1、創新設計和施工方案比選2.1 公路工程設計方案比選壽命周期本錢的評價方法 預 備 知 識一、壽命周期本錢的評價方法與案例 為了從各可行性方案中篩選出最正確方案以有效地利用稀缺資源，而對工程方案進行系統分析的過程或者活動。壽命周期本錢評價是為了使用戶所用的系統具有經濟壽命周期本錢，在系統的開發階段將壽命周期本錢作為設計的參數，而對系統進行徹底地分析比較后作出決策的方法。1費用效率CE法式中 CE費用效率； SE工程系統效率,時間和運費節約； LCC工程壽命周期本錢； IC設置費； SC維持費。2固定效率法和固定費用法 固定效率法是將費用值固定下來，然后選出能得到最正確效率的方案。固定效率法是將效

2、率固定下來，然后選取能到達這個效率而費用最低的方案。3權衡分析法 對性質完全相反的兩個要素做適當的處理，其目的是為了提高總體的經濟性。通過有效的權衡分析，可使系統的任務能很好的完成，即保證了系統的性能，又可使有限資源得到有效的利用?！景咐?】2005年甲級 某地擬建一條高速公路，根據交通量需要和全壽命 周期本錢控制的要求，設計單位提出了A瀝青混凝土路 面、B水泥混凝土路面兩個方案。該高速公路面層 數量為710850m2、基層數量為771780m2、墊層數量為832710m2。為對兩個方案進行深入比選，設計單位進行了認真的調查研究和分析，有關情況如下：1公路通車年建設本錢為：瀝青混凝土面層120

3、元/m2、水泥混凝土 面層85元/m2、路面基層45元/m2、路面墊層28元/m2，公路使用 壽命為100年，預計瀝青混凝土路面每15年大修一次，水泥混凝 土路面每10年大修一次，大修費用按重新鋪筑面層計算。2舊路面挖除費用為：A方案4.5元/m2、B方案8.0元/m2。3假定社會本錢為：A方案500000元/年、B方案1 000000元/年。4每次大修時，將增加有關社會和經濟本錢：預計將減少收費收 入100萬元，增加燃油損耗、時間損失等社會本錢200萬元。問題： 假設兩個方案營運養護管理本錢相等，社會折現率取5%，請從全壽命周期本錢的角度，選擇經濟合理的方案。1建設本錢的計算 A方案：面層、

4、基層、墊層 120710850+45771780+28832710=143347980元 B方案： 85710850+45771780+28832710=118468230元2大修本錢的計算 ？ 參考答案：3社會本錢計算4 確定工程全壽命周期本錢 A方案：143 347 980+83 759 855+9 923 950=237 031 785元 B方案：118 468 230+108 528 852+19 847 900=246 844 982元5 確定合理方案 由于237 031 785元246 844 982元，因此A方案比B方案經濟即應選擇瀝青混凝土路面設計方案?！景咐?】2006年 某

5、城市擬修建一條快速干線，正在考慮兩條備選路 線沿河路線與穿山路線，兩條路線的平均車速都提高 了50km/h，日平均流量都是6 000輛，壽命均為30年，且 無殘值，基準收益率為12%，其他數據如下表所示。1000002.050000.981050002.535001.13問題： 試用全生命周期費用分析CE法比較兩條路線的優劣， 并做出方案選擇計算結果保存兩位小數。參考答案: 1計算沿河路線方案的費用效率CE 1)求系統效率SE： 時間費用節約=6 00036520502.61 0000=227.76(萬元/年) 運輸費用節約=6 000365200.9810000=4292.4(萬元/年) 那

6、么SE=227.76+4292.4=4520.16(萬元/年)2)求生命周期費用LCC，包括設置費IC和維待費SC IC=100000A/P，12%，30=10000012%1+12%30/1+12%30-1 =1000000.1241 =12410(萬元/年) SC=220+5000 (P/F,12%,10)+5000 (P/F,12%,20)(A/P,12%,30) =40+5000(1+12%)-10+5000(1+12%)-200.1241 =40+50000.3220+50000.10370.1241 =304.15(萬元/年) 那么LCC=IC+SC=12410+304.15=12

