微電子科研平臺建設項目工程 全過程成本影響因素分析

[摘 要]在中國面對國際技術封鎖的背景下，高校抓住雙一流建設的契機，著手啟動了微電子科研共享實驗平臺的建設，這對于我國芯片高端技術人才培養和相關學科科學研究具有重要的保障和支撐作用。然而，由于科研實驗平臺建設成本高，難度大，需要對各方面微電子技術知識和工藝流程有系統的了解。目前，國內眾多高校已申請建立微電子科研實驗室，希望在技術層面尋求突破和創新。在項目建設中，可以將項目劃分為五個階段：立項、設計、招標、施工以及驗收和后期運維。每個階段都有許多因素影響項目成本。文中將進行成本影響因素的權重分析，以便有針對性地進行成本管理規劃，并借鑒項目成本控制管理的相關理論來指導工作。

[關鍵詞]成本管理；全過程；高校科研實驗平臺

考慮到國際技術封鎖的大環境，我們必須認真分析微電子科研平臺建設成本管理問題的成因。項目的復雜性和技術難度可能導致成本的增加。此外，由于項目的特殊性和高校背景，人員培訓和項目實施過程中的不確定性也可能對成本產生影響。因此，我們需要制訂科學合理的控制措施來確保項目的順利推進和成本的有效控制。

一、高校微電子科研平臺建設成本控制要素分析

（一）項目立項階段成本要素分析

從項目需求建立到進行項目可行性分析，再到投資方案時間進度，最后確定合理的投資總價，這是項目立項的整個過程。設計資料收集是關乎整個項目總成本的關鍵，必須充分借鑒相似工程項目的設計經驗，通過專家調研、實地考察等方式，確定平臺建設規模。在實驗室建設前，對成本進行大體規劃，使其符合實際使用情況，并通過之前的使用經驗及科學量化的分析來進行成本預測，制訂合理的成本控制方案，這也是保證項目準時完工的基礎。

（二）項目設計階段成本要素分析

設計階段是整個成本制訂的最重要環節。方案設計是根據可行性方案及預算來設計的，因此是整個成本體系建立的基礎，通過設計產生的工程量清單更是貫徹整個施工過程中成本管控的基本文件。在立項階段已經根據調研確定了項目需求和項目規模，設計階段可以通過項目需求的設備，收集設備需求UM（廠務能源）表，同時根據前期調研的使用經驗確認設備使用率和同時使用系數等信息，估算出整個平臺的能源需求[1]。

對于高校微電子科研平臺項目設計階段，最重要的輸入信息是設備UM表，也稱為工藝設備廠務能源需求表。它可以詳細描述設備安裝時需要的各項廠務條件，包括設備用電量需求、設備用水量、設備用氣量等關鍵廠務端能源需求。通過各工藝設備UM表的累加，可以簡單估算出所有設備的總用電量及總用水量等指標[2]。在確定動力數據后，引入另一個設計重要輸入指標——設備同時使用系數，它反映實驗高峰時段工藝設備同時使用的概率。

（三）項目招標階段成本要素分析

在設計大框架制訂完畢并完成成本預測后，通過對實驗室的深化設計來進行未來成本的觀測。同時，根據歷史數據及實際情況進行分析，包括人力、物力、環境、技術等方面，制訂高效的實施方案。最終得出成本標準，并編寫計劃，確定如何降低成本以及降低的目標。在建設類項目制訂成本計劃前，必須先確定設計單位，否則依靠高校教師的設計能力是無法完成科研實驗平臺的最終設計的，沒有完整的設計方案就無法制訂項目成本。對于學校小型實驗室，一般由主導教師自行選擇施工單位施工，涉及不到招標等具體環節。這類科研平臺通常會通過一體化的方式進行設計施工，其中典型的模式有“設計+施工”“設計+采購+建造（EPC）”“工廠設備與設計+施工”三種模式。

（四）項目施工階段成本要素分析

項目的成本組成主要包括人工、設備、材料以及各種項目管理費。在施工階段，如何通過控制每個環節的成本費用，做到質量、時間、成本三者的最優化分布是關鍵問題。通過工程偏差分析等方法進行項目成本的整體規劃，能夠充分調動每個項目參與者的成本控制激情，使成本控制不僅僅是一兩個人的責任[3]。在施工過程中，讓每個相關方都成為成本管控的第一責任人，真正將成本控制融入施工的每個細節中。

項目成本核算是項目成本管理的重要手段，是以工程項目為對象，利用核算體系對項目實施過程中所發生的各種消耗采用適當的成本計算方法。在施工過程中必須嚴格計算施工支出，計算時一定要按照國家財經法規的核算體系核算，保證數據的真實可靠，為后續成本管理打好基礎，便于成本管理的有序實行。

