国际石化工程项目供应链总建设成本的敏感性分析

高宁，高秋菊，孙巍，张新宇

（1北京化工大学化学工程学院膜分离过程与技术北京市重点实验室，北京 100029；2中国石化长城能源化工 有限公司，北京100120）

随着中国企业国际化经营力度的加大，在境外开展的石化工程项目日益增多，对国际石化工程项目供应链的研究也不断深入。工程供应链是指工程建设方根据客户的特殊需求，进行一次性、定制化的设计、施工、交付、维护、更新直到废弃的工程过程链[1]。国际石化工程项目除具有工程项目一次性和生命周期长的特征外[2]，还具有石油化工行业工作环境高温高压、易燃易爆、有毒有害[3]和国际项目中全球采购范围广、汇率波动大和国际物流复杂[4]等特点，使得国际石化工程项目供应链的问题更为复杂，影响供应链的不确定性因素更多。敏感性分析是不确定性分析方法的一种，较多的应用于工程项目的可行性分析和技术经济评价，一般选用净现值（NPV）和内部收益率（IRR）等作为评价指标[5-6]，而从供应链整体的角度，用敏感性分析法对影响工程项目总成本的不确定性因素的研究相对较少。为降低国际石化工程项目建设的风险，提高供应链效率和降低供应链总建设成本，需要分析国际石化工程项目的不确定性因素。

为了更加准确地分析不确定性因素对国际石化工程项目建设的影响，本文以典型的国际石化项 目——乙烯裂解项目为例，以该项目供应链的总成本为评价指标，选取采购价格、单位运费、库存时间和汇率4个不确定性因素，用敏感性分析的方法分别计算各因素的敏感度系数，研究其对国际石化工程项目供应链总建设成本的影响程度，确定影响供应链总建设成本的主要敏感因素，以便采取适当的措施和对策。

1 敏感性分析及基本步骤

1.1 敏感性分析

分析不确定性的方法较多，敏感性分析属于其中一种常见方法[7]。敏感性分析即用定量的方式描述不同输入变量值对项目评价指标结果影响程度的一种方法。如果一种或几种因素稍有变化，评价指标就会发生很大变化，则可以称该因素为敏感性因素；相反如果这些因素在较大的范围内变化，但其对评价指标产生的影响较小，则称为不敏感性因 素[8]。敏感性因素分析的目的在于寻求项目中的敏感因素，敏感性的大小可以通过计算敏感度系数来确定。敏感度系数表示项目评价指标对不确定因素的敏感程度，可用式（1）表示。

式中，SAF为评价指标A对于不确定因素F的敏感度系数；ΔF/F为不确定因素F的变化率，%；ΔA/A不确定因素F发生ΔF变化率时，评价指标A的相应变化率，%。

SAF的绝对值越大，表明评价指标A对于不确定因素F越敏感；反之，则越不敏感。SAF＞0，表示评价指标与不确定因素同方向变化；SAF＜0，表示评价指标与不确定因素反方向变化。

1.2 敏感性分析的基本步骤

敏感分析的基本步骤可归纳如下[9]：①确定敏感性因素的评价指标；②计算目标值，即计算该方案在确定情况下的评价指标数值；③选取不确定性因素，即在进行敏感性分析时，根据方案的具体情况选取若干变化可能性较大的不确定性因素；④计算不确定性因素的敏感度系数；⑤找出敏感因素，并采取应对措施。

2 国际石化工程项目供应链总建设成本的敏感性分析

2.1 国际石化工程项目的评价指标——供应链总建设成本

石化工程项目往往采购物资种类繁多，金额巨大，一般占项目总建设成本的50%～60%[10]。多数国际石化工程项目实施全球采购，面临物资来源地分散、质量标准要求高、国际物流难度大等困难，供应链成本控制面临较大挑战。在国际石化工程项目供应链中，从采购、运输到现场施工、安装等各个环节涉及不同的费用，并共同构成了供应链的总建设成本。

一般项目的敏感性分析是以经济指标作为敏感性分析的评价标准，本文以国际石化工程项目——乙烯裂解项目为例，综合考虑包括建设物资相应的总采购费用、监造费用、库存费用、运输费用和出口退税等主要费用，忽略了施工、安装等一系列后期费用，把一种简化的供应链总建设成本作为敏感性分析的评价指标。