7、714.15 (萬元/年)3)求費用效率CE CE=SELCC=4520.1612714.15=0.355(2)計算穿山路線方案的費用效率CE1)求系統效率SE： 時間費用節約=600036515502.610000=170.82(萬元/年) 運輸費用節約=6000365151.1310000=3702.2(萬元/年) 那么 SE=170.82+3702.2=3873.02 (萬元/年)2)求生命周期費用LCC，包括設置費IC和維持費SC IC=105000A/P，12%，30=10500012%1+12%30/1+12%30-1 =1050000.1241=13030.5 (萬元/年) SC

8、=2.515+3500 (P/F,12%,10)+ 3500(P/F,12%,20)(A/P,12%,30) =37.5+ 3500 (1+12%)-10+ 3500 (1+12%)-200.1241 =37.5+ 3500 0.3220+ 3500 0.103 70.1241=222.4 (萬元/年) 那么LCC=IC+SC=13030.5+222.4=13252.9 (萬元/年)3)求費用效率CE CE=SELCC=3873.0213252.9 = 0.292(3)方案選擇沿河路線方案的費用效率CE穿山路線方案費用效率CE選擇沿河路線方案計算各方案效益即運輸時間節約費用。 A方案年運輸時間

9、節約費用： 36550002.510000=456.25萬元/年 A方案效益費用現值： 456.25(1+10%)20-110%(1+10%)20=3884.31萬元/年 B方案年運輸時間節約費用： 3655000310000=547.5萬元/年 B方案效益費用現值： 547.5(1+10%)20-110%(1+10%)20=4661.18萬元/年計算兩個方案的本錢效益合計本錢-效益。 A方案：5136.22-3884.31=1251.91萬元 B方案：6114.93-4661.18=1453.75萬元確定合理方案。 由于1251.91萬元1453.75萬元，即A方案本錢效益合計B方案，因此A

10、方案優于B方案。【案例10】 某公路設計有A、B兩個方案，兩條路線的交通量預測結果均為日平均流量5000輛。假設該公路營運年限為20年，殘值為0，期間不進行大修，基準收益率10%，其他數據見下表：項目方案A方案B里程（km）2015初期建設投資（萬元）50006000年維護運行費（萬元/km年）0.80.9運輸時間費用節約（元/d輛）2.53.0問題： 請從工程全壽命周期的角度比較兩個方案的優劣 計算結果取兩位小數。參考答案：1按現值法計算 計算工程生命周期本錢，包括初期建設本錢、運營期維護 運行和養護費用。A方案初期建設本錢：5000萬元A方案年維護運行費：0.820=16萬元/年A方案維護

11、運行費現值： 161+10%20-1 10%1+10%20=136.22萬元A方案生命周期本錢現值：5000+136.22=5136.22萬元B方案初期建設本錢：6000萬元B方案年維護運行費：0.915=13.5萬元/年B方案維護運行費現值： 13.51+10%20-1 10%1+10%20=114.93萬元B方案生命周期本錢現值：6000+114.93=6114.93萬元2按終值法計算 計算工程生命周期本錢終值，包括初期建設本錢、運營期維護運行和養護費用。A方案初期建設本錢終值：50001+10%20=33637.5萬元A方案年維護運行費：0.820=16萬元/年A方案維護運行費終值： 1

12、61+10%20-1 10%=916.4萬元A方案生命周期本錢終值：33637.5+916.4=34553.9萬元B方案初期建設本錢終值：6000 1+10%20=40365 萬元B方案年維護運行費：0.915=13.5萬元/年B方案維護運行費終值： 13.51+10%20-1 10%=773.21萬元B方案生命周期本錢終值：40365+773.21=41138.21萬元計算各方案效益即運輸時間節約費用。 A方案年運輸時間節約費用： 36550002.510000=456.25萬元/年 A方案效益費用終值： 456.25(1+10%)20-110%=26131.72萬元/年 B方案年運輸時間節

13、約費用： 3655000310000=547.5萬元/年 B方案效益費用終值： 547.5(1+10%)20-110%=31358.06萬元/年計算兩個方案的本錢效益合計本錢-效益。 A方案：34553.9-26131.72=8422.18萬元 B方案：41138.21-31358.06=9780.15萬元確定合理方案。 由于8422.18萬元9780.15萬元，即A方案本錢效益合計B方案，因此A方案優于B方案。2按年值法計算 計算工程生命周期本錢，包括初期建設本錢、運營期維護運行和養護費用。A方案初期建設本錢年值： 500010%1+10%20 1+10%20-1=587.3萬元A方案年維護

