基于水电工程EPC项目投标报价的方法研究

李桐宇

(辽宁水利土木工程咨询有限公司，沈阳 110003)

0 引 言

近年来，我国水利事业和建筑市场得到迅速的发展，工程项目建设中EPC模式的应用也越来越多。一般地，对于合同履行过程中的一系列外部风险因素(如自然灾害、价格涨跌)，业主采用固定总价合同将其转嫁给总承包商，投标报价在EPC项目中的重要性更加突出[1-5]。所以，通过对EPC项目中各类风险的全面分析，并结合各风险因素合理确定项目投标报价，逐渐引起工程总承包和专业技术人员的重点关注。蒙特卡罗模拟是利用随机抽样的方法，将概率分布的随机变量生成随机数值数列，经数值模拟试验、数学运算确定参数统计量和估计量，在此基础上揭示其分布规律，对于随机性复杂问题的处理具有较高的实用性。鉴于此，文章结合水电工程EPC项目的报价风险特点，对其投标报价利用蒙特卡罗模拟法进行分析，以期为合理确定投标报价以及总承包商投资风险控制提供决策依据。

1 EPC项目投标报价风险

EPC项目风险主要是指受随机因素的影响，实施过程中EPC项目预期与实际收益存在偏差，并在一定程度上增加总承包商损失的可能性。EPC模式较传统模式，业主组织一次招标确定项目总承包商，减少了施工、采购、设计等传统模式多次多阶段招标过程。EPC项目以EPC总承包商的内部协调关系替代施工、采购、设计各环节承包商的外部协调关系，通过设置有效的EPC总承包合同条款激发EPC总承包商有机地联系施工、采购、设计环节，以此提高设计质量和工程效益，整合最佳的资源节约投资成本，保证工程建设的顺利实施；同时，有利于减少业主的交易成本，促使其精简工程管理环节，EPC模式下总承包商负责项目施工、采购及设计的全部工作。所以，总承包商承担项目的全部风险，除材料成本涨价、前期设计不足等风险，双方签订的不因工程量的增减和环境的变化而改变的固定总价合同，进一步增大了其风险分担强度，因此对这些复杂风险因素的准确分析已成为投标报价阶段总承包商的工作重点[6]。

投标报价涉及到的风险因素较多、覆盖范围广泛，特别是EPC模式下总承包商面临着更为复杂的风险。对此，从以下几方面归纳总结EPC模式下常见的报价风险：①合同风险：一般指给承包人造成损失的合同条件、合同翻译问题、合同缺陷等风险。②行为主体风险：承包商与业主为招投标的行为主体，其中项目分包风险、项目竞争对手风险为承包商方面的主要风险；业主对标准、进度、质量的要求给承包商可能造成的风险及其资信风险为业主方面的主要风险。③技术管理风险：项目实施过程中因技术、管理原因产生的工程建设风险，包括协调管理配合各个环节产生的风险以及采购、施工、设计风险。④自然条件风险：包括项目周围的环境条件、水文地质、地形地貌、工程外部条件和现场条件等可能造成的风险。⑤经济风险：经济活动受项目所在地建设能力、工程规模、经济形式等限制产生不利影响的风险。⑥政治风险：经济活动因工程所在国的权力机构、国际关系、政策、政治等因素产生负面影响[7]。

EPC模式下投标报价存在的各类风险因素都属于不确定随机变量，可结合其概率分布以及未来可能的取值区间预测分析。根据历史或类似工程的统计数据估计概率分布，如工程工期记录、物价上涨指数记载、自然灾害记录和水文地质气候报告等。此外，采用主观概率论或理论概率分布确定历史数据和详细资料缺乏的风险事件。研究发现，能够利用该理论概率分布揭示其随机变化规律，如服从P-Ⅲ型分布的河流洪峰流量，可直接用于施工导流和工程泄洪风险的计算。同时，在工程项目风险分析中海油均匀分布、三角分布、极值分布等类型。例如，极值分布广泛应用于地震、水文、气象的风险分析，三角分布和均匀分布一般用于工程进度风险、项目分包风险等[8]。目前，专家估价法、统计估算法、等可能法、主观测验法等为常用的主观概率论估计法，风险概率分布比较常用的类型如表1所示。

表1 风险概率分布模型

2 投标报价方法

2.1 蒙特卡罗模拟原理

蒙特卡罗模拟是一种对未来不确定性和随机性事件利用各种可能情况解释模拟的系统分析法，主要利用数学方法以及随机选择的数据，通过模拟解释其随机性特征，求解问题的近似解就等于模拟试验结果，在分析、估计和预测风险时作为一种随机数字生成器得到广泛应用。在做市场决策过程中研发的水晶球软件，对于风险分析和图形化预测不确定因素具有较好的适用性、有效性。

2.2 投标报价分析

将EPC模式下的风险因素利用蒙特卡罗模拟技术纳入投标报价中，并对包含风险损失的投标报价可靠性利用水晶球等计算机软件随机模拟，近似求出其预测值。可结合历史统计数据和以往的承包经验，承包商要合理确定输入值(置信度、置信度区间)和风险变量的概率分布。根据EPC项目的现实情况和实际的投标报价工作，对风险因素客观概率的准确计算往往存在较大的难度，但通过仔细分析类似工程以往的相关报价和历史数据，辅以工程技术人员及自身专家的主观估计，能够合理的确定概率分布。对于EPC模式下的项目报价利用蒙特卡罗技术分析的流程为：

