基于层次分析法的水利水电工程项目造价成熟度评价模型构建与分析

陈家乐

(广东建科水利水电咨询有限公司，广州，510000)

水利水电工程项目自新中国成立以来实现了长足的发展，取得了瞩目的成就，但是因其具有建设周期长、施工要求高、投资金额大等特点，加之地形地质、水文气象等不确定环境因素，为工程造价工作带来很大的挑战。对于此类项目其造价管理需要早期介入，避免其单件性、不可复制性、多样性和结构设计及施工交叉的复杂性导致项目延期[1]。需要在工程实践中，在保证安全和高效的前提下进行成本管控和造价管理。因为有效开展工程造价管理，对工程造价进行合理的控制，是各相关单位关心的焦点和研究的重点。成熟度模型是根据评估情况衡量管理水平，找出需要改进的关键，提升管理水平，项目管理成熟度模型在工程项目中得到了广泛的应用。

本文基于层次分析法，以水利类工程的全生命周期管理为基础，通过构建项目的成熟度模型，借助项目现状分析及措施管控，搭建出符合该项目现状及建设目标的成熟度评价数学模型，然后对该项目的造价给出科学合理且具有持续性改进的评估方案[2]，量化评价其不足和需改进之处，然后根据评估方案进行专项定点改进，从而确保水利水电工程项目达到投资预期的效益。

1.1 全过程造价管理理论

全面造价管理是使用科学专业的方法和手段，合理计划和控制工程项目的资源、风险、造价和盈利的一种管理理论，不仅涉及到工程的全过程各要素，而且涉及到参与项目各方之间的协调和利益。

水利水电工程的造价管理是全方位的、全要素的、全生命周期的，更是全团队参与的。根据水利水电项目的设计和施工过程，将全过程分为6个阶段[3]，组织项目的造价管理分析，并将其贯穿于全部环节，实现对各个阶段的全方位管理，见表1所示。

表1 全过程造价管理各阶段管理控制

1.2 成熟度评价模型理论

成熟度评价模型是对研究对象的评价、改进、再评价、再改进的持续优化和完善的管理过程，主要是由评价指标、方法和结果改进组成。经过不断发展和完善，其种类已达三十多种，其中应用比较广泛的有K－PMMM、CMMI、OPM3、P3M3模型等几种，表2是几种常用成熟度评价模型的特点介绍。

表2 几种常用成熟度评价模型的特点

水利水电工程项目造价成熟度评价模型是通过科学的评价方法和评价模型，及时发现项目造价管理中存在的问题及管理水平，并针对发现的问题及日常存在问题进行统一解决，进一步提升项目的造价管理水准，确保项目收益可达到目标。该模型的主要评价要素为内部的细分分类、细分评价维度、细分评价等级及结构化描述，其中最重要的是细分评价等级和内部结构化描述。细分评价等级对成熟度模型进行量化描述，内部结构化描述是对模型进行分类的方法和步骤[7]。

2.1 造价成熟度评价模型范畴

在构建造价成熟度评价模型时，首先需根据模型战略目标和评价对象确定模型的范畴。程造价管理的主体和阶段不同，工程造价管理的目标也不相同。

2.2 造价成熟度评价模型的细分维度

水利水电工程项目造价成熟度评价模型采用三维结构，第一维度是造价成熟度的混乱、简单、规范、精益和优化五个等级，第二个维度是项目的生命周期，根据项目进展分为5个阶段，即项目投资前的决策阶段，决策执行后的设计阶段，设计完毕后的施工阶段，施工完毕后的竣工验收阶段，上述阶段顺序发生不可僭越。第三个维度是构建指标评价体系，其中包含着对各阶段的具体评价指标，对造价成熟度进行衡量[7]。

2.3 造价成熟度评价模型等级

成熟度等级划分有连续式和阶段式两种方法，阶段式等级划分方法的操作简便且评价结果直观，能够对项目的管理水平快速掌握；
连续式等级划分方法能够更好地对不足和改进措施进行分析。

