价值工程在境外铁路方案比选中的应用

孙海富

(中国铁路设计集团有限公司， 天津 300308)

价值工程Value Engineering(简称VE)是以产品功能分析为核心，力求用最低的全寿命周期成本实现产品的必备功能，从而提高价值的一种有组织、有计划的创造性活动和科学管理方法，于1947年由美国通用电气公司设计工程师麦尔斯(Miles)在研究和选择原材料代用品时所提出[1-2]。价值工程通常用于企业两个领域：一是新产品研制领域；二是产品制造领域或作业过程中，称为价值分析，简称VA(Value Analysis)。在境外铁路项目设计中，经常会用到价值工程的方法进行方案比选，从而确定最有价值的线路方案。

1 价值工程的定义

价值工程是指以产品或作业的功能分析为核心，以提高产品或作业的价值为目的，力求以最低寿命周期成本实现产品或作业使用所要求的必要功能的一项有组织的创造性活动，有些人也称其为功能成本分析。价值工程涉及到价值、功能和全寿命周期成本等3个基本要素。用数学公式可以表示为：

V=F/C

(1)

式中:V——价值;

F——功能;

C——成本。

价值工程是以使用者的功能需求为出发点，以功能分析为核心，以提高价值为目标，系统研究功能与成本之间的关系，需要由多方协作，有组织、有计划、按程序地进行。

价值工程着眼于全寿命周期成本。这就要求在建筑工程造价控制过程中进行决策时，考虑的不仅是项目的建造成本(即生产成本)，还要考虑项目投入使用以后的使用成本，力求达到既能满足业主的需求，又使寿命周期成本比较低的目的。建筑产品的寿命周期成本(指从规划、勘察、设计、施工建设、使用、维修、直到报废为止整个过程中所发生的全部费用，包括建设费用和使用费用两部分)与建筑产品的功能有关。寿命周期成本与功能水平的关系如图1所示。

图1 寿命周期成本与功能水平的关系图

从图1 可以看出，随着建筑产品的功能水平提高，建筑产品的使用费用降低，但是建设费用却增高，反之，使用费用增高，建设费用降低。建设费用、使用费用与功能水平的变化规律决定了寿命周期成本如图1 所示的马鞍形变化，决定了寿命周期成本存在最低值，建设费用C1的曲线和使用费用C2的曲线的交点所对应的寿命周期成本才是最低的，最低寿命周期成本Cmin所对应的功能水平F0是从费用方面考虑的最为适宜的功能水平。

2 价值工程在铁路线路方案比选中的应用

以某境外铁路工程项目为例，运用价值工程方法，对线路方案进行对比分析，从而筛选出最有价值的工程方案。

2.1 线路方案介绍

某境外铁路项目[3]，既有铁路网为米轨铁路，已网络化运营多年，同时该通道规划有标准轨铁路。由于既有铁路标准很低，难以吸引客货运量，拟在该通道提速改造或新建标准轨铁路，缩短旅行时间，为此对该通道线路方案进行了多方案比选。方案一为既有米轨直接更换为标准轨方案，米轨铁路拆除，提速至 160 km/h，该方案实现了国际快速运输通道，在新建标准轨的3个方案中投资最省，但破坏了既有米轨铁路网的完整性；方案二为新建标准轨铁路，既有米轨铁路保留，提速至160 km/h，该方案同时实现了国际快速运输通道和既有米轨铁路网的完整性，投资较方案一有所增加；方案三为新建套轨，同时保留标准轨和米轨，提速至160 km/h，该方案实现了国际快速运输通道和既有米轨铁路网的完整性，但套轨运营存在一定干扰，在新建标准轨的3个方案中投资最贵；方案四为既有米轨铁路提速改造，该方案投资最省，但由于仅提速为120 km/h，旅行时间最长，对既有铁路的运营干扰最大，且无新建标准轨铁路，未形成国际快速运输通道。

2.2 项目功能分析

该国为土地私有制国家，征地拆迁有难度，业主要求尽量减少新征用地；要求客车时间目标值控制在2 h以内；尽量维持既有米轨铁路网的完整性；施工期间不要中断行车。根据业主需求，该项目功能体现为以下几个方面：一是征地及拆迁难易；二是路网完整性；三是旅行时间；四是工程施工难易；五是施工工期；六是养护维修。

对于这6种功能，采用0～4打分法[4]及经验分析法确定各功能的相对重要系数，如表1所示。

表1 功能重要性系数计算表

2.3 各线路方案功能评价

根据表1中各功能重要性系数，对各线路方案进行功能评价，确定各方案的功能系数[5]。功能系数计算公式为：

(2)

式中：Fi——功能系数；

fj——重要性系数。

功能评价系数计算如表2所示。

表2 功能评价系数表

2.4 各线路方案成本分析

各线路方案投资估算、线路长度及每公里工程造价如表3所示。成本系数计算公式为：

(3)

式中：Ci——成本系数。

各线路方案成本系数计算结果如表3所示。

表3 成本系数表

2.5 各线路方案价值分析

根据价值计算公式计算各线路方案的价值系数，如表4所示。

表4 价值系数表

综合以上分析和计算结果，在满足铁路各功能要求的前提下，方案四的价值最高，为最佳方案，其次为方案二，下阶段将重点对这两个线路方案进行方案比选。

3 价值工程在建筑工程方案比选中的应用

以房屋建筑工程为例，某大型站房招标有A、B、C 3个方案，概算指标分别为 10 000元/m2，12 000元/m2，15 000元/m2，邀请5位专家评标。经专家讨论，确定将功能流线、空间造型、规划协调、节能环保、综合开发等方面作为研究对象进行价值分析。各方案功能重要性系数如表5所示。

表5 各方案功能重要性系数表

本次方案评价指标按照10级计分，对A、B、C3种方案按照0～10分进行打分。根据评分结果，再按照功能重要性系数加权计算各方案功能评价系数，如表6～表8所示。

表6 各方案功能评价系数表

表7 各方案成本系数表

表8 各方案价值系数表

通过以上对比分析，方案A价值系数最高，为最佳方案。

4 研究结论

(1)价值工程是一种科学管理方法，是功能对成本的比值，提高价值要通过调整功能与成本的比例关系来实现。

(2)运用价值工程进行方案比选，要合理确定功能系数，降低工程成本，提高价值系数。

(3)某境外铁路提速改造方案价值最高，其次为新建标准轨方案，下阶段应重点进行研究。

(4)某建筑工程A方案价值系数最高，为最优方案。