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水电站机电设备安装工程进度2费用联合管理的研究 张 桥 中国水利水电第七工程局安装分局,四川 彭山 620860 摘 要阐述了工程项目施工进度2费用联合管理研究的现实意义,介绍了国内外研究的现状,并针对水电站机电设备安装工程的 特点,就其工程进度2费用联合管理研究的方法作了初步探讨。 关键词机电设备安装;进度;费用;联合管理 中图分类号 TV 734; TV 51; F403. 7文献标识码 B文章编号 10012218420010420085205 1 工程进度2费用联合管理研究的意义 随着改革开放的不断深入,我国的水电建筑市 场逐步走向了国际市场。 一方面,国内的水电建设项 目越来越多的引用国外资金、 采用国际招标。 如湖南 大源渡枢纽工程,四川二滩水电站,河南小浪底水利 枢纽工程,长江三峡等。另一方面,我国的大多数大 型水电施工企业也都跨出国门,走向国际市场对外 承包工程建设项目。 水电建筑市场的国际化,加剧了各施工企业之 间的竞争,并对我国的工程项目的管理提出了新的 要求。 由于国际国内的水电施工队伍庞大,实力雄厚 的水电施工队伍很多,再加上目前国外许多国家的 水力资源的利用率已很高,所以,国外的许多水电施 工企业也逐渐看好中国这片市场。在竞争中各投标 商为了能中标,一方面采用最先进的施工组织措施; 一方面相互压价,尽量降低自己的投标价。因此,水 电施工企业要能在低价中标的情况下尽可能获取最 大的利润,以维持企业自身的生存和发展,就必须去 研究学习国际国内的先进施工管理技术,按照国际 惯例进行工程项目管理,否则就将严重影响施工企 业在水电项目管理领域甚至整个水电建筑行业与国 际接轨、 在国际市场上的竞争。进度、 成本、 资源或 质量是项目管理的三要素,是影响项目成败的关键 因素,其中项目成本是项目费用中的一个重要组成 部分。所以,项目进度、 费用的管理是项目管理的核 心内容,对它们的管理的好坏,就直接决定着一个施 工项目的成败,影响到项目的经济效益和社会效益。 国内外项目管理的经验和成果表明,项目的进度和 费用之间是紧密联系、 相互影响、 相互制约的,如果 单独重视进度的管理,势必将导致项目的施工费用 的增加,从而影响施工企业的经济效益;若不顾进度 而只考虑费用最低,又将使项目进度不能按照合同 规定、 业主的愿望实现项目的竣工,这将导致施工企 收稿日期 2000206227 业的声望和信誉受到重大影响。 这样,水电建筑市场 的国际化和日益激烈的竞争就把进度2费用的联合 管理提到了一个新的高度,成为当前工程界迫切需 要解决的问题,见文献1、2。而水电站机电设备 安装是水电项目施工的最终环节和最终目的之一, 机电设备安装的进度、 费用情况将直接影响到水电 站的投产日期和效益,对机电安装企业和业主都具 有至关重要的意义。 2 国内外对机电安装项目的进度2费用联合管理的 研究现状 国外的文献一般都把进度2费用联合管理称为 CPMT i me2Cost,也有的文献5、6把它称为 Scheduling and Cost M anagement或Tw inning T i me and Cost。国外对CPMT i me2Cost的研究起 步较早,在理论上也取得了一定的成就。 登载此方面 论文的外文期刊主要有A SCEAmerican Society of Civil Engineering等,其 中 主 要 是Journal of M anagement in Engineering。 其它文献也对时间2费 用问题进行了探讨,但都没有任何一本权威性的文 献对联合管理问题进行系统的、 综合性的研究分析。 文献5采用风险评估技术法在投标阶段对采用总价 承包的项目的进度2费用进行综合分析,从而得出最佳 的投标报价;其它文献则主要对时间2费用问题进行分 析,把时间2费用问题分成4大类,并对相应的解决方 法进行了详细的阐述。