水利水电工程项目造价成熟度评价模型适合采用五级阶段式等级划分方法，结合成熟度从高到低分为优化级别、精益级别、标准级别、简单级别以及混乱级别。

最低等级的混乱级别指的是造价管理无秩序无组织无纪律，方法和措施较少，对于造价管理的控制较少，没有进行全过程造价管理方法，容易出现实际工程造价远远超出投资计划的问题。

简单级是具有一定的全过程造价管理意识，具备相关的制度规定，相关人员拥有一定的理论和实践基础，对于造价管理实施了一定的提升方法，但是整体的造价管理水平还不是很高。

规范级是具有较强的全过程造价管理意识，规章制度有针对性，能够对工程造价进行主动控制，注重与各相关单位进行沟通交流，具有一定的造价管理水平。

精益级是造价管理水平较高，造价管理制度体系比较完善，项目造价给予全生命周期管理时，需要采用科学的方法进行造价管理，能够对工程造价各要素进行有效控制，实现集成式管理；
优化级是工程造价成熟度的最高等级，工作的重心是将工程造价的相关经验和方法进行总结，并将其应用至水利水电项目的造价预测、管控及效益分析中。

2.4 造价成熟度评价模型内部结构

成熟度模型的内核是成熟度评价标准的制定，将其量化分级后进行数学建模，从而实现水利水电工程项目的成熟度评价标准化。该工作需要分为三大步骤:首先是对造价管理的目标和影响因素进行综合，采用问卷调查和文献研究相结合方法搭建指标评价体系，然后采用科学的评价方法将其无量纲化，并进行权重分配，从而形成评价模型的数学模型，最后将实际数据代入成熟度评价模型进行计算并确定成熟度等级。

3.1 成熟度评价模型的指标体系构建原则

影响水利水电工程造价管理的因素关系着最终评价结果，因此在构建评价指标体系时需要遵循以下四个原则。

(1)系统性:在构建评价指标体系时，首先需要从系统的角度来对各影响因素进行梳理，并对各因素之间的关系与目标进行充分考虑，并对指标的数量和体系的结构进行考虑，确保能系统性地对评价目标进行反应。

(2)科学性:模型搭建的过程中必须秉承量化分层的意识，并组织科学的分类和全面的评估，从而实现对造价管理的水平进行科学评价，解决存在的实际问题。在评价指标设置的时候要精准科学，要有严密的逻辑结构。

(3)可行性:在设置评价指标的时候，要确保评价可行并且简单，便于操作。如果评价指标设置不恰当，将会使得评价模型和实际诉求出现较大偏离，导致模型失效，无法指导实际工作。

(4)层次性:要对不同指标的层次性进行充分考虑，对各影响因素进行分层次考虑，同时要使层次的数量与成熟度评价模型的维度相同。常用的成熟度评价指标层次有两层和三层，能够将各层次指标之间的关系直观表达，极大地帮助成熟度评价模型的评价应用。

3.2 构建成熟度评价模型评价指标体系

水利水电项目的评价指标体系建立时，需要将全过程造价管理和对造价管理的影响因素相结合，将体系内的组成要素分为四类:目标层指标、阶段层指标、准则层指标以及指标层的数据。其中工程项目的造价成熟度是目标层的实现目的，阶段性即基于项目的实施阶段进行二类指标控制，准则层是对五个重要阶段的识别和细化，是决定成熟度指标的重要数据，指标层即面向打分者的底层数据。构建指标评价体系见表3。

表3 成熟度评价模型底层评价指标体系

3.3 完善成熟度评价指标模型评价指标体系

为了使成熟度评价指标体系合理科学，可以通过向专家发放问卷调查的形式对基础评价指标体系进行完善，采用李克特五级量表对基础评价指标体系中的各项指标进行打分，按照重要程度分为1－5五个等级，即非常重要、较重要、一般重要、不太重要、不重要。选取团队内各部门的人员对问卷进行打分，然后将收回的数据进行收集并输入SPSS系统进行信度检验，利用SPSS软件进行克朗巴哈系数计算，五个阶段的信度检验指标均大于0.7，问卷的可信度较好。对各指标的独立性进行检验，利用SPSS软件进行KMO值计算，各指标的KMO值均在0.65以上，表明各项评价指标的一致性较好，效度分析能满足要求。

