施工方案设计阶段目标（工程设计施工方案选优2）

费用效率法

（一）需要具备的相关知识点

1．说明：费用效率法是寿命周期成本评价方法中的一种，一般适用于投资较大的基础设施建设项目。

2．主要原理及解题思路

（1）首先对各投资方案的投资“成果”（或者叫收益）进行分析，明确系统效率（SE）的主要内容，并将系统效率定量化，即计算SE

（2）再分析各投资方案的寿命周期成本（LCC），包括资金成本（支出）、环境成本和社会成本。对各成本内容进行分析计算，如：建设成本（设置费）、使用成本（维持费）、环境成本等，并汇总计算LCC；

（3）计算各投资方案的费用效率：

CE＝SE／LCC：＝收益/成本（或者支出）

（4）选择费用效率值最大的投资方案为最优方案。

（二）费用效率法案例练习

背景：

某特大城市为改善目前已严重拥堵的城市主干道的交通状况，拟投资建设一交通项目，有地铁、轻轨和高架道路3个方案。该3个方案的使用寿命均按50年计算，分别需每15年、10年、20年大修一次。单位时间价值为10元／小时，基准折现率为8％，其他有关数据见表2-22、表2-23。

不考虑建设工期的差异，即建设投资均按期初一次性投资考虑，不考虑动拆迁工作和建设期间对交通的影响，3个方案均不计残值，每年按360天计算。

寿命周期成本和系统效率计算结果取整数，系统费用效率计算结果保留两位小数。

表2-22 各方案基础数据表

分析要点：

本案例考核寿命周期成本分析的有关问题。

工程寿命周期成本包括资金成本、环境成本和社会成本。由于环境成本和社会成本较难定量分析，一般只考虑资金成本，但本案例问题3以简化的方式考虑了环境成本。

工程寿命周期资金成本包括建设成本（设置费）和使用成本（维持费）。其中。建设成本内容明确，估算的结果也较为可靠；而使用成本内容繁杂，且不确定因素很多，估算的结果不甚可靠，本案例主要考虑了大修费与年维修和运行费。为简化计算，本题未考虑各方案的残值，且假设三方案的使用寿命相同。

在寿命周期成本评价方法中，费用效率法是较为常用的一种。运用这种方法的关键在于将系统效率定量化，尤其是应将系统的非直接收益定量化，在本案例中主要考虑了土地升值和节约时间的价值。

需要注意的是，环境成本应作为寿命周期费用增加的内容，而不能作为收益的减少，否则，可能导致截然相反的结论。（具体根据背景看）

『答案』

问题1：

计算地铁的年度寿命周期成本LCC

（1）年度建设成本（设置费）

IC=1000000(A/P,8％，50）＝1000000／12.233＝81746（万元）

（2）年度使用成本（维持费）

SC=10000 40000[(P/F,8%,15) (P/F,8%,30) (P/F,8%,45)](A/P,8%,50)=10000 40000 (0.315＋0.099＋0.031）／12.233＝11455（万元）

（3）年度寿命周期成本

LCC=IC SC=81746 11455=93201（万元）

2．计算轻轨的年度寿命周期成本LCC。

（1）年度建设成本（设置费）

IC=500000(A/P,8%,50)=500000/12.233=40873(万元）

（2）年度使用成本（维持费）

SC=8000 30000[（P/F，8%，10） （P/F,8%，20) (P/F，8%,30) (P/F,8%,40)](A/P,8%,50)=8000 30000

(0.463 0.215 0.099 0.046)/12.233=10018(万元）

（3）年度寿命周期成本

LCC=IC, SC=40873 10018=50891（万元）

3．计算高架道路的年度寿命周期成本LCC

（1）年度建设成本（设置费）

IC=300000(A/P，8%,50）＝300000／12.233＝24524（万元

（2）使用成本（维持费）

SC=3000 20000[(P/F,8%,20) (P/F,8%，40)](A/P,8%,50)=3000 20000(0.215 0.046)／12.233＝3427（万元）

