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在最佳价值采购中运用人工智能系统使主观性最小化的测试—基于犹他州采购项目
Dean T. Kashiwagi and Richard Byfield
摘要：绩效信息采购系统（PIPS）被测试于犹他州设施建设管理部门的价值2.96万美元的Bridgerland学术培训中心（ATC）的采购中。基于PIPS的人工智能（AI）以两种方式运行——选择时伴随有主观偏见（与现行的最佳价值处理过程类似）和选择时不带有主观偏见。与其他最佳价值处理过程不同的是，PIPS尽可能地减少了决策和主观偏见。Bridgerland ATC采购测试对AI选择与用户机构的主观优先级进行了比较。运行此系统产生的结果是这个采购项目成为犹他州最好的采购项目之一（按时，在预算范围之内，高质量），并且承包商没有产生成本变更单，还简化了管理过程，同事获得了较高的客户满意度。
关键词：建筑；人工智能；犹他；成本控制；项目管理
背景
像许多其他政府组织一样，犹他州一直在致力于减少行政机构的设计和建设中的官僚主义，增加工作人员的工作效用，并增加为了纳税人而建造的建筑物的价值。在过去的五年中，由于订单的变更，犹他州的建筑项目的成本增长了5.7%，而这些变更不涉及范围的变化或者不可预见的情况。而应急基金一般占4.5%，因此建筑没有按时完成。诉讼和安抚事宜困扰着政府。建筑设施管理部门的新主管，亦即本文的作者之一，在五年前给这个组织带来了变化。
在不得不降低成本的情形下，这位主管想实施一种系统，来将主观决策的工作环境转化为“信息时代”的半自动化、以信息为基础的工作环境，以此来使DFCM的员工和用户机构的决策和主观偏见最小化。
主管决定采用配置了人工智能（AI）处理器的绩效信息采购系统（PIPS），能够尽量减少主观性并且做出决策。PIPS的理论基础是信息度量理论（IMT）（Kashiwagi 2002）。IMT理论包括以下内容：
- 信息的含义是“描述初始条件和规律的数据的集合”，预测了未来的结果。所有信息在任何时间都存在，只是不易于察觉。
- 只要我们拥有所有信息，任何事件都可以被预测到。使用统计和产生随机性的原因是缺少信息。
- 能够被感知到的信息越多，对未来结果的预测就越准确。（风险的最小化）
- 个体是独一无二的。世界上没有两个人拥有完全相同的经验和看法。
- 不同的认知（基于个人经验或者偏见）会导致误解和错误的期望，并且增加了延期、超预算和不能达成所有者期望的质量的风险。
- 主观性造成差异。差异导致分类。分类产生官僚主义。
- 一个“真正”的系统会通过识别差异和行使无偏差程序来减少主观性、官僚主义和误解。
- 允许责任人进行决策能够使主观性最小化。任何没有“真正”承担责任的当事人做出主观的决定会增加混乱，导致效率低下，并且没有附加价值的产生，亦即官僚体制。
在犹他州，对改变现有的信息传递过程的制度上的阻力是很难克服的。设计师、项目经理、政治家和承包商对现有的传统的“低标价中标”的方法是充满自信的。这个方法“假定”所有承包商都会提供一个“同等”优质的产品，并且DFCM工作人员所需要做的只是找到能够以最低的价格完成这个项目的承包商。这个规范是主观的，并且将每个承包商所能提供的服务量化的结果也是非常主观的。尽管“低标价中标”的方法有主观性和偏见性，它仍在继续使用的主要原因是它易于述诸文件并说明报价。采购中的“征询方案”（RFP）方式，同时考虑了价格和满意度，并且可以被犹他州使用。然而，主观认知政治、缺少一致性的认知和难以鉴别与辨识承包商之间的不同，使犹他州在建设过程中不使用RFP。
现有的“低标价中标”系统有以下特点：
- 项目没有按时和在预算内完成；
- 犹他州的项目经理将大部分时间花在解决不完整的文件所带来的争论中或者主观决策中；
- 项目经理过度劳累；
- 采购物品的使用机构有时会对采购施工不满意；
- DFCM被诉讼和昂贵的安抚费所困扰。
PIPS的过程
PIPS的过程包含以下步骤和行动：
- 教育、绩效标准、注册会议。承包商需要了解PIPS的过程。承包商需要了解关联需求（总承包商需要提交25个所有者和15个分包商）；
- 承包商提交关联方；
- 收集绩效数据。这些数据产业确认的绩效标准问卷调查所检测。
