造价工程师《建设工程造价案例分析》经济技术分析基本方法

造价工程师《建设工程造价案例分析》
专题五：经济技术分析基本方法
第二章工程设计、施工方案技术经济分析
（对应考试第二题，20分）
【大纲要求】
1.工程设计、施工方案综合评价法；
2.工程设计、施工方案比选与优化；
3.工程网络计划的调整与优化。

【基本知识点】
1.设计方案评价指标与评价方法；
2.施工方案评价指标与评价方法；
3.综合评价法在设计、施工方案评价中的应用；
4.价值工程在设计、施工方案评价中的应用；
5.寿命周期费用理论在方案评价中的应用；
6.决策树法的基本概念及其在投资方案决策中的运用。

7.工程网络进度计划时间参数的计算，进度计划的调整与优化。

【本章重点题型】
1.运用综合评价法进行方案选优
2.运用费用效率进行方案选优
3.运用价值工程法进行方案选优
4.运用决策树法进行方案选优
5.运用网络计划进行方案选优
基本知识点一：基本概念（管理教材第四章工程经济第一节）
一、资金时间价值
二、等值计算公式
基本知识点二：设计、施工方案技术经济评价方法 一、基本方法 1.多指标对比法
利用技术经济指标对设计、施工方案进行比较和评价，准确计算各项指标值，并能够根据评价指标进行设计方案的分析比较。

2.多指标综合评分法
主要计算步骤：
(1)
（一般题中会说明）
(2)（一般题中会说明）
说明：一般为规范化的权重系数，即用w i 表示第i 个指标的权重，满足
1
1n
i
i w
==∑
(3)
（一般题中会说明）
(4) 说明：1
n
i
i
i S w s ==
∙∑
式中：S —备选方案综合得分；s i —某方案在评价指标i 上的得分；w i —评价指标i 的权重；n —评价指标数。

总体思路：确定评价指标→分配指标权重→指标打分→方案的综合总分→选择最佳方案。

【例题1·案例题】【教材案例五】
某分包商承包了某专业分项工程，分包合同中规定：工程量为2400m3；合同工期为30天，6月11日开工，7月10日完工；逾期违约金为1000元/天。

该分包商根据企业定额规定：正常施工情况下（按计划完成每天安排的工作量），采用计日工资的日工资标准为60元／工日（折算成小时工资为7.5元／小时）；延时加班，每小时按小时工资标准的120%计；夜间加班，每班按日工资标准的130%计。

该分包商原计划每天安排20人（按8小时计算）施工，由于施工机械调配出现问题，致使该专业分项工程推迟到6月18日才开工。

为了保证按合同工期完工，分包商可采取延时加班（每天延长工作时间，不超过4小时）或夜间加班（每班按8小时计算）两种方式赶工。

延时加班和夜间加班的人数与正常作业的人数相同。

经造价工程师分析，在采取每天延长工作时间方式赶工的情况下，延时加班时间内平均降效10%；在采取夜间加班方式赶工的情况下，加班期内白天施工平均降效5%，夜间施工平均降效15%。

【问题】
1.若该分包商不采取赶工措施，试分析该分项工程的工期延误对该工程总工期的影响。

2.若采取每天延长工作时间方式赶工，每天需增加多少工作时间（按小时计算，计算结果保留两位小数）?每天需额外增加多少费用？若延时加班时间按四舍五入取整计算并支付费用，应如何安排延时加班？增加的总费用为多少？
3.若采取夜间加班方式赶工，需加班多少天（计算结果四舍五入取整）?
4.若夜间施工每天增加其他费用100元，增加的总费用为多少？
5.从经济角度考虑，该分包商是否应该采取赶工措施？说明理由。

假设分包商需赶工，应采取哪一种赶工方式？
【分析要点】
本案例考核分项工程工期延误对工程总工期的影响和以加班方式组织施工的经济问题。

问题l其实很简单，若给出具体数据，通过定量计算容易得出正确的结果，但本题是定性分析，却未必能回答完整。

以加班方式组织施工，既降低工效又增加成本，与正常施工相比，肯定是不经济的。

但是，在由于承包商自己原因工期已经延误的情况下，若不能按合同工期完工，承包商将承担逾期违约金。

因此，是否采取赶工措施以及采取什么赶工措施，应当通过定量分析才能得出结论。

问题2至问题5就是通过对延时加班和夜间加班效率降低及所增加的成本与逾期违约金的比较得出相
应的结论。

其中，问题2需要注意的是，在实际工作中，延时加班并不是纯粹的数学问题，不可能精确到分或秒来安排和支付费用，而通常是按整数计算加班时间并支付费用。

因此，如果充分利用每天的延时加班时间（如本题中用足3小时），并不需要在剩余的23天中每天都安排延时加班。

【参考答案】
1.若该分包商不采取赶工措施，该分项工程的工期延误对该工程总工期的影响有以下三种情况：
(1)若该分项工程在总进度计划的关键线路上，则该工程的总工期需要相应延长7天；
(2)若该分项工程在总进度计划的非关键线路上且其总时差大于或等于7天，则该工程的总工期不受影响；
(3)若该分项工程在总进度计划的非关键线路上，但其总时差小于7天，则该工程的总工期会受影响；延长的天数为7天与该分项工程总时差天数之差。

