頁巖氣管道工程項目施工成本控制模型研究

喇蕊芳

摘 要：本文以頁巖氣管道為研究對象，建立了頁巖氣管道工程項目施工成本控制模型，對頁巖氣管道工程項目施工成本控制存在的問題及原因進行了調(diào)查分析，并借鑒美國頁巖氣管道建設的成功經(jīng)驗，為管道建設企業(yè)在頁巖氣管道及其配套基礎設施建設方面的成本控制提供了合理的優(yōu)化措施，從而降低施工成本，提高其在管道建設市場上的核心競爭力。

關鍵詞：頁巖氣管道；成本控制模型；工程項目；焊接機組；“三位一體”

引言：美國頁巖氣大規(guī)模商業(yè)化開發(fā)離不開其發(fā)達的天然氣管道，美國天然氣管線長達198.4萬千米，占世界天然氣管線總量的69.3%，擁有160多家天然氣管道公司。而中國天然氣管道僅為9萬千米，其中，中石油控制近80%。中國頁巖氣管網(wǎng)建設滯后嚴重制約頁巖氣的商業(yè)化開發(fā)進程。

一、我國頁巖氣管道建設現(xiàn)狀

頁巖氣管網(wǎng)基礎設施建設的空白一直都是中國頁巖氣開發(fā)的瓶頸。隨著頁巖氣四川宜賓中國最長民用頁巖氣管道、涪陵-王場的中國首條大口徑高壓力頁巖氣外輸管道，以及長寧-威遠的中國首條頁巖氣試采干線的相繼建成并運營，開啟了中國頁巖氣管道基礎設施建設的新篇章。

但是，頁巖氣管道建設投資巨大且不可回收。涪陵-王場頁巖氣管道全長136.5公里，總投資逾18億元，平均每公里1319萬人民幣，而頁巖氣管道的建設成本（建筑安裝費以及設備材料費）占管網(wǎng)總投資的85%左右。

由于我國頁巖氣多處于西南山地、丘陵地區(qū)，受地質(zhì)和地形的影響，頁巖氣管道的焊接主要采用全自動焊和半自動焊兩種焊接方式。對于地形平坦、起伏不大的地段，主要采用全自動焊；對于丘陵、山區(qū)等地形起伏較大的地段，主要采用半自動焊。兩種焊接機組的投入數(shù)量的分配會直接影響主線路焊接施工成本的多少。

二、頁巖氣管道工程項目成本控制模型構建及應用

（一）頁巖氣管道施工成本控制模型的構建及算法分析

對于頁巖氣管道工程，管道主線路安裝施工（焊接施工）是整個工程施工的關鍵項目，是施工進度計劃的關鍵線路，同時也是工程產(chǎn)值最大、發(fā)生費用最高的環(huán)節(jié)。主線路焊接的施工成本主要包括：焊接機組的費用（人工費、機械費等）、管理費、臨時設施費、轉(zhuǎn)場費等，其中焊接機組的費用占總費用的80%-90%。因此，研究全自動焊和半自動焊機組投入數(shù)量的分配對于頁巖氣管道工程項目的成本控制非常關鍵。

參數(shù)設置：施工工期t、實際成本z1、目標成本z2、管線總長度l，全自動焊接機組和半自動焊接機組投入數(shù)量分別為x1、x2，日平均焊接焊口數(shù)分別為ɑ1、ɑ2，每天成本分別為s1、s2

設x1、x2為決策變量，引進正、負偏差量d+，d-，優(yōu)先因子p1為在規(guī)定工期，完成施工任務；優(yōu)先因子p2為實際成本不超過目標成本。

根據(jù)以上可得，某頁巖氣管道線路安裝工程的數(shù)學模型建立如下：

minz1=p1（d-1+d+1）+p2d+2

st.x1×a1×t+x2×a2×t+d-1-d+1≥90×lx1×s1×t+x2×s2×t+d-2-d+2≤z2x1，x2>0；d-i，d+i≥0，i=1，2.（2-1）

以上建立的目標規(guī)劃數(shù)學模型只有兩個決策變量，因此可以用圖解法來分析求解。

（二）頁巖氣管道工程施工成本控制模型的應用

根據(jù)公式2-1建立的數(shù)學模型，代入數(shù)據(jù)，

minz1=p1（d-1+d+1）+p2d+2

s.t.x1×6000+x2×2000+d-1-d+1≥16000x1×1603.8+x2×1000.2+d-2-d+2≤7100x1，x2>0；d-i，d+i≥0，i=1，2.（2-2）

用圖解法，求得：當x1=1，x2=2時，z1=6604.8萬，即在規(guī)定工期200天內(nèi)完成焊接16000道焊口的任務，最低成本為6604.8萬；當x1=2，x2=2時，z2=5208萬，即最低成本為5208萬。