国外在对CPMT i me2Cost的 研究中,在本质上都只是把投放于每个网络活动上的 全部资源折算成费用,通过对计划费用流、 实际开支费 用流和挣值Earned V alue费用流的比较和控制来实 现工程项目的管理。国外在进行这方面的研究的主要 困难是以工艺逻辑为基础的网络工序划分往往与估价 系统[Esti mating System ]和帐台系统A ccounting System的费用结构不相匹配。 国内对工程进度2费用联合管理的研究,也没有 权威性的核心期刊和文献可供参考,只是在 水力发 58 第20卷第4期 2 0 0 1年1 2月 四 川 水 力 发 电 Sichuan W ater Power Vol . 20 ,No. 4 Dec . , 2 0 0 1 电学报 、系统工程理论与实践 、中国网络计划技 术大全 及其他教材讲义中有零星登载。 文献的主要 内容是介绍进度2费用问题的种类及解决办法、 基本 概念,是一种指引性的文献,都未把进度2费用的联 合管理结合到施工项目实施的全过程中去进行详细 的研究。文献1对网络进度2费用联合管理的基本 概念和前提作了详细的阐述,并进而分析了联合管 理的主要困难和相应的解决办法,为进一步的联合 研究和在工程实际中的应用奠定了基础。 同时,该文 献也是国内最近的研究成果,具有一定的代表性。 文 献4对时间2费用的问题进行了综合分析,把它分 为线性、 非线性递增、 非线性递减和离散型等4大 类,并对各类时间2费用问题的处理办法和计算方法 进行了探讨,对联合管理的研究提供了计算方法。 文 献2还提出了进度、 资源、 费用的综合研究,从而进 一步把资源也同时纳入进度2费用联合管理的范围 内,但本质上仍是把资源折算成费用,从而简化为进 度2费用的综合研究来进行处理的。 这些文献都只是 从网络计划技术在工程实践中的应用趋势出发来进 行讨论的,并没有深入到项目施工的实际过程中去。 总之,对项目的进度和费用实行联合控制是目 前工程建设管理中的一个迫切而实际的需要,国内 外已有研究成果表明,进度与费用的关系是工程直 接费随着工期的缩短而增加,间接费则随工期延长 而增加,其间必有一个最优工期使直接费和间接费 之总和最小,见文献2。 同时,国内外的学者已经在 解决进度2费用最优化问题上进行了多方面的探讨, 建立了很多解决最优化问题的数学模型并提出了具 有实用价值的计算方法。 但是,这些研究都主要是着 重于理论上的研究,很少结合到水电施工企业在项 目施工中,特别是机电安装项目的施工中的具体管 理活动进行研究并指导项目的施工。 3 水电站机电设备安装工程的施工特点 3. 1 机电设备安装工程进度管理的特点 1机电设备安装的专业水平高、 技术复杂、 工 期不易控制。 生产设备现代化水平的提高,特别是电子计算 机和自动化设备的广泛采用,设备安装的工艺和调 试技术较复杂,安装施工的专业分工也愈来愈细,整 个设备安装专业逐渐向技术密集型发展,因此也给 安装工程的工期带来困难,这就要求在制定施工进 度计划时对每个活动的时间预测要通过详细周密的 考虑,既要留有一定余地,又要满足工程投产需要; 2影响安装施工活动的因素多变。 安装专业分工细,协调关系复杂,施工配合容易 出现脱节。 ①设备安装是按分部分项、 单机机组或 工序分段交叉进行的,相互牵扯,制约多,某局部出 现问题就会影响安装施工的连续性;②物资设备品 种规格繁多,很难做到按计划运达现场,影响安装工 程的进度;③土建工程施工由于各种原因导致不能 按期交出安装工作面时,安装工程不能施工;④土建 与机电安装质量要求的精度相差大,可能导致由于 土建要求较低而不能满足设备安装要求而中断安装 工程的施工;⑤安装工程要求精度高,在户外作业时 受气候影响大;⑥由于建设资金不落实,进度计划常 要调整; 3设备安装工程各专业的不同特点,均影响进 度控制。 