建设工程施工标段划分优化研究_洪伟民

第34卷　第2期2010年4月武汉理工大学学报(交通科学与工程版)Journal of Wuhan Unive rsity o f Technology(T ranspo r ta tion Science &Enginee ring )V ol .34　N o .2A pr .2010建设工程施工标段划分优化研究＊ 收稿日期:2009-10-29 洪伟民(1968-):男,博士,工程师,主要研究领域为工程项目管理 ＊国家社会科学基金项目资助(批准号:06BJ Y085)洪伟民1)　王卓甫2)(南通大学建工学院1)　南通　226019)　(河海大学工程管理系2)　南京　210098)摘要:针对当前建设工程施工标段划分缺少有效的定量化的分析方法,不得不依赖主观判断的现状,从交易费用理论出发,将建设工程总成本分为合同前交易费用、生产费用和合同后交易费用三个组成部分,建立建设工程施工标段划分优化模型,并应用M onte Carlo 方法对模型进行求解.实例分析表明,该模型和求解方法是有效、可行的.关键词:建设工程;标段划分;交易费用;M onte Carlo 模拟中图法分类号:F5D OI :10.3963/j .issn .1006-2823.2010.02.046 大中型建设工程项目,尤其是交通、水利项目,合理的划分标段是影响项目成功与否的关键因素之一,因此,项目业主需要定量化的分析方法,合理划分标段,实现效率与经济的统一.目前国内外对工程项目标段划分的研究还较少,文献[1]指出标段划分应有利于竞争环境的形成、便于工程现场与合同管理、考虑各标段之间的协调配合;文献[2]讨论了标段划分过程与影响因素;文献[3]定性分析了标段数与建设成本之间的关系,并建立了标段划分的概念模型.现有文献大多是结合具体工程讨论标段划分原则和划分影响因素,定量化的分析方法极为鲜见.本文引进交易费用理论,将建设工程总成本分为合同前交易费用、生产费用和合同后交易费用3个组成部分,建立建设工程施工标段划分优化模型,并用M C (mo nte carlo )方法求解,为业主方优化标段划分提供定量分析依据.1　建设工程施工标段划分模型1.1　建设工程交易费用在研究建设工程交易理论和交易制度的过程中,许多学者将交易费用理论作为一个分析工具,来探讨如何设计或选择建设工程交易制度[4-6].但到目前为止,对工程交易费用还没有一个广为接受的界定.文献[4]将建设工程交易费用划分为:详细说明产品的费用、详细说明工程过程和方法的费用、实施过程中,与事前的产品详细说明相偏离,其相应的管理费用、实施过程中,与事前的过程和方法详细说明相偏离,其相应的管理费用;文献[5]认为合同价格是“生产费用”,施工过程中的变更、索赔也属于“生产费用”,除“生产费用”之外的所有运转、管理方面的支出都是交易费用,包括甲乙双方在招投标、签订合同、防止一方违约的措施等部分;文献[6]根据威廉姆森对交易成本分为事前费用和事后费用的界定,认为事前费用发生于合同签订之前,包括制定招标文件、考察承包商以及评标等费用;事后费用是签订合同后执行合同的成本,包括监督、惩罚、奖励等行为造成的费用.综上所述,结合经济学家们对交易费用定义和建设工程交易特点,本文将建设工程交易费用分为合同前交易费用C EA 和合同后交易费用C EP .C EA 包括委托招标代理的费用、合同谈判费用、招标可能失败的风险性费用等;C EP 包括业主方管理组织费用,以及履约过程中不构成工程成本的额外交易成本等.C P 称为生产费用.因此,建设工程总成本C 可用下面等式表示.C =C EA +C P +C EP (1)1.2　建设工程总成本与标段划分的经济学分析1)合同前交易费用与标段数的关系　合同前交易费用是指招标人搜寻理想的交易伙伴所花费的费用,主要包括委托招标代理的费用、合同谈判费用、招标可能失败的风险性费用等.依据国家计委颁布的招标代理服务收费管理暂行办法[7],招标代理服务收费采用差额定率累进计费方式.一个8000万元的工程项目,若分拆成2个4000万元的标段,招标代理费将增加28.44%,因此,委托招标代理费与标段数正相关.