1)统计检验与风险数据的收集。根据类似工程历史数据和具体工程实际情况，对风险分布及其种类进行分析。

2)构建风险分析模型。合理确定工程成本估算ci和报价中的风险因素yi(ai,bi)，其中yi的确定要全面考虑类似工程历史数据bi和项目实际情况ai，定义假设变量为置信区间Ui，且Ui的确定要考虑其自身的风险偏好；以承包商定义的预测变量作为风险因素的最终工程造价，因风险因素在假设变量中保持彼此独立，故利用各因素之和∑yi为总的损失，由此确定预测变量。

3)模拟次数N的设置。考虑误差范围εi和置信度βi合理确定模拟次数。

4)随机模拟完成模拟次数的统计。各风险因素的损失值利用构建的数学模型加以模拟，以此估算出合理报价，按照以上流程进行迭代运算直至符合M

5)敏感性分析。通过分析投标报价的模拟预测值，揭示风险因素的敏感性以及相关的数字特征值。

根据以上流程利用公式P=∑yi+ci确定工程造价，然后输出报价风险因素敏感图、工程造价频率累计分布图和频率分布直方图，并计算峰度、偏度、方差、标准差和期望等数字特征。通过对预测数据进一步深入分析，即可确定EPC模式下总承包商的投标报价。

3 实例应用

3.1 工程概况

文章以辽河干流某水电工程EPC项目为研究对象，该枢纽工程由地下发电厂房、混凝土面板堆石坝、溢洪道、引水隧洞和放空洞等组成，总装机容量210MW，最大坝高150m。投标报价估算以土建工程为主，该部分工期为42个月，不考虑地震、业主破产、暴动、政治动荡和战争等灾难性风险因素。通过风险识别发现，业主拖欠工程款风险、工程技术管理与自然因素带来的风险、物价上涨风险为该项目的主要风险，进一步分析确定各风险的概率分布如下：业主拖欠工程款与项目分包风险服从(x=85，y=127)、(x=131，y=182)的均匀分布，工程管理、设计变更和合同风险服从(μ=1120，σ=308)、(μ=1815，σ=592)、(μ=315，σ=136)的正态分布，物价上涨风险服从(μ=6280，σ=1574)的正态分布，施工进度控制和自然条件风险服从(a=1012，m=1241，b=1576)、(a=528，m=912，b=1235)的三角分布。对单项工程成本邀请工程技术人员及领域内的专家进行估计，从而确定最悲观、最乐观和最可能的工程成本预测值为88200万元、74800万元、80100万元。然后将考虑以上风险因素的工程造价利用水晶球软件及蒙特卡罗模拟预测，并输出相应的模拟值。

3.2 工程造价模拟结果

迭代运算次数设定为10000次，当达到模拟运算精度时输出工程造价预测值，如图1所示。置信度85.20%的工程造价，如图2所示。

(a)频率分布直方图

(b) 频率累计分布图

图2 置信度85.20%的工程造价

从图1可知，工程造价标准差、中值、均值依次为3025.00万元、93185.25万元、93206.40万元，由此表明工程造价考虑各风险因素时的波动区间为8.16-10.45亿元。工程造价在不同概率条件下达到的高度存在差异，即工程造价考虑不同的风险因素所获取的预测值也不同。总体而言，风险考虑的越全面则工程的造价越高；反之，风险考虑的越少则报价越低，后期实施时存在的风险也就越多。从图2可知，工程造价在置信度为85.20%的水平下，总体在9.67亿元上下波动。

3.3 报价风险因素敏感度分析

投标报价受每个风险因素的影响程度可以利用敏感度图反映。结果显示，该工程造价受8种风险因素的影响程度存在差异，通过相关性排序生成工程报价的风险因素敏感度图，如图3。

图3 风险因素敏感度图

从图3可知，影响程度最大的为物价上涨风险，这与工程建设期快速增长的价格指数保持较好的一致性；其次为工程管理和技术风险，主要是施工过程中的监管、工期规划、优化问题和设计变更等产生的风险；影响最小的为工程合同和自然条件风险，其原因为签订的总承包合同较明确、工程地质条件良好；风险很小的有项目分包和拖欠工程款风险，这是由业主对分包商的资质要求较高以及业主的资信较好等因素所决定的。

综上分析，考虑各随机风险因素利用蒙特卡罗模拟估算的工程造价具有较高的可信度，能够较为合理的预测工程项目投资，比较准确的反映工程实际发生的各项费用。工程造价取值区间因置信水平的不同而不同，最终的投标报价的确定还要充分考虑承包商的风险偏好。

4 结 论

文章将随机风险因素利用蒙特卡罗模拟法拟合成EPC项目投标报价中的随机变量，通过对风险控制因素的敏感性分析确定合理的报价，为承包商投标报价以及风险决策提供科学依据。