机电设备和金属结构的安装,运输吊装量大,安 装部件外形复杂、 笨重,安装中高空作业多,影响进 度;而电气安装涉及高、 精、 尖技术,难度大,配合施 工工种多,最后的调试工作需占用相当长的时间; 4设备安装工期不能拖延。 设备安装工程是工程项目施工的最后阶段,在 施工期上没有拖延的余地; 5机电设备结构复杂,设计修改可能较多,影 响施工进度。 3. 2 机电设备安装工程费用管理特点 1施工前期工程量小,工期长,费用收不抵支。 电力建设项目特别是水电建设项目中,在施工 前期,机电安装项目大多只能随土建进度进行机电 预埋件的安装,能结算回的工程费用较少。 又因为预 埋工作与土建交叉作业,受土建回填进度和养护期 影响,从单项工程的开工到完工的时间长,造成直接 费与间接费的增加;另外,有些安装项目由于采用总 价承包,必须在该项工程全部完成投运后才能结算。 如在一般合同中,水轮机安装都是采用总价承包按 “项” 结算,这样,在完成尾水管、 座环等埋件施工后 是不能立即结算工程款的,而要在机组发电后才能 结算。 但施工所需的直接费与间接费都需及时支付, 造成施工前期的费用收不抵支。 因此,要充分考虑可 能获得的预付款和可支配的自由流动资金; 2施工中期直接费高,维护保管费相应增加。 在施工中期,由于要为后一步工程的施工准备 大量的设备、 材料,需要大量资金进行施工设备和各 类消耗性材料、 装置性材料的购买,同时,大量的设 备、 材料的购入,这些设备材料又不能立即全部安装 完或消耗掉,造成大量的设备材料积压在库房,增加 68 了维护保管的工程量并引起间接费增加; 3土建工期延迟,直接造成费用增加。 施工中,土建工期常会拖延,致使土建交付安装 工作面时间延迟,而安装工程的竣工时间通常都不 会往后作相应推迟,势必造成在安装工程施工中的 劳动强度增加,从而增大了人力、 设备等的投入,增 加了直接费的开支,而安装工程的总工期未缩短,间 接费仍保持不变,这就会导致施工总费用的增加; 4施工后期,投入大,产出大。 在施工后期,大量的机电设备在短期内都将迅 速安装完毕,需要大量的消耗性材料与装置性材料 来满足施工,材料费急剧上升。 又由于后期施工强度 大,投入的人力、 施工设备及工器具都很多,同时,由 于各项工程都相继完工,在较短时间内可结算回较 大的合同金额,费用和收入都很高,是施工单位填补 财务赤字,形成利润的阶段; 5费用索赔的机会多。 由于前述机电设备安装进度控制的特点及影响 安装施工活动因素多的实际情况,导致费用索赔的 因素也较多。如果因由发包方采购并供承包商安装 的设备到货时间推迟,或土建单位不能按期交付安 装工作面,土建施工质量影响安装进度以及由于发 包方资金不落实而导致工期推迟和延长,设计修改 增加了工程量或改变施工方案,承包方都可根据合 同规定进行费用及工期索赔。 4 进度2费用联合管理的基本概念 4. 1 进度管理 机电设备安装工程的进度管理是指在既定的工 期如发电工期内,编制出最优的机电设备安装进 度计划,并在执行实施该计划的过程中,经常检查安 装实际进度情况,并将其与计划进度相比较,若出现 偏差,便分析产生的原因和对工期的影响程度,制定 出必要的调整措施,修改原计划,并不断如此循环, 直至安装工程竣工验收。进行进度管理的总目标是 确保安装项目的既定目标工期的实现,或在保证安 装质量和不因此而增加施工实际成本的条件下,适 当缩短工期。机电设备安装进度管理原理有动态控 制原理、 系统原理、 信息反馈原理、 弹性原理、 封闭循 环原理和网络计划技术原理等6个原理。 4. 2 费用管理 机电设备安装工程的费用管理的本质是对安装 工程的成本进行控制管理。即是根据施工合同所规 定的工期和质量标准,对机电安装项目施工中的各 类费用进行综合性的控制管理,力求在规定的合同 条款下实现最多的利润,即实现施工成本最低。 进行 费用管理时必须遵循成本最低化原则、 全面成本管 理原则、 成本责任制原则、 成本管理有效化原则和成 本管理科学化原则。 4. 