很显然,合同谈判费用及招标失败的可能是和招标次数正相关的,即与标段数正相关.因此,合同前交易费用与标段数正相关.2)生产费用与标段数的关系　博弈分析表明,在采用合理低价中标的招标模式中,当外部因素相同,随着投标人数量的增多,投标人的最优报价逐步趋向其实际成本.对投标人而言,要想提高中标的概率,就必须积极采取措施,降低其施工成本;对招标人而言,在招标时必须保证一定数量的投标人参与投标,以降低最终的中标价,节省工程投资[8].一般而言,标段划分与投标人数相关,即同一工程所分标段数越多,标段的规模就越小,市场上符合要求的潜在投标人就越多,工程的生产费用就会越低;相反,标段划分数越少,标段的规模就越大,对投标人的技术要求、资质要求、实力要求也就越高,相应地符合要求的潜在投标人就越少,工程的生产费用就会越高.因此,生产费用与标段数负相关.3)合同后交易费用与分标数目关系　合同后交易费用是签订合同之后,业主为了保证合同正常履行所花费的费用,包括监督、惩罚、奖励等行为造成的费用.总的说来,同一工程所分标段数越多,业主需要面对的合同也就越多,其在项目参与方之间进行协调和管理工作量就越大,相应的业主管理费也随之而增加;反之,标段划分数越少,业主需要管理的合同也就越少,其协调和管理工作量就越小,相应的业主管理费也随之而减少.目前委托监理费也是采用差额定率累进计费方式,一个8000万元的工程项目,若分拆成2个4000万元的标段,委托监理费将增加9.88%.综上所述,合同后交易费用与标段数正相关.1.3　建设工程施工标段划分模型设某建设工程项目由A 1,A 2,…,A n 等n 个子项目构成,每一个子项目既可以单独组成一个标段,也可以和其他子项目组合成标段.S 表示由所有可能的标段划分方案组成的集合,s i 表示第i 个标段划分方案.根据以上分析结果,本文以建设工程总成本作为判别准则,最优标段划分方案的工程总成本C so 应最低,即满足下列条件C s 0=min (C EAs i +C Ps i +C EPs i ),s i ∈S(2)式中:C EAs i 为标段划分方案s i 的合同前交易费用;C P si 为标段划分方案s i 的生产费用;C EP si 为标段划分方案s i 的合同后交易费用.2　建设工程施工标段划分模型的M C 法求解2.1　建设工程总成本各组成部分的计算方法在建设工程实施过程中,业主方管理组织费用主要包括委托监理费用、业主管理费用、争议仲裁/诉讼费用等.由于合同谈判费用、争议仲裁/诉讼费用与业主管理费用的分割有一定困难,又标段划分方案追求的是工程总成本最小,在不影响分析结果的前提下,为便于计算将其并入业主管理费用中.因此,工程总成本简化为由招标代理费用、生产费用、委托监理费用、业主管理费用4部分组成,下面分别说明它们的计算方法.1)招标代理费用的计算　依据现行招标代理服务收费管理暂行办法,招标代理费用C Z的计算方法如下式所示(单位:万元).C z =6.55+(C P -1000)×0.35%,1000<C P <500020.55+(C p -5000)×0.2%,5000<C P <1000030.55+(C P -10000)×0.05%,10000<C P <100000(3)从式(3)可以看出C Z 是C P的函数,针对具体的分标方案,其C Z可表示为C Z =∑s ij∈sif (C Ps ij )(4)式中:s ij 为s i 中的第j 个标段;C Ps ij 为s ij 标段的生产费用.2)生产费用分布类型与参数的确定　依据业主方的历史资料,统计生产费用相对于设计概算下浮幅度服从的分布类型及参数.一般而言,生产费用的概率密度通常具有区间性和单峰性特点,符合这2个特征的概率分布常见的有正态分布、三角分布或β分布.3)委托监理费用的计算　依据现行建设工程监理与相关服务收费管理规定[9],委托监理费·402·武汉理工大学学报(交通科学与工程版)2010年　第34卷C J 的计算方法如下式所示(单位:万元).C J =α×β×γ×78.1+(C P -3000)×2.14%,3000<C P <5000120.8+(C P -5000)×2.01%,5000<C P <8000181+(C P -8000)×1.88%,8000<C P <10000218.6+(C P -10000)×1.75%,10000<C P <20000(5)式中:α为专业调整系数;β为工程复杂程度调整系数;γ为高程调整系数.