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政府投資房建項目造價控制目標值測算研究
作者: 發布時間:2019-06-25


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摘要:文章提出政府投資房建項目造價控制“目標值”概念,指出“目標值確定”在項目管理中的重要作用和意義。從運籌學線性規劃理論出發,構建了造價控制目標值求解模型,并對模型參數進行標定。通過某房建項目案例驗證了目標值求解模型可用性與可行性。文章旨在為工程人員實施造價控制提供參考與幫助。

關鍵詞:  政府投資   造價控制   目標值  測算

Research on Cost Control Target Value Calculating Based on Government

Investment Construction Project

Zhenquan-wu

Beijing Municipal Engineering Consulting Corporation, Beijing, 100031, China

Abstract: This paper put forward the concept of construction cost control target value, and pointed out the importance and significance of the cost control in the government investment project. Referred to the optimization idea of the operation research, the paper used the linear programming theory to build the target value mathematical model. The availability and feasibility of the model was verified by the case of a construction project. The purpose of this paper is to provide guidance and help for the engineers to control the cost.

Keywords: Government Investment, Cost Control, Target Value, Calculate


0引言

     多年來,國內學者在工程建設投資管理與造價控制方面研究十分廣泛,并取得豐碩成果。其中圍繞工程建設實施階段造價控制問題研究最為活躍。研究成果涉及到造價控制方法論、全過程造價控制、全生命周期造價控制以及政府投資體制機制等方面[1]。然而,關于全要素造價控制的深入研究成果國內并不多見。國外發達國家政府一般采用間接的管理手段控制造價,區分政府投資項目和私人投資項目而實施不同的力度[2] [3],對于私營投資項目,政府采用政策引導的方式,依靠市場進行自發的配置與調節[4] [5]。在我國政府投資項目中,初設概算審批是行政主管部門針對項目開展投資管理的重要手段。同時,也是業主單位實施造價控制的主要依據之一。初設概算依據初設方案編制完成,它既明確了項目總投資限額,也明確了各分項內容投資額度。概算總額體現出政府投資項目造價控制剛性要求。然而,隨著施工圖設計以及工程實施過程環境條件的不斷變化,初設概算各分項內容可能發生變化,僅以經批準的初設概算總額及各分項金額直接作為造價控制目標值缺乏科學性。故此,有必要有針對性地確定能夠反映項目造價控制效果的期望值即目標值。目標值分為總目標值和分項目標值,應在初設概算審批后施工圖開始編制前確定。目標值確定過程體現了主動控制思想,強化了限額設計實現過程,與基于施工圖設計成果而開展的造價控制過程相比,更具宏觀特點,反映出建設過程中質量、進度、安全等影響因素導致的造價控制全過程。


1目標值求解模型構建思路

造價控制基本思想是用最低工程造價實現工程建設目標。在有限資源條件下,如何確保目標實現且造價最低屬運籌學最優化問題,規劃理論是解決這類問題的成熟方法[6]。盡管房建項目造價控制過程涉及影響因素較多,但在一定基本假設下,以目標值作為決策變量,以影響因素作為約束條件,以最小化造價作為投資總額目標函數,可構造出求解項目造價控制目標值的數學模型。