- 设计和完善投标所需的技术参数；
- 所有者设置标准的权重；
- 投标前/实地考察会议。承包商必须出席会议。会议纪要会成为合同的附加项。
- 承包商提交投标/管理计划书；
- 计划书的“盲审”。计划书经审查委员会审查，没有承包商的名字在审查期间被曝光。
- 主要人员的面试。项目经理和现场管理者参加面试并按照他们的预测和最小化风险的能力进行排序；
- 承包商的优先次序。根据以往的承包商履约情况和关键人员、价格、管理计划以及面试情况确定承包商的优先次序。确定次序所使用的数字模型是加以修改了的Zeleny于1994年提出的移动理想模型（DIM）。这个模型被加以修改来应对情况的差异。
- 合作关系/授权前会议。总承包商和重要的分包商被要求协调技术规范和图纸。任何差异都需要提请信息咨询并且在合同确定前解决。
- 合同的确定。合同包含修改了的技术标准和图纸、管理计划、面试纪要和投标前会议。
人工智能处理模型
PIPS通过使用AI引擎来收集绩效数据并将其转化为信息（区分和预测未来结果的数据）。每一条数据都在相关的基础上被转化成信息，然后根据需求进行测定，以此来使待选项最少化。该模型采用偏置要求（权衡标准之间的关系）并通过在此标准上加总与最佳价值之间的相对距离乘以权重因素和信息因素（价值的相对传递）来优化和确定最佳价值。信息因素使用了自然对数的倒数功能。AI处理过程有以下特点：
- 不带偏见地进行决策。处理器不具有偏见。它每次新的决定都不是基于过去的经验来做出。
它不是一个专家系统或神经网络。专家系统模拟专家，然而专家是存在偏见地（缺少所有信息）。神经网络是相似的、优化的信息。
2. 它是一个从所有者接受主观的要求的多目标决策处理器。所有的业主存在偏见。IMT指出，存在偏见的所有者不应通过专家将他们的需求转化成其他事物。
3. AI处理器把承包商的绩效类别按照优先顺序排列出来，其中包括以往的业绩和现在识别并最小化风险的能力，然后将不同水平的绩效与价格关联起来。
4. 当数据更多时，AI系统会变得更有力，但每次决策时使用的都是相同的决策过程。数据可以被重复使用，但信息不能被重复使用。
所有者的优先顺序通过设定标准的权重来完成。权重的设定是为了最小化不能履行条约的风险。过去的经验显示出，PIPS去除了50%的承包商，包括执行合约存在困难的承包商。
风险最小化是通过确保以下事项来完成的：
- 承包商和主要项目人员的业绩通过在很多项目中的相关数据来衡量的。在资格预审流程中没有确定最小的相关数据量。
- 承包商的选择标准是能够识别并最小化风险。
- 参与项目承包商的关键人员必须通过面试过程表明他们能够可视化项目，识别和最小化风险，并且在竣工日前就完成项目。
- 与大多数最佳价值权重机制不同，PIPS权重的设定是为了降低风险和识别所有者的主观偏见。信息越可靠，信息的价值就越大。
书面的“手段和方法”的规范以及最低要求被最小化。最低标准或要求由没有责任方设置，通常设置较低以适应的执行水平较差承包商和制造商。该标准是主观的，与已有的执行水平关联不大，并且会带来风险。预审是主体使用的例子，并且在这个过程中并没有被使用到。PIPS允许每个承包商投标，然后PIPS会选择最佳价值。较差的执行力在任何一个层面上都会使承包商不具备竞争力。PIPS也允许承包商从中退出竞争。不具备竞争力的承包商自己做出决定。各方都被允许知道完整的信息，尤其是不具备竞争力的承包商。
PIPS的测试结果表明，不具有执行力的承包商在识别和风险最小化存在困难。它是较少主观允许承包商识别和最小化风险与对承包商的执行能力进行主观判断具有更小的主观性。如果承包者不允许识别风险和最大限度地减少风险，而仅仅要求他们为技术规范和设计提交一个价格，那么是没有一个毫无偏见地方法来选择最佳的承包商。PIPS也显示识别和风险最小化的能力是承包商之间巨大的差别。
管理水平的打分是匿名的。没有任何承包商的工作人员或以前项目的名称被允许出现在管理计划中。管理计划根据差别由选择出来的委员会成员单独划分等级。如果有人违反匿名原则，则评级是无效的，并由不同人员重新进行，亦即一个新的选择小组。识别出有偏见的评级并不困难。