可以看出C J 是C P 的函数,针对具体的分标方案,其C J 可表示为C J=∑sij∈sig (C Psij)(6) 4)业主管理费用的计算　依据基本建设财务管理规定[10],业主管理费用C G 控制额按设计概算C D 取相应的费率δ,从合同后交易费用与标段数的经济学分析知,C G与标段数a 正相关,即随着a 的增加C G 越接近其控制额,根据经验,假设C G与a 服从下列函数关系C G =CD δ(e a -e -a )/(e a +e -a )(7)2.2　MC 法求解的基本步骤应用M C 法求解建设工程施工标段划分模型,其基本思想是将建设工程总成本各个组成部分看作是服从某种已知分布的随机变量,通过对总成本各个组成部分服从的概率分布模型进行抽样,作为标段划分方案的一次实现.通过计算机仿真,模拟各标段划分方案的工程总成本,为标段划分方案的比较分析和管理决策提供依据.其基本步骤如下:(1)依据工程特点、工艺关系等原则构建所有可能的标段划分方案,根据业主方的历史资料,确定工程总成本各个组成部分服从的概率分布类型和分布参数;(2)确定适当的仿真次数N 和统计分组数M ;(3)对总成本的每个组成部分,分别按相应的概率分布随机抽样,按标段划分方案计算工程施工总成本.经过N 次抽样,得到工程总成本的统计量和相应的统计特征;(4)对抽样结果进行对比分析,总成本期望值最小的标段划分方案即为最优方案.3　实例分析某大型供水工程项目,包含人工渠道A 1设计概算6415.1万元、供水泵站A 2设计概算4762.4万元、U 形渡槽A 3设计概算5180.9万元、双孔箱涵A 4设计概算9390.9万元等4个子项目.在施工招标策划阶段,咨询方在根据工程特点和施工工艺等原则构建可行标段划分方案集时,认为子项目A 1以土石方工程为主,应单独作为一个标段,子项目A 2,A 3,A 4均以混凝土工程为主,既可以单独作为标段,也可以相互组合成标段.共计有6个可行标段划分方案:即{{A 1},{A 2},{A 3},{A 4}}、{{A 1},{A 2,A 3},{A 4}}、{{A 1},{A 2,A 4},{A 3}}、{{A 1},{A 2},{A 3,A 4}}、{{A 1},{A 2,A 3,A 4}}、{{A 1,A 2,A 3,A 4}}.然后,咨询方应用本文介绍的建设工程施工标段划分模型,对6个方案进行了数值模拟,为业主选择恰当的标段划分方案做决策分析.下面以标段划分方案{{A 1},{A 2,A 4},{A 3}}为例,说明对工程施工总成本的模拟.1)招标代理费用的计算　依据式(3)、式(4),该标段划分方案的招标代理费用C Z 可表示为C Z =f (C P {A 1})+f (C P{A 2,A 4})+f (C P {A 3}) 2)生产费用分布类型与参数的确定　依据历史资料,统计得出当标段概算大于1亿元时,生产费用相对于概算下浮幅度服从β分布,下浮区间为5.65%～8.33%,平均下浮6.62%;当标段概算小于1亿元时,下浮幅度服从三角分布,下浮区间为6.44%～9.35%,平均下浮7.47%.各标段的生产费用相对于概算下浮幅度的分布类型与参数估计见表1.表1　拟分标段下浮幅度的分布及参数%拟分标段分布类型参数1参数2参数3{A 1}三角分布6.447.479.35{A 2,A 4}β分布5.656.628.33{A 3}三角分布6.447.479.35 3)委托监理费用的计算　依据式(5)、式(6),该标段划分方案的委托监理费用C J 可表示为:C J =g (C P {A 1})+g (C P {A 2,A 4})+g (C P {A 3}) 4)业主管理费用的计算　依据式(7),该标段划分方案的业主管理组织费为CG=C D δ(e 3-e -3)/(e 3+e -3) 根据工程总成本各组成费用的计算方法,运用M onte Carlo 软件,对标段划分方案{{A 1},{A 2,A 4},{A 3}}模拟100000次,均值24611.29万元、中位数24613.78万元、最小值24293.55万元、最大值24897.97万元、标准差84.24,具体结果见图1.