系統(tǒng)動力學(xué)視角下高速公路工程成本與進度管理研究

馬寅宗[上?；A(chǔ)設(shè)施建設(shè)發(fā)展（集團）有限公司，上海 200032]

高速公路的建設(shè)通常造價高、投資大，點多、線長、面廣，質(zhì)量要求高、工期緊，環(huán)境復(fù)雜，不可控因素多。由于施工企業(yè)進度和成本管理模式仍不完善，因此經(jīng)常面臨逾期和超支的問題。企業(yè)在保證工程質(zhì)量的前提下，為了能夠按時完工，將采用趕工的方式，但是在趕工的情況下，為了確保工程的按時完工，在施工過程中成本管理就會變成一紙空文，開支的隨意性很大[1]。如何協(xié)調(diào)進度管控和成本管控的關(guān)系，是一個值得思考的問題。

國外對工程項目的成本、進度、質(zhì)量三大目標(biāo)的控制研究已經(jīng)較為成熟，而國內(nèi)學(xué)者對三大目標(biāo)的單獨研究較多，對其內(nèi)在的聯(lián)動關(guān)系研究不到位。以往的研究多集中于操作層面的控制研究，缺乏動態(tài)性、系統(tǒng)性，難以對未來的變化以及最終的結(jié)果做出科學(xué)的預(yù)測，無法有效地實現(xiàn)管控[2]。不同于將研究對象分成獨立部分的傳統(tǒng)的思維方式，系統(tǒng)動力學(xué)從系統(tǒng)的視角考慮問題，關(guān)注作為系統(tǒng)一個組成部分的研究對象如何與系統(tǒng)的其他組成部分相互作用[3]。在高速公路工程項目這個復(fù)雜的系統(tǒng)中，成本、進度、質(zhì)量的管控之間相互作用相互影響。本文嘗試?yán)孟到y(tǒng)動力學(xué)的方法，在確保項目高質(zhì)量的前提下，建立進度管理和成本管理的因果關(guān)系圖；分析進度和成本之間的聯(lián)動關(guān)系；剖析其影響機理；最后建議施工企業(yè)對系統(tǒng)關(guān)鍵因素進行量化，形成以項目為核心的成本、進度控制機制，旨在幫助企業(yè)管理者做出科學(xué)決策，以保證企業(yè)利益最大化。

1 模型設(shè)計

1.1 設(shè)計思路

由于高速公路建設(shè)工程的建設(shè)環(huán)境復(fù)雜且不可控因素多，實際成本、進度和實際質(zhì)量在建設(shè)過程中都會或多或少偏離計劃目標(biāo)。成本、進度管控就是在工程的建造過程中，對各環(huán)節(jié)的費用開支和工程進度進行監(jiān)督調(diào)節(jié)，使得項目能夠如期完工，且成本控制在預(yù)算之內(nèi)。

系統(tǒng)動力學(xué)以反饋控制理論為基礎(chǔ)，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，有利于理解系統(tǒng)內(nèi)部各部分之間的影響機理。本文假設(shè)工程質(zhì)量符合要求，僅考慮進度和成本之間的聯(lián)動關(guān)系。成本和進度的控制都是一個周而復(fù)始的反饋過程，且密不可分（見圖1）。

圖1 成本-進度控制反饋

圖1 中存在兩個反饋，一是根據(jù)計劃（成本、進度）采取措施（成本、進度）減小計劃值與實際值之間的偏差；二是根據(jù)采取措施后的偏差調(diào)整計劃（成本、進度）。大多數(shù)學(xué)者通常獨立地研究成本的控制或進度的控制，本文充分考慮成本與進度的內(nèi)在關(guān)系，進行系統(tǒng)分析，旨在幫助企業(yè)的管理人員作出科學(xué)的決策。