14、運行費：0.820=16萬元/年A方案生命周期年本錢：587.30+16.00=603.30萬元/年B方案初期建設成年值： 600010%1+10%20 1+10%20-1=704.76 萬元B方案年維護運行費：0.915=13.50萬元/年B方案生命周期年本錢：704.76+13.50=718.26萬元/年計算各方案效益即運輸時間節約費用。 A方案年運輸時間節約費用： 36550002.510000=456.25萬元/年 B方案年運輸時間節約費用： 3655000310000=547.50萬元/年 計算兩個方案的本錢效益合計本錢-效益。 A方案：603.30-456.25=147.05萬元/

15、年 B方案：718.26-547.50=170.76萬元/年確定合理方案。 由于147.05萬元/年170.76萬元/年，即A方案本錢效益合計B方案，因此A方案優于B方案。價值工程理論 預 備 知 識一、價值工程理論評價方法與案例 1功能評價 即評定功能的價值，是找出實現功能的最低費用作為功能的目標本錢，以功能目標本錢為基準，通過與功能現實本錢的比較，求出兩者的比值和兩者的差異值，改善期望值大的功能作為價值工程活動的重點對象。 2功能現實本錢C的計算 本錢指數的計算： 3功能評價值F目標本錢的計算 1采用功能重要性系數評價法： 是一種根據功能重要性系數確定功能評價值的方法。這種方法是把功能劃分

16、為幾個功能區即自系統，并根據各功能區的重要程度和復雜程度，確定各個功能區在總功能中所占的比重，即功能重要性系數。然后將產品的目標本錢按功能重要性系數分配給各功能區作為該功能區的目標本錢，即功能評價值。2確定功能重要性系數功能評價系數或功能系數 是指評價對象的功能在整體功能中所占的比率。常用的打分方法有強制打分法0-1平分法或0-4平分法、環比平分法。 1環比平分法DARE法： 是一種通過確定各因素的重要性系數來評價和選擇創新的方法。具體的步驟是： 根據功能系統圖決定評價功能的級別，確定功能區F1、F2、F3、F4；對上下相臨兩項功能的重要性進行比照打分，所打的分作為暫定重要系數；對暫定重要系數

17、做修正，將最下面的一項功能的重要系數定為1，稱為休正重要系數，據次求出其他功能的休正重要系數；將各功能的休正重要系數除以全部功能總分，即得各功能區的重要系數。該方法適用于各個評價對象之間有明顯的可比關系，能直接比照，并能準確地評定功能重要程度比值的情況。 2強制評分法 A：0-1評分法： 是請5-15名對產品熟悉的人員參加功能的評價。首先按照功能重要程度一一比照打分，重要的打1分，相對不重要的打0分，要分析的對象自己與自己相比不得分，用表示。最后計算該零部件的功能重要性系數平均值W。為防止不重要的功能得零分，可將功能累計得分加1分修正，用修正后的總分去除各功能累計得分即得到功能重要性系數。B：

18、0-4平分法 檔次劃分： F1比F2重要得多，F1得4分，F2得0分； F1比F2重要，F1得3分，F2得1分； F1比F2同等重要，F1得2分，F2得2分； F1遠不如F2重要，F1得0分，F2得4分； 強制評分法適用于被評價對象在功能重要程度上的差異不太大，并且評價對象子功能數目不太多的情況。3各部件功能評價指數： 功能評價指數大，說明功能重要；反之，功能評價指數小，說明功能不太重要。 4確定功能評價值F 1新產品設計 各個功能區的功能評價值F： F=目標本錢功能重要性系數 2既有產品的改進設計 各個功能區重新分配的功能區本錢 =功能現實本錢功能重要性系數 A：功能區新分配的本錢等于現實本

19、錢：此時以現實本錢作為功能評價值F； B：新分配的本錢小于現實本錢：此時以新分配的本錢作為功能評價值F； C：新分配的本錢大于現實本錢：對原因進行具體分析。 假設功能重要性系數定高了，經分析后可以適當降低。如因本錢確實投入太少而不能保證必要功能，可以適當提高一些。此外即可用目前本錢作為功能評值。 4功能價值V計算及分析1功能本錢法 假設V=1，說明評價對象的價值為最正確，一般無須改進； 假設V1，說明該部件功能比較重要，但分配的本錢少。此時，應進行具體分析，功能與本錢的分配可能已較理想，或者有不必要的功能，或者應提高本錢。 V=0，要進一步分析，如果是不必要的功能，該部件應該取消；但弱國是最不