运用Monte Carlo 软件,对剩下5种可能标段划分方案分别模拟100000次,其结果如表2所列.·403·　第2期洪伟民,等:建设工程施工标段划分优化研究表2　各标段划分方案总成本模拟结果汇总表万元标段划分方案均值中位数最小值最大值标准差{{A 1},{A 2},{A 3},{A 4}}24610.5524614.6324302.4324833.5280.84{{A 1},{A 2,A 3},{A 4}}24570.8524575.4224227.4024832.6195.34{{A 1},{A 2},{A 3,A 4}}24693.9924697.6724426.3124911.5485.47{{A 1},{A 2,A 3,A 4}}24689.7924697.2224376.7324954.25100.91{{A 1,A 2,A 3,A 4}}24649.1724653.9424302.3724924.73121.11 图1　标段划分方案{{A 1},{A 2,A 4},{A 3}}的工程总成本模拟频率柱状图从表2的模拟结果可以看出,标段划分方案{{A 1},{A 2,A 3},{A 4}}施工总成本最低,即将子项目人工渠道A 1和双孔箱涵A 4作为独立标段发包,子项目供水泵站A 2和U 形渡槽A 3打包作为一个标段发包,相对于业主方传统的单项发包方式或总承包发包方式施工总成本分别降低39.7万元和78.32万元,经济效果明显.4　结　束　语当前由于缺少有效的理论支持和定量化的分析方法,建设工程标段划分现在还不得不依赖业主经验和偏好的非正式决策方法,从而影响了决策的效果.针对这一情况,本文从交易费用理论出发,建立建设工程标段划分优化模型,并应用Mo nteCarlo 方法对模型进行模拟求解.研究结果表明,此模型能为分标决策者提供有力的支持.参考文献[1]边立明,邱德华,王卓甫.广东东深供水改造工程招标实践[J ].建筑,2003(2):36-38.[2]云雪峰,王继军,陈新忠,等.三盛公水利枢纽除险加固工程招投标标段优化划分探讨[J ].内蒙古水利,2003(1):36-38.[3]张利荣.建设工程标段划分研究[J ].水利水电技术,2006,37(7):82-84.[4]Ro dney T J ,Ralf M .Communicatio n and co -opera -tio n 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costs ,the overall co nstructio n project costs is divided into ex ante trans -actio n co sts ,co nstructio n co sts ,ex post transaction costs .A model fo r o ptimizatio n of dividing bid -section of construction project is established and a computing model is proposed .A t last ,an exam ple is proposed to demo nstra te such mo del and solution are efficient .Key words :construction project ;bid -section ;transaction costs ;Mo nte Carlo simulatio n·404·武汉理工大学学报(交通科学与工程版)2010年　第34卷。