經批準的初設概算總額是項目造價控制的剛性限額,故可以此作為總投資限額約束即第一類約束。初設概算分項額度隨實際實施過程發生變化,各類不可抗力、市場價格波動、需求變動、工程風險、管理偏差等均影響最終投資額。故此,初設概算各分項實施中可調劑幅度有所不同,本文將可調劑幅度的限額作為第二類約束。分項工程實施周期隨施工工藝水平、規模大小、復雜程度等因素不同而不同。然而,對于常規工程而言,規模是決定進度的主要因素。在定額工期條件下,壓縮工期則產生趕工費用。進度控制就是在不斷優化關鍵路徑上相關分項工程工期條件下,確保新工期不超過總工期目標。本文從趕工費用支付與進度關系出發構建投資-進度的關系并由此作為第三類約束條件;對業主單位而言,質量可理解為有效滿足功能需求或要求的程度。本文將價值工程理論[7]中關于功能水平實現程度作為衡量工程質量的量度,并以此作為投資-質量約束即第四類約束條件;對于工程材料與設備而言,其市場競爭條件所形成的“品牌檔次水平等級”可理解為是一種“商務水平等級”。商務水平等級在設計條件中難以描述,其等級差異對工程造價產生影響較大。本文假設商務水平等級分為“中高”和中“低檔”兩等級,并由此構造投資-商務水平間的關系即第五類約束條件;在趕工條件下,安全事故發生概率逐漸增加。當前在國內尚未提出關于工程進度壓縮與安全事故概率間量化關系的研究結論,但為簡化模型構造及計算過程需要,本文擬假設進度-安全因素間呈線性反比關系,并由此構建進度-安全約束即第六類約束條件;實踐表明,在工期壓縮條件下,趕工常導致質量事故發生。有研究指出,當超出允許壓縮工期合理范圍(一般為定額工期20%)以外時,工程質量問題發生頻率逐漸增加。國內研究尚未提出工程進度壓縮與質量間量化關系研究結論,但為簡化模型構造過程,擬假設進度-質量因素間呈現線性相關關系,并由此構造進度-質量約束即第七類約束。


2目標值求解模型建立

2.1模型基本形式

決策變量選定:為便于模型構造,將初設概算所對應的各分項工程造價控制目標值作為決策變量。將決策變量設為xj,則x1,x2,…,x n分別表示地基基礎工程、建筑工程、裝修工程……等分項工程的目標值,決策變量具體對應關系詳見表1所示。其中j =1,2,…n,有多少分項工程子目就對應設置多少決策變量。

目標函數:將總造價控制目標值設置為Z,則最小化的項目造價控制的目標函數為:

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經批準初設概算總限額約束(約束條件1):假設經批準的初設概算總金額為t,則約束不等式為:

QQ截圖20190702143926.jpg

可調劑幅度限額約束(約束條件2):假設各分項工程造價控制目標值為x1,x2,x3,…,xn,其所對應的經批準的初設概算分別為g1, g2, …,gn,對應的可調劑幅度下限分別為 q1, q2, …,qn,對應可調劑幅度上限分別為p1, p2, …,pn,則約束不等式為:                                              

       QQ截圖20190702143934.jpg

投資-進度約束(約束條件3):假設各分項工程造價控制目標值為x1,x2,…,xn,其所對應施工增加費比率為r1,r2, …,rn,所對應單位規模非趕工施工費用平均經驗指標分別為u1,u2, …,un,所對應的建設規模分別為i1,i2, …,in,則約束不等式為:

                                                                                                             QQ截圖20190702143945.jpg

投資-質量水平約束(約束條件4):假設各分項工造價控制目標值為x1,x2,x3,…,xn,其中對于需提高功能水平而增加費用的分項工程為xk,xl,xm,…xp,對應經批準的初設概算中所占總金額比例分別為hk,hl,hm,…,hp,則價值工程分析中功能評價系數較高的分項工程分配更多資金比例,則約束不等式為:

                                                                                                              QQ截圖20190702143951.jpg

投資-商務水平約束(約束條件5):假設各分項工程造價控制目標值為x1,x2,…,xn,其所對應商務水平等級單位規模平均造價指標經驗最低值分別為o1, o2,…,on,各分項工程所期望的單位規模商務水平檔次差異平均造價水平經驗值分別為s1,s2,…,sn,所對應的建設規模分別為i1’,i2’, …,in’,則具體約束不等式為:      

