國際石化工程項目供應(yīng)鏈總建設(shè)成本的敏感性分析

高寧，高秋菊，孫巍，張新宇

（1北京化工大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院膜分離過程與技術(shù)北京市重點實驗室，北京 100029；2中國石化長城能源化工 有限公司，北京100120）

隨著中國企業(yè)國際化經(jīng)營力度的加大，在境外開展的石化工程項目日益增多，對國際石化工程項目供應(yīng)鏈的研究也不斷深入。工程供應(yīng)鏈?zhǔn)侵腹こ探ㄔO(shè)方根據(jù)客戶的特殊需求，進(jìn)行一次性、定制化的設(shè)計、施工、交付、維護(hù)、更新直到廢棄的工程過程鏈[1]。國際石化工程項目除具有工程項目一次性和生命周期長的特征外[2]，還具有石油化工行業(yè)工作環(huán)境高溫高壓、易燃易爆、有毒有害[3]和國際項目中全球采購范圍廣、匯率波動大和國際物流復(fù)雜[4]等特點，使得國際石化工程項目供應(yīng)鏈的問題更為復(fù)雜，影響供應(yīng)鏈的不確定性因素更多。敏感性分析是不確定性分析方法的一種，較多的應(yīng)用于工程項目的可行性分析和技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價，一般選用凈現(xiàn)值（NPV）和內(nèi)部收益率（IRR）等作為評價指標(biāo)[5-6]，而從供應(yīng)鏈整體的角度，用敏感性分析法對影響工程項目總成本的不確定性因素的研究相對較少。為降低國際石化工程項目建設(shè)的風(fēng)險，提高供應(yīng)鏈效率和降低供應(yīng)鏈總建設(shè)成本，需要分析國際石化工程項目的不確定性因素。

為了更加準(zhǔn)確地分析不確定性因素對國際石化工程項目建設(shè)的影響，本文以典型的國際石化項 目——乙烯裂解項目為例，以該項目供應(yīng)鏈的總成本為評價指標(biāo)，選取采購價格、單位運費、庫存時間和匯率4個不確定性因素，用敏感性分析的方法分別計算各因素的敏感度系數(shù)，研究其對國際石化工程項目供應(yīng)鏈總建設(shè)成本的影響程度，確定影響供應(yīng)鏈總建設(shè)成本的主要敏感因素，以便采取適當(dāng)?shù)拇胧┖蛯Σ摺?/p>

1 敏感性分析及基本步驟

1.1 敏感性分析

分析不確定性的方法較多，敏感性分析屬于其中一種常見方法[7]。敏感性分析即用定量的方式描述不同輸入變量值對項目評價指標(biāo)結(jié)果影響程度的一種方法。如果一種或幾種因素稍有變化，評價指標(biāo)就會發(fā)生很大變化，則可以稱該因素為敏感性因素；相反如果這些因素在較大的范圍內(nèi)變化，但其對評價指標(biāo)產(chǎn)生的影響較小，則稱為不敏感性因 素[8]。敏感性因素分析的目的在于尋求項目中的敏感因素，敏感性的大小可以通過計算敏感度系數(shù)來確定。敏感度系數(shù)表示項目評價指標(biāo)對不確定因素的敏感程度，可用式（1）表示。

式中，SAF為評價指標(biāo)A對于不確定因素F的敏感度系數(shù)；ΔF/F為不確定因素F的變化率，%；ΔA/A不確定因素F發(fā)生ΔF變化率時，評價指標(biāo)A的相應(yīng)變化率，%。

SAF的絕對值越大，表明評價指標(biāo)A對于不確定因素F越敏感；反之，則越不敏感。SAF＞0，表示評價指標(biāo)與不確定因素同方向變化；SAF＜0，表示評價指標(biāo)與不確定因素反方向變化。

1.2 敏感性分析的基本步驟

敏感分析的基本步驟可歸納如下[9]：①確定敏感性因素的評價指標(biāo)；②計算目標(biāo)值，即計算該方案在確定情況下的評價指標(biāo)數(shù)值；③選取不確定性因素，即在進(jìn)行敏感性分析時，根據(jù)方案的具體情況選取若干變化可能性較大的不確定性因素；④計算不確定性因素的敏感度系數(shù)；⑤找出敏感因素，并采取應(yīng)對措施。

2 國際石化工程項目供應(yīng)鏈總建設(shè)成本的敏感性分析

2.1 國際石化工程項目的評價指標(biāo)——供應(yīng)鏈總建設(shè)成本

石化工程項目往往采購物資種類繁多，金額巨大，一般占項目總建設(shè)成本的50%～60%[10]。多數(shù)國際石化工程項目實施全球采購，面臨物資來源地分散、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求高、國際物流難度大等困難，供應(yīng)鏈成本控制面臨較大挑戰(zhàn)。在國際石化工程項目供應(yīng)鏈中，從采購、運輸?shù)浆F(xiàn)場施工、安裝等各個環(huán)節(jié)涉及不同的費用，并共同構(gòu)成了供應(yīng)鏈的總建設(shè)成本。

