第二章--工程设计施工方案技术经济分析

1第二章工程设计、施工方案技术经济分析本章基本知识点：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．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。第一节设计方案评价指标与评价方法设计方案评价指标与评价方法设计方案优选应遵循以下原则:(1)设计方案必须要处理好经济合理性与技术先进性之间的关系。(2)设计方案必须兼顾建设与使用，考虑项目全寿命费用。(3)设计必须兼顾近期与远期的要求。工业项目设计是由总平面设计、工艺设计及建筑设计三部分组成，它们之间是相互关联和制约的（参见控制教材）民用建筑设计评价(一)住宅小区建设规划（参见控制教材）(二)民用住宅建筑设计评价（参见控制教材）设计方案技术经济评价方法1.多指标对比法2．多指标综合评分法施工方案技术经济评价方法主要有：工期指标，劳动量消耗指标，主要材料消耗指标，成本指标，经济指标，质量指标，安全指标等第二节、投资方案经济效果评价根据是否考虑资金时间价值，可分为静态评价指标和动态评价指标，如下图所示。投资方案经济评价指标体系图静态投资回收期借款偿还期300借款偿还期总投资收益率投资收益率利息备付率偿债备付率静态评价指标内部收益率动态投资回收期净现值净现值率净年值动态评价指标投资方案评价指标资本金净利润率偿债能力2下面仅仅就常用的动态指标作以说明：1.净现值净现值是反映投资方案在计算期内获利能力的动态评价指标。投资方案的净现值是指用一个预定的基准收益率（或设定的折现率）ic，分别将整个计算期内各年所发生的净现金流量都折现到投资方案开始实施时的现值之和。（1）计算公式。nttctiCOCINPV0)1()(式中：NPV──净现值；tCOCI)(──第t年的净现金流量（应注意“＋”、“－”号）；ic──基准收益率；n──投资方案计算期。（2）评价准则。净现值是评价项目盈利能力的绝对指标。1）当方案的NPV≥0时，说明该方案能满足基准收益率要求的盈利水平，故在经济上是可行的；2）当方案的NPV＜0时，说明该方案不能满足基准收益率要求的盈利水平，故在经济上是不可行的。（1）净现值指标的优点与不足。净现值指标考虑了资金的时间价值，并全面考虑了项目在整个计算期内的经济状况；经济意义明确直观，能够直接以金额表示项目的盈利水平；判断直观。但不足之处是：1、必须首先确定一个符合经济现实的基准收益率；而且在互斥方案评价时，如果互斥方案寿命不等，必须构造一个相同的分析期限，才能进行方案比选。2、净现值不能反映项目投资中单位投资的使用效率，不能直接说明在项目运营期各年的经营成果。（2）基准收益率ic的确定。基准收益率也称基准折现率，是企业或行业或投资者以动态的观点所确定的、可接受的投资方案最低标准的收益水平。对于政府投资项目，进行经济评价时使用的基准收益率是由国家组织测定并发布的行业基准收益率；非政府投资项目，可由投资者自行确定基准收益率。32.净年值净年值又称等额年值、等额年金，是以一定的基准收益率将项目计算期内净现金流量等值换算而成的等额年值。（1）计算公式。净年值的计算公式为：),,/(niPANPVNAVc式中：（A／P，ic，n）——资本回收系数。（2）评价准则。由于（A／P，ic，n）＞0，NAV与NPV总是同为正或同为负，故NAV与NPV在评价同一个项目时的结论总是一致的，其评价准则是：1）NAV≥0时，则投资方案在经济上可以接受；2）NAV0时，则投资方案在经济上应予拒绝。它与前述净现值（NPV）的相同之处是，两者都要在给出基准收益率的基础上进行计算；不同之处是，净现值将投资过程的现金流量换算为基准期的现值，而净年值则是将该现金流量换算为等额年值。由于同一现金流量的现值和等额年值是等价的（或等效的），因此，净现值法与净年值法在方案评价中能得出相同的结论。