20、重要的必要功能，那么要根據實際情況處理。2功能指數法相對值法 VI=1，此時評價對象的功能比重與本錢比重大致平衡，合理匹配，可以認為功能的現實本錢是比較合理的； VI1，此時評價對象本錢比重小于功能比重。有三種原因： 第一，由于現實本錢偏低，不能滿足評價對象實現其應具有的功能，致使對象功能偏低，應列為改進對象，改善方向是增加正本； 第二，對象目前具有的功能已經超過其應該具有的水平，也即存在過剩功能，這種情況也列為該進對象，改善方向是降低功能水平； 第三，對象在技術、經濟等方面具有某些特殊特征，在客觀上存在功能很重要而需要消耗的本錢卻很少的情況，這種情況一般不列為改進對象?！景咐?1】 在某橋梁

21、工程中，造價工程師采用價值工程的方法對該工程的設計方案和編制的施工方案進行了全面的技術經濟評價，取得了良好的經濟效益和社會效益。經有關專家對五個設計方案進行技術經濟分析和論證，得出相關資料見下表。 功能重要性評分表方案功能得分及單方造價問題： 1 計算功能重要性系數。 2 計算功能系數、本錢系數、價值系數，選擇最優設計方案。 3 在對施工單位提出的施工方案進行技術經濟分析時，造價工程師提出將評價指標分為：工程本錢、工程工期、工程質量和其他等四個方面：請將這四個方面的指標進一步細化。參考答案：1 計算功能重要性系數 F1得分=4232=11 F1功能重要性系數=1150=0.22 F2得分=43

22、42=13 F2功能重要性系數=1350=0.26 F3得分=2322=9 F3功能重要性系數=950=0.18 F4得分=3421=10 F4功能重要性系數=1050=0.20 F5得分=1231=7 F5功能重要性系數=750=0.14 總得分=11139107=502 計算功能系數、本錢系數、價值系數，選擇最優設計方案。計算功能系數 方案功能得分： FA得分=90.22100.2690.1870.2080.14=8.72 FB得分=100.2290.2680.1890.2070.14=8.76 FC得分=90.22100.2670.1880.2080.14=8.56 FD得分=80.22

23、90.2680.1870.20100.14=8.34 FE得分=70.2280.26100.1860.2090.14=7.88 總得分=8.728.768.568.347.88=42.26 功能系數計算： A=8.7242.26=0.206 B=8.7642.26=0.207 C=8.5642.26=0.203 D=8.3442.26=0.197 E=7.8842.26=0.186確定本錢系數和價值系數 本錢系數和價值系數的計算見下表，在五個方案中，D方案價值系數最大，所以D方案為最優方案。3 施工方案的技術經濟指標體系： 工程本錢包括：單位工程量本錢；工程本錢降低率或本錢節約額；工料節約率或

24、主要材料消耗指標；勞動生產率或勞動力消耗；機械利用率。 工程工期包括：工期；施工均衡性；竣工率。 工程質量包括：合格品率；優良品率。 其他包括：施工機械化程度；平安生產；文明施工等。2.2 公路工程施工方案比選 18、某橋梁工程設計為預應力混凝土箱型梁，主梁采用預制安裝施工方案一時，預制場地處理及預制梁底座的費用為160萬元，預制場地的吊裝設備租賃及使用費為35萬元/月；采用移動模架購置及地基處理費用為200萬元，移動模架使用費25萬元/月。兩方案除方案一機械臺班消耗以外的直接工程費相關數據如下表：項目方案一方案二材料費（元/ m3）500500人工消耗（工日/ m3）65機械臺班消耗（臺班/

25、 m3）0.375工日單價（元/工日）100100臺班費（元/臺班）800800 為了確定方案一的機械臺班消耗，采用預算定額機械臺班消耗量確定方法進行實測確定，測定的相關資料如下：完成該工程所需機械的一次循環的正常延續時間為12分鐘，一次循環生產的產量為0.3，該機械的正常利用系數為0.8，機械幅度差率為25%。問題:計算結果保存兩位小數1.計算按照方案一完成每立方米工程量所需的機械臺班消耗定額。 60/12*3*8*0。8*1.25=12m3/臺班 1/12 2.方案一和方案二每1m3工程量的直接工程費分別為多少。1166元 / 1300元3.當工期為12個月時，試分析兩方案適用的工程量范圍

