价值工程在核电站项目施工建设中的应用研究

王 超

摘要:文章基于价值工程的理论,探讨核电站项目施工建设中的优化技术,并提出相应的价值工程分析模型。结合案例对核电站项目建设功能、成本进行分析与研究,实现了缩短建设期,低成本高效能的目标,给出一个基于价值工程的核电站项目施工建设优化分析的新型模式。

关键词:价值工程;核电站项目;施工建设;施工特点

一、引言

核电作为一门高科技产业,有着技术含量高,专业涉及面广,系统复杂的特点,是一个国家综合技术能力和经济实力的象征。我国正在研究调整核电发展规划,加强沿海核电发展,科学规划内陆地区的核电建设,明确提出将“十一五”规划中的“积极发展”核电变成“大力发展”核电。截至2020年,将建成核电装机容量4000万千瓦,在建1800万千瓦,占同期全国电力装机的4%以上,即截至2020年我国将建成40座相当于大亚湾那样的百万千瓦级的核电站。这意味着,在未来15年内,平均每年新建一座2XIO0万千瓦级的核电站。按每千瓦1500美元的平均成本估算,新增静态总投资将高达450亿美元,其中涉及的“建筑安装”工程量将达数十亿美元的数量级。

然而我国的核电成本一直居高不下,其中工程成本占核电总成本的60%左右,降低工程成本是提高核电经济性的关键所在。价值工程(Value Engineering,VE)是一种能以最小消耗提供最有效功能,使产品获得最高价值的分析技术。这种十分有效的技术分析方法在核电站项目建设特别是在施工阶段中应用很少。本文以秦山二期核电站扩建工程为案例,将VE引入核电站项目施工建设中,依据项目管理的工作分解结构WBS,进行模型分析,来解决如何控制建设成本。

二、核电站项目施工的特点

(一)项目规模大

我国今后15年内开工新建的核电站多数不会低于百万千瓦级,投资总额均在数十亿美元的数量级。每座核电站,都包括大大小小几十个单项工程。抛开“设备购置”和“安装施工”不算,仅“土建施工”这一小块,每个单项工程的造价,若用人民币计算,也少则几百万,多则上亿元。一般的工业与民用土建施工项目,是很少达到这等规模的。

(二)施工难度高

虽然核电站的总体规模很大,但其主要厂房的占地面积并不大。拿已经建成的岭澳核电站来说,在仅约100米×100米的“核岛”上,就有多个大型建筑物(如核反应堆厂房、核辅助厂房、燃料厂房、电气厂房等),几乎连成一体地“挤靠”在一起。走进厂房内部,更可感受到远远超出普通施工项目的错综复杂性。此外,核电站建设对质量要求还特别严格。所有这一切,都大大增加了各种工序本身的施工难度,以及存在于不同工序、不同专业、乃至不同施工单位之间因同时作业、搭接作业或交叉作业而引起的接口关系的处理难度。

(三)建设工期长

除了规模庞大、难度很高,核电站的建设周期也很长,一般需要5年-6年甚至更长的时间。对土建施工而言,不同时期存在不同的工作重点、不同的资源需求和不同的机构设置。例如,在岭澳电站土建施工高峰期,土建施工单位有2000多人奋战在施工现场。而高峰过后,随着土建施工任务的逐步完成,现场人员逐步减少到只有几百人、几十人,各个施工队及职能部门也分阶段调整合并。

(四)合同期内变更多

组织机构的变化,施工单位可以控制。但施工合同在执行过程中出现各种各样的变更,则是施工单位在施工前难以预测、施工中必须面对的正常现象。由于核电站工程规模大、难度高、工期长,引起变更的原因以及变更的数量和种类往往也非常多。

三、案例介绍

秦山二期核电站扩建工程的装机容量为2×650MW压水堆核电机组。单台机组的建设总工期计划为60个月,其中土建工期23个月,安装工期23个月,调试工期14个月。实行“业主负责制”、“招标投标制”和“工程监理制”的管理模式,其中BOP工程委托AE公司进行工程管理。采用“二级质保,二级质检”体系,即施工单位质检部门为“第一级质检”,监理公司为“第二级质检”,联营公司工程处对上述两级质检工作進行监督。施工单位的质保部门为“第一级质保”,联营公司质保处为“第二级质保”,对各级质保、质检部门进行监查、监督,监理公司质保部负责其自身质保体系的管理。该工程分为核岛、常规岛和BOP3个项目。核电工程是一项系统化、专业化、高科技的建设工程,是工艺和技术高度复杂的施工活动。一个如此庞大的系统工程,在计划、协调、控制上稍有疏忽,就会导致工程进度的拖延和成本的增加。