对各指标的打分进行统计，并将指标平均值低于3.5的指标删除，只保留平均值大于3.5分的指标，根据打分结果最终将得分低于3.5分的决策准备的充分性、投资估算的深度、资料收集整理和合同归档的规范性四项指标删除，形成最终的成熟度评价模型基础评价指标体系如表4所示。

表4 成熟度评价模型评价指标体系

4.1 基于层次分析法确定成熟度评价指标权重

成熟度评价模型构建前需要对各个指标进行无量纲化，通过确定各个指标的权重进而将数据进行归一化。生产实践中通常使用层次分析法进行指标权重的划分。层次分析法的使用是基于生产实践中的定性分析，将分析后的结果再度进行量化后的数学建模雏形。该方法将待评价对象的特点和目标相结合，按照层级进行分解，通过求解判断矩阵的特征向量，进而获得每个层次的元素相对上一个层次的权重值，然后进行层次加权，最后得到一级指标占总层次的权重。加权平均法具有简便实用、所需定量数据较少、能对评价对象进行系统分析的优点。

具体实践分为4个步骤，首先需要使用打分表对各层级的指标各自进行相互比较来确定分值，通常将该指标与上级指标的重要性用9个等级来描述，使用1－9来表达，数字越大重要性越大。标度值的含义见表5。

表5 各标度值对应的含义

然后构建判断矩阵。即采集问卷打分后的数据进行数据处理可得到判断矩阵A＝，其中axy指的是某一个要素即x指标，相对于上一个层级y指标的相对重要的标度值，该矩阵的特征为主对角线元素的标度值全部为1，以主对角项相对称的元素他们的值乘积为1即倒数的关系，表示为axy＝1/ayx。

第三，对判断矩阵计算权向量获得特征值。先对判断矩阵归一化，然后得到矩阵B＝其中bxy＝。将矩阵B按行进行相加得到L＝(l1l2…ln)，进一步归一化L得到权向量W＝(w1w2…wn)，其中wx＝lx/，最后根据权向量计算最大特征值。

最后，对上述数据进行一致性检验获得Ci值，其中Ci＝表达与最大特征值的一致性，一致性比率Cr＝小于0.1的时候，该矩阵的检验值符合要求，可直接使用该批文件采集的数据。

4.2 构建造价成熟度评价模型

首先建立造价成熟度评价小组，组员由业主单位和参建单位的造价管理人员共同组成，且人数为5人及以上的单数。

其次是选用评价方法，工程实践中通常采用4类评价方法，包括专家打分法、模糊物元法、最小面积法，以及最近经常用于大型新研发项目的灰色综合评价法。水利水电工程项目造价成熟度评价的关联度因素较多，而且难以量化，非常适合模糊物元法，而且可以结合评价指标体系的多层次性、指标模糊性和定量定性指标进行评价，所以通常采用模糊物元法进行项目造价的成熟度评估。

确定成熟度等级的评语集和评分范围，其中混乱级M1(0－60分)、简单级M2(60－70分)、规范级M3(70－80分)、精益级M4(80－90分)、优化级M5(90－100分)，M＝{M1，M2，M3，M4，M5}。将评价小组成员对各指标打分后的平均分作为最后的评分，根据隶属度函数和最后的评分进行指标隶属度计算，得到模糊综合评价向量，然后依据指标隶属度最大原则得到最大隶属度，从而对水利水电工程项目造价成熟度的等级进行确定。

本文基于层次分析法对水利水电工程项目的造价成熟度评价模型的构建与分析研究，通过对造价管理水平的科学评价，并有针对性地提出改进的措施，不仅能够为水利水电工程项目的预期效益得到实现提供帮助，而且能够为水利水电工程的造价管理水平的提升提供参考和思路，但在基础评价指标的选择上受文献调查和个人水平影响，在科学性和合理性方面受到一定限制。

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