PIPS是一个向承包商提供完整信息的系统。所有者在投标之前会设置等级权重。选择委员会的评级会被检测是否存在腐败并且在投标结束后公示。承包商通过绩效标准和选择相关数据来展示自己。他们还提交自己的管理计划和关键人员的面试结果。 PIPS最小化单个委员会成员由于与承包商能力无关的偏见而影响选择结果的机会。
Bridgerland ATC测试
Bridgerland学术培训中心（ATC）整修项目是一个对现有的教育设施翻新的项目。雇主有以下要求：
1. 整修费用300万美元；
2. 7个月内完成施工。在原始的低标价中标建筑中是20个月。
ATC的主管，在了解了PIPS后，任命他自己和两个工作人员组成承包商选择委员会。再加上另外两名DFCM设施管理人员，委员会合计有五名成员。虽然管理计划评估是匿名的，评估人员并不知道是评估的是哪个承包商，ATC工作人员有时能够确定提交计划的承包商是否是他们所喜欢的，并且给予相对于其他管理计划来说很高的评价（表1）。
PIPS要求，三人作为一个集团，只提交一组评价，而不是单独评级。“集团投票”一直持续到关键人员面谈。ATC的成员以集团的形式进行投票是因为Bridgerland ATC坐落于农村地区，并根据其过去的施工经验，Maughan博士和他的同事认为，根据过去的经验，在该地区只有一家承包商具有七个月完成建筑工作的资格。ATC要求新的设备，而如果承包商预算超支或者在规定时间内没有完成，将会导致更多的租赁费用（Maughan 2000）
管理计划的排名结果可以再表1中看到。表2展示了两个无偏见的评价者和三个存在偏见的评价者对于管理计划评级的不同。无偏见的评价者选择了4号承包商为最佳承包商，3号承包商其次，1号承包商在9个承包商中排第八。无偏见的评价者认为4号承包商比1号承包商得分高出33%。有偏见的评价者认为1号承包商比4号承包商的得分高出47%。这两组的评分显示出了80%的差异。三名有偏见的评价者有时选定他们有信心的承包商。所有的评价者应该都不知道是哪一家承包商写的管理计划书。这是为了减少由于其他因素而非预测和最小化风险的能力而带来的偏见地可能性。Bridgerland ATC的主管同意自己和机构的代表存在偏见。他指出：
1.根据过去的业绩，唯一能够满足质量和时间要求的是1号承包商；
2. Bridgerland ATC没有兴趣与其他任何承包商一起工作。
项目团队的结果（表3）和现场面试评级遵循几乎相同的模式（表4）。不带偏见的评估者会选择3号承包商，而存在偏见评估者会选择1号承包商。管理计划和面谈的评级与过去的业绩数字共同列示（表5）。过去的业绩数字表示了分包商在各自的领域中与根据调整后的DIM模型而确定出的最佳数字之间的相对距离的总和。该模型随后被重新运用到价值计算中，结果见表6。1号承包商排第一；2号承包商排第二；3号承包商排第三
承包商1排名第一;承包商2，第二位;和承包商3，第三位。有趣的是，1号承包商（机构的选择）在过去有着最好的业绩（Kashiwagi 2001）。
如果本次采购选用传统的RFP过程，即根据主观判断来做出决定，1号承包商将被授予合同。然而，这不是PIPS过程。管理计划和面试都应该根据相对的优点来评级。然后根据模型来做出排名。管理计划排名的时候不应有其他的先验知识，以此来减少偏差。犹他州DFCM的主管指示第二次实施该进程。尽管机构强烈反对，这个过程仍然在全新的遴选委员会中重新运行。承包商被要求重新进行面试，在不知道是哪一家承包商的情况下，委员会对管理计划进行打分。1、2、3、4号承包商（在存在偏见的回合中具有竞争性）和7号留下进行新的面试。新的评分结果展示在表7中，DIM的结果展示在表8中。3号承包商有最高的管理计划得分和面试得分，因此排第一。1号承包商排第四，仅高于7号承包商（这个结果与第一回合中管理计划和面试评级的结果非常相似）。3号承包商最终被授予了该项目。
PIPS采购的结果
整修工程在预算内按时完成了，并且整修质量符合了用户和建筑所有者的期望。3号承包商的绩效可以通过以下内容来量化：
1. 承包商提前两周完成了施工，并且比原来的“低出价者中标”的整修计划少用了12个月（节省了一年的时间）。在PIPS过程中，承包商设置自己的施工进度，比所有者要求的时间短。
2. 没有产生成本变更单。<!--
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