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工程项目全寿命周期费用结构体系研究
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内容提示：全寿命周期费用结构体系是工程项目全寿命周期费用管理的重要方法。以南京地铁1号线建设项目为依托,提出二维费用结构矩阵和费用映射模型构成的工程项目全寿命周期费用结构体系。运用此方法,可以实现项目全寿命周期费用的跟踪管理,及时掌握项目全过程的费用情况;可以在不同的层次组织汇总项目费用信息,对项目费用进行分层次分析与控制;可以在项目不同阶段对任意层次的费用控制单元的费用要素进行管理,实现工程项目全寿命周期费用的优化管理。
引言
工程项目全寿命周期费用管理的目标是保证项目在建设、运营的全寿命周期内的总费用最优化。全寿命周期费用(Life-CycleCos,tLCC)综合考虑工程项目前期策划至项目运营全过程的建设与运营费用。然而,当前人们对全寿命周期费用管理的意识不强,具体技术方法缺乏,研究基础薄弱,主要体现在:
(1)建设费用与运营费用管理责任分离,没有形成建设、运营费用一体化的管理思路,缺乏研究全寿命周期费用管理的方法和工具的动力。（参考《建筑中文网》）
(2)理论研究多,实际应用的案例和应用成果少。
(3)手段工具缺乏,使得同类工程在进行费用管理时缺乏某一阶段、某一部分工程的类比数据,费用管理的结果不具有可比性。
工程项目全寿命周期费用结构体系的提出能够进行全寿命周期费用的跟踪管理,及时掌握全过程的费用情况;便于在不同的层次组织汇总项目费用信息,在不同的层次对项目费用进行分析与控制;可以有效地解决全寿命周期费用管理存在的问题。在工程项目费用结构体系研究方面,国内较具代表性的是清华大学的吴炜煜教授提出的基于组织结构、费用科目分解、费用性质的三维费用结构阵列[1],并以此提出开发工程综合信息管理系统的设想。本文提出的基于工程项目费用结构和工程系统分解结构的二维费用结构矩阵和费用映射模型更符合当前的实践情况,在南京市地铁1号线建设中的应用也取得了良好的效果,并获得了大量可靠的费用管理信息,能够为其他同类工程借鉴。
1 项目费用结构体系的定义
项目费用结构体系反映了工程项目费用的网状结构[2]。建立合理的、完备的项目费用结构体系有利于编制资源计划、进行费用估算、费用预算以及全过程的费用控制。本文提出利用二维费用结构矩阵以及费用映射模型来构造费用结构体系。
(1)二维费用结构矩阵,利用由项目工程系统分解结构(EBS,EngineeringBreakdownStructure)以及项目费用分解结构(CBS,CostBreakdownStructure)构成的二维费用结构矩阵进行项目的费用管理。
(2)费用映射模型首先由美国学者Teicholz[3]于1987年提出,在Teicholz模型的基础上,Ibb和Kim建立了Ibb和Kim模型[4],Hendrickson和Au基于集成的概念,由WBS和CBS建立了Hendrickson模型[5]。这些模型的目的就是在WBS与CBS之间建立一种映射(Mapping)机制,这种机制允许一个成本控制单元与一个或多个和这个单元的任务有映射关系。
2 项目费用结构体系的构建
根据二维费用结构矩阵的定义,构成二维费用结构矩阵的两维分别为:项目工程系统分解结构(EBS)以及项目费用分解结构(CBS)。
2.1 工程系统维
工程系统维的基础是工程系统的分解结构,分解对象是工程项目的对象系统,分解结果以树状来构成,逐层向上。工程系统分解结构底层是管理项目费用所需的最低层次的信息,在这一层次上,范围宽广,信息更详细,应能满足一般层次项目费用管理人员所要求的最低水平;结构上的第二个层次比第一层次范围狭窄,信息相对集中,应能满足更高层次项目费用管理人员的需要,以后依此类推。一个好的工程系统分解结构对于进行项目费用管理至关重要。
对于大型项目群而言,这个工程系统的分解应当以工程项目的项目群特征进行分解,例如地铁系统和高速公路系统等等。地铁系统是一个由若干标段(项目)组成的协作型项目群,具有典型的项目群特征。针对这些特征,以南京地铁1号线建设为例,进行项目群结构分解:
(1)将南京地铁1号线划分为车站工程、区间工程、轨道工程、车站设备工程等子项目群系统;
(2)根据空间划分各子项目群系统,将其分解为单个项目系统。
具体的项目群分解结构图如图1所示。
2.2 费用维
费用维的基础是费用组成结构。
2.2.1 项目费用维特征
(1)费用维的性质在费用全寿命周期管理流程的各阶段是不同的,例如科研阶段费用维以投资估算为基础,而竣工结算阶段费用维以结算费用为基础。
(2)费用维面向的对象不同,则费用对于各方的性质不同,费用要素也就不同。比如业主与总承包商签订的总承包合同包含的费用,对于业主来讲属于合同(支出)费用,而对于总承包商来讲则属于预算(收入)费用。
(3)对业主而言,采用的承发包方式不同,费用要素的分解程度就不同。如采用PPP、BT等方式与采用并行承发包方式就有较大区别。
(4)采用的管理模式不同,费用要素的内容也不同。例如采用业主管理模式与代建制管理模式,项目费用组成结构就有区别。
项目全寿命周期的费用组成结构,可按照EBS的分解原则、方法和编码体系进行项目费用分解。城市轨道交通项目全寿命周期费用分解结构如表1所示。
2.2.2 项目费用要素分析
(1)项目费用要素
所谓项目费用要素[6],是指项目费用涉及的基本要素工程量、基本要素工作量、单位价格等要素。城市轨道交通项目可以看成是由项目的基本构造要素和基本作业要素组成的集合体。
项目建设由单项工程组成,单项工程由单位(子单位)工程组成,单位(子单位)工程由分部工程组成,分部工程又由若干个分项工程组成,本文将单位(子单位)工程或分部分项工程作为工程项目的基本构造要素。基本构造要素按计量单位计量的数值,称为基本构造要素工程量。
项目运营由若干个单项运营作业组成,单项运营作业又可以分解为若干个分项运营作业,可以将单项运营作业或分项运营作业作为基本作业要素。基本作业要素按计量单位计量的数值,称为基本作业要素工作量。
基本构造要素工程量和基本作业要素工作量都可以用资源数量来表达,都有相应的单位价格。因此,项目费用要素也可以指项目构成的全部资源要素和价格要素。
(2)项目费用要素分析
①影响基本构造要素工程量的主要因素有:功能定位、资源规模、建设标准、技术方案等;
②影响基本构造要素单位价格的主要因素有:质量要求、市场条件、竞争程度、建设时间等;
③影响基本作业要素工作量的主要因素有:功能定位、资源耗费、服务标准、技术方案等;
④影响基本作业要素单位价格的主要因素有:质量要求、市场条件、竞争程度、工作效率等。
3 构建城市轨道交通项目的费用结构矩阵与映射模型
3.1 城市轨道交通项目的费用结构矩阵构成依据上文的思想构建城市轨道交通项目的费用结构矩阵,如图2所示。
假设图中费用矩阵表示的是城市轨道交通项目全寿命周期费用管理流程中某一阶段的费用发生情况。图中纵向各项费用求和,如C1、C2、C4、C5分别表示车站Ⅰ、车站Ⅱ、区间段Ⅰ、区间段Ⅱ在某阶段时发生的总费用;C1、C2、C3之和表示整个车站工程的总费用;逐层向上累加,可得到此阶段不同层次的费用。横向各项费用求和,如JC1表示城市轨道交通项目所有子项目在某阶段时发生的建设工程费用总和;YC1表示城市轨道交通项目所有子项目在某阶段时发生的能源消耗费用总和。
将JC1、JC2、JC3、JC4等求和可得出某阶段时城市轨道交通项目所有子项目的建设费用,同理将YC1、YC2等求和可得出某阶段时城市轨道交通项目所有子项目的运营费用。
3.2城市轨道交通项目的费用映射模型费用映射模型是基于工程系统分解结构(EBS)和费用分解结构(CBS)的。
城市轨道交通项目工程的EBS和CBS之间的分解详细程度是不同的。可以在EBS与CBS之间建立一种映射机制。应用这种模型构造费用结构体系可以反映出费用结构矩阵中费用维的底层费用单元与工程系统维的底层的实体单元消耗的费用之间的映射关系。如图3所示。
南京地铁1号线中建设工程费用的CBS中的“拆型号Ⅱ混凝土墙模板”的任务对应于EBS上的多项任务,包括“拆南京站地下二层的A区的型号Ⅱ混凝土墙模板”以及地下二层的B区与C区的相关任务,这种映射的工作方式是通过分配的百分比的概念来表达的。CBS上的型号Ⅱ混凝土墙模板拆除这个成本单元的资源(工作时间、材料数量)应分配给EBS上南京站地下二层A区型号Ⅱ混凝土墙模板拆除这个任务x%,而所有EBS上型号Ⅱ混凝土墙模板拆除这个任务所耗资源之和应等于CBS上型号Ⅱ混凝土墙模板拆除这个成本单元所指定资源的数量。这样,CBS与EBS之间的映射机制就建立起来了。