一般項目的敏感性分析是以經(jīng)濟(jì)指標(biāo)作為敏感性分析的評價標(biāo)準(zhǔn)，本文以國際石化工程項目——乙烯裂解項目為例，綜合考慮包括建設(shè)物資相應(yīng)的總采購費用、監(jiān)造費用、庫存費用、運輸費用和出口退稅等主要費用，忽略了施工、安裝等一系列后期費用，把一種簡化的供應(yīng)鏈總建設(shè)成本作為敏感性分析的評價指標(biāo)。

國際石化工程項目供應(yīng)鏈總建設(shè)成本Z（評價指標(biāo)）=總采購費用TPC+總監(jiān)造費用TSC+總庫存費用TIC+總運輸費TTC-總出口退稅TER，具體如式（2）。

式中，Yi?｛0，1｝，若Ei= 1， 則Yi=1，。

其中，總采購費用TPC是所有建設(shè)所需每種物資的采購價格PCi和物資采購數(shù)量quantityi的乘積的總和。

總監(jiān)造費用TSC是根據(jù)建設(shè)所需物資的重要程度不同，按照物資采購價格PCi收取不同的百分比βi的監(jiān)造費用總和。

總庫存費用TIC是所有建設(shè)物資的庫存費用總和，單個物資的庫存費用由其單位庫存費用INVCi、相應(yīng)的庫存時間INVTi和物資的質(zhì)量WEIi決定。

總運輸費用TTC由全部物資運至目的地的每種建設(shè)所需物資的單位運價TCi、物資質(zhì)量WEIi和物資數(shù)量quantityi三者乘積的總和表示。

總出口退稅TER由全部可以享受出口退稅的中國供應(yīng)物資計算求和得到。其中，Yi為0-1變量，表示物資是否為中國供應(yīng)，若是中國供應(yīng)的，Yi取值為1，否則為0。單個物資的出口退稅按照公式退稅收入=采購價格÷(1+17%)×出口退稅率exratei計算。

此外，由于全球采購中不同國家供應(yīng)物資的報價幣種不同，文中統(tǒng)一引入外幣兌人民幣的匯率Ei。

2.2 國際石化工程項目供應(yīng)鏈中不確定性因素的選取

從上述供應(yīng)鏈總建設(shè)成本計算公式可見，大部分環(huán)節(jié)的費用都與采購價格有關(guān)，使得采購價格成為首選的不確定性因素。在項目實際供應(yīng)工作中多種因素可能導(dǎo)致采購價格的變化，如購銷雙方信息不對等、采購方式的選擇不當(dāng)或價格約定不明確等，這種變化必然對供應(yīng)鏈總建設(shè)成本產(chǎn)生影響。

國際石化工程項目的全球采購中涉及大量的國際物流，運輸時間長，涉及范圍廣，這些因素使得國際物流中固定距離下的單位運費可能發(fā)生較大變化，屬于不確定因素。

工程項目在保證質(zhì)量的前提下按期完成建設(shè)，為了保證物資的及時供應(yīng)，某些物資需要庫存處理。由于交貨期、運輸時間等條件可能改變，庫存時間是不確定的，為此選擇庫存時間作為一種不確定性因素進(jìn)行研究。

國際石化工程項目的全球采購涉及不同幣種的交易，匯率的變化直接對供應(yīng)鏈總建設(shè)成本產(chǎn)生影響，屬于比較明顯的不確定性因素。綜上，共選取采購價格、單位運費、庫存時間和匯率4個因素進(jìn)行敏感性分析。

2.3 敏感性分析在國際石化工程項目供應(yīng)鏈中的應(yīng)用實例

為了研究國際石化工程項目供應(yīng)鏈總建設(shè)成本中的不確定因素，本文選取典型的乙烯裂解項目為例。A項目是國內(nèi)某大型石化公司作為項目總承包商，于2011年在東南亞某國家實際建設(shè)，項目建設(shè)歷時24個月，在2013年完工并投入使用[11]。A項目中采購涉及數(shù)百種物資，種類繁多，為了簡化計算，選取采購金額比例較大或能代表國際石化工程項目特點的12種物資，按照供應(yīng)鏈總建設(shè)成本的計算公式，獲取有關(guān)因素的真實數(shù)據(jù)，見表1所示。

