化工項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)教學(xué)與前序課程的關(guān)系討論

王璟德，張佳瑾，孫 巍

(北京化工大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院，北京 100029)

在教育部有關(guān)工程教育專業(yè)認(rèn)證中，要求工科類高校的畢業(yè)生應(yīng)該具有項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)分析和項(xiàng)目管理的能力，很多工科類高校都在高年級(jí)開設(shè)了《工程項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)分析和項(xiàng)目管理》類的課程[1]。大多數(shù)工科類院校也都設(shè)有經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院(系、專業(yè))，因此，此類課程多由管理類專業(yè)的教師進(jìn)行講授。而管理專業(yè)的教師通常并不了解各工程專業(yè)的專業(yè)特點(diǎn)和對(duì)應(yīng)的工程項(xiàng)目情況，在講授過(guò)程中很難互相聯(lián)系。以化工類專業(yè)為例，化工項(xiàng)目具有典型的流程工業(yè)的特點(diǎn)，項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)分析在方法上與前序課程，包括化工熱力學(xué)[2]、化工原理、反應(yīng)工程[3]、傳遞原理等，有著很好的延續(xù)性，如能將其結(jié)合起來(lái)，會(huì)收到更好的教學(xué)效果。

1 化工類專業(yè)前序課程的特點(diǎn)

化工類專業(yè)本科學(xué)生在學(xué)習(xí)技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)課程之前，學(xué)習(xí)的知識(shí)除了通識(shí)基礎(chǔ)課程，如：思政、數(shù)理化、英語(yǔ)等，化工類專業(yè)課程也占有很大的比重，例如：化工熱力學(xué)、化工原理、反應(yīng)工程、傳遞原理等，其最具特點(diǎn)的分析方法即守恒分析，貫穿了專業(yè)課程的始終。當(dāng)界定了研究對(duì)象之后，對(duì)其的描述主要是通過(guò)變量和變量之間的關(guān)系實(shí)現(xiàn)的[4]。

因此，在進(jìn)行項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)過(guò)程中，可以結(jié)合上述前序的專業(yè)課程來(lái)進(jìn)行對(duì)比式學(xué)習(xí)和分析。舉例來(lái)說(shuō)，不失一般性，如圖1所示，一個(gè)連續(xù)攪拌釜內(nèi)有化學(xué)反應(yīng)發(fā)生，反應(yīng)會(huì)伴隨一定的反應(yīng)熱，反應(yīng)釜內(nèi)有盤管，以調(diào)節(jié)反應(yīng)釜內(nèi)的溫度。假設(shè)通過(guò)攪拌，反應(yīng)釜內(nèi)各點(diǎn)性質(zhì)一致，即對(duì)該體系進(jìn)行建模時(shí)，不需要釜內(nèi)各點(diǎn)性質(zhì)在空間上的不同。

圖1 帶有盤管的連續(xù)攪拌反應(yīng)釜內(nèi)的反應(yīng)過(guò)程

假設(shè)出入口的流量保持不變，當(dāng)反應(yīng)過(guò)程不會(huì)引起體系體積發(fā)生變化，則反應(yīng)釜內(nèi)的液位，即反應(yīng)體系內(nèi)的體積會(huì)保持恒定，因而不用擔(dān)心隨著時(shí)間的變化，體系內(nèi)液位為零和液位過(guò)高而溢出的問(wèn)題，假設(shè)體系內(nèi)有M個(gè)組分和N 個(gè)反應(yīng)，那么一般性的描述方程可以由如下方程給出。

i組分質(zhì)量守恒：

(1)

反應(yīng)區(qū)能量守恒

(2)

其中：T、Tf分別代表反應(yīng)區(qū)內(nèi)和加料混合物的溫度；

U表示反應(yīng)液體與冷卻劑之間熱交換的總傳熱系數(shù)；

A表示反應(yīng)液體與冷卻劑之間的總傳熱面；

Tc表示冷卻劑平均溫度；

ρ、Cp分別代表反應(yīng)混合物的平均密度與比熱容；

(-Hj)表示第j個(gè)反應(yīng)的熱效應(yīng)；

Rj表示第j個(gè)反應(yīng)的速率；

Ri表示因化學(xué)反應(yīng)引起的第i個(gè)組分濃度的變化速率

并且有：

Ri=∑jμi,jRj

(3)