3 进度2费用联合管理 前已述及,进度与费用的关系是工程直接费随 着工期的缩短而增加,间接费则随着工期延长而增 加,因而必然存在一个最优工期使直接费与间接费 之总和即施工总费用最小。机电设备安装工程的进 度2费用联合管理就是通过对安装施工中的进度与 费用的这一关系进行深入的研究,同时考虑到土建 工程、 设备供货及设备缺陷等制约因素的影响,运用 网络计划技术等手段建立起动态的时间2费用优化 模型,并计入费用的时间价值和提前竣工投产对安 装施工单位带来的经济效益。在安装施工中根据变 化了的实际情况对进度和费用进行综合性的动态管 理,在不降低施工质量的前提下实现最大的利润。 实 现网络进度2费用联合管理的基本前提是 1对网络进度计划中的每一个工序计算出直 接费成本和总的资金需求量; 2在项目执行过程中,对每个网络工序或一组 工序建立实际支出的费用帐本即工序台帐A ctivity A ccounting ; 3用完成工序或工程量相应的计划资金需 求量即挣值Earned V alue , 来计算项目的实际进 度。 实现了以上3个前提,就可对安装项目绘制出 关于时间的费用流曲线包括计划费用流曲线和实 际费用流曲线。 通过对各类费用流曲线进行比较分 析和控制,即可实现机电设备安装项目的进度与费 用联合管理。 4. 4 进度2费用联合管理的主要困难 1项目按估价体系来分解的费用结构与按计 划体系来分解的工序结构,两者之间存在着相当大 的差异。 前者主要考虑工程量计算和财会原则,而后 者主要考虑工序的时间顺序和工艺逻辑原则,各自 有各自的任务和特点,不能相互吻合; 2网络进度与费用联合管理的实现,还取决于 数据采集系统的效率,即要有一个有效的工序台帐 系统和完成工程量的测定和报告系统,这就需要解 决数据系统的精度和效率的对立统一问题,既要掌 握适当的控制精度,又要确保必要的控制效率; 3在计入费用的时间价值和提前竣工投产带 来的经济效益后,利用时间2费用优化模型来研究进 78 度与费用的最优关系时,必须取得各项活动的时间 与费用函数关系,而要获得有足够精度和实用意义 的时间费用函数关系,在实践上仍是一件难事,这也 是推广应用这种优化模型的主要障碍。 5 进度2费用联合管理的基本工具 进度2费用联合管理最基本的工具主要有网络 图、 工序2费用分配矩阵和各种性质的费用流曲线。 5. 1 网络图 网络图是利用网络计划技术,根据项目施工的 实际工序逻辑绘制而成的。 5. 2 工序2费用分配矩阵 根据项目分解的层次结构和工程量估价建立网 络图,从而即可制定工序2费用的分配矩阵。 5. 3 费用流曲线 费用流曲线是在网络图和工序2费用分配矩阵 的基础上绘制出来的,它主要分为计划费用流曲线 和实际费用流曲线。 1计划费用流曲线主要有 ①所有工序按最早开始时刻开工的计划成本曲 线; ②所有工序按最迟开始时刻开工的计划成本曲 线; ③选定计划成本曲线,在项目计划阶段可根据 进度留有适当余地,资金积压尽量减少的原则,确定 各道工序的开工时刻,从而可作出相应的选定计划 成本曲线以上3条曲线的费用可根据工程量及成 本单价得出 ; ④ 计划挣值曲线,计划挣值曲线是将计划成本 曲线中成本单价换成挣值单价求得的; ⑤计划合同挣值曲线,该曲线是将计划挣值曲 线中挣值单价换成合同挣值单价求得的; ⑥计划收入曲线是利用按照合同条件和计划进 度承包商,能从业主那里获得的结算费用来绘制的。 2实际费用流曲线。 这些曲线是随着项目的进 展不断延伸的。 ①实际完成成本价值曲线; ②实际完成挣值曲线; ③实际完成合同挣值曲线; ④实际成本支出曲线。 6 进度2费用联合管理的研究内容和研究方法 6. 1 研究内容 联合管理应在国内外学者在网络计划技术、 时 间2费用问题及其计算方法、 时间2费用优化模型及 进度2费用联合管理等方面已取得成就的基础上,结 合某一机电设备安装工程的进度、 费用管理的特点, 在项目投标阶段和实际施工过程中,对机电设备安 装的进度2费用联合管理进行研究。 