1.2 模型構(gòu)建

因果關(guān)系圖可以描述系統(tǒng)內(nèi)各部分之間的內(nèi)在聯(lián)系，基于成本與進度的控制反饋機制，依據(jù)高速公路工程的實際情況，細化項目成本，分析成本與進度之間的聯(lián)動關(guān)系，形成高速公路工程項目成本-進度控制因果關(guān)系如圖2 所示，由于模型假設(shè)滿足質(zhì)量要求，因此不考慮返工循環(huán)。從圖2 中可以看出成本與進度之間密切聯(lián)系，牽一發(fā)而動全身。在這個系統(tǒng)中，由于外界因素和系統(tǒng)變更造成的實際成本與目標(biāo)成本之間的偏差值、實際進度與目標(biāo)進度之間的偏差值，進而采取成本控制措施和進度控制措施是系統(tǒng)的主線。其中，對一些關(guān)鍵要素和邏輯關(guān)系，進行如下解釋。

圖2 成本-進度控制因果循環(huán)

1.2.1 關(guān)鍵要素

在該主線上的關(guān)鍵要素包括以下幾點。

（1）外界因素。基于高速公路建設(shè)項目的特點，工程能否順利地進行，與項目運行的外部環(huán)境密切相關(guān)[4]，該系統(tǒng)中的外界因素僅局限于宏觀環(huán)境因素，不包含行業(yè)環(huán)境因素。主要包括政治法律環(huán)境、經(jīng)濟環(huán)境、社會環(huán)境、自然環(huán)境和技術(shù)環(huán)境。合同是聯(lián)系高速公路項目各個主體之間的紐帶，其合同管理依托于法律環(huán)境的支持；經(jīng)濟環(huán)境主要是指原材料和施工設(shè)備的供應(yīng)市場與價格，由于施工量大，用料多，經(jīng)濟政策的調(diào)整對材料設(shè)備影響大；公路建設(shè)具有跨地區(qū)的特點，不可避免地涉及拆遷和占用耕地的問題，因此沿線的居民量和受教育情況會直接影響工程實施；地形、地質(zhì)、水文、氣候等條件的復(fù)雜性和不確定性，常常會加大項目實施的難度；先進的技術(shù)是高速公路項目施工的重要保障。這些外界因素都會或多或少地影響施工的成本和進度，使得實際成本、進度和目標(biāo)成本、進度造成偏差。

（2）工程變更。指由項目施工單位、業(yè)主或設(shè)計單位提出的，對項目的范圍、施工條件、工程設(shè)計、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進行變更。工程變更很可能會延誤工期或造成成本失控的局面，甚至降低勞動生產(chǎn)率。加強各主體間的溝通協(xié)調(diào)，是減少工程變更發(fā)生的有效措施；隨著工程的推進，發(fā)生變更對項目產(chǎn)生的影響也呈現(xiàn)遞增趨勢；若發(fā)生變更，一定要及時進行現(xiàn)場簽證，更新目標(biāo)成本和目標(biāo)進度，將損失降至最低。

（3）實際成本、進度。是指在施工過程中實際發(fā)生的成本、進度，通常情況下受到工程變更和外界因素的影響，實際成本會高于目標(biāo)成本，進度會慢于目標(biāo)進度。

（4）目標(biāo)成本、進度。是指在施工前，依據(jù)現(xiàn)有數(shù)據(jù)及以往經(jīng)驗，充分考慮外界環(huán)境因素影響，以及對工程變更進行成本和進度更新后的、估算出的理想化成本、進度。

（5）成本、進度分析。是指實際成本、進度與目標(biāo)成本、進度之間的偏差值，根據(jù)偏差值的情況采取相應(yīng)的成本、進度控制，以縮小偏差值，將成本控制在可承受范圍內(nèi)，盡量在規(guī)定的工期內(nèi)完工。

（6）成本、進度控制。是指使實際成本、進度無限接近目標(biāo)成本、進度所采取的措施，其中若成本出現(xiàn)偏差，常用的措施有延期付款和進度控制；若進度出現(xiàn)偏差，常用的措施有拖延時間和組織趕工。但不論采取何種措施，都會對成本、進度產(chǎn)生雙重影響，因而需要掌握在維持成本和進度相對平衡的范圍內(nèi)，采取最有效、代價最小的措施。

