建設(shè)工程施工標段劃分優(yōu)化研究*

洪偉民 王卓甫

(南通大學(xué)建工學(xué)院1) 南通 226019) (河海大學(xué)工程管理系2) 南京 210098)

大中型建設(shè)工程項目,尤其是交通、水利項目,合理的劃分標段是影響項目成功與否的關(guān)鍵因素之一,因此,項目業(yè)主需要定量化的分析方法,合理劃分標段,實現(xiàn)效率與經(jīng)濟的統(tǒng)一.目前國內(nèi)外對工程項目標段劃分的研究還較少,文獻[1]指出標段劃分應(yīng)有利于競爭環(huán)境的形成、便于工程現(xiàn)場與合同管理、考慮各標段之間的協(xié)調(diào)配合;文獻[2]討論了標段劃分過程與影響因素;文獻[3]定性分析了標段數(shù)與建設(shè)成本之間的關(guān)系,并建立了標段劃分的概念模型.現(xiàn)有文獻大多是結(jié)合具體工程討論標段劃分原則和劃分影響因素,定量化的分析方法極為鮮見.本文引進交易費用理論,將建設(shè)工程總成本分為合同前交易費用、生產(chǎn)費用和合同后交易費用3個組成部分,建立建設(shè)工程施工標段劃分優(yōu)化模型,并用MC(monte carlo)方法求解,為業(yè)主方優(yōu)化標段劃分提供定量分析依據(jù).

1 建設(shè)工程施工標段劃分模型

1.1 建設(shè)工程交易費用

在研究建設(shè)工程交易理論和交易制度的過程中,許多學(xué)者將交易費用理論作為一個分析工具,來探討如何設(shè)計或選擇建設(shè)工程交易制度[4-6].但到目前為止,對工程交易費用還沒有一個廣為接受的界定.文獻[4]將建設(shè)工程交易費用劃分為:詳細說明產(chǎn)品的費用、詳細說明工程過程和方法的費用、實施過程中,與事前的產(chǎn)品詳細說明相偏離,其相應(yīng)的管理費用、實施過程中,與事前的過程和方法詳細說明相偏離,其相應(yīng)的管理費用;文獻[5]認為合同價格是“生產(chǎn)費用”,施工過程中的變更、索賠也屬于“生產(chǎn)費用”,除“生產(chǎn)費用”之外的所有運轉(zhuǎn)、管理方面的支出都是交易費用,包括甲乙雙方在招投標、簽訂合同、防止一方違約的措施等部分;文獻[6]根據(jù)威廉姆森對交易成本分為事前費用和事后費用的界定,認為事前費用發(fā)生于合同簽訂之前,包括制定招標文件、考察承包商以及評標等費用;事后費用是簽訂合同后執(zhí)行合同的成本,包括監(jiān)督、懲罰、獎勵等行為造成的費用.

綜上所述,結(jié)合經(jīng)濟學(xué)家們對交易費用定義和建設(shè)工程交易特點,本文將建設(shè)工程交易費用分為合同前交易費用CEA和合同后交易費用CEP.CEA包括委托招標代理的費用、合同談判費用、招標可能失敗的風(fēng)險性費用等;CEP包括業(yè)主方管理組織費用,以及履約過程中不構(gòu)成工程成本的額外交易成本等.CP稱為生產(chǎn)費用.因此,建設(shè)工程總成本C可用下面等式表示.

1.2 建設(shè)工程總成本與標段劃分的經(jīng)濟學(xué)分析

1)合同前交易費用與標段數(shù)的關(guān)系 合同前交易費用是指招標人搜尋理想的交易伙伴所花費的費用,主要包括委托招標代理的費用、合同談判費用、招標可能失敗的風(fēng)險性費用等.依據(jù)國家計委頒布的招標代理服務(wù)收費管理暫行辦法[7],招標代理服務(wù)收費采用差額定率累進計費方式.一個8 000萬元的工程項目,若分拆成2個4 000萬元的標段,招標代理費將增加28.44%,因此,委托招標代理費與標段數(shù)正相關(guān).很顯然,合同談判費用及招標失敗的可能是和招標次數(shù)正相關(guān)的,即與標段數(shù)正相關(guān).因此,合同前交易費用與標段數(shù)正相關(guān).

2)生產(chǎn)費用與標段數(shù)的關(guān)系 博弈分析表明,在采用合理低價中標的招標模式中,當外部因素相同,隨著投標人數(shù)量的增多,投標人的最優(yōu)報價逐步趨向其實際成本.對投標人而言,要想提高中標的概率,就必須積極采取措施,降低其施工成本;對招標人而言,在招標時必須保證一定數(shù)量的投標人參與投標,以降低最終的中標價,節(jié)省工程投資[8].