（五）項目驗收及運行維護階段成本要素分析

施工完成后，通過工程審計對項目進行復核，事后審計往往會因為審計與施工廠商理解的偏差造成遲遲無法驗收完成，可以通過全過程審計的形式將成本審計落實在項目的每個環節中。另外，由于全過程審計與各相關方可以保持實時溝通，也會避免產生項目無法結題等情況發生[4]。項目審計后，平臺的日常運行維護對后期運行成本的控制同樣重要。設計不可能做到完全符合實際使用需求，如何滿足經濟合理的運行需求，這需要實時調整運行方式，合理制訂設備保養方案，降低設備及耗材損耗，另外通過節能減排措施提高設備使用率等，逐漸形成一套適用于該項目的運行方案，通過合理的成本達到最高效的實驗室運行狀態。

二、高校微電子科研平臺建設項目各階段管控方法

（一）項目立項階段成本管控方法

通過前期對項目模型的梳理及分析與立項階段模型圖及影響成本主要因素分析，當學校正式立項投資前，已經通過可行性論證分析，整個項目框架基本成型，隨著項目條件的深入調研，項目方案也趨于成熟。通過完善的項目分析，開展成本預測活動。進行成本預測，首先要明確實驗室的性質和規模，明確高校現階段在半導體的科研方面缺少什么，確定項目性質；而規?？梢酝ㄟ^類似項目使用經驗和現有科研平臺預約使用機時數據進行規劃[5]。同時由于正式設計前，需要進行更詳細的項目勘探工作，勘探完成后為設計提供信息輸入，設計活動又分為方案設計、初步設計、施工圖設計，在滿足勘察設計規范和投資方案的基礎上，經當地建設主管部門認定機構審核通過后輸出勘察報告、方案設計、初步設計、施工圖設計等成果，項目即可以進入招投標環節。

（二）項目設計階段成本管控方法

為避免過度設計或者缺乏設計等現象發生，可通過重新設計廠務UM需求統計表，并將所有規劃采購設備明細列入。根據規劃中所需采購工藝設備種類及數量，收集調研工藝設備安裝文件，尋找動力需求參數，并依照廠務動力需求表收集內容，包括設備用電量、設備給排水量、氮氣用量、壓縮空氣用量、廢氣用量、特殊氣體種類及用量，以及設備外形尺寸等信息。通過表格形式將動力需求匯總，得出所有工藝設備大致動力需求總量。雖然工藝設備還未采購，設備廠商還未明確，但是設計方根據建設經驗，同類型設備大致動力需求是相似的，對設計仍具有很強的借鑒意義。在收集各項動力數據后，需要根據不同動力的使用方式不同，確定各動力的同時使用系數[6]。合理確定同時使用系數，能準確為設計工作進行廠務動力設備選型、管路匹配，避免過度設計，造成不必要的成本支出。傳統設計通過平面設計等方式進行，往往難以針對現場實際情況進行勘察，后期施工時可能產生管道碰撞等情況。傳統圖紙完成后，通過BIM軟件生成現場的三維模型。參數化可以包括部件與管道的幾何屬性和非幾何屬性（例如溫度、建筑強度、價格）。在進行管道設計時，軟件可以模擬現場環境，查看各個管道之間是否存在碰撞，是否受到承重梁的影響。當管路間發生碰撞時，軟件可以通過計算管道管徑走向等參數，選擇出管道最合適的路徑進行動態調整[7]。此外，模型的參數化還可以自動生成項目的工程量清單，通過清單，設計公司能夠進行初步成本預算預估。

（三）項目招標階段成本管控方法

關于招標方式，一般業主會采用EPC模式即設計、采購、施工一體化進行招標，雖然問題很多，但是由于設計方和施工方是一家企業，就減少了溝通障礙。由于后續實驗平臺涉及報建無法采用EPC模式，如何采用合理的招標方式，在合理控制成本的條件下又能招到自己滿意的供應商，成為招標階段最主要的成本控制策略。如果不是EPC施工，當設計工作已經完成，應根據項目情況與要求，科學分析招標方式、投標方案、比較單項報價，使業主方在最優成本控制條件下選擇出具備相應能力和資質的承包人。具體招標方式需要根據項目實際特點，結合機電設備以及分包工程情況，如果將所有專業工程及機電設備全部分包，可能會造成施工界面過于復雜，效率、風險與成本一旦達到臨界點，風險成本的支出會相應增加，比如當甲供設備到貨周期無法與施工總承包匹配時，會產生對應的誤工成本。所以在如何選擇合理工程發包方式時，必須以風險成本為基礎，盡可能降低總成本支出。