1.2.2 邏輯關(guān)系

（1）成本控制循環(huán)。①延期付款措施：將采取延期付款措施的循環(huán)從系統(tǒng)中分離出來（見圖3）。經(jīng)成本分析后，確定采取延期付款的成本控制措施，會導(dǎo)致施工效率降低，施工時間增加，增加的工期產(chǎn)生工期成本，若超過合同規(guī)定需繳納違約金，更改目標(biāo)成本后重新進行成本分析。但是由于施工時間增加，該措施將影響到施工進度，需要更新目標(biāo)進度，進行進度分析，決定是否采取相應(yīng)的進度控制措施。②進度控制措施：將采取進度控制措施的循環(huán)從系統(tǒng)中分離出來（見圖4）。經(jīng)成本分析后，確定采取控制進度的措施來減小成本偏差值，即通過拖延時間或趕工的方式來控制項目進度，進而控制費用繳納的情況。

圖3 成本控制循環(huán)——延期付款措施

圖4 成本控制循環(huán)——進度控制措施

（2）進度控制循環(huán)。①拖延時間措施：將采取拖延時間措施的循環(huán)從系統(tǒng)中分離出來（見圖5）。經(jīng)進度分析后，決定采用拖延時間的措施，根據(jù)拖延時間的天數(shù)，更改目標(biāo)進度，再次進行進度分析。在此過程中，不可避免地產(chǎn)生工期成本，更改目標(biāo)成本，進行成本分析，再進行成本控制。②趕工措施：將采取趕工措施的循環(huán)從系統(tǒng)中分離出來（見圖6）。經(jīng)進度分析后，決定采用趕工的措施。趕工會縮減進度，減少延誤總量，更改目標(biāo)進度，再次進行進度分析。同時，趕工會增加物資需求和勞動力資源，進而產(chǎn)生趕工成本，影響目標(biāo)成本。

圖5 進度控制循環(huán)——拖延時間措施

圖6 進度控制循環(huán)——趕工措施

2 模型分析

（1）從模型的邏輯關(guān)系中可以看出，成本控制和進度控制不是孤立發(fā)生的，采取成本控制措施必然會牽扯進度控制循環(huán)，同理，采取進度控制措施也一定會涉及成本問題，因此不能將它們分割來看。

（2）由于成本和進度間關(guān)系密切，在制定控制措施的時候必須兩者兼顧，即在采取成本措施時，除了需要關(guān)注成本偏差度，還需要關(guān)注由于成本措施連帶產(chǎn)生的進度變化，在進度變化可以接受的范圍內(nèi)，調(diào)整成本，否則可能產(chǎn)生反效果。在采取進度措施時也是同樣的道理，需要關(guān)注成本的增加情況。

（3）高速公路項目由于跨區(qū)域，受自然環(huán)境的影響大，施工進度的不確定性高。企業(yè)可根據(jù)項目及企業(yè)自身的實際情況量化相關(guān)指標(biāo)，便于成本-進度控制。例如，對成本分析和進度分析進行分級，偏差值較小時不采取措施，在偏差值較大時，采取不同程度的措施進行控制，形成以項目為核心的成本-進度管控機制。

3 結(jié) 語

本文利用系統(tǒng)動力學(xué)的思想，從系統(tǒng)的角度考慮成本控制和進度控制之間的因果關(guān)系，梳理出系統(tǒng)中的部分邏輯關(guān)系來描述成本和進度之間如何相互影響，并且基于模型，提出讓企業(yè)量化成本-進度控制系統(tǒng)中的關(guān)鍵因素，形成以項目為核心的企業(yè)成本-進度管控機制，最大程度上保證企業(yè)的利益，幫助企業(yè)管理者作出科學(xué)決策。