李 媛， 付金璐

(1.天津大學(xué)管理與經(jīng)濟(jì)學(xué)院，天津 300072； 2.中交路橋工程檢測有限公司，河北 石家莊 050021)

一、引言

在經(jīng)濟(jì)全球化背景下，國際經(jīng)濟(jì)失衡導(dǎo)致國際資本在全球范圍內(nèi)重新配置。目前，擴(kuò)大內(nèi)需，尤其是刺激消費(fèi)已成為政府和學(xué)界統(tǒng)一的經(jīng)濟(jì)調(diào)整口徑，但不能僅依靠個(gè)體經(jīng)濟(jì)行為促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。但是，在這個(gè)經(jīng)濟(jì)增長的背后，由于工程項(xiàng)目決策不科學(xué)，工程造價(jià)預(yù)測不準(zhǔn)確，工程管理方法相對(duì)落后，而導(dǎo)致了諸多工程的投資規(guī)模失控、施工質(zhì)量不穩(wěn)定，造成了投資的巨大浪費(fèi)。在某種意義上講，目前工程造價(jià)管理理論和方法上的缺陷是導(dǎo)致工程管理問題層出不窮的根源?，F(xiàn)實(shí)迫切需要建立起我國科學(xué)規(guī)范的工程建筑業(yè)管理體制和運(yùn)行機(jī)制，科學(xué)規(guī)范工程造價(jià)管理體制和運(yùn)行機(jī)制。

二、基礎(chǔ)理論

(一) 全生命顯著性造價(jià)的定義及階段劃分

英國標(biāo)準(zhǔn)化組織BS ISO 15686對(duì)全生命周期造價(jià)的定義[1]如下：全生命周期造價(jià)分析是評(píng)估建筑產(chǎn)品建造績效，幫助在不同方案中做出選擇，這些方案均可滿足客戶需求，但是具有不同的初始造價(jià)和運(yùn)營成本。全生命周期造價(jià)提供了一種量化的方法，在相同的決策過程中，對(duì)各競爭性的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行選擇。這一點(diǎn)是非常重要的，因?yàn)榻ㄖ袠I(yè)在某一特定的設(shè)計(jì)問題上存在多種選擇方案，而每一種可選擇的方案又有不同的全生命周期造價(jià)。全生命周期造價(jià)技術(shù)可以廣泛的應(yīng)用于擬建工程項(xiàng)目當(dāng)中，而且可以應(yīng)用于已建項(xiàng)目的運(yùn)營期。

在我國，根據(jù)工程造價(jià)的具體情況，可以將建設(shè)項(xiàng)目全生命周期工程造價(jià)管理階段劃分如圖1所示：決策階段、設(shè)計(jì)階段、實(shí)施階段、竣工驗(yàn)收階段和運(yùn)營維護(hù)、棄置回收階段。

圖1 全生命周期造價(jià)管理階段劃分

(二)基于顯著性理論簡化全生命周期造價(jià)的模型

“顯著性成本(Cost-significant，CS)”的思想來源于“顯著性理論”。那么工程項(xiàng)目是否符合“顯著性理論”呢？國外在這方面已經(jīng)有一些實(shí)證研究結(jié)果。Asif(1988), Al-Hajj(1991),Saket(1986),Zakieh(1991)都發(fā)現(xiàn)了工程量清單中大約20%的分部分項(xiàng)工程大約占工程總造價(jià)80%的現(xiàn)象[2-5]。

將顯著性理論應(yīng)用于計(jì)算建設(shè)項(xiàng)目的全生命周期造價(jià)中，一個(gè)工程可以分解為眾多的分部分項(xiàng)工程，這些分部分項(xiàng)工程的造價(jià)分布非常不均勻，但如果按照分部分項(xiàng)工程的造價(jià)從高到低排序，把造價(jià)排在前20%的分部分項(xiàng)工程稱為顯著性成本項(xiàng)目(cost-significant item, CSIs)，其余的分部分項(xiàng)工程稱為非顯著性成本項(xiàng)目(non-cost significant item, non-CSIs)。

運(yùn)用顯著性理論，簡化全生命周期造價(jià)方法，得到全生命顯著性造價(jià)的模型如下：

NPVj=Cj+Oj-Sj

(1)