国际石化工程项目供应链总建设成本Z（评价指标）=总采购费用TPC+总监造费用TSC+总库存费用TIC+总运输费TTC-总出口退税TER，具体如式（2）。

式中，Yi∊｛0，1｝，若Ei= 1， 则Yi=1，。

其中，总采购费用TPC是所有建设所需每种物资的采购价格PCi和物资采购数量quantityi的乘积的总和。

总监造费用TSC是根据建设所需物资的重要程度不同，按照物资采购价格PCi收取不同的百分比βi的监造费用总和。

总库存费用TIC是所有建设物资的库存费用总和，单个物资的库存费用由其单位库存费用INVCi、相应的库存时间INVTi和物资的质量WEIi决定。

总运输费用TTC由全部物资运至目的地的每种建设所需物资的单位运价TCi、物资质量WEIi和物资数量quantityi三者乘积的总和表示。

总出口退税TER由全部可以享受出口退税的中国供应物资计算求和得到。其中，Yi为0-1变量，表示物资是否为中国供应，若是中国供应的，Yi取值为1，否则为0。单个物资的出口退税按照公式退税收入=采购价格÷(1+17%)×出口退税率exratei计算。

此外，由于全球采购中不同国家供应物资的报价币种不同，文中统一引入外币兑人民币的汇率Ei。

2.2 国际石化工程项目供应链中不确定性因素的选取

从上述供应链总建设成本计算公式可见，大部分环节的费用都与采购价格有关，使得采购价格成为首选的不确定性因素。在项目实际供应工作中多种因素可能导致采购价格的变化，如购销双方信息不对等、采购方式的选择不当或价格约定不明确等，这种变化必然对供应链总建设成本产生影响。

国际石化工程项目的全球采购中涉及大量的国际物流，运输时间长，涉及范围广，这些因素使得国际物流中固定距离下的单位运费可能发生较大变化，属于不确定因素。

工程项目在保证质量的前提下按期完成建设，为了保证物资的及时供应，某些物资需要库存处理。由于交货期、运输时间等条件可能改变，库存时间是不确定的，为此选择库存时间作为一种不确定性因素进行研究。

国际石化工程项目的全球采购涉及不同币种的交易，汇率的变化直接对供应链总建设成本产生影响，属于比较明显的不确定性因素。综上，共选取采购价格、单位运费、库存时间和汇率4个因素进行敏感性分析。

2.3 敏感性分析在国际石化工程项目供应链中的应用实例

为了研究国际石化工程项目供应链总建设成本中的不确定因素，本文选取典型的乙烯裂解项目为例。A项目是国内某大型石化公司作为项目总承包商，于2011年在东南亚某国家实际建设，项目建设历时24个月，在2013年完工并投入使用[11]。A项目中采购涉及数百种物资，种类繁多，为了简化计算，选取采购金额比例较大或能代表国际石化工程项目特点的12种物资，按照供应链总建设成本的计算公式，获取有关因素的真实数据，见表1所示。

表1 A项目的12种物资参数数据表

按照1.2节所述敏感性分析的步骤，以该A项目的供应链总建设成本Z为评价指标，依据12种物资的相关参数数据，计算出这些物资的供应链总建设成本Z的数值为3397.8万元，其中总采购费用TPC为3394.8万元，总监造费用TSC为26.9万元，总库存费用TIC为3.4万元，总运输费用TTC为207.4万元，总出口退税TER为234.7万元。

选取采购价格、单位运费、库存时间和汇率4个不确定性因素，在±15%的变化范围内，分别计算4个因素的敏感度系数SAF。

根据国际石化工程项目供应链总建设成本的公式，分别计算出4个不确定性因素在不同变动幅度下的评价指标Z的值，计算结果如表2。

表2 不确定性因素的变动对评价指标的影响 单位：万元

根据表1中的数据和敏感度系数的公式，分别计算出采购价格、单位运费、库存时间和汇率相应的SAF。

为了更加直观清晰地分辨出4个不确定性因素的变化对评价指标影响的大小，根据表1中的数据绘制了敏感性分析图，如图1所示。

图1 不确定性因素变动对评价指标影响的敏感性分析图

3 结果分析

从2.3节可见，在选择的4种不确定性因素中，采购价格的变动对供应链总建设成本的影响程度最大，敏感度系数SZPCi为0.939；其次为汇率的变化，敏感度系数SZEi为0.279；单位运费和库存时间的敏感度系数SZTCi和SZINVTi分别为0.060和0.001，对评价指标影响程度相对较小。在敏感性分析图中更加直观地表现出不同因素的变化对评价指标的影响，图中斜率越大的因素表示该因素的变化对评价指标的影响越大，也即该因素越敏感。

