國(guó)際石化工程項(xiàng)目供應(yīng)鏈總建設(shè)成本的敏感性分析

高寧，高秋菊，孫巍，張新宇

（1北京化工大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院膜分離過(guò)程與技術(shù)北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100029；2中國(guó)石化長(zhǎng)城能源化工 有限公司，北京100120）

隨著中國(guó)企業(yè)國(guó)際化經(jīng)營(yíng)力度的加大，在境外開(kāi)展的石化工程項(xiàng)目日益增多，對(duì)國(guó)際石化工程項(xiàng)目供應(yīng)鏈的研究也不斷深入。工程供應(yīng)鏈?zhǔn)侵腹こ探ㄔO(shè)方根據(jù)客戶的特殊需求，進(jìn)行一次性、定制化的設(shè)計(jì)、施工、交付、維護(hù)、更新直到廢棄的工程過(guò)程鏈[1]。國(guó)際石化工程項(xiàng)目除具有工程項(xiàng)目一次性和生命周期長(zhǎng)的特征外[2]，還具有石油化工行業(yè)工作環(huán)境高溫高壓、易燃易爆、有毒有害[3]和國(guó)際項(xiàng)目中全球采購(gòu)范圍廣、匯率波動(dòng)大和國(guó)際物流復(fù)雜[4]等特點(diǎn)，使得國(guó)際石化工程項(xiàng)目供應(yīng)鏈的問(wèn)題更為復(fù)雜，影響供應(yīng)鏈的不確定性因素更多。敏感性分析是不確定性分析方法的一種，較多的應(yīng)用于工程項(xiàng)目的可行性分析和技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)，一般選用凈現(xiàn)值（NPV）和內(nèi)部收益率（IRR）等作為評(píng)價(jià)指標(biāo)[5-6]，而從供應(yīng)鏈整體的角度，用敏感性分析法對(duì)影響工程項(xiàng)目總成本的不確定性因素的研究相對(duì)較少。為降低國(guó)際石化工程項(xiàng)目建設(shè)的風(fēng)險(xiǎn)，提高供應(yīng)鏈效率和降低供應(yīng)鏈總建設(shè)成本，需要分析國(guó)際石化工程項(xiàng)目的不確定性因素。

為了更加準(zhǔn)確地分析不確定性因素對(duì)國(guó)際石化工程項(xiàng)目建設(shè)的影響，本文以典型的國(guó)際石化項(xiàng) 目——乙烯裂解項(xiàng)目為例，以該項(xiàng)目供應(yīng)鏈的總成本為評(píng)價(jià)指標(biāo)，選取采購(gòu)價(jià)格、單位運(yùn)費(fèi)、庫(kù)存時(shí)間和匯率4個(gè)不確定性因素，用敏感性分析的方法分別計(jì)算各因素的敏感度系數(shù)，研究其對(duì)國(guó)際石化工程項(xiàng)目供應(yīng)鏈總建設(shè)成本的影響程度，確定影響供應(yīng)鏈總建設(shè)成本的主要敏感因素，以便采取適當(dāng)?shù)拇胧┖蛯?duì)策。

1 敏感性分析及基本步驟

1.1 敏感性分析

分析不確定性的方法較多，敏感性分析屬于其中一種常見(jiàn)方法[7]。敏感性分析即用定量的方式描述不同輸入變量值對(duì)項(xiàng)目評(píng)價(jià)指標(biāo)結(jié)果影響程度的一種方法。如果一種或幾種因素稍有變化，評(píng)價(jià)指標(biāo)就會(huì)發(fā)生很大變化，則可以稱該因素為敏感性因素；相反如果這些因素在較大的范圍內(nèi)變化，但其對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)產(chǎn)生的影響較小，則稱為不敏感性因 素[8]。敏感性因素分析的目的在于尋求項(xiàng)目中的敏感因素，敏感性的大小可以通過(guò)計(jì)算敏感度系數(shù)來(lái)確定。敏感度系數(shù)表示項(xiàng)目評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)不確定因素的敏感程度，可用式（1）表示。

式中，SAF為評(píng)價(jià)指標(biāo)A對(duì)于不確定因素F的敏感度系數(shù)；ΔF/F為不確定因素F的變化率，%；ΔA/A不確定因素F發(fā)生ΔF變化率時(shí)，評(píng)價(jià)指標(biāo)A的相應(yīng)變化率，%。