（四）項目施工階段成本管控方法

進入施工安裝階段，成本管理已經從規劃預測階段全面進入成本控制階段。工程項目施工階段是工程項目經濟價值和使用價值實現的主要階段，項目施工成本可占到整個項目成本的90%以上。針對施工成本的管理就是全過程成本管理中實施過程中的管理方式。施工過程成本控制其實就是在項目成本形成過程中，做好相應的監督工作，及時發現并糾正發生的偏差，將相關費用的支出按照計劃控制在一定范圍，確保成本規劃能夠順利實現。根據前期項目關鍵路徑分析，本次工程項目施工階段的關鍵路徑就是施工合同簽訂、開工手續辦理、施工人員進場、室外基礎工程、氣體系統工程、系統調試、潔凈室測試、工程驗收和整體文檔移交，關鍵路徑中的任務需求整體項目周期為225天。因為在關鍵路徑上的所有工程項目不存在冗余時間，它的延期必然會造成整體工程的進度延緩，影響總工期。如果對關鍵路徑上的工作項目管理有序，進度提前就會縮減項目總工期。所以對關鍵路徑上工作任務的把控至關重要，需要時刻把握關鍵路徑上的工作進度，避免項目總成本的額外增加或延遲進度。如果是非關鍵路徑上的工作任務出現延遲，除非延遲時間已經超過任務緩沖時間，那么項目經理就要重點關注。這是因為在滿足一定條件下，非關鍵路徑可以轉為關鍵路徑，影響整體項目的進程。

（五）項目驗收及運行維護階段成本管控方法

當項目驗收完成后，科研平臺進入實際運行階段。設計時理想化的運行模式畢竟與實際運行不同，設計始終無法完全考慮到實際運行時的設備使用率及設備更換后的能源使用情況，而現場使用者可以通過觀察、記錄等模式了解設備運行負荷、使用模式等信息[8]。通過變更設備運行模式，設備錯峰開放等方式降低廠務能源消耗，另外通過逐漸對設備的掌握，制訂出符合每臺設備的節能減排措施同樣也可以達到降低成本的作用。運行成本的控制是一個逐漸提升的過程，可以通過PDCA等方法不斷改善運行效率，達到降低管控的目標。

結束語

在建設微電子實驗室這樣涉及多個專業的項目中，每個階段都會有不同的成本管理重點。例如，在招標階段，計算工程量是成本控制的核心工作。工程量清單是工程建設項目招標文件的重要組成部分，也是工程初期成本預算的基礎。然而，在傳統的手工核算清單時，容易產生較大誤差，經常出現漏算和錯算的情況。為了最大程度地避免在施工階段由于工程量計算錯誤導致的設計變更等問題，需要提高工程量清單的準確性，以確保成本預測的可靠性。本文通過對建設項目的成本管理因素進行深入研究，建立了項目成本因素影響體系。微電子科研平臺項目建設者在每一階段進行成本管理時，可以通過該管理體系，迅速掌握關鍵因素，提升項目成本管理的效率。本研究篩選出成本控制因素包括項目可行性研究分析、廠務設備UM表、設備同時使用系數和施工變更及偏差管理等，國內與之相關研究較少，屬有價值的貢獻。高校微電子平臺類建設項目具有一定的項目共性，盡管每個高校項目會因為其工程特性存在部分差異，但各類顯現和隱藏的成本風險以及管控措施基本相通，最終產生的影響也有所相同。從本質上來說，管理者在項目實施過程中需要進行關注和管控的成本影響因素是相對一致的。

參考文獻

[1]趙耀東，荊晶等.高校實驗室標準化建設和質量管理探索[J].實驗技術與管理，2019（2）：18-20.

[2]具星，賈連群，宋囡等.淺談現代高?？蒲袑嶒炂脚_發展建設[J].教育教學論壇，2020（30）：371-372.

[3]趙護印.簡侖電子潔凈工業廠房的建筑節能設計[J].工程科技Ⅰ輯，2020，41（4）：128-131.

[4]張志文.淺析施工企業如何進行工程項目成本控制[J].電力標準化與技術經濟，2016（4）：15-16.

[5]馮杰彬，李增.壓縮空氣消耗量計算中同時使用系數的確定方法[J].實驗技術與管理，1983（6）：45-46.

[6]張志亮，孫艷等.基于PDCA循環法的實驗室建設與實踐[J].實驗技術與管理，2019（5）：249-256.

[7]方堃，雷敬炎，朱娟蓉等.高校實驗室建設與管理體制、機制的研究與思考[J].實驗室研究與探索，2019，38（12）：270-273+287.

[8]白俊奎.潔凈室設計與節能[J].內蒙古科技與經濟，2011（10）：102-105.

作者簡介：吳煒文（1988— ），男，漢族，浙江鄞縣人，上海交通大學先進電子材料與器件校級平臺，助理實驗師，碩士。

研究方向：實驗室項目管理。