四、功能系统分析

(一)核电站建设项目分解

核电站建设是一项庞大的系统工程单靠某一两家单位是不可能完成的。核电站项目分解情况如图1所示。

(二)功能定义

根据核电站项目特点,分析其工程总目标与子目标以及实现的手段。核电站项目建设内容是核电机组,其功能在于以铀等资源为燃料,提供能源。经组织专家们评审,该扩建工程应进行研究或应具备的设计特性(或功能)(见图2)。发展核电益处很多,其风险也是不容忽视的。20多年前,在切尔诺贝利核电站的4号反应堆控制室,操作员的一连串致命错误引发了那场举世无双的核事故。据乌克兰卫生部公布的数据,在乌全国4800万人口中,共有包括47.34万儿童在内的250万核辐射受害者仍处于医疗监督之下。因此其主要功能就是核电运转安全。辅助功能包括:项目的可实施性、时间性、美观性与可维修性等。

五、功能评价

(一)确定各子工程功能系数

基于以上功能系统,采用功能系数评价法进行功能价值分析与评价,确定功能重要性系数数fi。由5位经验丰富的专家和工程师采用多比例打分法对扩建工程的5项功能重要度进行打分(采用MSM/0-10法,即F1与F2进行2/2对比时,两者之和必为10。在对比评分时按0∶10,1∶9,2∶8,3∶7,4∶6和5∶5这6种比例来评定功能重要度)。由fi=Fi/∑Fi进行评价,汇总如表1所示。

表1扩建工程功能重要程度系数

(二)确定功能成本系数

将扩建工程的5个施工费用,分摊到F1-F5这5个功能,得到目前各功能成本Ci(见表2),以此计算功能成本系数Ci=Ci/∑Ci。经计算,F1-F5的成本系数分别为0.345、0.207、0.209、0.129、0.110。

表2扩建工程各子工程成本比例

(三)计算功能价值系数Vi

根据以上的功能评价值系数Fi和功能成本系数Ci,计算功能价值系数Vi=Fi/Ci(见表3)。

表3功能价值系数表

价值系数值共有3种可能性:

1、Vi=1。此时评价对象的功能重要程度与成本的比重属合理匹配,可认为功能的目前成本是比较合理的。

2、Vi<1。此时评价对象的成本比重大于功能的重要程度,表明其目前成本偏高,应将评价对象列为改进对象,改进的目标主要是降低成本。

3、Vi>1。此时评价对象的成本比重小于其功能的重要程度。其原因可能有以下3个:目前成本偏低,不能满足评价对象实现其应有的功能要求,致使对象功能偏低,这种情况应列为改进对象,改进方向是增加成本;对象目前具有的功能超过了其应该具有的功能水平,即存在过剩功能,这种情况也应列为改进对象,改进方向是降低功能水平;评价对象在技术、经济方面存在某些特殊性,客观上存在着功能很重要而需要耗费的成本却很少,此时可以不列为改进对象。

(四)方案实施与评价

现实情况中,价值系数等于1的情况较少,但当Vi≈1时,对象的功能比重大致平衡,合理匹配,可以认为功能目前成本也是比较合理的,不必作为改进对象。功能F1、F2、F4、F5的功能价值系数≈1,可暂不考虑。在不降低功能要求的前提下,尽可能降低成本。在原方案基础上提出改进途径及方法:

1、将机组工程总工期60个月改为58个月。

2、自备碎石厂,为混凝土用石服务,缩减了运转周期。在碎石厂的建设中,满足工程质量、进度前提下,采取因地制宜,就地取材的原则,设备除有振动要求的采用钢筋混凝土以外,其他设施利用现场开挖石块采用毛石结构,在机械选型上,合理搭配,减少无功的损失,与同期同类工程相比,石料费用节约近一半。

3、采用钢筋套筒冷挤压连接技术。这种连接属于机械连接,改变了传统焊接的技术操作方法,这种方法是把两根待接钢筋的一端先后插入一个优质钢套筒内,然后用压结器再在侧向加压数道,使套筒塑性变形与钢筋紧紧咬合,从而达到连接的目的。采用这种技术后,每个接头所需的现场挤压时间僅1-3min,工效比焊接快数倍。而且油泵动力仅1-3KW,不受电源容量限制,压结器轻巧灵活,适宜多台设备同时操作。无易燃易爆气体,无火火灾隐患,也不受风雨、寒冷气候的影响,不需要专业熟练技工,而且可以连接不同直径不同品种的变形钢筋,大大缩短了工期。

六、结论

价值工程的方法具有科学性、可操作性、广泛性和有效性的特点,不仅可以在设计阶段合理运用好价值工程,而且还可以在施工阶段中,特别是针对核电站建设这类建设项目投资额巨大,可节省成本空间较高的项目,在维持或提升机能的原则下,缩短建设期,节省巨额的工程费用。我国核电建设企业应积极学习和推动价值工程这一先进的管理方法,为我国核电发展战略目标做出应有的贡献。

参考文献:

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(作者单位:南华大学经济管理学院)