基于全壽命周期的鍋爐廠房建筑施工成本管控系統(tǒng)

張繼忠

山西省工業(yè)設備安裝集團有限公司 山西省大同市 030032

成本管控作為鍋爐廠房建筑施工項目管理的關鍵構(gòu)成部分，是實施建筑施工項目生產(chǎn)活動過程中最被關注的問題[1]，其建筑施工成本的高低直接影響對應經(jīng)營企業(yè)的經(jīng)濟效益[2]。在當下的市場規(guī)范經(jīng)濟狀況下，合理節(jié)約成本，提升核心競爭力，是企業(yè)在激烈的市場競爭中占得一席之地的有效措施。鍋爐廠房建筑施工成本管控需要對其整個施工項目的成本實施全面的系統(tǒng)管控，以期在保證施工質(zhì)量的前提下，實現(xiàn)最低施工成本目標[3-4]。

全壽命周期成本（LCC）也稱為壽命周期費用，是指項目整個壽命周期中的成本之和[5]。LCC 管控需要以項目不同階段的特性為依據(jù)，采用相對管控措施，由全壽命周期角度全面系統(tǒng)地管控項目不同階段的成本，實現(xiàn)在全壽命周期內(nèi)項目不同階段成本的最小化[6]。

1 全壽命周期的鍋爐廠房建筑施工成本管控系統(tǒng)

1.1 系統(tǒng)整體架構(gòu)

鍋爐廠房建筑施工LCC 管控系統(tǒng)一般由組織系統(tǒng)、信息系統(tǒng)和考核系統(tǒng)3 個子系統(tǒng)構(gòu)成，這些子系統(tǒng)同時貫穿作用于鍋爐廠房建筑施工全壽命周期的總體過程中，屬于鍋爐廠房建筑施工LCC 管控系統(tǒng)的關鍵構(gòu)成。系統(tǒng)整體架構(gòu)見圖1。

（1）組織系統(tǒng)：鍋爐廠房建筑施工企業(yè)應實施分級、分口管控責任機制，以責任中心作為基礎單元創(chuàng)建成本費用管控組織系統(tǒng)，實現(xiàn)有效管控成本費用的目的。在此子系統(tǒng)中，施工企業(yè)的內(nèi)部單位屬于具備一定管控權(quán)限的成本責任中心與費用責任中心[7]。其中費用責任中心的責任為擔負費用的發(fā)生額，成本責任中心的任務為擔負全部發(fā)生成本。以各中心的任務內(nèi)容為依據(jù)，分解成本費用預算為兩個責任中心的成本費用預算，同時依據(jù)此預算分析考核成本費用。

（2）信息系統(tǒng)：由于對鍋爐廠房建筑施工成本造成影響的信息較多且較為繁瑣，為提高處理實時信息的效率，有效管控施工成本，需創(chuàng)建可行的信息系統(tǒng)。對于鍋爐廠房建筑施工成本管控信息系統(tǒng)來說，其所包含的信息為合同與合同變更信息、目標成本信息、現(xiàn)實成本信息、市場價格信息，以及目標成本與現(xiàn)實成本間偏差信息等[8]。

（3）考核系統(tǒng)：有效評價與衡量施工成本管控效果的方式即為考核系統(tǒng)，該子系統(tǒng)能夠分析評價當下環(huán)節(jié)的成本管控，同時為之后環(huán)節(jié)的成本管控提供有效依據(jù)。通常情況下，該子系統(tǒng)的考核方式為通過設置成本考核標準，對成本考核的計量方式予以設定，同時設定獎懲制度便于考核過后實行獎懲。

1.2 LCC 管控階段劃分

為實現(xiàn)預期鍋爐廠房建筑施工成本管控目標，需合理運用局部與整體的辯證統(tǒng)一關系，科學劃分鍋爐廠房建筑施工的LCC 管控為決策、設計、施工及運營維護4 個階段[9]。各階段所對應的成本管控內(nèi)容均有所不同，具體如圖2 所示。

1.2.1 決策階段成本管控

決策階段為鍋爐廠房建筑施工LCC 管控中最關鍵的階段，也是鍋爐廠房建筑施工的初始階段。通過科學合理的對擬建鍋爐廠房建筑實施技術(shù)經(jīng)濟論證，可掌握決策階段成本管控的關鍵點，實現(xiàn)成本管控目標[10-11]。決策階段成本管控的關鍵點在于：