（3）年度寿命周期成本

LCC=IC SC=24524 3427=27951（万元）

问题2：

1．计算地铁的年度费用效率CE

（1）年度系统效率SE

SE=50x(0.7x10 3)x360 50000=230000（万元）

(2)CE=SE/LCC=230000/93201=2.47

2．计算轻轨的年度费用效率CE

（1）年度系统效率SE，

SE=30x(0.6x10 3)x360 40000=137200（万元）

(2)CE,=SE/LCC,=137200/50891=2.70

3．计算高架道路的年度费用效率CE

（1）年度系统效率SE

SE=25x0.4x10x360 30000=66000（万元）

(2)CE=SE/LCC=66000/27951=2.36

由于轻轨的费用效率最高，因此应选择建设轻轨。

问题3：

将7000万元的环境成本加到轻轨的寿命周期成本上，则轻轨的年度费用效率

CE=SE/LCC,=137200/(50891 7000)=2.37

CE=2.47>CE=2.37，因此，若考虑将噪声影响损失作为环境成本，则地铁方案优于轻轨方案。

价值工程的应用

（一）需要掌握的相关知识点

说明：价值工程属于考核频率最高的。

1．价值工程的原理

公式：V=F/C 价值＝功能指数/成本指数

价值工程理论的目的：以最低的寿命周期成本，可靠地实现用户要求的功能，即达到所需功能时应满足寿命周期成本最小。

2．价值工程在多方案选优中的应用

利用价值工程进行多方案选优的解题思路如下：

（1）确定各项功能的功能重要系数： 权重

运用0-1评分法或0-4评分法对功能重要性评分，并计算功能重要性系数（即功能权重）；

（2）计算各方案的功能加权得分： 权重得分

根据专家对功能的评分表和功能重要性系数，分别计算各方案的功能加权得分：

（3）计算各方案的功能指数（F）：

各方案的功能指数＝该方案的功能加权得分／∑各方案加权得分；

（4）计算各方案的成本指数（C）：

各方案的成本指数＝该方案的成本或造价／∑各方案成本或造价：

（5）计算各方案的价值指数V

各方案的价值指数＝该方案的功能指数／该方案的成本指数；

（6）方案选择：

比较各方案的价值指数，选择价值指数最大的为最优方案。

3．价值工程在成本改进中的应用

主要解题思路如下：

（1）计算各项功能的功能指数F

F＝该功能得分／∑各功能得分

说明：此处功能可理解为影响成本的因素或分部分项工程

（2）根据功能指数和总目标成本，计算（匹配）各项功能的目标成本

★某项功能的目标成本＝该功能项目的功能指数x总目标成本

（3）确定各项功能的成本降低期望值ΔC：

某项功能的成本降低值ΔC＝该功能的目前成本（改进前的成本）--该功能的目标成本

（4）结论：把成本降低额最大的功能列为首要成本改进对象。

案例2

问题1根据背景资料所给条件，计算各功能指标权重，结果见上图

问题2计算各方案的年费用

1．方案1的年费用：

1000 40000x(A/P,6%,20) 3000x(P/F,6%,10)x(A/P,6%,20）

=1000 40000x0.0872 3000x0.5584x0.0872=4634.08（万元）

2．方案2的年费用：

1500 120000x(A/P,6%,60) 5000x(P/F,6%,20)(A/P,6%,60) 5000x（P/F，6%，40）(A/P,6%,60）

-5000x(P/F,6%,60)(A/P,6%,60)=1500 120000x0.0619 5000x0.3118x0.0619 5000x0.0972

x0.0619-5000x0.0303x0.0619＝9045.21（万元）

问题3：计算各方案的成本指数、功能指数和价值指数，并根据价值指数选择最佳方案。

1．计算各方案成本指数

方案1：C1=4634.08/(4634.08 9045.21)=0.339

方案2：C2=9045.21/(4638.08 9045.21)=0.661

2．计算各方案功能指数

（1）各方案综合得分

方案1：6x0.325＋7x0.325＋6x0.200 9x0.075 9x0.075=6.775

方案2：10x0.325＋9x0.325 7x0.200 8x0.075 9x0.075=8.850

（2）各方案功能指数

方案1：F1=6.775/(6.775 8.850)=0.434

方案2：F2=8.850/(6.775 8.850)=0.566

3．计算各方案价值指数

方案1：V1=F1/C1=0.434/0.339=1.280

方案2：V2=F2/C2=0.566/0.661=0.856

由于方案1的价值指数大于方案2的价值指数，故应选择方案1。

问题4：

方案1的最低收费：4634.08/1500＝3.09（元/辆）

方案2的最低收费：9045.20/1500=6.03（元/辆）

网络计划的调整与优化

1、优化目标：①寻求费用最低时对应的工期。②工期满足的条件下，寻求费用最低的施工方案。

2、最经济赶工方案的制定赶工原则：①在关键线路上赶工：在赶工的过程中允许其他线路成为关键线路，但必须确保原关键线路始终是关键线路。即边赶工边观察关键线路。②寻找有赶工潜力的且赶工费少的：每天赶工费应少于等于工期的奖罚，每天直接费用的增加应小于等于间接费的减少。③赶工后质量有保证。