2.(1)每天需增加的工作时间：
解1：计划工效为：2400/30=80(m3/d)=80/8=10(m3/h)
设每天延时加班需增加的工作时间为x小时，则(30-7)×[80+10x(1-10%)]=2400
解得x=2.71,则每天需延时加班2.71h。

解2:7×8÷（1-10%）÷23=2.71(h)
(2)每天需额外增加的费用为：20×2.71×7.5×20%=81.3（元）
(3)23×2.71÷3=20.78≈21(d)
因此，应安排21d延时加班，每天加班3h。

(4)增加的总费用为：20×60×(23-21)+(20×60+20×3×7.5×120%)×21-20×60×30=2940（元）3.需要加班的天数：
解1：设需夜间加班y天，则80(23-y)+80y(1-5%)+80y(1-15%)=2400
解得y=8.75≈9(d)，需夜间加班9d。

解2:(30-23)/(1-5%-15%)=8.75≈9(d)
解3：1×(1-5%)+1×（1-15%)-1=0.8（工日）
7÷0.8=8.75≈9(d)
4.增加的总费用为：23×20×60+9×20×60×130%+100×9-30×20×60=6540（元）
5.(1)采取延长工作时间的方式赶工，需额外增加总费用共2940元；
(2)采取夜间加班方式赶工，需额外增加总费用6540元；
(3)因为两种赶工方式所需增加的费用均小于逾期违约金1000×7=7000（元），所以该分包商应采取赶工措施。

因采取延长工作时间方式费用最低，所以应采取延长工作时间的方式赶工。

二、经济效果评价方法（管理教材第四章工程经济第二节）
1.评价方案的类型（以独立型方案和互斥型方案最为常见）。

2.方案的评价
(1)独立型方案的评价
a.应用投资收益率进行评价
b.应用投资回收期进行评价
c.应用NPV进行评价
d.应用IRR进行评价
(2)互斥型方案的评价
评价程序：一般按投资大小由低到高进行两个方案的比选，然后淘汰较差的方案，以保留的较好方案再与其他方案比较，直至所有的方案都经过比较，最终选出经济性最优的方案。

1）静态评价方法（了解）
2）动态评价方法
①计算期相同的互斥方案经济效果的评价
②计算期不同的互斥方案经济效果的评价
基本知识点三：寿命周期成本分析在方案选优中的应用（管理教材第四章工程经济第四节）
【例题2·案例题】
某工厂准备改建生产线，其中3个事件需作经济分析：
事件一：某车间可从A 、B 两种新设备中选择一种来更换现有旧设备。

设备A 使用寿命期为6年，设备投资10000万元，年经营成本前三年均为5500万元，后三年均为6500万元，期末净残值为3500万元。

设备
B 使用寿命期为6年，设备投资12000万元，年经营成本前三年均为5000万元，后三年均为6000万元，期末净残值为4500万元。

该项目投资财务基准收益率为15％。

事件二：某生产线数据如下。

【问题】
1.对于事件一请用年费用法比较选择设备更新最优方案。

2.对于事件一，如果设备B 使用寿命期为9年，最后三年经营成本均为7000万元，期末净残值为2000万元，其它数据不变，用费用现值法比较选择最优方案(以最小寿命期作为共同研究期)。

3.请用寿命周期理论计算分析事件二：
(1)原规划方案1与新规划方案2设置费与维持费的权衡分析。

(2)规划方案1与新规划方案3系统效率与寿命周期费用之间的权衡分析。

【参考答案】 1.
A方案年费用=[10000+5500(P／A，15％，3)+6500(P／A，15％，3)(P／F，15％，3)-3500(P ／F，15％，6)]×(A/P，15％，6)=(10000+12556.5+9764.39-1512)×0.264=8141.88(万元)
B方案年费用=[12000+5000(P／A，15％，3)+6000(P／A，15％，3)(P／F，15％，3)-4500(P ／F，15％，6)]×(A/P，15％，6)=(12000+11415+9013.28-1944)×0.264=8056.10(万元) 经比较得知，B方案较优。