其中：μi,j表示第j個(gè)反應(yīng)計(jì)量式中i組分的系數(shù)。

可見，在化工類專業(yè)課程中對(duì)研究對(duì)象的描述是通過(guò)物料的物理和化學(xué)性質(zhì)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其具有守恒性，雖然描述了系統(tǒng)隨時(shí)間的變化情況，但是在求解過(guò)程中所涉及的時(shí)間范圍是相對(duì)較短的，與實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程相對(duì)應(yīng)[5]。

2 工程項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)性分析的特點(diǎn)

工程項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性分析的目的是分析項(xiàng)目在經(jīng)濟(jì)方面的可行性，因而，對(duì)其的描述與在前序課程中對(duì)研究對(duì)象(體系)的描述角度是不同。在前序課程中，注重物料流的物理化學(xué)性質(zhì)，而在經(jīng)濟(jì)分析中，無(wú)論研究對(duì)象(工程項(xiàng)目)在規(guī)模和工藝上存在著怎樣的差異，在物料的物理化學(xué)性質(zhì)上如何不同，都不重要，重要的是整個(gè)項(xiàng)目在其壽命期內(nèi)，在經(jīng)濟(jì)上的輸入和輸出，即貨幣量化后的現(xiàn)金流的大小。

圖2 工程項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)分析的重要內(nèi)容

如圖2中所示，對(duì)一個(gè)項(xiàng)目的描述是從其項(xiàng)目壽命期內(nèi)現(xiàn)金的流入和流出入手的。影響項(xiàng)目現(xiàn)金流大小的因素有項(xiàng)目的投資、成本、銷售收入、利潤(rùn)和稅金。其中成本和利潤(rùn)是不會(huì)直接出現(xiàn)在項(xiàng)目的現(xiàn)金流之中，但是會(huì)直接影響到項(xiàng)目各年份的利潤(rùn)的計(jì)算，進(jìn)而影響稅金的多少，即影響當(dāng)年凈現(xiàn)金流的大小。項(xiàng)目現(xiàn)金流的另一個(gè)特點(diǎn)是，現(xiàn)金流是發(fā)生在項(xiàng)目壽命期內(nèi)的不同時(shí)點(diǎn)上的，如圖3所示。隨著項(xiàng)目經(jīng)營(yíng)、原料供給、產(chǎn)品營(yíng)銷狀況，甚至技術(shù)進(jìn)步等發(fā)生變化。由于資金發(fā)生在不同的時(shí)點(diǎn)上，對(duì)生產(chǎn)和再生產(chǎn)的意義是不同的，在經(jīng)濟(jì)分析中必須承認(rèn)發(fā)生在不同時(shí)點(diǎn)的資金所具有的價(jià)值是不一樣的，即資金具有時(shí)間價(jià)值。資金的時(shí)間價(jià)值理論是項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)評(píng)級(jí)的基點(diǎn)，表征資金時(shí)間價(jià)值大小的是利率。由于利率的存在才使得發(fā)生在不同時(shí)點(diǎn)的資金可以進(jìn)行相互的比較。現(xiàn)代工程經(jīng)濟(jì)分析中采用復(fù)利計(jì)息。復(fù)利被認(rèn)為更符合經(jīng)濟(jì)發(fā)展的規(guī)律。通過(guò)資金的等效計(jì)算，可以自由地把某一時(shí)間點(diǎn)的資金等效到現(xiàn)值、將來(lái)值和年值，為后續(xù)的工程項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)評(píng)級(jí)奠定了基礎(chǔ)。

圖3 工程項(xiàng)目現(xiàn)金流示例

基于資金的等效計(jì)算，三類工程項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)指標(biāo)被廣泛應(yīng)用[1]。一類是價(jià)值型經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)指標(biāo)，其旨在衡量項(xiàng)目壽命期內(nèi)一個(gè)經(jīng)營(yíng)狀況的絕對(duì)經(jīng)濟(jì)效果，最具代表性的此類經(jīng)濟(jì)評(píng)級(jí)指標(biāo)是凈現(xiàn)值。其定義如方程(4)所示，即將一個(gè)項(xiàng)目不同時(shí)點(diǎn)上發(fā)生的現(xiàn)金流入流出，都這算到項(xiàng)目建設(shè)之初。它是一個(gè)項(xiàng)目絕對(duì)經(jīng)濟(jì)效果的衡量，不考慮投入了多少初期投入。

(4)

