基于系統動力學的建設施工項目成本控制研究

何青原,程 明

(武漢科技大學 管理學院,湖北武漢 430081)

一、研究背景與意義

自2008年9月全球性金融危機爆發以來,包括我國經濟在內的全球實體經濟遭到了嚴重的沖擊,作為我國支柱性產業的建筑業也受到前所未有的沖擊。對于利潤空間本來就小的施工企業來說更是雪上加霜。因此,降低施工企業在建設工程項目施工過程中的成本支出,增加施工企業的利潤收入,提高施工企業在單個項目上的投入產出效率便成為施工企業管理的重中之重。

然而,我國建設工程項目群管理的現狀卻不容樂觀,多數施工企業對于施工成本控制都是以經驗為基礎,以經驗為指導,較少運用相關科學的管理方法,更別說去創新一些具體的成本控制方法。少數大型國有施工企業雖然有運用相關科學的工具對建設工程項目進行成本控制,但其中的多數也只是運用單一的方法去控制建設工程項目的成本(如施工成本的過程控制法、掙值法、目標成本管理法、責任成本管理法等等),并且將作為整體的項目的各個方面肢解開來進行分析研究,這樣的研究方法存在一定的先天性缺陷,畢竟建設工程項目成本控制系統是一個完整的控制體系,是一個完整的系統,肢解開來研究存在一定的失真性。傳統項目管理方法和項目動力學方法重要特征的具體區別見表1。

二、系統動力學基本原理

系統動力學(SD:System Dynamic)的出現始于1956年,其創始人為美國麻省理工學院的福瑞斯特(Jay W·Forrester)教授。1958年Forrester在《哈佛商業評論》上發表了奠基之作《工業動態學》,1961年出版的《工業動力學》(Industrial Dynamics)是系統動力學理論與方法的經典論著。隨著工業動力學的發展完善,工業動力學的理論和方法逐步應用于社會、經濟、管理、科技和生態等多種領域,“工業動力學”這個名稱也就很難反映它的實際意義,因此人們將“工業動力學”改稱為“系統動力學”。

系統動力學認為:系統的基本結構單元是反饋回路——即耦合系統的狀態、速率(或稱決策)與信息的一條回路。回路是組成系統的基本結構單元,通過整理分析,社會經濟系統的結構可以抽象成“回路”、“積累” 、“信息”、“延遲”和“決策” ,這些因素之間的運動規律類似于流體在回路中流動所呈現的規律。流體在“回路”中流動必然要產生“積累”現象,堆積的物質就要產生壓力,這種壓力通過“信息”的傳遞作用于決策者,迫使決策者利用收到的信息,根據控制策略做出必要的“決策”去改變流速,從而改變積累的物質。由于物質和信息在傳遞過程中是需要時間的,于是產生了“延遲”問題,而正是因為延遲的存在使得系統狀態產生波動,增加了系統控制的準確性和難度。

表1 傳統項目管理方法和項目動力學方法重要特征對比表

系統動力學從系統的微觀結構出發建立系統的結構模型,用回路圖描述系統結構框架,用因果關系圖和流圖描述系統要素之間的邏輯關系,用方程描述系統要素之間的數量關系,用專門的仿真軟件進行模擬分析。整個分析過程從定性、半定量、定量,最后又把定量的數學模型簡單地轉換成計算機程序,利用計算機進行最終仿真分析。因此,人們普遍感到這種方法既有一定的理論性,又簡單實用,無論是專家、學者還是實際管理者都能使用,并能解決復雜的、非線性的和帶有延遲現象的系統性問題。

三、基于系統動力學的建設工程項目實施階段成本控制

工程項目管理的核心是目標控制,即通過各種被動或是主動措施去達到或超出項目目標的要求,如范圍、時間、費用、質量以及項目的其他目標。而成本控制則是主動措施的重要手段之一。對建設工程項目而言,由于工程項目本身的不可逆轉性,成本越來越受到決策人員和工程項目管理人員的重視和認可。結合項目管理知識體系(PMBOK:Project Management Body of knowledge)的項目成本管理框架(成本因素識別-成本因素分析-成本因素應對-成本因素監控),以下給出基于系統動力學的工程項目成本控制過程。