表1 A項目的12種物資參數(shù)數(shù)據(jù)表

按照1.2節(jié)所述敏感性分析的步驟，以該A項目的供應(yīng)鏈總建設(shè)成本Z為評價指標(biāo)，依據(jù)12種物資的相關(guān)參數(shù)數(shù)據(jù)，計算出這些物資的供應(yīng)鏈總建設(shè)成本Z的數(shù)值為3397.8萬元，其中總采購費用TPC為3394.8萬元，總監(jiān)造費用TSC為26.9萬元，總庫存費用TIC為3.4萬元，總運輸費用TTC為207.4萬元，總出口退稅TER為234.7萬元。

選取采購價格、單位運費、庫存時間和匯率4個不確定性因素，在±15%的變化范圍內(nèi)，分別計算4個因素的敏感度系數(shù)SAF。

根據(jù)國際石化工程項目供應(yīng)鏈總建設(shè)成本的公式，分別計算出4個不確定性因素在不同變動幅度下的評價指標(biāo)Z的值，計算結(jié)果如表2。

表2 不確定性因素的變動對評價指標(biāo)的影響 單位：萬元

根據(jù)表1中的數(shù)據(jù)和敏感度系數(shù)的公式，分別計算出采購價格、單位運費、庫存時間和匯率相應(yīng)的SAF。

為了更加直觀清晰地分辨出4個不確定性因素的變化對評價指標(biāo)影響的大小，根據(jù)表1中的數(shù)據(jù)繪制了敏感性分析圖，如圖1所示。

圖1 不確定性因素變動對評價指標(biāo)影響的敏感性分析圖

3 結(jié)果分析

從2.3節(jié)可見，在選擇的4種不確定性因素中，采購價格的變動對供應(yīng)鏈總建設(shè)成本的影響程度最大，敏感度系數(shù)SZPCi為0.939；其次為匯率的變化，敏感度系數(shù)SZEi為0.279；單位運費和庫存時間的敏感度系數(shù)SZTCi和SZINVTi分別為0.060和0.001，對評價指標(biāo)影響程度相對較小。在敏感性分析圖中更加直觀地表現(xiàn)出不同因素的變化對評價指標(biāo)的影響，圖中斜率越大的因素表示該因素的變化對評價指標(biāo)的影響越大，也即該因素越敏感。

上述結(jié)論符合A項目代表的國際石化工程項目的供應(yīng)鏈特點。在國際石化工程項目中，物資的采購價格一般金額較大，屬于供應(yīng)鏈總建設(shè)成本的主要構(gòu)成部分，因此采購價格的變化對供應(yīng)鏈評估總成本有較大影響，其敏感度系數(shù)最大。降低采購價格對降低供應(yīng)鏈總建設(shè)成本非常重要，應(yīng)在保證物資質(zhì)量和進(jìn)度的前提下采取各種積極的解決措施，如加強(qiáng)對采購物資的成本構(gòu)成分析，密切關(guān)注原材料價格波動和長期走勢，及時鎖定供應(yīng)資源，在全球范圍內(nèi)擴(kuò)大資源搜尋力度，尋找性價比更優(yōu)的供應(yīng)合作伙伴，以及通過集成采購增加規(guī)模、通過招標(biāo)采購促進(jìn)競爭等方式獲得優(yōu)惠價格。

匯率波動是國際石化工程項目不可避免的影響因素，屬于必須面對的不確定性因素之一。為應(yīng)對匯率波動對供應(yīng)鏈總建設(shè)成本的影響，在項目供應(yīng)鏈管理中應(yīng)選擇合適的幣種和適當(dāng)?shù)母犊顣r間進(jìn)行交易，在可以進(jìn)行人民幣離岸交易的國家優(yōu)先選用人民幣作為合同貨幣，合同執(zhí)行期間參考匯率遠(yuǎn)期走勢，及時開展外匯遠(yuǎn)期、掉期等保值措施。

單位運費和庫存時間兩種因素相對不敏感。從運輸環(huán)節(jié)看，除少數(shù)特殊物資需要空運外，多數(shù)石化物資的運輸采用海運方式，運費占據(jù)供應(yīng)鏈總建設(shè)成本比例往往較低，因此單位運費的變化對供應(yīng)鏈總建設(shè)成本影響較小。從庫存環(huán)節(jié)看，在國際石化工程項目中，采購物資一般都將被及時安裝使用，需要長期庫存物資種類很少，而且除部分需要特殊存儲條件的物資外，大多數(shù)物資可以利用現(xiàn)場存儲設(shè)施，使得庫存費用不高。這些可能是單位運費和庫存時間兩者因素相對不敏感的原因所在。

