建設工程施工標段劃分優化研究*

洪偉民 王卓甫

(南通大學建工學院1) 南通 226019) (河海大學工程管理系2) 南京 210098)

大中型建設工程項目,尤其是交通、水利項目,合理的劃分標段是影響項目成功與否的關鍵因素之一,因此,項目業主需要定量化的分析方法,合理劃分標段,實現效率與經濟的統一.目前國內外對工程項目標段劃分的研究還較少,文獻[1]指出標段劃分應有利于競爭環境的形成、便于工程現場與合同管理、考慮各標段之間的協調配合;文獻[2]討論了標段劃分過程與影響因素;文獻[3]定性分析了標段數與建設成本之間的關系,并建立了標段劃分的概念模型.現有文獻大多是結合具體工程討論標段劃分原則和劃分影響因素,定量化的分析方法極為鮮見.本文引進交易費用理論,將建設工程總成本分為合同前交易費用、生產費用和合同后交易費用3個組成部分,建立建設工程施工標段劃分優化模型,并用MC(monte carlo)方法求解,為業主方優化標段劃分提供定量分析依據.

1 建設工程施工標段劃分模型

1.1 建設工程交易費用

在研究建設工程交易理論和交易制度的過程中,許多學者將交易費用理論作為一個分析工具,來探討如何設計或選擇建設工程交易制度[4-6].但到目前為止,對工程交易費用還沒有一個廣為接受的界定.文獻[4]將建設工程交易費用劃分為:詳細說明產品的費用、詳細說明工程過程和方法的費用、實施過程中,與事前的產品詳細說明相偏離,其相應的管理費用、實施過程中,與事前的過程和方法詳細說明相偏離,其相應的管理費用;文獻[5]認為合同價格是“生產費用”,施工過程中的變更、索賠也屬于“生產費用”,除“生產費用”之外的所有運轉、管理方面的支出都是交易費用,包括甲乙雙方在招投標、簽訂合同、防止一方違約的措施等部分;文獻[6]根據威廉姆森對交易成本分為事前費用和事后費用的界定,認為事前費用發生于合同簽訂之前,包括制定招標文件、考察承包商以及評標等費用;事后費用是簽訂合同后執行合同的成本,包括監督、懲罰、獎勵等行為造成的費用.

綜上所述,結合經濟學家們對交易費用定義和建設工程交易特點,本文將建設工程交易費用分為合同前交易費用CEA和合同后交易費用CEP.CEA包括委托招標代理的費用、合同談判費用、招標可能失敗的風險性費用等;CEP包括業主方管理組織費用,以及履約過程中不構成工程成本的額外交易成本等.CP稱為生產費用.因此,建設工程總成本C可用下面等式表示.

1.2 建設工程總成本與標段劃分的經濟學分析

1)合同前交易費用與標段數的關系 合同前交易費用是指招標人搜尋理想的交易伙伴所花費的費用,主要包括委托招標代理的費用、合同談判費用、招標可能失敗的風險性費用等.依據國家計委頒布的招標代理服務收費管理暫行辦法[7],招標代理服務收費采用差額定率累進計費方式.一個8 000萬元的工程項目,若分拆成2個4 000萬元的標段,招標代理費將增加28.44%,因此,委托招標代理費與標段數正相關.很顯然,合同談判費用及招標失敗的可能是和招標次數正相關的,即與標段數正相關.因此,合同前交易費用與標段數正相關.

2)生產費用與標段數的關系 博弈分析表明,在采用合理低價中標的招標模式中,當外部因素相同,隨著投標人數量的增多,投標人的最優報價逐步趨向其實際成本.對投標人而言,要想提高中標的概率,就必須積極采取措施,降低其施工成本;對招標人而言,在招標時必須保證一定數量的投標人參與投標,以降低最終的中標價,節省工程投資[8].

一般而言,標段劃分與投標人數相關,即同一工程所分標段數越多,標段的規模就越小,市場上符合要求的潛在投標人就越多,工程的生產費用就會越低;相反,標段劃分數越少,標段的規模就越大,對投標人的技術要求、資質要求、實力要求也就越高,相應地符合要求的潛在投標人就越少,工程的生產費用就會越高.因此,生產費用與標段數負相關.