(一)成本因素識別

按照成本因素所在不同的范圍我們可以把成本因素具體劃分為以下的三類。

內生成本因素:項目范圍;項目目標;工作質量;人員分配;人員效率;錯誤的產生和出現;返工;進度壓力等等。

外生成本因素:施工技術;施工計劃;資源的可獲得性;人員的流動性;各階段間的約束關系;階段內任務間的約束關系等等。

可忽略的因素:客戶需求;工程交付和維護;競爭項目;工程項目部所處的環境;施工技術的演進;組織結構的演進等等。

(二)成本因素分析

下圖描述了模型中的主要內生成本因素、外生成本因素和不被考慮的成本因素。

圖1 成本因素邊界識別圖

在工程項目的實施階段,盡管工程項目成本受到各種各樣因素的影響,但并非所有的成本影響因素都將被納入動力學模型中,一方面由于模型設計的簡化,另一方面部分影響因素屬于可忽略的因素(如客戶需求、工程交付和維護、競爭項目、工程項目部所處的環境)或者不可控的因素(如政治因素、經濟周期和不可控的自然災害等)。此外,在實際分析中,由于項目具體環境的不同,風險影響因素的重要性也有所差異。一般的,可以先借助其它的分析工具如層次分析、模糊評價等方法,對項目成本的各個影響因素進行排序,后可選取其中的較關鍵因素進行風險建模分析。

以武漢市某房地產開發項目為例,經理論研究和對實際狀況的分析,在項目實施階段影響其進度和費用目標風險的關鍵影響因素包括:公司對開發項目的定位、預期投資的變化、設計質量、承包商的管理與施工能力等,據此可以建立包括費用控制、進度控制和質量控制的因果反饋回路,如(圖2)所示。根據此反饋回路,建立的流圖模型包括設計子系統、供應子系統(人力、材料和機械)和施工子系統,其中的關鍵變量設為項目工作范圍、采購進度、施工進度和項目費用累計。

(三)成本因素應對

根據項目的實際情況,施工方可以采取的應對策略包括快速施工、加班和保證材料供應等。由于進度、質量和費用三大目標之間的相互影響,單一策略并不一定是最優策略,因此,在模型政策分析階段,需要進行單一政策模擬和組合政策模擬,以尋出成本控制應對的最優策略。如表2所示,建立成本控制政策分析表,根據模型各項政策的模擬結果,結合項目成本的評判取向,進而選取相應的最優應對策略。

(四)成本因素監控

在項目進入具體實施階段,可以重點監測模型的有關水平狀態量,如累計費用、施工進度、工作范圍及其變更等,與模型的模擬結果進行比較。當出現明顯異常時,分析其原因,并可通過參數修改、結構調整等手段適度調整模型,重新對各項風 險應對政策進行模擬,進而采取較優的應對策略。

圖2 某房地產項目因果關系圖

表2 成本控制政策分析表

四、結論

建設工程項目群成本控制系統的各個方面是一個矛盾的統一體,一方的微動均會帶動其他多方的變動,在實際操作中把握整個工程項目的動向較為困難。系統動力學針對單個建設工程項目成本控制體系進行宏觀系統性的研究,側重于在項目宏觀層面研究項目管理過程,重點在于與人有關的軟因素和管理策略;系統動力學便于對難定量的決策變量、環境變量等進行量化,適應項目成本管理動態系統的要求,從而解決了僅靠傳統的網絡計劃技術不能全面反映和控制所有變量的問題。對于施工企業在提高單個項目上的投入產出效率來說具有重要的實際意義,也是企業能成功應對變革、成功應對全球性經融危機、取得競爭優勢的堅實基礎。