)指標(biāo))。 方案i各指標(biāo)向量為Xi＝(xi1，xi2，...，xin)，i＝1，2，...，m，Xi表示第i個(gè)方案，共m個(gè)方案。 理想方案各指標(biāo)向量為X?＝(x1?，x2?，...，xn?)，ρi為方案i與理想方案的向量夾角余弦值:

向量夾角余弦法可以清楚、形象地體現(xiàn)出主體數(shù)據(jù)與理想數(shù)據(jù)之間的相似程度以及整體效果的發(fā)展趨勢，進(jìn)而準(zhǔn)確地判斷多目標(biāo)、多屬性決策是否合理。ρi越大，則方案越好，當(dāng)ρi＝1 時(shí)，則認(rèn)為是最佳方案。

本文將采用向量夾角余弦和單因素敏感度分析相結(jié)合的方式來判斷多目標(biāo)多屬性決策中不同指標(biāo)對決策影響程度的大小。

單因素敏感性分析是觀察全體因素中某個(gè)因素的變化對方案整體的影響程度。 用敏感性系數(shù)體現(xiàn)單因素對結(jié)果影響程度大小，用向量夾角余弦進(jìn)行決策，得出敏感性系數(shù)公式為:

式中i為方案序號；Vj為第j個(gè)指標(biāo)因素；ρi－vj為去掉Vj后的向量夾角余弦值。ρi－vj－ ρi是第i個(gè)投標(biāo)方案去掉第j個(gè)指標(biāo)因素后的向量夾角余弦值與原向量夾角余弦值之差，故α為正值表示Vj指標(biāo)對決策具有不利影響，負(fù)值則具有有利影響。α絕對值越大，Vj對決策的影響程度越高。

(三)評標(biāo)具體步驟

第一步，由各專家確定定性指標(biāo)集合，再由式(2)得出定量指標(biāo)集合，定性指標(biāo)與定量指標(biāo)相互結(jié)合得出初始決策矩陣，即Xi＝{xij｜j ＝1，2，...，n}(i＝1，2，...，m)，xij表示第i 個(gè)單位的第j 個(gè)評價(jià)指標(biāo)數(shù)值。

第二步，對各個(gè)指標(biāo)進(jìn)行賦權(quán)。 用C－OWA算子賦權(quán)方法對各指標(biāo)進(jìn)行加權(quán)處理。

第三步，指標(biāo)歸一化。 對成本型指標(biāo)和效益型指標(biāo)進(jìn)行歸一化處理，得到新矩陣Xi′＝{xij′｜j＝1，2，...，n} (i＝1，2，...，m):

采用C－OWA算子對決策矩陣進(jìn)行賦權(quán)處理，得到加權(quán)決策矩陣:

第四步，理想方案求取。 理想方案的決策矩陣中各指標(biāo)取值均為1，使方案達(dá)到最優(yōu)解。

第五步，計(jì)算各方案與理想方案的向量夾角余弦值。 根據(jù)ρi最大值進(jìn)行排序，ρi越大，方案越優(yōu)。

第六步，計(jì)算各方案指標(biāo)的敏感性系數(shù)，觀察各指標(biāo)因素對評價(jià)結(jié)果的影響程度。

三、案例分析

(一)項(xiàng)目概況

現(xiàn)有一裝配式建筑項(xiàng)目對PC 供應(yīng)商招標(biāo)采購，招標(biāo)單位已經(jīng)建立好指標(biāo)體系(如圖1 所示)，邀請了專業(yè)領(lǐng)域10 位專家對3 家通過資質(zhì)考核的單位(甲、乙、丙)進(jìn)行評價(jià)優(yōu)選，選出最優(yōu)單位。 三家公司大致情況為:甲單位PC構(gòu)件成本價(jià)格較低，但質(zhì)量水準(zhǔn)一般，供貨能力偏低；乙單位PC 構(gòu)件質(zhì)量水準(zhǔn)高，擁有較高的綜合指標(biāo)，但成本價(jià)格較高；丙單位協(xié)同能力處于高水平，成本、質(zhì)量等指標(biāo)處于均值。 由專家根據(jù)公式(1)(2)計(jì)算出三家單位的量化得分，定性數(shù)據(jù)來源于專家投票，定量數(shù)據(jù)來源于行業(yè)價(jià)格，如表1(a)、表1(b)所示，得到初始決策矩陣如表2 所示。

表1 (a) 定性指標(biāo)投票結(jié)果

表1 (b) 定量指標(biāo)量化結(jié)果

表2 初始決策矩陣

(二)基于C－OWA 算子賦權(quán)

邀請6 位相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜覍Ω饕患壷笜?biāo)進(jìn)行權(quán)重打分(十分制)，再運(yùn)用C－OWA 算子對各指標(biāo)賦權(quán)。 5 個(gè)一級指標(biāo)權(quán)重打分結(jié)果:A1 指標(biāo)為9、10、10、8、7、9 分；A2 指標(biāo)為10、8、10、9、7、10 分；A3 指標(biāo)為8、10、9、7、6、8 分；A4 指標(biāo)為6、8、6、9、7、8 分；A5 指標(biāo)為7、9、8、6、7、6 分。

先對指標(biāo)A1的得分由大到小進(jìn)行排序得(10，10，9，9，8，7)，由公式(3)得到賦權(quán)向量:

θj＝(0.031 25，0.156 25，0.312 5，0.312 5，0.156 25，0.031 25)

指標(biāo)A1絕對權(quán)重0.156 25，0.312 5，0.312 5，0.156 25，0.031 25)?(10，10，9，9，8，7)T＝8.968 75

同理可計(jì)算出指標(biāo)A2到A5權(quán)重分別為(9.281 25，8，7.343 75，7.031 25)

各一級指標(biāo)相對權(quán)重為ω ＝(0.221，0.228，0.197，0.181，0.173)

各二級指標(biāo)計(jì)算過程同一級指標(biāo)，權(quán)重系數(shù)如表3 所示。

表3 裝配式建筑PC 構(gòu)件評價(jià)指標(biāo)權(quán)重系數(shù)

(三)基于向量夾角余弦決策

1.將初始決策矩陣按照式(8)進(jìn)行歸一化。成本型指標(biāo)包括:產(chǎn)品價(jià)格A11，物流成本A12，價(jià)格波動(dòng)率A13，返修退貨率A24。 除此之外為效益型指標(biāo)，進(jìn)行歸一化后得到新的決策矩陣xij′，再結(jié)合表3 的權(quán)重系數(shù)進(jìn)行加權(quán)處理，根據(jù)式(9)得出加權(quán)決策矩陣Y。

2.理想方案指標(biāo)向量X?＝(x1?，x2?，...，xn?)，各單位的指標(biāo)向量Xi＝(xi1，xi2，...，xin)。

3.根據(jù)式(6)計(jì)算各方案與理想方案的向量夾角余弦值:

由于ρ乙>ρ丙>ρ甲，根據(jù)ρi越大越接近理想方案的原則，最終確定最優(yōu)單位為乙單位。

Xij′為歸一化初始決策矩陣 Y 為加權(quán)決策矩陣

X?為理想方案指標(biāo)向量 X甲、乙、丙分別為三家投標(biāo)單位的指標(biāo)向量

4.為進(jìn)一步判斷各方案指標(biāo)對得分結(jié)果的影響程度，現(xiàn)計(jì)算各投標(biāo)單位的指標(biāo)敏感性系數(shù)，以乙單位為例，根據(jù)式(7)計(jì)算結(jié)果如表4 所示。

表4 評價(jià)指標(biāo)敏感性分析

從表4 可以看出乙投標(biāo)方案敏感度系數(shù)最具不利影響(系數(shù)為正)的有A25、A44、A45、A51、A52，表明乙投標(biāo)單位應(yīng)該提高產(chǎn)品安全和耐久性、企業(yè)信譽(yù)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力、協(xié)同設(shè)計(jì)能力、協(xié)同施工能力，從而提高自身競爭實(shí)力。 可通過以下措施改進(jìn)敏感性系數(shù)較不利的指標(biāo):一是在半成品加工廠對原材料進(jìn)行加工時(shí)，應(yīng)選取符合工程性能的原材料，混凝土的配合比設(shè)計(jì)應(yīng)考慮耐久的要求；二是提高企業(yè)的綜合能力，良好信譽(yù)的企業(yè)需具備較為完善的內(nèi)部管理機(jī)制，企業(yè)知名度的上升應(yīng)建立在企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量的基礎(chǔ)上；三是提升自主產(chǎn)品創(chuàng)新能力，加強(qiáng)原創(chuàng)品牌管理；四是對于EPC 承包模式下的供應(yīng)商，需與設(shè)計(jì)方和施工方高度協(xié)同，實(shí)現(xiàn)采購、設(shè)計(jì)、施工一體化，提高建設(shè)效率。

作為總承包商，應(yīng)根據(jù)工程現(xiàn)場的實(shí)際需求并參考業(yè)主意見，對供應(yīng)商敏感性系數(shù)較高的指標(biāo)嚴(yán)格把控，合理地改進(jìn)不利影響因素，做到采購、設(shè)計(jì)、施工的合理銜接。

四、結(jié)論

在EPC 總承包管理模式視角下，建立EPC 模式下裝配式建筑PC 構(gòu)件供應(yīng)商選擇評價(jià)指標(biāo)體系，可以使該體系更加完善全面。 將指標(biāo)分為定性與定量指標(biāo)，劃分各指標(biāo)的隸屬度和分值區(qū)間并進(jìn)行一一對應(yīng)。 賦權(quán)方法使用C－OWA 算子對指標(biāo)進(jìn)行加權(quán)處理，減少了主觀偏好性對指標(biāo)賦權(quán)產(chǎn)生不利影響。 裝配式建筑PC 構(gòu)件供應(yīng)商一級評價(jià)指標(biāo)的重要性排序由大到小為質(zhì)量水準(zhǔn)、成本價(jià)格、供貨能力、綜合能力、協(xié)同能力。 評價(jià)模型運(yùn)用向量夾角余弦，通過已知方案和理想方案的夾角余弦值判斷指標(biāo)的偏離程度，更加客觀地比較各投標(biāo)方案的優(yōu)劣程度并作出選優(yōu)決策。加入單因素敏感性分析，觀察單個(gè)因素對決策目標(biāo)的影響度，進(jìn)而通過數(shù)值判斷各投標(biāo)方案需要改進(jìn)的指標(biāo)，提出意見和建議。