價值工程在境外鐵路方案比選中的應用

孫海富

(中國鐵路設計集團有限公司， 天津 300308)

價值工程Value Engineering(簡稱VE)是以產品功能分析為核心，力求用最低的全壽命周期成本實現產品的必備功能，從而提高價值的一種有組織、有計劃的創造性活動和科學管理方法，于1947年由美國通用電氣公司設計工程師麥爾斯(Miles)在研究和選擇原材料代用品時所提出[1-2]。價值工程通常用于企業兩個領域：一是新產品研制領域；二是產品制造領域或作業過程中，稱為價值分析，簡稱VA(Value Analysis)。在境外鐵路項目設計中，經常會用到價值工程的方法進行方案比選，從而確定最有價值的線路方案。

1 價值工程的定義

價值工程是指以產品或作業的功能分析為核心，以提高產品或作業的價值為目的，力求以最低壽命周期成本實現產品或作業使用所要求的必要功能的一項有組織的創造性活動，有些人也稱其為功能成本分析。價值工程涉及到價值、功能和全壽命周期成本等3個基本要素。用數學公式可以表示為：

V=F/C

(1)

式中:V——價值;

F——功能;

C——成本。

價值工程是以使用者的功能需求為出發點，以功能分析為核心，以提高價值為目標，系統研究功能與成本之間的關系，需要由多方協作，有組織、有計劃、按程序地進行。

價值工程著眼于全壽命周期成本。這就要求在建筑工程造價控制過程中進行決策時，考慮的不僅是項目的建造成本(即生產成本)，還要考慮項目投入使用以后的使用成本，力求達到既能滿足業主的需求，又使壽命周期成本比較低的目的。建筑產品的壽命周期成本(指從規劃、勘察、設計、施工建設、使用、維修、直到報廢為止整個過程中所發生的全部費用，包括建設費用和使用費用兩部分)與建筑產品的功能有關。壽命周期成本與功能水平的關系如圖1所示。

圖1 壽命周期成本與功能水平的關系圖

從圖1 可以看出，隨著建筑產品的功能水平提高，建筑產品的使用費用降低，但是建設費用卻增高，反之，使用費用增高，建設費用降低。建設費用、使用費用與功能水平的變化規律決定了壽命周期成本如圖1 所示的馬鞍形變化，決定了壽命周期成本存在最低值，建設費用C1的曲線和使用費用C2的曲線的交點所對應的壽命周期成本才是最低的，最低壽命周期成本Cmin所對應的功能水平F0是從費用方面考慮的最為適宜的功能水平。

2 價值工程在鐵路線路方案比選中的應用

以某境外鐵路工程項目為例，運用價值工程方法，對線路方案進行對比分析，從而篩選出最有價值的工程方案。

2.1 線路方案介紹

某境外鐵路項目[3]，既有鐵路網為米軌鐵路，已網絡化運營多年，同時該通道規劃有標準軌鐵路。由于既有鐵路標準很低，難以吸引客貨運量，擬在該通道提速改造或新建標準軌鐵路，縮短旅行時間，為此對該通道線路方案進行了多方案比選。方案一為既有米軌直接更換為標準軌方案，米軌鐵路拆除，提速至 160 km/h，該方案實現了國際快速運輸通道，在新建標準軌的3個方案中投資最省，但破壞了既有米軌鐵路網的完整性；方案二為新建標準軌鐵路，既有米軌鐵路保留，提速至160 km/h，該方案同時實現了國際快速運輸通道和既有米軌鐵路網的完整性，投資較方案一有所增加；方案三為新建套軌，同時保留標準軌和米軌，提速至160 km/h，該方案實現了國際快速運輸通道和既有米軌鐵路網的完整性，但套軌運營存在一定干擾，在新建標準軌的3個方案中投資最貴；方案四為既有米軌鐵路提速改造，該方案投資最省，但由于僅提速為120 km/h，旅行時間最長，對既有鐵路的運營干擾最大，且無新建標準軌鐵路，未形成國際快速運輸通道。

2.2 項目功能分析

該國為土地私有制國家，征地拆遷有難度，業主要求盡量減少新征用地；要求客車時間目標值控制在2 h以內；盡量維持既有米軌鐵路網的完整性；施工期間不要中斷行車。根據業主需求，該項目功能體現為以下幾個方面：一是征地及拆遷難易；二是路網完整性；三是旅行時間；四是工程施工難易；五是施工工期；六是養護維修。

對于這6種功能，采用0～4打分法[4]及經驗分析法確定各功能的相對重要系數，如表1所示。

表1 功能重要性系數計算表

2.3 各線路方案功能評價

根據表1中各功能重要性系數，對各線路方案進行功能評價，確定各方案的功能系數[5]。功能系數計算公式為：

(2)

式中：Fi——功能系數；

fj——重要性系數。

功能評價系數計算如表2所示。

表2 功能評價系數表

2.4 各線路方案成本分析

各線路方案投資估算、線路長度及每公里工程造價如表3所示。成本系數計算公式為：

(3)

式中：Ci——成本系數。

各線路方案成本系數計算結果如表3所示。

表3 成本系數表

2.5 各線路方案價值分析

根據價值計算公式計算各線路方案的價值系數，如表4所示。

表4 價值系數表

綜合以上分析和計算結果，在滿足鐵路各功能要求的前提下，方案四的價值最高，為最佳方案，其次為方案二，下階段將重點對這兩個線路方案進行方案比選。

3 價值工程在建筑工程方案比選中的應用

以房屋建筑工程為例，某大型站房招標有A、B、C 3個方案，概算指標分別為 10 000元/m2，12 000元/m2，15 000元/m2，邀請5位專家評標。經專家討論，確定將功能流線、空間造型、規劃協調、節能環保、綜合開發等方面作為研究對象進行價值分析。各方案功能重要性系數如表5所示。

表5 各方案功能重要性系數表

本次方案評價指標按照10級計分，對A、B、C3種方案按照0～10分進行打分。根據評分結果，再按照功能重要性系數加權計算各方案功能評價系數，如表6～表8所示。

表6 各方案功能評價系數表

表7 各方案成本系數表

表8 各方案價值系數表

通過以上對比分析，方案A價值系數最高，為最佳方案。

4 研究結論

(1)價值工程是一種科學管理方法，是功能對成本的比值，提高價值要通過調整功能與成本的比例關系來實現。

(2)運用價值工程進行方案比選，要合理確定功能系數，降低工程成本，提高價值系數。

(3)某境外鐵路提速改造方案價值最高，其次為新建標準軌方案，下階段應重點進行研究。

(4)某建筑工程A方案價值系數最高，為最優方案。