而在多方案评价时，特别是各方案的计算期不相同时，应用净年值比净现值更为方便。3.内部收益率内部收益率是使投资方案在计算期内各年净现金流量的现值累计等于零时的折现率。即在该折现率时，项目的现金流入现值和等于其现金流出的现值和。对具有常规现金流量（即在计算期内，开始时有支出而后才有收益，且方案的净现金流量序列的符号只改变一次的现金流量）的投资方案，其净现值的大小与折现率的高低有直接的关系。若已知某投资方案各年的净现金流量，则该方案的净现值就完全取决于所选用的折现率。即净现值是折现率的函数，其表达式如下：ntttiCOCIiNPV0)1()()(净现值函数曲线图由于IRR值可达到的项目净现值等于零，则项目的净年值也必为零。故有：0)()(IRRNAVIRRNPV（2）评价准则。求得内部收益率后，与基准收益率ic进行比较：1）若IRR≥ic，则投资方案在经济上可以接受；2）若IRR＜ic，则投资方案在经济上应予拒绝。（1）内部收益率求解。可用试算法确定IRR。试算法确定IRR的基本原理：首先试用i1计算，若得NPV1＞0，再试用i2（i2＞i1）。若NPV2＜0，则NPV＝0时的IRR一定在i1至i2之间，如图2.2.4所示。此时，可用内插法求得IRR的近似值，其计算公式为：112121||()NPVNPVNPVIRRiii为了保证IRR的精度，i1与i2之间的差距以不超过2%为宜，最大不要超过5%。采用线性内插法计算IRR只适用于具有常规现金流量的投资方案。（2）内部收益率指标的优点与不足。内部收益率指标考虑了资金的时间价值以及项目在整个计算期内的经济状况；能够直接衡量项目未回收投资的收益率；不需要事先确定一个基准收益率，而只需要知道基准收益率的大致范围即可。但不足的是内部收益率计算需要大量的与投资项目有关的数据，计算比较麻烦；对于具有非常规现金流量的项目来讲，其内部收益率往往不是唯一的，在某些情况下甚至不存在。（3）IRR与NPV的比较。综上分析，用NPV、IRR均可对独立方案进行评价，且结论是一致的。NPV法计算简便，但得不出投资过程收益程度，且受外部参数（ic）的影响；IRR法较为烦琐，但能反映投资过程的收益程度，而IRR的大小不受外部参数影响，完全取决于投资过程的现金流量。iIRRi1i2NPV244.净现值率净现值率（NPVR）是在NPV的基础上发展起来的，可作为NPV的一种补充。（1）计算公式。净现值率（NPVR）计算公式如下：pNPVNPVRI0(/,,)mPtctIIPFit式中：Ip——投资现值；It——第t年投资额；m——建设期年数。（2）评价准则。对于独立方案评价，若NPVR≥0，方案才能接受。对于多方案比选，凡NPVR＜0的方案先行淘汰，在余下方案中，应与投资额、净现值结合起来选择方案。（1）净现值率是项目净现值与项目全部投资现值之比，其经济含义是单位投资现值所能带来的净现值，是一个考察项目单位投资盈利能力的指标。由于净现值不直接考虑项目投资额的大小，故为考虑投资的利用效率，常用净现值率作为净现值的辅助评价指标。（2）当对比的两个方案投资额不同时，如果仅以各方案的NPV大小来选择方案，可能导致不正确的结论。因为净现值只表明盈利总额，不能说明投资的利用效果。单纯以净现值最大作为方案选优的标准，往往导致评价人趋向于选择投资大、盈利多的方案，而忽视盈利额较多，但投资更少，经济效果更好的方案。为此，可采用净现值的相对指标（单位投资的净现值），即净现值率来进行评价。二、经济效果评价方法（一）评价方案的类型所谓方案类型，是指一组备选方案之间所具有的相互关系。这种关系一般分为单一方案（又称独立型方案）和多方案两类。而多方案又分为互斥型、互补型、现金流量相关型、组合—互斥型和混合相关型5种，如下图所示。评价方案的分类图1.独立型方案独立型方案是指方案间互不干扰、在经济上互不相关的方案，选择或放弃其中一个方案，并不影响其它方案的选择。2.