2.A方案费用现值=10000+5500(P／A，15％，3)+6500(P／A，15％，3)(P／F，15％，3)-3500(P ／F，15％，6)=30808.89万元
B方案费用现值=[12000+5000(P／A，15％，3)+6000(P／A，15％，3)(P／F，15％，3)+7000(P ／A，15％，3)(P／F，15％，6)-2000(P／F，15％，9)](A／P，15％，9)×(P／A，15％，6)=30738.32万元
经比较得知，B方案较优。

3.(1)原规划方案1与新规划方案2设置费与维持费的权衡分析。

设原规划方案1的费用效率为CE1；新规划方案2的费用效率为CE2。

CE l=6000/（1000+2000）=2.0
CE2=6000/（1500+1200）=2.22
通过上述设置费与维持费的权衡分析可知：方案2的设置费虽比原规划方案增加了500，但使维持费减少了800，从而使寿命周期成本LCC2比LCC1减少了300，其结果是费用效果由2.00提高到2.22。

这表明设置费的增加带来维持费的下降是可行的，即新规划方案2在费用效率上比原规划方案1好。

(2)规划方案1与新规划方案3系统效率与寿命周期费用之间的权衡
原规划方案1的费用效率为CE1=2.00；新规划方案3的费用效率为CE3。

CE3=7200/(1200+2100)=2.18
通过系统效率与寿命周期费用之间的权衡分析可知：方案3的寿命周期成本增加了300(其中：设置费增加了200，维持费增加了100)，但由于系统效率增加了1200，其结果是使费用效率由2.00提高到2.18。

这表明方案3在费用效率上比原规划方案1好。

因为方案3系统效率增加的幅度大于其寿命周期成本增加的幅度，故费用效率得以提高。

【例题3·案例题】【教材案例九】
某特大城市为改善目前已严重拥堵的某城市主干道的交通状况，拟投资建设一交通项目，有地铁、轻轨和高架道路三个方案。

该三个方案的使用寿命均按50年计算，分别需每15年、10年、20年大修一次。

单位时间价值为10元／h，基准折现率为8%，其他有关数据,见表2-19、表2-20。

不考虑建设工期的差异，即建设投资均按期初一次性投资考虑，不考虑动拆迁工作和建设期间对交通的影响，三个方案均不计残值，每年按360天计算。

寿命周期成本和系统效率计算结果取整数，系统费用效率计算结果保留两位小数。

表2-19各方案基础数据表
表2-20现值系数表
【问题】
1.三个方案的年度寿命周期成本各为多少？
2.若采用寿命周期成本的费用效率(CE)法，应选择哪个方案？
3.若轻轨每天造成的噪声影响损失为7000万元，将此作为环境成本，则在地铁和轻轨两个方案中，哪个方案较好？
【分析要点】
本案例考核寿命周期成本分析的有关问题。