3)合同后交易費用與分標數目關系 合同后交易費用是簽訂合同之后,業主為了保證合同正常履行所花費的費用,包括監督、懲罰、獎勵等行為造成的費用.總的說來,同一工程所分標段數越多,業主需要面對的合同也就越多,其在項目參與方之間進行協調和管理工作量就越大,相應的業主管理費也隨之而增加;反之,標段劃分數越少,業主需要管理的合同也就越少,其協調和管理工作量就越小,相應的業主管理費也隨之而減少.目前委托監理費也是采用差額定率累進計費方式,一個8 000萬元的工程項目,若分拆成2個4 000萬元的標段,委托監理費將增加9.88%.綜上所述,合同后交易費用與標段數正相關.

1.3 建設工程施工標段劃分模型

設某建設工程項目由A1,A2,…,An等n個子項目構成,每一個子項目既可以單獨組成一個標段,也可以和其他子項目組合成標段.S表示由所有可能的標段劃分方案組成的集合,si表示第i個標段劃分方案.根據以上分析結果,本文以建設工程總成本作為判別準則,最優標段劃分方案的工程總成本Cso應最低,即滿足下列條件

2 建設工程施工標段劃分模型的MC法求解

2.1 建設工程總成本各組成部分的計算方法

在建設工程實施過程中,業主方管理組織費用主要包括委托監理費用、業主管理費用、爭議仲裁/訴訟費用等.由于合同談判費用、爭議仲裁/訴訟費用與業主管理費用的分割有一定困難,又標段劃分方案追求的是工程總成本最小,在不影響分析結果的前提下,為便于計算將其并入業主管理費用中.因此,工程總成本簡化為由招標代理費用、生產費用、委托監理費用、業主管理費用4部分組成,下面分別說明它們的計算方法.

1)招標代理費用的計算 依據現行招標代理服務收費管理暫行辦法,招標代理費用CZ的計算方法如下式所示(單位:萬元).

從式(3)可以看出CZ是CP的函數,針對具體的分標方案,其CZ可表示為

式中:sij為si中的第j個標段;為sij標段的生產費用.

2)生產費用分布類型與參數的確定 依據業主方的歷史資料,統計生產費用相對于設計概算下浮幅度服從的分布類型及參數.一般而言,生產費用的概率密度通常具有區間性和單峰性特點,符合這2個特征的概率分布常見的有正態分布、三角分布或β分布.

3)委托監理費用的計算 依據現行建設工程監理與相關服務收費管理規定[9],委托監理費CJ的計算方法如下式所示(單位:萬元).

式中:α為專業調整系數;β為工程復雜程度調整系數;γ為高程調整系數.可以看出CJ是CP的函數,針對具體的分標方案,其CJ可表示為

4)業主管理費用的計算 依據基本建設財務管理規定[10],業主管理費用CG控制額按設計概算CD取相應的費率δ,從合同后交易費用與標段數的經濟學分析知,CG與標段數a正相關,即隨著a的增加CG越接近其控制額,根據經驗,假設CG與a服從下列函數關系

2.2 MC法求解的基本步驟

應用MC法求解建設工程施工標段劃分模型,其基本思想是將建設工程總成本各個組成部分看作是服從某種已知分布的隨機變量,通過對總成本各個組成部分服從的概率分布模型進行抽樣,作為標段劃分方案的一次實現.通過計算機仿真,模擬各標段劃分方案的工程總成本,為標段劃分方案的比較分析和管理決策提供依據.其基本步驟如下:(1)依據工程特點、工藝關系等原則構建所有可能的標段劃分方案,根據業主方的歷史資料,確定工程總成本各個組成部分服從的概率分布類型和分布參數;(2)確定適當的仿真次數N和統計分組數M;(3)對總成本的每個組成部分,分別按相應的概率分布隨機抽樣,按標段劃分方案計算工程施工總成本.經過 N次抽樣,得到工程總成本的統計量和相應的統計特征;(4)對抽樣結果進行對比分析,總成本期望值最小的標段劃分方案即為最優方案.

