基于系统动力学的装配式住宅项目成本控制研究

工程经济

ENGINEERING ECONOMY

Vol.29　 No.12Dec. 2019

基于系统动力学的装配式住宅项目成本控制研究姜琳1，郭丽子2，潘辉1

（1.天津城建大学，天津 300384；2.云南财经大学，云南 昆明 650000）

摘要：利用系统动力学确定装配式住宅项目建造成本的主要影响因素。分析筛选的成本影响因素之间的因果逻辑关系，量化变量建立变量方程，构建装配式建筑成本控制的系统动力学模型。最后结合仿真分析为降低装配式建筑成本提出合理建议。

关键词：工程项目；装配式建筑；成本控制；系统动力学；Vensim软件

（2019）12-0040-03中图分类号：TU723.3　　文献标识码：A　　文章编号：1672-2442DOI：10.19298/j.cnki.1672-2442.201912040

*Research on Cost Control of Prefabricated Housing Project Based on System Dynamics

JIANG Lin1，GUO Lizi2，PAN Hui1

（1.Tianjin Chengjian University，Tianjin 300384，China；2.Yunnan University of Finance and Economics，Kunming 650000，China）

This paper uses system dynamics to determine the main influencing factors of prefabricated housing Abstract：

project construction cost；By analyzing and screening the causal logic relationship between the cost influencing factors，quantifies variables，establishes variable equations，and constructs the system dynamics model of prefabricated building cost control. Finally，puts forward some reasonable suggestions to reduce the cost of prefabricated buildings.

engineering project；prefabricated buildings；cost control；system dynamics；vensim softwareKeywords：

2016年国务院办公厅出台《关于大力发展装配式建筑的指导意见》，明确要大力发展装配式建筑。装配式建筑是将在厂房预制的构件运送至施工现场，用专业设备连接建成具有完整使用功能的建筑，相对于传统的现浇建筑，其优点是更低的能耗，更高的生产效率和工程质量方等。但是，装配式建筑过高的生产和交易成本在很大程度上阻碍了装配式建筑的发展。预制构件的运输成本和预制率成正比，建筑安装工程费也高于现浇建筑。兼顾提高预制率的同时降低建造

*基金项目：天津市教委基本科研业务费资助项目“京津冀建筑产业

现代化激励机制与引导政策研究”（2017SK026）

作者简介：姜琳，女，生于1980年，辽宁本溪人，经济与管理学院副教

授，研究方向：工程项目管理。

收稿日期：2019-08-12

成本是推动装配式建筑建造模式在我国长远发展的 关键。

目前各地已开展多个装配式住宅建设试点，因此本文在装配式住宅项目上运用系统动力学建立成本控制体系，从装配式建筑建造过程的设计、生产、运输，安装四个阶段，考量影响装配式建筑成本的 因素。

1　装配式建筑成本控制系统动力学模型建立

明确建立的成本控制系统的边界是分析和筛选影响成本的各个因素的前提。

（1）将设计、生产、运输，安装对应阶段的成本影响变量分别定为项目设计成本生成速率，预制构件成本生成速率（构件成本主要由以下几块组成：固定资产折

第 29 卷　第 12 期姜琳，等·基于系统动力学的装配式住宅项目成本控制研究·41·

旧费、人工费、材料费、蒸养费、模具费、运输费、税金、利润、企业管理费等），项目运输成本生成速率，项目施工安装成本生成速率（成本增量指变量成本的增加，成本生成速率指变量成本的减少，两者差值是变量的成 本值）。

（2）对各阶段影响成本因素从主客观角度分为人员、原材料、工艺、管理、环境、社会等类。项目设计成本生成速率影响因素包括预制构件成本化时间，项目设计成本、项目设计成本增量。预制构件成本生成速率的影响因素包括预制构件成本化时间，预制构件生产成本、预制构件成本增量。预制构件成本增量变化是由项目单位时间劳动力成本，项目成本节约速率，预制构件成本化时间，项目生产要素需求引起的。项目运输成本生成速率影响因素包括项目运输成本化时间，预制构件运输成本增量、项目运输成本化时间。预制构件运输成本增量变化受单位预制构件运输费用，项目成本节约速率，项目运输效率影响。项目施工安装成本生成速率影响因素包括项目施工安装成本，项目施工安装成本增量。本文所建模型的变量的说明见 表1。

分析了成本影响因素后可得到各变量的因果关系，可以得出住宅项目成本随着项目施工安装成本生成速率，项目运输成本生成速率，预制构件成本生成速率、项目设计成本生成速率等变量的提高而降低，项目成本节约速率随生产要素价格的升高而降低，随项目成本的降低而降低。项目设计成本主要随集成化设计水平，项目员工素质的提高而降低。随生产要素价格的提高而降低。预制构件生产成本随随单位时间劳动力成本，项目生产要素需求的增加而增加，随预制构件成本化时间的增加而降低。预制构件运输成本随单位预制构件运输费用，项目运输效率的增加而增加，随运输成本化时间的增加而降低。项目施工安装成本随随项目管理水平，项目安装效率，安装量的提高而降低，随项目单位工程安装费用的增加而增加。