SAF的絕對(duì)值越大，表明評(píng)價(jià)指標(biāo)A對(duì)于不確定因素F越敏感；反之，則越不敏感。SAF＞0，表示評(píng)價(jià)指標(biāo)與不確定因素同方向變化；SAF＜0，表示評(píng)價(jià)指標(biāo)與不確定因素反方向變化。

1.2 敏感性分析的基本步驟

敏感分析的基本步驟可歸納如下[9]：①確定敏感性因素的評(píng)價(jià)指標(biāo)；②計(jì)算目標(biāo)值，即計(jì)算該方案在確定情況下的評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)值；③選取不確定性因素，即在進(jìn)行敏感性分析時(shí)，根據(jù)方案的具體情況選取若干變化可能性較大的不確定性因素；④計(jì)算不確定性因素的敏感度系數(shù)；⑤找出敏感因素，并采取應(yīng)對(duì)措施。

2 國(guó)際石化工程項(xiàng)目供應(yīng)鏈總建設(shè)成本的敏感性分析

2.1 國(guó)際石化工程項(xiàng)目的評(píng)價(jià)指標(biāo)——供應(yīng)鏈總建設(shè)成本

石化工程項(xiàng)目往往采購(gòu)物資種類繁多，金額巨大，一般占項(xiàng)目總建設(shè)成本的50%～60%[10]。多數(shù)國(guó)際石化工程項(xiàng)目實(shí)施全球采購(gòu)，面臨物資來(lái)源地分散、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求高、國(guó)際物流難度大等困難，供應(yīng)鏈成本控制面臨較大挑戰(zhàn)。在國(guó)際石化工程項(xiàng)目供應(yīng)鏈中，從采購(gòu)、運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)施工、安裝等各個(gè)環(huán)節(jié)涉及不同的費(fèi)用，并共同構(gòu)成了供應(yīng)鏈的總建設(shè)成本。

一般項(xiàng)目的敏感性分析是以經(jīng)濟(jì)指標(biāo)作為敏感性分析的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，本文以國(guó)際石化工程項(xiàng)目——乙烯裂解項(xiàng)目為例，綜合考慮包括建設(shè)物資相應(yīng)的總采購(gòu)費(fèi)用、監(jiān)造費(fèi)用、庫(kù)存費(fèi)用、運(yùn)輸費(fèi)用和出口退稅等主要費(fèi)用，忽略了施工、安裝等一系列后期費(fèi)用，把一種簡(jiǎn)化的供應(yīng)鏈總建設(shè)成本作為敏感性分析的評(píng)價(jià)指標(biāo)。

國(guó)際石化工程項(xiàng)目供應(yīng)鏈總建設(shè)成本Z（評(píng)價(jià)指標(biāo)）=總采購(gòu)費(fèi)用TPC+總監(jiān)造費(fèi)用TSC+總庫(kù)存費(fèi)用TIC+總運(yùn)輸費(fèi)TTC-總出口退稅TER，具體如式（2）。

式中，Yi?｛0，1｝，若Ei= 1， 則Yi=1，。

其中，總采購(gòu)費(fèi)用TPC是所有建設(shè)所需每種物資的采購(gòu)價(jià)格PCi和物資采購(gòu)數(shù)量quantityi的乘積的總和。

總監(jiān)造費(fèi)用TSC是根據(jù)建設(shè)所需物資的重要程度不同，按照物資采購(gòu)價(jià)格PCi收取不同的百分比βi的監(jiān)造費(fèi)用總和。

總庫(kù)存費(fèi)用TIC是所有建設(shè)物資的庫(kù)存費(fèi)用總和，單個(gè)物資的庫(kù)存費(fèi)用由其單位庫(kù)存費(fèi)用INVCi、相應(yīng)的庫(kù)存時(shí)間INVTi和物資的質(zhì)量WEIi決定。

總運(yùn)輸費(fèi)用TTC由全部物資運(yùn)至目的地的每種建設(shè)所需物資的單位運(yùn)價(jià)TCi、物資質(zhì)量WEIi和物資數(shù)量quantityi三者乘積的總和表示。

總出口退稅TER由全部可以享受出口退稅的中國(guó)供應(yīng)物資計(jì)算求和得到。其中，Yi為0-1變量，表示物資是否為中國(guó)供應(yīng)，若是中國(guó)供應(yīng)的，Yi取值為1，否則為0。單個(gè)物資的出口退稅按照公式退稅收入=采購(gòu)價(jià)格÷(1+17%)×出口退稅率exratei計(jì)算。