一方面利用进度 和费用的关系,分析机电设备安装项目在招标文件 规定的工期内如何实现费用即成本最低,指导安 装企业掌握本企业在该项目上的最低企业成本,从 而在投标时报出最有竞争力的标价;另一方面,还应 结合该机电设备安装工程项目,在施工实际过程根 据变化了的实际进展情况和资金到位情况,研究如 何对网络进度计划进行合理的调整,才能既满足业 主对发电工期的要求,又能达到施工费用最低以实 现施工利润的最大化目标。同时,将对已有的进度2 费用问题的计算方法、 公式进行归纳整理,并在工程 实践中加以检验并作出分析,总结它们各自在实际 运用中的缺陷和优点。 另外,由于机电安装项目的进度及费用管理有 其独特的特点,在动态模型中还应把这些特点考虑 进去,研究在各种情况下,如何采取最适当的方法进 行处理,从而得到降低成本减少损失的方案。同时, 在研究中根据招标文件、 合同谈判过程中达成的协 议书及最后签定的合同书中的有关规定,研究索赔 的可行性,并在动态管理模型中加以考虑和研究。 6. 2 研究方法 总的研究方法是在研究的全过程中结合该机电 设备安装工程施工中的具体实际,运用计算机,采用 P3 及Project等软件,建立起进度2费用联合管理的 动态模型,随时对变化了的实际情况进行研究,总结 出相应的计算理论和应对措施,并及时将研究结果 及应对措施应用于项目的经营管理中。 1对投标阶段投标报价的研究主要采用 PERTCPM网络计划技术、 P3 及Project等软件和 风险评审技术,分析该机电设备安装工程的进度和 费用的特点,探讨确定企业最低施工成本的方法; 2采用风险评估技术,根据参加投标的施工单 位的情况和以往相互竞争的经验教训,研究分析竞 争对手的投标心态,制定投标策略,从而投出最有竞 争力的投标报价; 3对项目时间及其期望完成时间的研究主要 采用PERT计算方法和近似的算法,采用这些方法 得出的项目时间及其期望完成时间都具有足够的精 度,对整个项目的进度管理具有一定的指导意义; 4对联合管理中的时间2费用问题,首先要建 立时间2费用优化模型,并计入费用的时间价值和提 前竣工投产发电所带来的经济效益,然后根据要在 88 具体安装工程的实施中具体运用,考虑采取启发式 方法HeuristicM ethod , 以求得符合实际需要的满 意解; 5对进度2费用联合管理中的资源问题,处理 办法是把投放于每个网络活动上的全部资源折算成 费用,通过对计划费用流、 实际开支费用和挣值费用 流的比较和控制来实现进度2费用联合管理; 6对进度2费用的联合管理,应用计算机,对各 种性质的费用流曲线进行比较、 分析和控制,并探讨 其中的普遍性,作为进度2费用管理联合管理的指导 性原则。同时,在计算机中,建立起相关数据库及数 据处理模型,并利用 P3 及Project等软件建立起进 度2费用联合管理的动态模型; 7对施工中的工期延误问题,利用已有的在延 误索赔方面的研究成果和合同条款的有关规定,通 过正常的索赔管理来实现对联合管理的研究; 8针对影响机电安装工程施工进度的各种因 素,采用风险评估技术,制定各工序最可能完成时 间,并合理配置相应的人力、 物力及资金资源。在动 态管理模型中合理考虑这些因素,随时根据施工的 实际情况实现动态调整,达到工期及费用损失最小 的目的; 9根据机电安装工程施工中各个阶段费用的 收支特点,结合合同中有关工程结算的规定,运用各 种费用流曲线及工序2费用分配矩阵对工程施工的 短期、 中期及长期的费用收支情况进行分析,进而研 究制定在满足施工进度的前提下,如何尽量利用结 算的工程款来满足施工需要的措施; 上述各种研究方法是不能截然分开的,在研究 过程中通常要综合使用各种研究方法,才能得到符 合实际的研究成果。 参考文献 1 吴之明,强茂山.网络计划技术在水电工程中的应用研究与发 展趋向[J.水力发电学报, 1993, 2. 2 吴之明.网络进度2费用的联合管理[J.系统工程理论与实践, 1995, 6. 