圖2 LCC 管控階段劃分

（1）鍋爐廠房建筑規(guī)模：以市場、經(jīng)濟、環(huán)境、地域、技術(shù)及效益等的綜合影響作為考量，確定鍋爐廠房建筑規(guī)模。規(guī)模的大小對生產(chǎn)能力的大小、擬建鍋爐廠房建筑成本的高低均起到?jīng)Q定性作用。

（2）施工標準：擬建鍋爐廠房建筑投資決策的關鍵在于施工標準的確準，投資決策應考量的內(nèi)容包括擬建鍋爐廠房建筑的規(guī)模大小和占地面積大小、技術(shù)標準、所用的工藝設備及投入到施工中的勞動需求等。

（3）施工地址：應將地域特性與其影響考慮在內(nèi)，并對原料地與消費地間的關聯(lián)及規(guī)?；┕さ目赡苡枰越y(tǒng)籌，以此實現(xiàn)節(jié)約運輸成本并提升施工效益的目的。

（4）工程技術(shù)方案：此方案是擬建鍋爐廠房建筑施工活動的基礎，可解決施工所需設備、施工工藝及工器具的選取問題。

1.2.2 設計階段成本管控

設計階段成本管控方法主要包括限額設計的采用、設計招標、實施標準化設計及推行價值工程在設計中的運用。其中限額設計是以專業(yè)劃分投資額為各個專業(yè)設計限額，依據(jù)總概算與投資預算的次序?qū)嵤┦┕D設計及初始設計，需符合使用功能需要，限制設計變更[12]；設計招標是指以安全適用、技術(shù)先進、結(jié)構(gòu)合理及功能全面等為依據(jù)，擇優(yōu)選出最優(yōu)設計方案；標準化設計可保障設計質(zhì)量、縮短施工周期，并提升建筑的經(jīng)濟效益；在設計中推行價值工程的運用可有效提升設計產(chǎn)品的價值。

1.2.3 施工階段成本管控

作為鍋爐廠房建筑施工全壽命周期中投資最高的階段，施工階段是鍋爐廠房建筑施工LCC 管控中的重點[13-14]。此階段的成本管控過程為：將投資管控額作為目標值，以現(xiàn)實狀況為依據(jù)對產(chǎn)生目標值偏離的可能性展開分析，同時主動實施預防措施，對比現(xiàn)實值與目標值，當產(chǎn)生現(xiàn)實值偏離目標值問題時及時糾正偏差，有效結(jié)合成本管控主動性與動態(tài)性。

施工階段成本管控的方法包括：對施工合同加強管理；嚴格把控工程變更；管控材料與設備費用；合理處理工程索賠；加強施工方案優(yōu)化與施工組織設計審核。

1.2.4 運營維護階段成本管控

運營維護階段成本主要包括設備更換成本、運營成本、鍋爐廠房建筑殘值及維護修理成本等[15]。此階段的管控方法類似工程法：通過對比相似工程運營維護階段的非年度成本與年度成本，找到運營維護成本的合理區(qū)間并實行管控。

1.3 LCC的運算方法

在運算LCC 中所涉及的3 個主要變量為折現(xiàn)率、周期及成本。LCC 包含初始成本與壽命周期中的全部未來成本，應統(tǒng)一折現(xiàn)全部現(xiàn)金流為初始年度的現(xiàn)值，方可實施匯總與對比，實現(xiàn)對初始成本與未來成本的精準組合。

為簡化LCC 運算，以各個年末所產(chǎn)生的年度支出作為全部重復產(chǎn)生的成本，在全部重復產(chǎn)生的成本現(xiàn)實產(chǎn)生的年末為一次性成本的產(chǎn)生時期。未來一次性成本的現(xiàn)值運算式見式（1）。

通過疊加鍋爐廠房建筑施工LCC 中的各種成本現(xiàn)值，并將現(xiàn)金流入的現(xiàn)值減掉，即為鍋爐廠房建筑施工的LCC。依據(jù)初始投資成本、運營成本、維護成本及殘值劃分LCC，那么LCC 運算式見式（3）。

式中：J0——初始投資成本，即建筑施工投資，它包含決策階段成本、設計階段成本及施工階段成本；

U——運營成本；

N——維護成本；

T——壽命周期；

t——時間變量；Qt——現(xiàn)值。

Qt的計算式見式（4）。

式中：S——折現(xiàn)率。

2 結(jié)果與分析

實驗以某地區(qū)擬建的鍋爐廠房工程為例，通過Matlab 軟件構(gòu)建仿真系統(tǒng)，對該擬建鍋爐廠房工程的建筑施工成本實行管控。實驗中重點通過檢驗設計階段的管控效果，以及運用系統(tǒng)管控后所獲得的最優(yōu)設計方案，驗證上述系統(tǒng)的可行性。