工程项目全寿命周期费用管理的目标是保证项目在建设、运营的全寿命周期内的总费用最优化。全寿命周期费用(Life-CycleCos,tLCC)综合考虑工程项目前期策划至项目运营全过程的建设与运营费用。然而,当前人们对全寿命周期费用管理的意识不强,具体技术方法缺乏,研究基础薄弱,主要体现在:
(1)建设费用与运营费用管理责任分离,没有形成建设、运营费用一体化的管理思路,缺乏研究全寿命周期费用管理的方法和工具的动力。（参考《建筑中文网》）
(2)理论研究多,实际应用的案例和应用成果少。
(3)手段工具缺乏,使得同类工程在进行费用管理时缺乏某一阶段、某一部分工程的类比数据,费用管理的结果不具有可比性。
工程项目全寿命周期费用结构体系的提出能够进行全寿命周期费用的跟踪管理,及时掌握全过程的费用情况;便于在不同的层次组织汇总项目费用信息,在不同的层次对项目费用进行分析与控制;可以有效地解决全寿命周期费用管理存在的问题。在工程项目费用结构体系研究方面,国内较具代表性的是清华大学的吴炜煜教授提出的基于组织结构、费用科目分解、费用性质的三维费用结构阵列[1],并以此提出开发工程综合信息管理系统的设想。本文提出的基于工程项目费用结构和工程系统分解结构的二维费用结构矩阵和费用映射模型更符合当前的实践情况,在南京市地铁1号线建设中的应用也取得了良好的效果,并获得了大量可靠的费用管理信息,能够为其他同类工程借鉴。
1 项目费用结构体系的定义
项目费用结构体系反映了工程项目费用的网状结构[2]。建立合理的、完备的项目费用结构体系有利于编制资源计划、进行费用估算、费用预算以及全过程的费用控制。本文提出利用二维费用结构矩阵以及费用映射模型来构造费用结构体系。
(1)二维费用结构矩阵,利用由项目工程系统分解结构(EBS,EngineeringBreakdownStructure)以及项目费用分解结构(CBS,CostBreakdownStructure)构成的二维费用结构矩阵进行项目的费用管理。
(2)费用映射模型首先由美国学者Teicholz[3]于1987年提出,在Teicholz模型的基础上,Ibb和Kim建立了Ibb和Kim模型[4],Hendrickson和Au基于集成的概念,由WBS和CBS建立了Hendrickson模型[5]。这些模型的目的就是在WBS与CBS之间建立一种映射(Mapping)机制,这种机制允许一个成本控制单元与一个或多个和这个单元的任务有映射关系。
2 项目费用结构体系的构建
根据二维费用结构矩阵的定义,构成二维费用结构矩阵的两维分别为:项目工程系统分解结构(EBS)以及项目费用分解结构(CBS)。
2.1 工程系统维
工程系统维的基础是工程系统的分解结构,分解对象是工程项目的对象系统,分解结果以树状来构成,逐层向上。工程系统分解结构底层是管理项目费用所需的最低层次的信息,在这一层次上,范围宽广,信息更详细,应能满足一般层次项目费用管理人员所要求的最低水平;结构上的第二个层次比第一层次范围狭窄,信息相对集中,应能满足更高层次项目费用管理人员的需要,以后依此类推。一个好的工程系统分解结构对于进行项目费用管理至关重要。
对于大型项目群而言,这个工程系统的分解应当以工程项目的项目群特征进行分解,例如地铁系统和高速公路系统等等。地铁系统是一个由若干标段(项目)组成的协作型项目群,具有典型的项目群特征。针对这些特征,以南京地铁1号线建设为例,进行项目群结构分解:
(1)将南京地铁1号线划分为车站工程、区间工程、轨道工程、车站设备工程等子项目群系统;
(2)根据空间划分各子项目群系统,将其分解为单个项目系统。
具体的项目群分解结构图如图1所示。
2.2 费用维
费用维的基础是费用组成结构。
2.2.1 项目费用维特征
(1)费用维的性质在费用全寿命周期管理流程的各阶段是不同的,例如科研阶段费用维以投资估算为基础,而竣工结算阶段费用维以结算费用为基础。