3 任建琳,施裕生.工程建设进度控制[M .北京水利水电出版 社, 1993. 4 曹光明,白思俊.国外PERTCPM网络计划技术发展的三个 方面[M .中国网络计划技术大全,北京地震出版社, 1993. 5 AJaafarl Tw inning Ti me and Cost in Incentive2Based ContractsJournalofM anagementinEngineering JulyAugust 1996. 6 A llanFSamuels, M ichaclJBrader.Constvuetion Representative. Scheduling and CostM anagement Journal ofM anagement in Engineering 1996. 作者简介 张 桥1969年2 , 男,重庆南川人,中国水利水电第七工程局安装 分局副局长,工程师,硕士,从事水电站机电设备安装工作. 2001年南方十二省市、 区水电学会联络会议在都江堰市召开 9月19日 ～21日, 2001年南方十二省市、 区水电学会联络会议在都江堰市隆重召开。出席会议的有来自南方十二省 市、 区的代表30人。 此次会议交流论文18篇及新出刊的 四川水力发电 增刊及第3期,内容涉及各个方面,水平较高,并将 汇编成册。 四川省水电学会副理事长兼秘书长樊天龙主持会议,四川省水力发电工程学会理事长、 四川省电力公司副总经理马怀新 致欢迎辞并讲话,他首先欢迎各位代表赴会,并向与会代表介绍了四川省的水电形势及川电外送和省水电学会的工作,提出 了一些供大家探讨的问题,预祝大会取得圆满成功。 二滩水电开发有限责任公司副总经理张肇刚在大会发言中详细介绍了二滩电站及二滩公司正在抓紧进行的雅砻江流域 梯级水电开发中锦屏、 官地及桐子林等电站的工作进展,向与会代表展示了雅砻江水电资源滚动开发的美好前景;三峡开发 总公司技术委员会委员、 资深专家王儒述教授以 “西部大开发、 水电要先行” 为题,阐述了西部水电开发的重要性和必要性,以 详实的最新资料介绍了西部水电开发必须优先进行的重要意义。他还以亲身经历向与会代表介绍了三峡工程的建设情况,感 谢全国人民对三峡工程的大力支持,并向四川省水电学会赠送了珍贵的照片和资料;贵州省水电学会常务副理事长黄坤在会 上以 “努力开创学会技术咨询工作新局面” 为题,介绍了贵州省学会开展咨询工作的体会与经验,给与会代表传经送宝,获益 不小,开拓了开展咨询工作的思路;云南省水电学会文宏泽秘书长介绍了云南省支持水电 “西电东送” 的政策与实施的措施; 福建省水电学会代表乐汉卿介绍了福建省灯泡贯流式机组发展的主要经验;广西水电学会秘书长张大本着重就新世纪水电 学会的改革提出了具体的建议,引起了大家的共鸣;江西省水电学会徐家鑫秘书长就水电站的扩建问题谈了自己的看法;广 东省水电学会代表,广蓄公司曾德安总经理介绍了广东省的用电情况以及西电送粤和广东发展抽水蓄能的情况,使代表们对 西电东送受电方广东的情况有了进一步地了解;重庆电力公司副总经济师王开勤向代表们介绍了重庆电力公司开展三 产以及重庆电力在西部所处的独特情况,提出了对学会今后开展工作的几点建议;湖南省水电学会代表、 湖南省电力公司水 电处处长符乐林以 “湖南水电建设探讨” 为题进行了大会发言。 与会代表发言踊跃、 畅所欲言,真正做到了知无不言,言无不尽,纷纷为水电学会的工作、 水电的发展献计献策,提出了许 多有益的建议和意见。樊天龙秘书长在会议闭幕式上发言,感谢大家的支持与帮助,通过大家的交流与研讨,对学会的发展与 改革、 对西电东送、 对水电流域滚动开发都有了进一步地认识。与会代表都认为召开这样的会议很有必要,可以加深相互之间 的了解,互通信息,交流经验,并提出了今后开会的思路,期望有进一步地提高,切实解决一些问题。 在完成了预定的议程后,会议圆满结束。 会后,与会代表考察了都江堰水利枢纽。本刊记者 李燕辉 98