因此，求得最優(yōu)決策方案為：x*1=2，x*2=2，z*2=5208萬，即全自動焊接機組和半自動焊接機組各投入2個時，產(chǎn)生的施工成本最少，為5208萬。

本項目實際投入了1個全自動焊接機組、6個半自動焊接機組，實際施工成本約為7605萬，超過了7100萬的目標成本，更是遠遠超過了5208萬的最優(yōu)施工成本，造成了施工資源的嚴重浪費，降低了項目的整體效益。

三、頁巖氣管道施工成本控制存在的問題及原因

第一，焊接機組投入不合理。頁巖氣管道安裝工程中，最主要的施工資源是焊接機組資源，項目在實施前對工程現(xiàn)場實際情況、工作效率等因素考慮不周，事前測算不合理，導致施工時焊接機組不能正常運轉(zhuǎn)，造成資源浪費，成本增加；第二，資源統(tǒng)籌規(guī)劃不科學。頁巖氣田一般位于西南山區(qū)，地形地貌復雜導致施工作業(yè)面不飽滿，再加上西南地區(qū)雨季的影響，造成部分焊接機組人員、設備閑置，窩工現(xiàn)象嚴重；第三，成本過程控制不到位，由于頁巖氣管道建設時間緊、任務重，因此，主要考慮工期進度，沒有施工成本的監(jiān)控和糾偏，沒有對施工過程的成本進行有效控制。

四、頁巖氣管道施工成本控制的對策

（一）建立“三位一體”頁巖氣管道成本控制體系。成本控制體系內(nèi)容的“三位一體”包括成本預測、成本計劃以及成本控制。在頁巖氣管道工程投標階段以及施工準備階段，作好項目成本預測；編制詳細的頁巖氣管道工程項目成本計劃，為整個項目的成本起到指導性和綱領性的作用；加強成本控制，及時準確的核算成本，并與成本預測和成本計劃進行比較，適時調(diào)整成本計劃或者施工方案，爭取成本最低，同時使成本預測和成本計劃更加趨向合理。

成本控制體系結構的“三位一體”主要指項目前期、中期和竣工期的成本控制。項目前期的主要工作是成本預測和成本計劃，中期主要是成本控制，竣工期主要是成本控制總結，吸取經(jīng)驗教訓。成本控制體系的內(nèi)容和結構相輔相成，在每一個階段對應一定的任務，切不可忽略兩者的關聯(lián)性。

（二）設立資源統(tǒng)籌分配管理工作組。頁巖氣管道工程項目資源分配管理工作組的人員構成應該堅持跨職能、跨部門的多元化原則。其主要職能是綜合分析資源現(xiàn)有量和需求量之間的關系，堅持項目效益最大化原則，公平合理的分配資源。在這個過程中，工作組要考慮的因素有本項目實際工作量、供貨計劃和工期要求，并且要參考類似頁巖氣管道項目實際施工效率，綜合考慮各個部門的需求和資源現(xiàn)有量，統(tǒng)籌規(guī)劃資源，合理分配人員、設備，盡可能的讓有限的資源發(fā)揮無限的作用。

（三）開展“多元化與專業(yè)化”相結合的交流與培訓。頁巖氣管道建設企業(yè)可以通過與高校、科研機構及同行業(yè)人員交流學習，彌補在成本控制方面的不足以提高核心競爭力。此外，還需在頁巖氣管道工程的成本控制體系中分階段、有重點的加強對施工人員的培訓。在項目施工前期提高施工人員的成本節(jié)約意識；在施工時從實際操作出發(fā)，提高施工人員技術水平，達到節(jié)約成本的目的；在項目竣工期，總結反思，對優(yōu)秀的人員進行獎勵，從思維和技術兩個方面達到控制成本的效果。

結論：頁巖氣管道建設成本控制存在的問題已經(jīng)影響了頁巖氣管道建設的進程，尤其是頁巖氣管道建設工程項目資源統(tǒng)籌分配缺乏有效的管理制度和方法造成成本管理失控，建立三位一體成本控制體系可以有效保障成本控制目標的實現(xiàn)。（作者單位：中國石油大學（華東）經(jīng)濟管理學院）

基金項目：中國石油大學（華東）研究生創(chuàng)新工程資助項目：頁巖氣聯(lián)絡線建設的優(yōu)化規(guī)劃模型及算法研究（YCX2015056）

參考文獻：

[1] Jinfeng Sun，Qiulei Ding，Xinmin Wang，Xiangpei Hu.An Investment Decision-making Model of Unconventional Oil Exploration and Development.An International Journal of Research and Surveys，2013，7（1）： 131-137，Indexed by EI.