                                                                                                               QQ截圖20190702143959.jpg

進度-安全約束(約束條件6):假設各分項工程造價控制目標值為x1,x2,…,xn,其所對應的工期可壓縮比例分別為v1,v2,…,vn。假設當工期壓縮比例每提高K%,則安全事故概率增加L%。假設為避免每M%概率的事故所須安全費用為該分項工程所對應的經批準的初設概算額度的N%,克服安全事故費用與安全事故概率呈線性反比關系,則約束不等式為:

g1×(1+ q1+ N%×[v1/K%]×L%/ M%)≤ x1             (16)

                                                                                                   QQ截圖20190702144030.jpg

進度-質量約束(約束條件7):假設各分項工程造價控制目標值為x1,x2,…,xn,其所對應的趕工工期的可壓縮比例分別為v1,v2,…,vn。假設,當工期壓縮比例每提高A%,則質量功能不完備性的概率增加B%。假設為避免每C%概率的質量功能不完備性所須質量保障費用為該分項工程經批準的初設概算額度的D%,克服質量功能不完備性的費用與質量事故概率呈線性反比關系,則約束不等式為:

                                                                                               QQ截圖20190702144037.jpg

2.2模型參數確定

在約束條件2的參數確定過程中,本文采用問卷調查方式收集了十余位工程造價領域專家對概算分項工程內容造價控制可調劑幅度區間限值的經驗值。調查顯示,專家對可調劑幅度區間限值的判斷具有一致性。房屋建筑類單項工程初設概算分項內容可調劑幅度限值詳見表1所示。從表1可以看出,邊坡支護、地基基礎工程、建筑工程、通風空調工程具有較高下限值,即可產生較大資金結余,而裝飾裝修工程、消防工程、弱電工程、市政公用工程、園區市政工程等具有較高限值,即資金易突破經批準的初設概算額度。

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關于約束條件3參數,國內有學者對工期壓縮與成本費用增長關系進行了研究[8] [9] [10] [11],其中有研究結論表明:當項目工期平均壓縮19.22%以內時,成本費用平均增長率為 6.21%[11]。本文采用其經驗值進行rn測算,在對該經驗值結論分別取證后,采用內插法計算出單位壓縮比率與成本費用增長比率關系,詳見表2所示:

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在非趕工條件下施工費用平均經驗指標 un計算有兩種方式,一種是以類似項目非趕工條件下單方造價為參考,并結合項目特點修正提出經驗指標un。然而,由于所適用的類似項目不易選定,且經驗指標un修正較為復雜。為簡化計算,本文擬直接將采用可調劑幅度限額下限直接作為非趕工條件下的工程費用。

關于約束條件4參數。將初設概算的各分項工程功能實施程度作為質量水平量度。以各分項工程為評價對象,采用“0-4評分法”計算各評價對象在項目整體功能中所占的比率,從而反映質量水平。本文通過問卷調查方式收集了十余位工程建設行業領域專家對各分項工程功能重要性的評價數據,并采用其綜合評價均值作為功能重要性評價結果詳見表3所示:

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注0-4評分法檔次劃分如下:F1比F2重要的多:F1得4分,F2得0分;F1比F2重要:F1得3分,F2得1分;F1比F2同等重要:F1得2分,F2得2分;F1不如F2重要:F1得1分,F2得3分。


表3表明,對于功能評價系數較高且導致功能評價值相對經批準分項概算金額倍率較高的分項工程(即F1、 F4、 F5、 F6、 F10、 F11、 F12)應提高資金調劑額度。對于功能評價系數較低且導致功能評價值相對經批準的分項工程概算金額倍率較低的分項工程(即F2、 F3、 F7、 F8)應降低資金調劑額度。

關于約束條件5參數,有必要針對材料或設備類型較少但所占總費用比例大于50%的分項工程考慮該約束。依據經驗數據結合市場信息進行測算,得出一般條件下商務水平等級造價測度指標經驗值on。從電梯工程中主要設備的品牌、檔次所對應市場價格可看出[12]:常見一般類型電梯中低檔次與中高檔次水平在單臺市場價格差異大致約為人民幣10萬元。中低檔次電梯市場均價約30萬元,中高檔次市場均價為40萬元。故此,o電梯=30萬元/臺,s電梯=10萬元/臺。對于變配電工程,以 “千伏安(KVA)”作為測度單位進行商務水平測算,常用房建工程技術經濟指標有關數據顯示:市場占有率較低的中低檔次水平的變配電工程設備的平均單方造價約為1200元/KVA,而占有率較高的中高檔次水平變配電工程設備平均單方造價約為1800元/KVA,造價相差600元/KVA。故此,o配電=1200元/KVA,s配電=600元/KVA。