此外，由于全球采購(gòu)中不同國(guó)家供應(yīng)物資的報(bào)價(jià)幣種不同，文中統(tǒng)一引入外幣兌人民幣的匯率Ei。

2.2 國(guó)際石化工程項(xiàng)目供應(yīng)鏈中不確定性因素的選取

從上述供應(yīng)鏈總建設(shè)成本計(jì)算公式可見(jiàn)，大部分環(huán)節(jié)的費(fèi)用都與采購(gòu)價(jià)格有關(guān)，使得采購(gòu)價(jià)格成為首選的不確定性因素。在項(xiàng)目實(shí)際供應(yīng)工作中多種因素可能導(dǎo)致采購(gòu)價(jià)格的變化，如購(gòu)銷雙方信息不對(duì)等、采購(gòu)方式的選擇不當(dāng)或價(jià)格約定不明確等，這種變化必然對(duì)供應(yīng)鏈總建設(shè)成本產(chǎn)生影響。

國(guó)際石化工程項(xiàng)目的全球采購(gòu)中涉及大量的國(guó)際物流，運(yùn)輸時(shí)間長(zhǎng)，涉及范圍廣，這些因素使得國(guó)際物流中固定距離下的單位運(yùn)費(fèi)可能發(fā)生較大變化，屬于不確定因素。

工程項(xiàng)目在保證質(zhì)量的前提下按期完成建設(shè)，為了保證物資的及時(shí)供應(yīng)，某些物資需要庫(kù)存處理。由于交貨期、運(yùn)輸時(shí)間等條件可能改變，庫(kù)存時(shí)間是不確定的，為此選擇庫(kù)存時(shí)間作為一種不確定性因素進(jìn)行研究。

國(guó)際石化工程項(xiàng)目的全球采購(gòu)涉及不同幣種的交易，匯率的變化直接對(duì)供應(yīng)鏈總建設(shè)成本產(chǎn)生影響，屬于比較明顯的不確定性因素。綜上，共選取采購(gòu)價(jià)格、單位運(yùn)費(fèi)、庫(kù)存時(shí)間和匯率4個(gè)因素進(jìn)行敏感性分析。

2.3 敏感性分析在國(guó)際石化工程項(xiàng)目供應(yīng)鏈中的應(yīng)用實(shí)例

為了研究國(guó)際石化工程項(xiàng)目供應(yīng)鏈總建設(shè)成本中的不確定因素，本文選取典型的乙烯裂解項(xiàng)目為例。A項(xiàng)目是國(guó)內(nèi)某大型石化公司作為項(xiàng)目總承包商，于2011年在東南亞某國(guó)家實(shí)際建設(shè)，項(xiàng)目建設(shè)歷時(shí)24個(gè)月，在2013年完工并投入使用[11]。A項(xiàng)目中采購(gòu)涉及數(shù)百種物資，種類繁多，為了簡(jiǎn)化計(jì)算，選取采購(gòu)金額比例較大或能代表國(guó)際石化工程項(xiàng)目特點(diǎn)的12種物資，按照供應(yīng)鏈總建設(shè)成本的計(jì)算公式，獲取有關(guān)因素的真實(shí)數(shù)據(jù)，見(jiàn)表1所示。

表1 A項(xiàng)目的12種物資參數(shù)數(shù)據(jù)表

按照1.2節(jié)所述敏感性分析的步驟，以該A項(xiàng)目的供應(yīng)鏈總建設(shè)成本Z為評(píng)價(jià)指標(biāo)，依據(jù)12種物資的相關(guān)參數(shù)數(shù)據(jù)，計(jì)算出這些物資的供應(yīng)鏈總建設(shè)成本Z的數(shù)值為3397.8萬(wàn)元，其中總采購(gòu)費(fèi)用TPC為3394.8萬(wàn)元，總監(jiān)造費(fèi)用TSC為26.9萬(wàn)元，總庫(kù)存費(fèi)用TIC為3.4萬(wàn)元，總運(yùn)輸費(fèi)用TTC為207.4萬(wàn)元，總出口退稅TER為234.7萬(wàn)元。

選取采購(gòu)價(jià)格、單位運(yùn)費(fèi)、庫(kù)存時(shí)間和匯率4個(gè)不確定性因素，在±15%的變化范圍內(nèi)，分別計(jì)算4個(gè)因素的敏感度系數(shù)SAF。