(2)费用维面向的对象不同,则费用对于各方的性质不同,费用要素也就不同。比如业主与总承包商签订的总承包合同包含的费用,对于业主来讲属于合同(支出)费用,而对于总承包商来讲则属于预算(收入)费用。
(3)对业主而言,采用的承发包方式不同,费用要素的分解程度就不同。如采用PPP、BT等方式与采用并行承发包方式就有较大区别。
(4)采用的管理模式不同,费用要素的内容也不同。例如采用业主管理模式与代建制管理模式,项目费用组成结构就有区别。
项目全寿命周期的费用组成结构,可按照EBS的分解原则、方法和编码体系进行项目费用分解。城市轨道交通项目全寿命周期费用分解结构如表1所示。
2.2.2 项目费用要素分析
(1)项目费用要素
所谓项目费用要素[6],是指项目费用涉及的基本要素工程量、基本要素工作量、单位价格等要素。城市轨道交通项目可以看成是由项目的基本构造要素和基本作业要素组成的集合体。
项目建设由单项工程组成,单项工程由单位(子单位)工程组成,单位(子单位)工程由分部工程组成,分部工程又由若干个分项工程组成,本文将单位(子单位)工程或分部分项工程作为工程项目的基本构造要素。基本构造要素按计量单位计量的数值,称为基本构造要素工程量。
项目运营由若干个单项运营作业组成,单项运营作业又可以分解为若干个分项运营作业,可以将单项运营作业或分项运营作业作为基本作业要素。基本作业要素按计量单位计量的数值,称为基本作业要素工作量。
基本构造要素工程量和基本作业要素工作量都可以用资源数量来表达,都有相应的单位价格。因此,项目费用要素也可以指项目构成的全部资源要素和价格要素。
(2)项目费用要素分析
①影响基本构造要素工程量的主要因素有:功能定位、资源规模、建设标准、技术方案等;
②影响基本构造要素单位价格的主要因素有:质量要求、市场条件、竞争程度、建设时间等;
③影响基本作业要素工作量的主要因素有:功能定位、资源耗费、服务标准、技术方案等;
④影响基本作业要素单位价格的主要因素有:质量要求、市场条件、竞争程度、工作效率等。
3 构建城市轨道交通项目的费用结构矩阵与映射模型
3.1 城市轨道交通项目的费用结构矩阵构成依据上文的思想构建城市轨道交通项目的费用结构矩阵,如图2所示。
假设图中费用矩阵表示的是城市轨道交通项目全寿命周期费用管理流程中某一阶段的费用发生情况。图中纵向各项费用求和,如C1、C2、C4、C5分别表示车站Ⅰ、车站Ⅱ、区间段Ⅰ、区间段Ⅱ在某阶段时发生的总费用;C1、C2、C3之和表示整个车站工程的总费用;逐层向上累加,可得到此阶段不同层次的费用。横向各项费用求和,如JC1表示城市轨道交通项目所有子项目在某阶段时发生的建设工程费用总和;YC1表示城市轨道交通项目所有子项目在某阶段时发生的能源消耗费用总和。
将JC1、JC2、JC3、JC4等求和可得出某阶段时城市轨道交通项目所有子项目的建设费用,同理将YC1、YC2等求和可得出某阶段时城市轨道交通项目所有子项目的运营费用。
3.2城市轨道交通项目的费用映射模型费用映射模型是基于工程系统分解结构(EBS)和费用分解结构(CBS)的。
城市轨道交通项目工程的EBS和CBS之间的分解详细程度是不同的。可以在EBS与CBS之间建立一种映射机制。应用这种模型构造费用结构体系可以反映出费用结构矩阵中费用维的底层费用单元与工程系统维的底层的实体单元消耗的费用之间的映射关系。如图3所示。
南京地铁1号线中建设工程费用的CBS中的“拆型号Ⅱ混凝土墙模板”的任务对应于EBS上的多项任务,包括“拆南京站地下二层的A区的型号Ⅱ混凝土墙模板”以及地下二层的B区与C区的相关任务,这种映射的工作方式是通过分配的百分比的概念来表达的。CBS上的型号Ⅱ混凝土墙模板拆除这个成本单元的资源(工作时间、材料数量)应分配给EBS上南京站地下二层A区型号Ⅱ混凝土墙模板拆除这个任务x%,而所有EBS上型号Ⅱ混凝土墙模板拆除这个任务所耗资源之和应等于CBS上型号Ⅱ混凝土墙模板拆除这个成本单元所指定资源的数量。这样,CBS与EBS之间的映射机制就建立起来了。
原文网址：http://www.pipcn.com/research/201011/14397.htm
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