工程寿命周期成本包括资金成本、环境成本和社会成本。

由于环境成本和社会成本较难定量分析，一般只考虑资金成本，但本案例问题3以简化的方式考虑了环境成本，旨在强化环境保护的理念。

其中，建设成本内容明确，估算的结果也较为可靠；而使用成本内容繁杂，且不确定因素很多，估算的结果不堪可靠，本案例主要考虑了大修费与年维修和运行费。

为简化计算，本题未考虑各方案的残值，且假设三方案的使用寿命相同。

在寿命周期成本评价方法中，费用效率法是较为常用的一种。

运用这种方法的关键在于将系统效率定量化，尤其是应将系统的非直接收益定量化，在本案例中主要考虑了土地升值和节约时间的价值。

【参考答案】
1.(1)计算地铁的年度寿命周期成本LCC D
1)年度建设成本（设置费）
IC D=1000000(A/P,8%,50)=1000000/12.233=81746（万元）
2)年度使用成本（维持费）
SC D=10000+40000[(P／F,8%,15)+(P／F,8%,30)+(P/F,8%,45)](A／P，8%,50)
=10000+40000(0.315+0.099+0.031)/12.233=11455（万元）
3)年度寿命周期成本
LCC D=IC D+SC D=81746+11455=93201（万元）
(2)计算轻轨的年度寿命周期成本LCC Q
1)年度建设成本（设置费）
IC Q=500000(A／P，8%,50)=500000/12.233=40873（万元）
2)年度使用成本（维持费）
SC Q=8000+30000[(P／F,8%,10)+(P／F,8%,20)+(P／F,8%,30)+（P／F，8%，40）]（A／P，8%，50）=8000+30000(0.463+0.215+0.099+0.046)/12.233=10018（万元）
3)年度寿命周期成本
LCC Q=IC Q+SC Q=40873+10018=50891（万元）
3)计算高架道路的年度寿命周期成本LCC G
1）年度建设成本（设置费）
IC G=300000(A／P，8%,50)=300000/12.233=24524（万元）
2)使用成本（维持费）
SC G=3000+20000[(P/F,8%,20)+(P／F,8%,40)](A／P，8%,50)
=3000+20000(0.215+0.046)/12.233=3427（万元）
3)年度寿命周期成本
LCC G=IC G+SC G=24524+3427=27951（万元）
2.(1)计算地铁的年度费用效率CE D
1)年度系统效率SE D
SE D=50×(0.7×10+3)×360+50000=230000（万元）
2)CE D=SE D/LCC D=230000/93201=2.47
(2)计算轻轨的年度费用效率CE Q
1)年度系统效率SEQ
SE Q=30×(0.6×10+3)×360+40000=137200（万元）
2)CE Q=SE Q/LCC Q=137200/50891=2.70
3)计算高架道路的年度费用效率CE G
1)年度系统效率SE G
SE G=25×0.4×10×360+30000=66000（万元）
2)CE G=SE G/LCC G=66000/27951=2.36
由于轻轨的费用效率最高，因此，应选择建设轻轨。

3.将7000万元的环境成本加到轻轨的寿命周期成本上，则轻轨的年度费用效率
CE Q=SE Q／LCC Q=137200／(50891+7000)=2.37
由问题2可知，CE D=2.47>CE Q=2.37，因此，若考虑将噪声影响损失作为环境成本，则地铁方案优于轻轨方案。

基本知识点四：决策树的多方案评价选优
决策树一般由决策点（□）、机会点（○）、方案枝、概率枝等组成。

运用决策树方法进行方案选优的解题思路：
(1)
上该指标期望值所发生的概率。

(2)
时间价值有关系时，要考虑资金时间价值。

3)方案选择。

根据各方案期望值相比较，期望值大的方案为最优方案。

【例题4·案例题】【2016】
某隧洞工程，施工单位与项目业主签订了120000万元的施工总承包合同，合同约定：每延长（或缩短）1天工期，处罚（或奖励）金额3万元。

施工过程中发生了以下事件：
事件1：施工前，施工单位拟定了三种隧洞开挖施工方案，并测算了各方案的施工成本，见表2.1。

表2.1各施工方案施工成本单位：万元
当采用全断面法施工时，在地质条件不好的情况下，须改用其他施工方法，如果改用先拱后墙法施工，需再投入3300万元的施工准备工作成本；如果改用台阶法施工，需再投入1100万元的施工准备工作成本。

根据对地质勘探资料的分析评估，地质情况较好的可能性为0.6。

事件2：实际开工前发现地质情况不好，经综合考虑施工方案采用台阶法，造价工程师测算了按计划工期施工的施工成本；间接成本为2万元/天；直接成本每压缩工期5天增加30万元，每延长工期5天减少20万元。

【问题】
1.绘制事件1中施工单位施工方案的决策树。

2.列式计算事件1中施工方案选择的决策过程，并按成本最低原则确定最佳施工方案。

3.事件2中，从经济的角度考虑，施工单位应压缩工期，延长工期还是按计划工期施工？说明理由。

4.事件2中，施工单位按计划工期施工的产值利润率为多少万元？若施工单位希望实现10%的产值利润率，应降低成本多少万元？
【参考答案】
1.
2.机会点4成本期望值=102000+3300=105300万元
机会点5成本期望值=106000+1100=107100万元
由于机会点5的成本期望值大于机会点4的成本期望值，所以应当优选机会点4的方案。

机会点1总成本期望值=101000×0.6+102000×0.4+4300=105700万元
机会点2总成本期望值=99000×0.6+106000×0.4+4500=106300万元
机会点3总成本期望值=93000×0.6+105300×0.4+6800=104720万元
由于机会点3的成本期望值小于机会点1和机会点2的成本期望值，所以应当优选机会点3的方案。

3.压缩工期一天增加费用=30/5-2-3=1万元
延长工期一天增加费用=2+3-20/5=1万元
由于延长工期和压缩工期一天均增加费用，所以应当选择按计划方案施工。

4.合同额=120000万元
地质情况不好情况下采用台阶法施工成本=4500+106000=110500万元
产值利润率=(120000-110500)/120000=7.92%
若施工单位希望实现10%的产值利润率，设降低成本X万元，则：
(120000-110500+X)/120000=10%
求解得X=2500，故应降低成本2500万元【教材案例十、案例十一注意理解】。