一般而言,標段劃分與投標人數(shù)相關(guān),即同一工程所分標段數(shù)越多,標段的規(guī)模就越小,市場上符合要求的潛在投標人就越多,工程的生產(chǎn)費用就會越低;相反,標段劃分數(shù)越少,標段的規(guī)模就越大,對投標人的技術(shù)要求、資質(zhì)要求、實力要求也就越高,相應(yīng)地符合要求的潛在投標人就越少,工程的生產(chǎn)費用就會越高.因此,生產(chǎn)費用與標段數(shù)負相關(guān).

3)合同后交易費用與分標數(shù)目關(guān)系 合同后交易費用是簽訂合同之后,業(yè)主為了保證合同正常履行所花費的費用,包括監(jiān)督、懲罰、獎勵等行為造成的費用.總的說來,同一工程所分標段數(shù)越多,業(yè)主需要面對的合同也就越多,其在項目參與方之間進行協(xié)調(diào)和管理工作量就越大,相應(yīng)的業(yè)主管理費也隨之而增加;反之,標段劃分數(shù)越少,業(yè)主需要管理的合同也就越少,其協(xié)調(diào)和管理工作量就越小,相應(yīng)的業(yè)主管理費也隨之而減少.目前委托監(jiān)理費也是采用差額定率累進計費方式,一個8 000萬元的工程項目,若分拆成2個4 000萬元的標段,委托監(jiān)理費將增加9.88%.綜上所述,合同后交易費用與標段數(shù)正相關(guān).

1.3 建設(shè)工程施工標段劃分模型

設(shè)某建設(shè)工程項目由A1,A2,…,An等n個子項目構(gòu)成,每一個子項目既可以單獨組成一個標段,也可以和其他子項目組合成標段.S表示由所有可能的標段劃分方案組成的集合,si表示第i個標段劃分方案.根據(jù)以上分析結(jié)果,本文以建設(shè)工程總成本作為判別準則,最優(yōu)標段劃分方案的工程總成本Cso應(yīng)最低,即滿足下列條件

2 建設(shè)工程施工標段劃分模型的MC法求解

2.1 建設(shè)工程總成本各組成部分的計算方法

在建設(shè)工程實施過程中,業(yè)主方管理組織費用主要包括委托監(jiān)理費用、業(yè)主管理費用、爭議仲裁/訴訟費用等.由于合同談判費用、爭議仲裁/訴訟費用與業(yè)主管理費用的分割有一定困難,又標段劃分方案追求的是工程總成本最小,在不影響分析結(jié)果的前提下,為便于計算將其并入業(yè)主管理費用中.因此,工程總成本簡化為由招標代理費用、生產(chǎn)費用、委托監(jiān)理費用、業(yè)主管理費用4部分組成,下面分別說明它們的計算方法.

1)招標代理費用的計算 依據(jù)現(xiàn)行招標代理服務(wù)收費管理暫行辦法,招標代理費用CZ的計算方法如下式所示(單位:萬元).

從式(3)可以看出CZ是CP的函數(shù),針對具體的分標方案,其CZ可表示為

式中:sij為si中的第j個標段;為sij標段的生產(chǎn)費用.

2)生產(chǎn)費用分布類型與參數(shù)的確定 依據(jù)業(yè)主方的歷史資料,統(tǒng)計生產(chǎn)費用相對于設(shè)計概算下浮幅度服從的分布類型及參數(shù).一般而言,生產(chǎn)費用的概率密度通常具有區(qū)間性和單峰性特點,符合這2個特征的概率分布常見的有正態(tài)分布、三角分布或β分布.

3)委托監(jiān)理費用的計算 依據(jù)現(xiàn)行建設(shè)工程監(jiān)理與相關(guān)服務(wù)收費管理規(guī)定[9],委托監(jiān)理費CJ的計算方法如下式所示(單位:萬元).

式中:α為專業(yè)調(diào)整系數(shù);β為工程復(fù)雜程度調(diào)整系數(shù);γ為高程調(diào)整系數(shù).可以看出CJ是CP的函數(shù),針對具體的分標方案,其CJ可表示為

4)業(yè)主管理費用的計算 依據(jù)基本建設(shè)財務(wù)管理規(guī)定[10],業(yè)主管理費用CG控制額按設(shè)計概算CD取相應(yīng)的費率δ,從合同后交易費用與標段數(shù)的經(jīng)濟學(xué)分析知,CG與標段數(shù)a正相關(guān),即隨著a的增加CG越接近其控制額,根據(jù)經(jīng)驗,假設(shè)CG與a服從下列函數(shù)關(guān)系