网络计划的调整与优化案例练习

决策树在多方案选优中的应用

1．说明：重点掌握决策树的绘制及备方案期望值的计算。

2．决策树的绘制与计算

（1）决策树的绘制。决策树的绘制应从左向右。从决策点到机会点，再到各树枝的末端。绘制完成后，在树枝末端标上指标的期望值。在相应的同税上标上该指标期望值所发生的概率。

（2）各方案期望值的计算，决策树的计算应从右向左，从最后的树枝所连接的机会点，到上一个树枝连接的机会点。最后到最左边的机会点。其每一步的计算采用概率的形式。

（3）最优方案的选择。则望值最大（收益）或最小（费川）的方案为最优方案。根据各方案期望值大小进行选择。在收益则望值小的方案分支上画上刷除号，表示删去。所保留下来的分支即为最优方案。

决策树应用的案例练习

背景：某工程拟加固改造为商业仓库或者改成生产车间后出租，由业主方负责改建支出和运营维护，或者不改造直接出租，次A、B、C三个方案的基础数据见表。折现率为10%，复利系数见表，不考虑残值和改建所需工期。

问题：

1．若比较A、B、C三个方案的净年值，应选择哪个方案？A、B方案的静态投资回收期哪个更短？

2．若考虑改建为B方案生产车间带来噪声等污染的环境成本折合为20万元／年，带动高新技术发展应用的潜在社会收益折合为10万元／年，A方案的环境成本折合为1万元／年，无社会收益。采用费用效率法比较A、B两个方案，哪个方案更好一些？

3．若考虑未来租金收入的不确定性因素，A方案租金收入为300万元、270万元、240万元的概率分别为：0.20、0.70、0.10；B方案租金收入为390万元、360万元、300万元的概率分别为：0.15、0.60、0.25；C方案租金收入为120万元、100万元、80万元的概率分别为：0.25、0.65、0.10；其他条件不变，不考虑环境、社会因素的成本及收益，比较三个方案的净年值，应选择哪个方案？

4．若A、B方案不变，不考虑环境成本、社会收益。C方案改为：前5年不改造，每年收取固定租金100万元，5年后，出租市场可能不稳定，再考虑改建为商业仓库或生产车间或不改造。5年后商业仓库、生产车间和不改建方案的租金收入与概率和问题3中设定的一致。画出决策树，比较三个方案的净现值，决定采用A、B、C哪个方案更合适。

影响因素分析法在多方案选优中的应用

（一）需要掌握的相关知识点

根据案例背景，找出影响指标的因素，列出影响因素方程，主要解题思路如下：

（1）确定施工方案、设计方案所需的评价指标；（如：工程成本，利润，利润率等）

(2)分析影响评价指标的各种因素；（如：人、材、机、管理费、规费、税金）

（3）根据题意，列出影响因素方程；

如：工程成本＝人十材十机十管十规十税；

如：总成本＝固定成本＋可变成本

如：利润＝合同总价-工程成本

如：成本利润率＝利润／工程成本

如：产值利润率＝利润／合同总价

（4）解析方程，求出未知数（或成本、利润、利润率）；

（5）根据计算结论，选出最优方案。

如：成本最低，方案最优

如：利润最大，方案最优

如：利润率最高，方案最优

影响因素分析法的案例练习

问题5答案（1）采取延长工作时间的方式赶工，需额外增加总费用2940元；

（2）采取夜间加班方式赶工，需额外增加总费用6540元；

（3）因为两种赶工方式所需增加的费用均小于逾期违约金1000x7=7000（元），所以该分包商应采取赶工措施。因采取延长工作时间方式费用最低，所以应采取每天延长工作时间的方式赶工。

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