上述结论符合A项目代表的国际石化工程项目的供应链特点。在国际石化工程项目中，物资的采购价格一般金额较大，属于供应链总建设成本的主要构成部分，因此采购价格的变化对供应链评估总成本有较大影响，其敏感度系数最大。降低采购价格对降低供应链总建设成本非常重要，应在保证物资质量和进度的前提下采取各种积极的解决措施，如加强对采购物资的成本构成分析，密切关注原材料价格波动和长期走势，及时锁定供应资源，在全球范围内扩大资源搜寻力度，寻找性价比更优的供应合作伙伴，以及通过集成采购增加规模、通过招标采购促进竞争等方式获得优惠价格。

汇率波动是国际石化工程项目不可避免的影响因素，属于必须面对的不确定性因素之一。为应对汇率波动对供应链总建设成本的影响，在项目供应链管理中应选择合适的币种和适当的付款时间进行交易，在可以进行人民币离岸交易的国家优先选用人民币作为合同货币，合同执行期间参考汇率远期走势，及时开展外汇远期、掉期等保值措施。

单位运费和库存时间两种因素相对不敏感。从运输环节看，除少数特殊物资需要空运外，多数石化物资的运输采用海运方式，运费占据供应链总建设成本比例往往较低，因此单位运费的变化对供应链总建设成本影响较小。从库存环节看，在国际石化工程项目中，采购物资一般都将被及时安装使用，需要长期库存物资种类很少，而且除部分需要特殊存储条件的物资外，大多数物资可以利用现场存储设施，使得库存费用不高。这些可能是单位运费和库存时间两者因素相对不敏感的原因所在。

利用敏感性分析的方法虽然可以识别出国际石化工程项目供应链中的敏感因素，但还应该进一步关注不确定性因素发生的概率大小。综合考虑不同因素的敏感度系数和发生概率两方面，可以更加准确地分析国际石化工程项目供应链的不确定性因素风险的大小。此外，在工程项目的实际操作工程中，由于因素之间的相关性，一个因素的变动往往也伴随着其他因素的变动，多因素变动的影响并不是各个单因素简单的加和。为了更加贴近实际情况地分析国际石化工程项目供应商总成本中的不确定性因素的影响，在以后的研究工作中将增加多因素敏感性分析的方法；或是针对不确定性的种类不同（价格不确定性、汇率不确定性、库存数据不确定性），建立更具有针对性的供应链优化模型，应用基于场景随机规划、鲁棒规划等不同的不确定性优化方法来解决实际问题。以提升国际石化工程项目供应链的理论管理水平，更好地指导石化工程项目的建设，保证项目的建设质量，如期完成项目建设。

4 结 论

敏感性分析在一定程度上定量地描述了各种不确定性因素对石化国际项目供应链总建设成本的影响。本文以国际石化工程项目为例，选取4个不确定性因素，依据敏感性分析的步骤分别计算其敏感度系数并绘制敏感性分析图。通过对比发现采购价格和汇率在国际石化工程项目供应链中属于敏感因素，而单位运费和库存时间则相对不敏感，符合国际石化工程项目的实际情况，说明针对国际石化工程项目供应链的不确定性因素，可以利用敏感性分析的方法进行深入研究，识别不同因素对项目供应链总建设成本的影响，有助于在决策过程和实施过程中对国际石化工程项目的风险加以重点管控。

符 号 说 明

Ei——建设所需物资i的外币兑人民币汇率，量纲为1

exratei——建设所需物资i的出口退税率，量纲为1

INVCi——建设所需物资i单位质量单位时间的库存费用，万元·月-1·吨-1

INVTi——建设所需物资i的库存时间，月

i——建设所需物资的种类，i=1，2，…，i

PCi——建设所需物资i的采购价格

quantityi——建设所需物资i的采购数量

TCi——建设所需物资i的单位运费，万元·吨-1

WEIi——建设所需物资i的质量，吨

Yi——0-1变量，建设所需物资是否为中国供应，若是中国供应，Yi取值为1，否则取值为0

βi——建设所需物资i的监造费用比例因子

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