互斥型方案互斥型方案是指在若干备选方案中，各个方案彼此可以相互代替。选择其中任何一个方案，则其它方案必然被排斥。互斥型方案还可按以下因素进行分类：（1）按服务寿命长短不同①相同服务寿命的方案。②不同服务寿命的方案。③无限长寿命的方案。如大型水坝、运河工程等。（2）按规模不同①相同规模的方案。即参与对比或评价的方案具有相同的产出量或容量，在满足相同功能要求的数量方面具有一致性和可比性。②不同规模的方案。即参与评价的方案具有不同的产出量或容量，在满足相同功能要求的数量方面不具有一致性和可比性。3.互补型方案互补型方案是指在方案之间存在技术经济互补关系的一组方案。某一方案的接受有助于其他方案的接受。如建设一个大型非港口电站，必须同时建设铁路、电厂，它们无论在建成时间、建设规模上都要彼此适应，缺少其中任何一个项目，其它项目就不能正常运行。单一方案独立型方案互斥型方案互补型方案现金流量相关型方案组合—互斥型方案混合相关型多方案投资方案54.现金流量相关型方案现金流量相关型方案是指方案之间不完全互斥，也不完全相互依存，但任一方案的取舍会导致其他方案现金流量的变化。例如，某跨江项目考虑两个建设方案，一个是建桥方案A，另一个是轮渡方案B，两个方案都是收费的。此时，任一方案的实施或放弃都会影响另一方案的现金流量。5.组合—互斥型方案组合—互斥型方案是指在若干可采用的独立方案中，如果有资源约束条件（如受资金、劳动力、材料、设备及其他资源拥有量限制），只能从中选择一部分方案实施时，可以将它们组合为互斥型方案。例如，现有独立方案A、B、C、D，它们所需的投资分别为10000、6000、4000、3000万元。当资金总额限量为10000万元时，除方案A具有完全的排它性外，其它方案由于所需金额不大，可以互相组合。这样，可能选择的方案共有：A、B、C、D、B＋C、B＋D、C＋D等7个组合方案。因此，当受某种资源约束时，独立方案可以组成各种组合方案，这些组合方案之间是互斥或排他的。6.混合相关型方案混合相关型方案是指在方案众多的情况下，方案间的相关关系可能包括上述类型中的多种，这些方案称为混合相关型方案。在方案评价前，分清方案属于何种类型是非常重要的。因为方案类型不同，其评价方法、选择和判断的尺度就不同。如果方案类型划分不当，会带来错误的评价结果。在方案评价中，以独立型方案和互斥型方案最为常见。（二）独立型方案的评价独立型方案在经济上是否可接受，取决于方案自身的经济性，即方案的经济效果是否达到或超过预定的评价标准或水平。1.应用投资收益率进行评价（1）确定行业的基准投资收益率（Rc）；（2）计算投资方案的投资收益率（R）；（3）进行判断。R≥Rc，表明方案在经济上是可行的。2.应用投资回收期进行评价（1）确定行业或投资者的基准投资回收期（Pc）；（2）计算投资方案的静态投资回收期（Pt）；（3）进行判断。Pt≤Pc，表明方案在经济上是可行的。3.应用NPV进行评价（1）依据现金流量表和确定的基准收益率ic计算方案的净现值（NPV）；（2）进行判断。当NPV≥0时，表明方案在经济上是可行的。4.应用IRR进行评价计算出内部收益率后，将IRR与基准收益率ic进行比较。当IRR≥ic，表明方案在经济上是可行的。（三）互斥型方案的评价互斥型方案经济效果评价包含两部分内容：一是考察各个方案自身的经济效果，即进行绝对（经济）效果检验；二是考察方案的相对最优性，称为相对（经济）效果检验。两种检验的目的和作用不同，通常缺一不可，从而确保所选方案不但最优而且可行。在进行互斥方案相对（经济）效果评价时，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.静态评价方法互斥方案静态分析常用增量投资收益率、增量投资回收期、年折算费用、综合总费用等评价方法进行相对经济效果的评价。静态评价方法仅适用于方案初评或作为辅助评价方法采用。（1）增量投资收益率。增