3 實例分析

某大型供水工程項目,包含人工渠道 A1設計概算6 415.1萬元、供水泵站 A2設計概算4 762.4萬元、U形渡槽A3設計概算5 180.9萬元、雙孔箱涵A4設計概算9 390.9萬元等4個子項目.在施工招標策劃階段,咨詢方在根據工程特點和施工工藝等原則構建可行標段劃分方案集時,認為子項目A1以土石方工程為主,應單獨作為一個標段,子項目 A2,A3,A4均以混凝土工程為主,既可以單獨作為標段,也可以相互組合成標段.共計有 6個可行標段劃分方案:即{{A1},{A2},{A3},{A4}}、{{A1},{A2,A3},{A4}}、{{A1},{A2,A4},{A3}}、{{A1},{A2},{A3,A4}}、{{A1},{A2,A3,A4}}、{{A1,A2,A3,A4}}.然后,咨詢方應用本文介紹的建設工程施工標段劃分模型,對6個方案進行了數值模擬,為業主選擇恰當的標段劃分方案做決策分析.下面以標段劃分方案{{A1},{A2,A4},{A3}}為例,說明對工程施工總成本的模擬.

1)招標代理費用的計算 依據式(3)、式(4),該標段劃分方案的招標代理費用CZ可表示為

2)生產費用分布類型與參數的確定 依據歷史資料,統計得出當標段概算大于1億元時,生產費用相對于概算下浮幅度服從β分布,下浮區間為5.65%～8.33%,平均下浮6.62%;當標段概算小于1億元時,下浮幅度服從三角分布,下浮區間為6.44%～9.35%,平均下浮7.47%.各標段的生產費用相對于概算下浮幅度的分布類型與參數估計見表1.

表1 擬分標段下浮幅度的分布及參數 %

3)委托監理費用的計算 依據式(5)、式(6),該標段劃分方案的委托監理費用CJ可表示為:

4)業主管理費用的計算 依據式(7),該標段劃分方案的業主管理組織費為

根據工程總成本各組成費用的計算方法,運用M onte Carlo軟件,對標段劃分方案{{A1},{A2,A4},{A3}}模擬 100 000次,均值24 611.29萬元、中位數24 613.78萬元、最小值24 293.55萬元、最大值24 897.97萬元、標準差84.24,具體結果見圖1.

運用Monte Carlo軟件,對剩下5種可能標段劃分方案分別模擬100 000次,其結果如表2所列.

表2 各標段劃分方案總成本模擬結果匯總表 萬元

圖1 標段劃分方案{{A1},{A2,A4},{A3}}的工程總成本模擬頻率柱狀圖

從表2的模擬結果可以看出,標段劃分方案{{A1},{A2,A3},{A4}}施工總成本最低,即將子項目人工渠道 A1和雙孔箱涵 A4作為獨立標段發包,子項目供水泵站A2和U形渡槽A3打包作為一個標段發包,相對于業主方傳統的單項發包方式或總承包發包方式施工總成本分別降低39.7萬元和78.32萬元,經濟效果明顯.

4 結 束 語

當前由于缺少有效的理論支持和定量化的分析方法,建設工程標段劃分現在還不得不依賴業主經驗和偏好的非正式決策方法,從而影響了決策的效果.針對這一情況,本文從交易費用理論出發,建立建設工程標段劃分優化模型,并應用MonteCarlo方法對模型進行模擬求解.研究結果表明,此模型能為分標決策者提供有力的支持.

[1]邊立明,邱德華,王卓甫.廣東東深供水改造工程招標實踐[J].建筑,2003(2):36-38.

[2]云雪峰,王繼軍,陳新忠,等.三盛公水利樞紐除險加固工程招投標標段優化劃分探討[J].內蒙古水利,2003(1):36-38.

[3]張利榮.建設工程標段劃分研究[J].水利水電技術,2006,37(7):82-84.

[4]Rodney T J,Ralf M.Communication and co-operation on p ro jects betw een the p roject-ow ner as p rincipal and the project manager as agent[J].European Management Journal,2004,22(3):327-336.

[5]李建章.交易成本與土木工程施工合同招投標的最優機制設計[J].重慶交通學院學報,2005(5):119-122.

[6]徐東明,史軼珺.工程項目招標投標的交易成本分析[J].建筑經濟,2005(5):18-20.

[7]中華人民共和國國家發展計劃委員會計價格[2002]1980號.招標代理服務收費管理暫行辦法[Z].

[8]楊 鷗,侯渡舟.國際工程承包中合理低價中標的博弈分析[J].西安建筑科技大學學報:自然科學版,2005,37(2):259-261.

[9]國家發展改革委,建設部發改價格[2007]670號.建設工程監理與相關服務收費管理規定[Z].

[10]中華人民共和國財政部財建[2002]394號.基本建設財務管理規定[Z].