其中：NPV——凈現(xiàn)值；CIt——第t年的現(xiàn)金流入；COt——第t年的現(xiàn)金流出；n——項(xiàng)目壽命期；i0——基準(zhǔn)折線率。

除凈現(xiàn)值指標(biāo)之外，衡量項(xiàng)目絕對(duì)經(jīng)濟(jì)效果的還有凈年值指標(biāo)。對(duì)于非盈利型項(xiàng)目，與之對(duì)應(yīng)的有費(fèi)用現(xiàn)值和費(fèi)用年值指標(biāo)。

第二類經(jīng)濟(jì)評(píng)級(jí)指標(biāo)是效率型評(píng)價(jià)指標(biāo)，即結(jié)合資金的投入情況，體現(xiàn)資金的使用效率，或單位資金的盈利情況。最具有代表性的效率型指標(biāo)為內(nèi)部收益率指標(biāo)，其定義如方程(5)所示，即當(dāng)凈現(xiàn)值指標(biāo)為零時(shí)的投資收益率，故稱內(nèi)部收益率。

(5)

其中：IRR——內(nèi)部收益率。

內(nèi)部收益率的求解實(shí)際上是求解一個(gè)一元N次代數(shù)多項(xiàng)式方程，根據(jù)笛卡爾符號(hào)規(guī)則，其可能出現(xiàn)多解的情況，為內(nèi)部收益率的計(jì)算帶來(lái)了困難，而同樣可以衡量單位資金盈利狀況的凈現(xiàn)值率指標(biāo)的計(jì)算就簡(jiǎn)捷得多。其定義見方程(6)。

(6)

式中：KP——項(xiàng)目總投資現(xiàn)值。

第三類經(jīng)濟(jì)分析指標(biāo)是時(shí)間型的，即總投資的回收時(shí)間，成為投資回收期，返本期等，不考慮資金時(shí)間價(jià)值的靜態(tài)投資回收期的定義如方程(7)所示。

(7)

式中：K——投資總額；TP——靜態(tài)投資回收期。投資回收期越小，投資的風(fēng)險(xiǎn)性也越小。

由于未來(lái)工程項(xiàng)目的現(xiàn)金流都是通過(guò)分析預(yù)測(cè)得到的，不可避免的會(huì)存在風(fēng)險(xiǎn)和不確定性，為了更加客觀地評(píng)價(jià)工程項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效果，對(duì)于可能影響經(jīng)濟(jì)效果的重要因素發(fā)生變化時(shí)的情況需要提前進(jìn)行分析，即敏感性分析。敏感性分析主要針對(duì)形成現(xiàn)金流的主要因素對(duì)最終經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)結(jié)果的影響展開。甄別出敏感性因素，再結(jié)合其可能發(fā)生的概率，有利于在后續(xù)的項(xiàng)目實(shí)施和運(yùn)行過(guò)程中有效控制敏感因素，保證項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效果。

3 工程項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)分析與前序課程的聯(lián)系

工程項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)分析通常開始在大四上，學(xué)生已基本完成了其他專業(yè)必修課程，對(duì)專業(yè)課程中的研究方法有了一定程度的掌握。在對(duì)研究對(duì)象的數(shù)學(xué)描述方面已經(jīng)習(xí)慣了對(duì)物料流的守恒描述，系統(tǒng)的概念已經(jīng)建立，而工程項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)分析也是建立在系統(tǒng)概念之上的，針對(duì)這個(gè)特殊的經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)，所要描述的不再是物料流，而是現(xiàn)金流，這是二者之間最大的區(qū)別。而資金時(shí)間價(jià)值及復(fù)利的概念是不同于前序課程中的知識(shí)的，在現(xiàn)代的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)中資金是以復(fù)利的形式進(jìn)行增值的。盡管工程項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)分析中所需要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與前序課程中所學(xué)到的過(guò)程和設(shè)備的情況密不可分，由于一旦工藝和設(shè)備條件確定，其對(duì)應(yīng)的成本和造價(jià)都是有據(jù)可查，或進(jìn)行粗略估計(jì)，反而可以不作為課程的重點(diǎn)，以突出課程的知識(shí)主線。至于具體的規(guī)章制度，均用于課程中舉例說(shuō)明而用，它們會(huì)隨著時(shí)間的變化而不斷修改，其主管部門會(huì)實(shí)時(shí)更新，學(xué)生學(xué)習(xí)的重點(diǎn)在于對(duì)象的描述方法和基于資金時(shí)間價(jià)值的等效計(jì)算。