根據(jù)國(guó)際石化工程項(xiàng)目供應(yīng)鏈總建設(shè)成本的公式，分別計(jì)算出4個(gè)不確定性因素在不同變動(dòng)幅度下的評(píng)價(jià)指標(biāo)Z的值，計(jì)算結(jié)果如表2。

表2 不確定性因素的變動(dòng)對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)的影響 單位：萬(wàn)元

根據(jù)表1中的數(shù)據(jù)和敏感度系數(shù)的公式，分別計(jì)算出采購(gòu)價(jià)格、單位運(yùn)費(fèi)、庫(kù)存時(shí)間和匯率相應(yīng)的SAF。

為了更加直觀清晰地分辨出4個(gè)不確定性因素的變化對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)影響的大小，根據(jù)表1中的數(shù)據(jù)繪制了敏感性分析圖，如圖1所示。

圖1 不確定性因素變動(dòng)對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)影響的敏感性分析圖

3 結(jié)果分析

從2.3節(jié)可見(jiàn)，在選擇的4種不確定性因素中，采購(gòu)價(jià)格的變動(dòng)對(duì)供應(yīng)鏈總建設(shè)成本的影響程度最大，敏感度系數(shù)SZPCi為0.939；其次為匯率的變化，敏感度系數(shù)SZEi為0.279；單位運(yùn)費(fèi)和庫(kù)存時(shí)間的敏感度系數(shù)SZTCi和SZINVTi分別為0.060和0.001，對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)影響程度相對(duì)較小。在敏感性分析圖中更加直觀地表現(xiàn)出不同因素的變化對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)的影響，圖中斜率越大的因素表示該因素的變化對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)的影響越大，也即該因素越敏感。

上述結(jié)論符合A項(xiàng)目代表的國(guó)際石化工程項(xiàng)目的供應(yīng)鏈特點(diǎn)。在國(guó)際石化工程項(xiàng)目中，物資的采購(gòu)價(jià)格一般金額較大，屬于供應(yīng)鏈總建設(shè)成本的主要構(gòu)成部分，因此采購(gòu)價(jià)格的變化對(duì)供應(yīng)鏈評(píng)估總成本有較大影響，其敏感度系數(shù)最大。降低采購(gòu)價(jià)格對(duì)降低供應(yīng)鏈總建設(shè)成本非常重要，應(yīng)在保證物資質(zhì)量和進(jìn)度的前提下采取各種積極的解決措施，如加強(qiáng)對(duì)采購(gòu)物資的成本構(gòu)成分析，密切關(guān)注原材料價(jià)格波動(dòng)和長(zhǎng)期走勢(shì)，及時(shí)鎖定供應(yīng)資源，在全球范圍內(nèi)擴(kuò)大資源搜尋力度，尋找性價(jià)比更優(yōu)的供應(yīng)合作伙伴，以及通過(guò)集成采購(gòu)增加規(guī)模、通過(guò)招標(biāo)采購(gòu)促進(jìn)競(jìng)爭(zhēng)等方式獲得優(yōu)惠價(jià)格。

匯率波動(dòng)是國(guó)際石化工程項(xiàng)目不可避免的影響因素，屬于必須面對(duì)的不確定性因素之一。為應(yīng)對(duì)匯率波動(dòng)對(duì)供應(yīng)鏈總建設(shè)成本的影響，在項(xiàng)目供應(yīng)鏈管理中應(yīng)選擇合適的幣種和適當(dāng)?shù)母犊顣r(shí)間進(jìn)行交易，在可以進(jìn)行人民幣離岸交易的國(guó)家優(yōu)先選用人民幣作為合同貨幣，合同執(zhí)行期間參考匯率遠(yuǎn)期走勢(shì)，及時(shí)開(kāi)展外匯遠(yuǎn)期、掉期等保值措施。

單位運(yùn)費(fèi)和庫(kù)存時(shí)間兩種因素相對(duì)不敏感。從運(yùn)輸環(huán)節(jié)看，除少數(shù)特殊物資需要空運(yùn)外，多數(shù)石化物資的運(yùn)輸采用海運(yùn)方式，運(yùn)費(fèi)占據(jù)供應(yīng)鏈總建設(shè)成本比例往往較低，因此單位運(yùn)費(fèi)的變化對(duì)供應(yīng)鏈總建設(shè)成本影響較小。從庫(kù)存環(huán)節(jié)看，在國(guó)際石化工程項(xiàng)目中，采購(gòu)物資一般都將被及時(shí)安裝使用，需要長(zhǎng)期庫(kù)存物資種類很少，而且除部分需要特殊存儲(chǔ)條件的物資外，大多數(shù)物資可以利用現(xiàn)場(chǎng)存儲(chǔ)設(shè)施，使得庫(kù)存費(fèi)用不高。這些可能是單位運(yùn)費(fèi)和庫(kù)存時(shí)間兩者因素相對(duì)不敏感的原因所在。