2.2 MC法求解的基本步驟

應(yīng)用MC法求解建設(shè)工程施工標段劃分模型,其基本思想是將建設(shè)工程總成本各個組成部分看作是服從某種已知分布的隨機變量,通過對總成本各個組成部分服從的概率分布模型進行抽樣,作為標段劃分方案的一次實現(xiàn).通過計算機仿真,模擬各標段劃分方案的工程總成本,為標段劃分方案的比較分析和管理決策提供依據(jù).其基本步驟如下:(1)依據(jù)工程特點、工藝關(guān)系等原則構(gòu)建所有可能的標段劃分方案,根據(jù)業(yè)主方的歷史資料,確定工程總成本各個組成部分服從的概率分布類型和分布參數(shù);(2)確定適當?shù)姆抡娲螖?shù)N和統(tǒng)計分組數(shù)M;(3)對總成本的每個組成部分,分別按相應(yīng)的概率分布隨機抽樣,按標段劃分方案計算工程施工總成本.經(jīng)過 N次抽樣,得到工程總成本的統(tǒng)計量和相應(yīng)的統(tǒng)計特征;(4)對抽樣結(jié)果進行對比分析,總成本期望值最小的標段劃分方案即為最優(yōu)方案.

3 實例分析

某大型供水工程項目,包含人工渠道 A1設(shè)計概算6 415.1萬元、供水泵站 A2設(shè)計概算4 762.4萬元、U形渡槽A3設(shè)計概算5 180.9萬元、雙孔箱涵A4設(shè)計概算9 390.9萬元等4個子項目.在施工招標策劃階段,咨詢方在根據(jù)工程特點和施工工藝等原則構(gòu)建可行標段劃分方案集時,認為子項目A1以土石方工程為主,應(yīng)單獨作為一個標段,子項目 A2,A3,A4均以混凝土工程為主,既可以單獨作為標段,也可以相互組合成標段.共計有 6個可行標段劃分方案:即{{A1},{A2},{A3},{A4}}、{{A1},{A2,A3},{A4}}、{{A1},{A2,A4},{A3}}、{{A1},{A2},{A3,A4}}、{{A1},{A2,A3,A4}}、{{A1,A2,A3,A4}}.然后,咨詢方應(yīng)用本文介紹的建設(shè)工程施工標段劃分模型,對6個方案進行了數(shù)值模擬,為業(yè)主選擇恰當?shù)臉硕蝿澐址桨缸鰶Q策分析.下面以標段劃分方案{{A1},{A2,A4},{A3}}為例,說明對工程施工總成本的模擬.

1)招標代理費用的計算 依據(jù)式(3)、式(4),該標段劃分方案的招標代理費用CZ可表示為

2)生產(chǎn)費用分布類型與參數(shù)的確定 依據(jù)歷史資料,統(tǒng)計得出當標段概算大于1億元時,生產(chǎn)費用相對于概算下浮幅度服從β分布,下浮區(qū)間為5.65%～8.33%,平均下浮6.62%;當標段概算小于1億元時,下浮幅度服從三角分布,下浮區(qū)間為6.44%～9.35%,平均下浮7.47%.各標段的生產(chǎn)費用相對于概算下浮幅度的分布類型與參數(shù)估計見表1.

表1 擬分標段下浮幅度的分布及參數(shù) %

3)委托監(jiān)理費用的計算 依據(jù)式(5)、式(6),該標段劃分方案的委托監(jiān)理費用CJ可表示為:

4)業(yè)主管理費用的計算 依據(jù)式(7),該標段劃分方案的業(yè)主管理組織費為

根據(jù)工程總成本各組成費用的計算方法,運用M onte Carlo軟件,對標段劃分方案{{A1},{A2,A4},{A3}}模擬 100 000次,均值24 611.29萬元、中位數(shù)24 613.78萬元、最小值24 293.55萬元、最大值24 897.97萬元、標準差84.24,具體結(jié)果見圖1.

運用Monte Carlo軟件,對剩下5種可能標段劃分方案分別模擬100 000次,其結(jié)果如表2所列.

表2 各標段劃分方案總成本模擬結(jié)果匯總表 萬元

圖1 標段劃分方案{{A1},{A2,A4},{A3}}的工程總成本模擬頻率柱狀圖

從表2的模擬結(jié)果可以看出,標段劃分方案{{A1},{A2,A3},{A4}}施工總成本最低,即將子項目人工渠道 A1和雙孔箱涵 A4作為獨立標段發(fā)包,子項目供水泵站A2和U形渡槽A3打包作為一個標段發(fā)包,相對于業(yè)主方傳統(tǒng)的單項發(fā)包方式或總承包發(fā)包方式施工總成本分別降低39.7萬元和78.32萬元,經(jīng)濟效果明顯.

4 結(jié) 束 語

當前由于缺少有效的理論支持和定量化的分析方法,建設(shè)工程標段劃分現(xiàn)在還不得不依賴業(yè)主經(jīng)驗和偏好的非正式?jīng)Q策方法,從而影響了決策的效果.針對這一情況,本文從交易費用理論出發(fā),建立建設(shè)工程標段劃分優(yōu)化模型,并應(yīng)用MonteCarlo方法對模型進行模擬求解.研究結(jié)果表明,此模型能為分標決策者提供有力的支持.

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