利用敏感性分析的方法雖然可以識別出國際石化工程項目供應(yīng)鏈中的敏感因素，但還應(yīng)該進(jìn)一步關(guān)注不確定性因素發(fā)生的概率大小。綜合考慮不同因素的敏感度系數(shù)和發(fā)生概率兩方面，可以更加準(zhǔn)確地分析國際石化工程項目供應(yīng)鏈的不確定性因素風(fēng)險的大小。此外，在工程項目的實際操作工程中，由于因素之間的相關(guān)性，一個因素的變動往往也伴隨著其他因素的變動，多因素變動的影響并不是各個單因素簡單的加和。為了更加貼近實際情況地分析國際石化工程項目供應(yīng)商總成本中的不確定性因素的影響，在以后的研究工作中將增加多因素敏感性分析的方法；或是針對不確定性的種類不同（價格不確定性、匯率不確定性、庫存數(shù)據(jù)不確定性），建立更具有針對性的供應(yīng)鏈優(yōu)化模型，應(yīng)用基于場景隨機(jī)規(guī)劃、魯棒規(guī)劃等不同的不確定性優(yōu)化方法來解決實際問題。以提升國際石化工程項目供應(yīng)鏈的理論管理水平，更好地指導(dǎo)石化工程項目的建設(shè)，保證項目的建設(shè)質(zhì)量，如期完成項目建設(shè)。

4 結(jié) 論

敏感性分析在一定程度上定量地描述了各種不確定性因素對石化國際項目供應(yīng)鏈總建設(shè)成本的影響。本文以國際石化工程項目為例，選取4個不確定性因素，依據(jù)敏感性分析的步驟分別計算其敏感度系數(shù)并繪制敏感性分析圖。通過對比發(fā)現(xiàn)采購價格和匯率在國際石化工程項目供應(yīng)鏈中屬于敏感因素，而單位運費和庫存時間則相對不敏感，符合國際石化工程項目的實際情況，說明針對國際石化工程項目供應(yīng)鏈的不確定性因素，可以利用敏感性分析的方法進(jìn)行深入研究，識別不同因素對項目供應(yīng)鏈總建設(shè)成本的影響，有助于在決策過程和實施過程中對國際石化工程項目的風(fēng)險加以重點管控。

符 號 說 明

Ei——建設(shè)所需物資i的外幣兌人民幣匯率，量綱為1

exratei——建設(shè)所需物資i的出口退稅率，量綱為1

INVCi——建設(shè)所需物資i單位質(zhì)量單位時間的庫存費用，萬元·月-1·噸-1

INVTi——建設(shè)所需物資i的庫存時間，月

i——建設(shè)所需物資的種類，i=1，2，…，i

PCi——建設(shè)所需物資i的采購價格

quantityi——建設(shè)所需物資i的采購數(shù)量

TCi——建設(shè)所需物資i的單位運費，萬元·噸-1

WEIi——建設(shè)所需物資i的質(zhì)量，噸

Yi——0-1變量，建設(shè)所需物資是否為中國供應(yīng)，若是中國供應(yīng)，Yi取值為1，否則取值為0

βi——建設(shè)所需物資i的監(jiān)造費用比例因子

[1] 李民，高俊. 工程供應(yīng)鏈管理研究綜述[J]. 工業(yè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)，2012（5）：28-37.

[2] 劉振元，王紅衛(wèi)，甘邯，等. 工程項目集成管理與工程供應(yīng)鏈[J]. 武漢理工大學(xué)學(xué)報，2005（12）：99-101.

[3] 關(guān)明坤，侯得川. 我國石化企業(yè)生產(chǎn)事故致因研究[J]. 管理觀察，2012（12）：79-80.

[4] Lagerwall G，Kiker G，Mu?oz-Carpena R，et al. Global uncertainty and sensitivity analysis of a spatially distributed ecological model[J].Ecological Modeling，2014，275：22-30.

[5] 溫曉龍，宋存義，崔巍，等. 項目投資的經(jīng)濟(jì)敏感性分析與應(yīng)用研究[J]. 工業(yè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)，2007，26（7）：130-132.

[6] 劉曉峰，陳通. 投資項目因素敏感性分析方法的新探索[J]. 統(tǒng)計與決策，2008（6）：38-40.

[7] 張娟，李亞峰，白園博，等. 不確定性分析——敏感性分析方法[J]. 知識經(jīng)濟(jì)，2008（8）：101.

[8] 安然. 暴敏感性分析在工業(yè)項目可行性研究中的應(yīng)用[J]. 裝備制造技術(shù)，2011（9）：114-116.

[9] 何永恒，李進(jìn). 項目的敏感性分析[J]. 交通科技與經(jīng)濟(jì)，2012（4）：44-47.

[10] 王子宗. 總承包項目的物資管理與材料控制[J]. 化工建設(shè)工程，2004，26（1）：15-17.

[11] 高寧. 海外乙烯項目物資供應(yīng)的實踐與啟示[J]. 中國石油和化工經(jīng)濟(jì)分析，2013（7）：57-61.