關于約束條件6、7參數。當前關于工期壓縮條件下,安全事故發生的概率與投資增加之間量化關系研究不多[13] [14]。為簡化模型,假設當工期壓縮比例每提高5%( K%),則安全事故概率增加1%(L%),每1%(M%)概率的事故所須安全投資費用增加額度為分項經批準的初設概算的1%(N%)。同理約定約束條件7。須指出:為便于模型構建,線性關系僅作為假設,有必要對此深入研究,從而使得本文模型得以進一步修正。


3目標值求解實例驗證

3.1 實例項目目標值模型

某大型房建工程項目的總建筑面積約為35萬平方米,其中經批準的初設概算數據詳見表1所示[15]。對于約束條件1,經批準的初設概算對應施工總承包工程費的總金額為t=184265萬元;對于約束條件2,將表1房屋建筑類單項工程初設概算對應分項可調劑幅度區間限值以及本項目概算數據直接帶入約束不等式;對于約束條件3,在案例項目總施工進度計劃中,對于各分項工程計劃工期、要求工期以及關鍵路徑和工期壓縮與投資增長情況詳見表5,可結合分析結論并將數據帶入;對于約束條件4,結合各分項工程價值工程分析結論,將表3相應成本系數帶入質量約束不等式;對于約束條件5,本項目電梯數量為115臺,擬采用市場中高檔次水平設備。項目用電總功率為13×104 KVA,擬采用中高檔次變配電設備,根據前文對兩類設備的測算結論直接形成商務約束;對于約束條件6和7,由于產生趕工的分項工程相同,故此可將進度-安全約束和進度-質量約束不等式合并提出進度-安全、質量約束不等式。經整理的模型具體形式詳見表4所示。

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3.2電子表格建模與Solver求解

對于上述線性規劃模型,由于約束條件較多,采用Excel中的Solver工具 對模型進行求解[16]。Excel進行電子表格建模如圖1所示。表格下部長條形黑色區域為決策變量即各分項造價控制目標值,左側0-1矩陣區域是為引用Excel中Sum-product函數而設置的輔助矩陣,右側黑色方框區域為各類約束條件,目標函數為總控制目標值并位于整個表格模型右上角。采用Excel中所加載宏控件工具Solver對規劃模型進行計算。本案例中共存共計約數十個約束條件,Solver求解計算過程在數秒內完成。結論顯示,模型存在可行域和可行解。

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圖1  造價控制總目標值求解Excel電子表格模型與Solver求解界面


Solver運算結果顯示了本項目最優化的造價控制目標值詳見表6所示。可以看出:建筑工程、強電工程目標值偏離經批準的初設概算較大,且為負偏離,故此,這兩項工程可被確定為案例項目應重點管控并有望節約工程造價的分項內容。結論顯示:由于弱電工程、裝飾裝修以及消防等工程目標值嚴重超出經批準的初設概算,須引起警惕,可將建筑工程、強電工程所節余資金針對上述三項工程內容進行調劑。

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4結束語

本文模型考慮了項目實施中主要因素對造價的影響,所求解的目標值結論對項目開展造價控制提供了依據。在初設概算審批后,施工圖設計、工程招標、價款結算等后期工作開展均應以目標值為基礎。須指出,案例模型所求解的,是在項目伊始狀態下的造價控制初始目標值,隨著環境條件不斷變化,約束條件須隨之進一步修正完善,從而有必要周期性地更新和校驗造價控制目標值。


參考文獻

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