式中，Cj為項(xiàng)目第j方案的初始建造成本，或稱全過程顯著性造價(jià)；Oj為項(xiàng)目第j方案的運(yùn)營維護(hù)成本，或稱運(yùn)營過程顯著性造價(jià)；Sj為項(xiàng)目第j方案的棄置回收成本；csf1為項(xiàng)目第j方案初始建造成本的顯著性因子；csf2為項(xiàng)目第j方案運(yùn)營維護(hù)成本的顯著性因子；C(csi)ji為項(xiàng)目第j方案初始建造成本的顯著性項(xiàng)目；S(csi)ji為項(xiàng)目第j方案CSIs運(yùn)營維護(hù)成本的顯著性項(xiàng)目；T′為項(xiàng)目建造時(shí)間；T為項(xiàng)目全生命周期時(shí)間；d為折現(xiàn)率。

(三)物流集成化理論

物流集成化(integrated logistics support，ILS)是一種非常結(jié)構(gòu)化的管理方式，目的是確保所使用的系統(tǒng)以最小的WLC滿足所有評(píng)價(jià)系統(tǒng)的性能指標(biāo)(Blanchard and Fabrycky, 1991)。一個(gè)建筑物應(yīng)設(shè)計(jì)為以最低的WLC使系統(tǒng)滿足所有功能設(shè)計(jì)要求，并且保持在隨時(shí)可以使用的狀態(tài)。

ILS的技術(shù)結(jié)構(gòu)和WLC的關(guān)系見圖2。

三、物流集成化方法優(yōu)化全生命顯著性造價(jià)的理論模型及應(yīng)用

(一)案例簡介

本案例研究證明了在滿足使用者和運(yùn)營要求的同時(shí)，如何在實(shí)際中應(yīng)用WLC模型的各項(xiàng)程序及獲得何種成本節(jié)約。這個(gè)案例研究的是某所大學(xué)的教學(xué)樓的建設(shè)、使用及運(yùn)營維修情況，該教學(xué)樓共5層，在校生為5 000人。在對(duì)該研究對(duì)象進(jìn)行分析時(shí)考慮到資金和設(shè)施管理階段但沒有考慮廢棄階段，因?yàn)樵摻虒W(xué)樓仍處在生命期中。在建設(shè)項(xiàng)目中，由于數(shù)據(jù)庫建設(shè)的不完善使得數(shù)據(jù)信息不充分，綜合考慮灰色系統(tǒng)理論的優(yōu)越性，從而選取該方法建立模型，通過已完工程數(shù)據(jù)對(duì)擬建工程項(xiàng)目要素造價(jià)進(jìn)行預(yù)測。

(二)確定顯著性要素

參考初步設(shè)計(jì)的WLC建筑要素，按照WLC數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在要素水平上劃分，可以確定出28個(gè)建筑要素。維護(hù)和運(yùn)營成本不能在要素水平上獲得，而只能分解到項(xiàng)目水平。因此，分解步驟如下：第一步是在要素水平上估算維護(hù)和運(yùn)營成本；第二步是將顯著性理論應(yīng)用于建設(shè)成本、替換成本、計(jì)劃預(yù)防成本、檢查成本和運(yùn)營成本中。

圖2 ILS的技術(shù)結(jié)構(gòu)和WLC的關(guān)系

該項(xiàng)目全部建筑要素的WLC之和為6 931 452 元，28項(xiàng)要素平均WLC為247 552元。那么要素總造價(jià)高于平均造價(jià)的即為WLC顯著性要素。通過計(jì)算可得顯著性要素為7項(xiàng)，即25%的項(xiàng)目占了總造價(jià)的81%。未經(jīng)折現(xiàn)的建筑要素造價(jià)分布如圖3。當(dāng)折現(xiàn)率為3.5%時(shí)，各建筑要素的WLC分布如圖4。當(dāng)折現(xiàn)率為5%時(shí)，各建筑要素的WLC分布如圖5。

通過上面對(duì)WLC的分析可以得出，根據(jù)折現(xiàn)率的不同會(huì)產(chǎn)生7個(gè)或8個(gè)顯著性項(xiàng)目，只是它們的排列順序會(huì)發(fā)生改變。為了進(jìn)一步研究，使用按3.5%的折現(xiàn)率排列的WLC顯著性要素。本研究項(xiàng)目的目標(biāo)集中在建筑物的結(jié)構(gòu)要素上，因此，選擇3個(gè)顯著性要素(地面裝飾、墻面裝飾和窗戶)做進(jìn)一步分析。

(三)ILS技術(shù)的應(yīng)用

1.確定每一顯著性要素的要求、限制及備選方案料、鋁合金和塑鋼等選擇。對(duì)于窗戶來說沒有限制因素。

為了使描述更加清晰，現(xiàn)將分別對(duì)上述三個(gè)WLC顯著性要素進(jìn)行說明。

圖3 建筑要素WLC的分布(未折現(xiàn))