利用敏感性分析的方法雖然可以識(shí)別出國(guó)際石化工程項(xiàng)目供應(yīng)鏈中的敏感因素，但還應(yīng)該進(jìn)一步關(guān)注不確定性因素發(fā)生的概率大小。綜合考慮不同因素的敏感度系數(shù)和發(fā)生概率兩方面，可以更加準(zhǔn)確地分析國(guó)際石化工程項(xiàng)目供應(yīng)鏈的不確定性因素風(fēng)險(xiǎn)的大小。此外，在工程項(xiàng)目的實(shí)際操作工程中，由于因素之間的相關(guān)性，一個(gè)因素的變動(dòng)往往也伴隨著其他因素的變動(dòng)，多因素變動(dòng)的影響并不是各個(gè)單因素簡(jiǎn)單的加和。為了更加貼近實(shí)際情況地分析國(guó)際石化工程項(xiàng)目供應(yīng)商總成本中的不確定性因素的影響，在以后的研究工作中將增加多因素敏感性分析的方法；或是針對(duì)不確定性的種類不同（價(jià)格不確定性、匯率不確定性、庫(kù)存數(shù)據(jù)不確定性），建立更具有針對(duì)性的供應(yīng)鏈優(yōu)化模型，應(yīng)用基于場(chǎng)景隨機(jī)規(guī)劃、魯棒規(guī)劃等不同的不確定性優(yōu)化方法來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題。以提升國(guó)際石化工程項(xiàng)目供應(yīng)鏈的理論管理水平，更好地指導(dǎo)石化工程項(xiàng)目的建設(shè)，保證項(xiàng)目的建設(shè)質(zhì)量，如期完成項(xiàng)目建設(shè)。

4 結(jié) 論

敏感性分析在一定程度上定量地描述了各種不確定性因素對(duì)石化國(guó)際項(xiàng)目供應(yīng)鏈總建設(shè)成本的影響。本文以國(guó)際石化工程項(xiàng)目為例，選取4個(gè)不確定性因素，依據(jù)敏感性分析的步驟分別計(jì)算其敏感度系數(shù)并繪制敏感性分析圖。通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)采購(gòu)價(jià)格和匯率在國(guó)際石化工程項(xiàng)目供應(yīng)鏈中屬于敏感因素，而單位運(yùn)費(fèi)和庫(kù)存時(shí)間則相對(duì)不敏感，符合國(guó)際石化工程項(xiàng)目的實(shí)際情況，說(shuō)明針對(duì)國(guó)際石化工程項(xiàng)目供應(yīng)鏈的不確定性因素，可以利用敏感性分析的方法進(jìn)行深入研究，識(shí)別不同因素對(duì)項(xiàng)目供應(yīng)鏈總建設(shè)成本的影響，有助于在決策過(guò)程和實(shí)施過(guò)程中對(duì)國(guó)際石化工程項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)加以重點(diǎn)管控。

符 號(hào) 說(shuō) 明

Ei——建設(shè)所需物資i的外幣兌人民幣匯率，量綱為1

exratei——建設(shè)所需物資i的出口退稅率，量綱為1

INVCi——建設(shè)所需物資i單位質(zhì)量單位時(shí)間的庫(kù)存費(fèi)用，萬(wàn)元·月-1·噸-1

INVTi——建設(shè)所需物資i的庫(kù)存時(shí)間，月

i——建設(shè)所需物資的種類，i=1，2，…，i

PCi——建設(shè)所需物資i的采購(gòu)價(jià)格

quantityi——建設(shè)所需物資i的采購(gòu)數(shù)量

TCi——建設(shè)所需物資i的單位運(yùn)費(fèi)，萬(wàn)元·噸-1

WEIi——建設(shè)所需物資i的質(zhì)量，噸

Yi——0-1變量，建設(shè)所需物資是否為中國(guó)供應(yīng)，若是中國(guó)供應(yīng)，Yi取值為1，否則取值為0

βi——建設(shè)所需物資i的監(jiān)造費(fèi)用比例因子

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