擬建工程概況：鍋爐廠房的主廠房建筑占地面積為1463m2，建筑面積為4815m2，主廠房建筑主要包括鍋爐間、除氧煤倉間和汽機房三部分。其中除氧煤倉間和汽機房分別為鋼筋混凝土框架架構(gòu)和鋼筋混凝土排架架構(gòu)。建筑所需安全等級為二級，使用年限為60 年，火災危險性屬于丙類，耐火等級屬于二級，抗震設防烈度為7 度，所需構(gòu)造措施設防為8 度。

2.1 設計階段管控效果分析

現(xiàn)有兩種針對擬建工程的設計方案參與投標，兩種設計方案的具體設計細節(jié)如表1 所示。

為便于分析，在此以單個400m2鍋爐間為單位，通過系統(tǒng)運算兩種設計方案下此鍋爐間的LCC，以獲得最優(yōu)設計方案。為此鍋爐間LCC 運算設定的假設條件為：壽命周期為60 年，折現(xiàn)率為9%，每年運營與維護成本以4%的幅度提升，對于整體LCC 而言占比不高的殘值暫不考慮在內(nèi)，兩種設計方案的成本如表2 所示（表中面積是指包含容積率在內(nèi)的建筑面積）。

表1 兩種設計方案的部分設計細節(jié)

表2 兩種設計方案各項成本明細 元/ m2

依據(jù)表2 中兩種設計方案的各項成本明細數(shù)據(jù)，分別計算實驗鍋爐間的LCC，結(jié)果如表3 所示。

以表3 中數(shù)據(jù)為依據(jù)，為更清晰呈現(xiàn)兩種設計方案下實驗鍋爐間的LCC，以繪制柱形圖的形式呈現(xiàn)全壽命周期內(nèi)每年的成本變化趨勢，結(jié)果如圖3 所示。

結(jié)合表3 與圖3 中的數(shù)據(jù)，通過LCC 運算方法可得出，設計方案a 和設計方案b 的實驗鍋爐間LCC 分別為3177568 元和2934736 元，可見，方案b 的鍋爐間LCC 更低，設計方案b 優(yōu)于設計方案a。

2.2 管控效果評價

圖3 不同設計方案LCC趨勢圖

表3 不同設計方案的鍋爐間LCC明細 元

為進一步檢驗本LCC 系統(tǒng)的管控效果，現(xiàn)對兩種設計方案實行對比評價，依據(jù)對比評價結(jié)果檢驗所選取設計方案的合理性，以此評價LCC 系統(tǒng)的管控效果。由各方面專家共同構(gòu)成價值管理團隊，以打分的方式對兩種設計方案實施評價，打分法選取10 分制，評價指標包括：平面和立面設計、整體平面布局合理程度、滿足實驗地區(qū)整體規(guī)劃程度、設計方案整體構(gòu)思狀況、滿足工程片區(qū)規(guī)劃程度、供水排水、基本選型與處理、架構(gòu)設計、消防設施等。結(jié)果如表4 所示。

表4 兩種設計方案評價結(jié)果對比

通過表4 能夠看出，設計方案b 最終評價結(jié)果的總分高于設計方案a，說明設計方案b 的綜合程度比設計方案a 更優(yōu)越，設計合理性更高。此評價結(jié)果與實驗結(jié)果相同，由此說明，本LCC 系統(tǒng)所選取的設計方案合理可行，同時也進一步驗證了LCC 系統(tǒng)的管控效果。

3 結(jié)論

通過設計新的基于全壽命周期的鍋爐廠房建筑施工成本管控系統(tǒng)，對鍋爐廠房建筑施工全壽命周期內(nèi)不同階段分別實施成本管控，并結(jié)合LCC 運算方法，實現(xiàn)鍋爐廠房建筑施工最低LCC。

通過實驗分析得知，本LCC 系統(tǒng)可針對建筑施工工程設計階段實施有效合理的管控，選取出成本最低的最優(yōu)設計方案，為實現(xiàn)鍋爐廠房建筑施工全壽命周期最低成本奠定基礎。在以后的研究中，進一步將本LCC 系統(tǒng)應用于擬建鍋爐廠房建筑施工中，進一步檢驗其對工程其他階段的成本管控效果，以提升本系統(tǒng)的實際應用性。