26、。1600000+350000*12+1166Q=2000000+250000*12+1300Q Q=5970 Q5970 選擇一; 4.假設本工程的工程量為6000m3，合同工期為10個月，計算確定應采用哪個方案？假設方案二可縮短工期10%，應采用哪個方案？ 選擇一; 二 6443【案例13】 某涵洞工程混凝土總需要量為5000m3，混凝土工程施工有兩種方案可供選擇。方案A為現場制作，方案B為購置商品混凝土。商品混凝土的平均單價為410元m3，現場混凝土的單價計算公式為：式中：C現場制作混凝土的單價元m3； C1現場攪拌站一次性投資，本工程為200000元； C2攪拌站設備的租金及維修費與工

27、期有關的費用， 本工程為15000元月； C3現場攪拌混凝土所需的費用與混凝土數量有關的費 用本工程為320元m3； Q現場攪拌混凝土的數量m3； T工期月。問題： 假設混凝土施工工期不同時，A、B兩個方案哪一個經濟?當混凝土施工工期為12個月時，現場制作混凝土最少為多少m3才比購置商品混凝土經濟? 采用的方案與工期的關系，當A、B兩個方案的本錢相同 時，工期T滿足以下關系： 200 0005 00015 000T5 000320=410 T=410-320-200 0005 00015 0005 000=16.67月由此可得到以下結論： 工期為1667個月時，A、B兩個方案本錢相同； 當工期

28、T16.67個月時，A方案比B方案經濟； 當工期T16.67個月時，B方案比A方案經濟。 當工期為12個月時，現場制作混凝土的最少數量為： 設最少數量為x，那么有： 200 000 x1500012x320=410 x=200 00015 00012410-320=4 222.22m3 即當T=12個月時，現場制作混凝土的數量必須大于4 222.22m3才比購置商品混凝土經濟。參考答案：某工程工程需對起重設備進行評選，合同期為8年，為選擇設備購置的方案，提出以下三方案可供評選，基準收益率14%方案I：A型起重機3架 800003240000 年維修費用 3600310800 大修費第3年末 1

29、2000336000 年工資 12052318720 殘值 10000330000方案II： A型起重機1架 80000180000 B型起重機4架 320004128000 年維修費用 3600+2400413200 大修費A型，第3年末 12000 大修費B型，第4年末 10000440000 年工資 12052531200 殘值 10000方案III： B型起重機7架 320007224000 年維修費用 2400716800 大修費第4年末 10000770000 年工資 12052743680【案例14】2005年乙級 某高速公路瀝青路面工程，路線長36km，行車道寬度22m，瀝青混

30、凝土厚度18cm。在距路線兩端1/3處各1處較平整場地適宜設置瀝青拌和場，上路距離均為200m，根據經驗估計每設置1處拌和場的費用約為90萬元。施工組織提出了設1處和2處拌和場的兩種施工組織方案進行比選。問題： 假設施工時工料機價格水平與定額基價一致，請從經濟角度出發，選擇費用較省的施工組織方案？參考答案1. 混合料綜合平均運距計算設置1處拌和場： 拌和場設置在路線1/3處，距路線起終點分別為12km和24km，平均運距分別為6km和12km，其混合料綜合平均運距為： 6*12+12*2436+0.2=10.2km 0.2km缺乏一個增運定額單位(0.5km的半數，平均運距按10km計算。設置

31、2處拌和場： 拌和場設置在距路線兩端1/3處，兩個拌和場供料范圍均為18km，每個拌和場距其供料路段的起終點分別為12km和6km，平均運距分別為6km和3km，其混合料綜合平均運距為： 6*12+3*618+0.2=5.2km 0.2km缺乏一個增運定額單位(0.5km的半數，平均運距按5km計算。 2. 混合料運輸費用計算 混合料工程量=0.182236 000=142 560(m3) 設置1處拌和場混合料運輸費用為：15T汽車 5473+44518142 5601000=1922136元 設置2處拌和場時混合料運輸費用為： 5473+5008142 5601000=1350471元 3. 兩方案的經濟性比較 設置1處拌和場時的綜合費用為： 900 000+1922136=2822136元 設置2處拌和場時的綜合費用為： 900 0002+1350471=3150471元 由于設置1處拌和場的綜合費用低于設置2處拌和場的 綜合費用，從經濟角度出發，推薦設置1處拌和場的施工 組織方案?！景咐?5】 某橋梁工程全長460m，上部構造為1530m預應力T形 梁，上部構造施工有兩種可供選擇的方案。