(1)窗戶。例如，窗戶的材料類型有針葉木

圖4 建筑要素WLC的分布(折現(xiàn)率為3.5%)

圖5 建筑要素WLC的分布(折現(xiàn)率為5%)

(2)地面裝飾。對(duì)于地面裝飾要根據(jù)區(qū)域功能確定各種需求及限制。

(3)墻面裝飾。對(duì)于墻面裝飾有兩個(gè)備選方案，第一個(gè)方案是應(yīng)用灰漿粉刷走廊，第二個(gè)方案是應(yīng)用預(yù)制混凝土砌塊。

2.估算WLC顯著性要素的各備選方案的WLC

為了估算每一備選方案的WLC需要確定哪些任務(wù)會(huì)發(fā)生成本。這些任務(wù)按如下方式確定：

(1)建造任務(wù)由初始項(xiàng)目數(shù)據(jù)確定。

(2)應(yīng)用FMEA和RCM技術(shù)來確定每一WLC顯著要素的維修任務(wù)，從而在要素水平上確定維修任務(wù)。

將FMEA技術(shù)應(yīng)用在已選要素及其備選方案基于如下步驟：

(1)將建筑要素分解為各組分；

(2)確定各組分的功能；

(3)識(shí)別各組分的故障模式；

(4)識(shí)別產(chǎn)生故障模式的故障原因；

(5)識(shí)別故障影響并確定糾正措施從而消除或減少故障的發(fā)生。

將FMEA技術(shù)應(yīng)用在潮濕區(qū)域地面裝飾的組分中所產(chǎn)生的結(jié)果見表1。

表1 FMEA技術(shù)在地面裝飾中的應(yīng)用

將RCM技術(shù)應(yīng)用在已選要素及它們的備選方案中，識(shí)別產(chǎn)生每一故障的故障原因并選取合適的維修任務(wù)。將RCM技術(shù)應(yīng)用在地面裝飾見表2所示。

表2 RCM技術(shù)在地面裝飾中的應(yīng)用

3. 比較WLC顯著性要素的不同備選方案

在每一WLC顯著性要素及其備選方案的WLC確定出來之后，就可以對(duì)它們進(jìn)行排序。窗戶的可選方案排列見表3。

表3 窗戶的可選方案排序 (d=3.5%)

從表3可以看出，盡管塑鋼窗戶具有最低的建設(shè)成本，可是它的全生命周期成本最高。從建設(shè)成本角度來看，針葉木材窗戶排列第二位，可是它的全生命周期造價(jià)最低。而建設(shè)成本最高的鋁合金窗戶總造價(jià)位于第二。同理分別對(duì)地面裝飾、墻面裝飾和內(nèi)外墻可選方案進(jìn)行排序，見表4～表6。

表4 地面裝飾的可選方案排序(d=3.5%)

表5 墻面裝飾的可選方案排序(d=3.5%)

表6 內(nèi)外墻可選方案排序(d=3.5%)

4.研究結(jié)果

綜合數(shù)據(jù)分析可以獲得各顯著性要素的初始WLC和應(yīng)用ILS技術(shù)之后的可選最優(yōu)方案的WLC，見表7。

表7 顯著性要素的WLC

從計(jì)算表格可以看出，窗戶的WLC降低了14.34%,地面裝飾的WLC降低了10.53%,墻面裝飾的WLC降低了15.83%，綜合這4個(gè)顯著性要素得到總的WLC降低了11.99%。該案例研究證明了選擇少量的顯著性要素，并對(duì)顯著性要素的可選方案進(jìn)行更詳細(xì)的分析，從而在滿足建設(shè)和運(yùn)營績效要求的情況下降低WLC是可行的。研究結(jié)果還表明：WLC的降低程度受到可選方案、生命周期和折現(xiàn)率等因素的影響。

四、結(jié)束語

從全生命周期角度入手，以物流集成化ILS技術(shù)確定最優(yōu)投資設(shè)計(jì)方案，用顯著性CS理論簡化投資控制程序和工作量。在物流集成化技術(shù)的研究中，結(jié)合了實(shí)例進(jìn)行驗(yàn)證。以某大學(xué)的教學(xué)樓作為研究對(duì)象，利用顯著性理論找出顯著性成本項(xiàng)目，并對(duì)各顯著性項(xiàng)目的備選方案作進(jìn)一步分析，再將故障模式影響分析FMEA技術(shù)和可靠性維護(hù)RCM技術(shù)應(yīng)用在最優(yōu)方案的選擇中，從而確定最終方案，優(yōu)化了全生命周期造價(jià)。