以因果关系为基础可得存量流量，其能定量分析各个变量，阐明各变量之间的数学关系，是对各个变量构建方程式并具体赋值的根据。不管是哪一个阶段的成本都是对应的成本增量减去成本生成速率的结果。可得出装配式住宅项目成本有四个成本流入流：包括项目设

表1　装配式住宅项目成本控制主要影响变量

变量名称类型

项目员工素质

种子项目进度奖励因子项目成本材料节省量节约量项目设计成本项目单位时间劳动力成本

项目员工素质项目设计成本增量设计阶段项目设计成本生成速率项目成本增量项目设计成本化时间集成化设计水平预制构件成本增量预制构件成本生成速率

生产要素需求生产阶段预制构件成本化时间项目成本增量预制构件生产成本预制构件运输增量项目运输成本生成速率项目运输成本化时间项目运输效率运输阶段单位预制构件运输成本

项目成本增量项目运输成本项目施工安装成本增量项目施工安装成本生成速率

项目管理水平安装阶段

项目安装效率项目成本增量项目施工安装成本金水湾项目成本

状态变量计成本生成速率、预制构件成本生成速率、项目运输成本生成速率和项目安装成本生成速率。流出流为项目成本节约速率。流入流和流出流将各类变量运转起来。在该系统中项目成本节约速率这个变量主要由进度奖励和材料节省这两个变量影响。

2　装配式建筑成本控制系统动力学模型仿真模拟

系统每周自动仿真模拟并更新储存计算结果，在确定时间起点的前提下输入对应各变量的具体方程，在正

·42·工 程 经 济2019年

式运行模型前还要检验模型的合理性以及模型中各变量单位是否合理。

模型中改变一个变量可能引起一个或者几个变量的变化。首先改变集成化设计水平这个变量的赋值，集成化设计水平初始赋值为0，集成化设计水平小于0则表示集成化设计水平低于平均水平，设计成本也会随之增高，反之则表示集成化设计水平高于平均水平，较高的集成化设计水平能降低设计阶段的建造成本。为了直观反映集成化设计水平变量对装配式建筑建造成本的影响，以初始赋值0作为集成化设计水平的平均值，分别以-1和1作为集成化设计水平提高和降低的极端值，仿真模拟得出的结果如图1所示。

图1　项目成本仿真分析

由图1可知，集成化设计水平降低至-1这一极端值的建造成本低于集成化设计水平取值为0时的建造成本，相反，当集成化设计水平提高至1这一极端值时建造成本高于集成化设计水平取值为0时的建造成本。并且这种变化随着时间延长表现逐渐显著。

再将正常管理水平初始赋值为0，将管理水平提高至数值1并进行仿真模拟以期直观反映管理水平变量的增大对项目成本的影响有多大。

由图2可知，在安装阶段，项目成本在管理水平提高的情况下低于正常管理水平下的工程项目成本，可知项

图2　项目施工安装成本仿真分析

目成本随着管理水平的提高而降低，管理水平的影响因素主要包括管理层人员的知识储备，实践经验，协调人员能力，这些影响因素对管理水平的影响都呈正相关，同样可从图中看出管理水平对项目成本的影响随时间推移日益显著。

3　装配式建筑成本控制系统动力学模型仿真

的建议

通过对以装配式住宅项目为例建立的系统动力学成本控制模型的研究，针对装配式建筑建造过程中各阶段提出成本控制的具体建议：

（1）设计阶段：根据集成化设计水平与项目成本成正比可知，在设计阶段设计单位应贯彻住宅用地出让须知中对项目施工方式做出的规定以及对房屋建筑装配率的高要求。同时，与时俱进地学习国内外设计经验，发挥自主创新精神，结合当地自然条件因地制宜地创造装配式建筑建造模式。

（2）生产阶段：根据构件成本生成速率取决于构件生产成本，响应建筑工业化发展潮流，遵守构件生产环节统一的执行标准，提高生产效率，实现装配式建筑的

工业化。

（3）运输阶段：利用好当地装配式建筑重点推进区，在这些地理位置修建装配式建筑预制构件厂房，同时保证厂房周围交通便利，高效运输装配式建筑预制构件，降低运输成本。

（4）安装阶段：因为管理水平以及员工素质越高于正常值，项目成本越低，承包商应当带头适应装配式建筑建造的一体化流程，同时精进施工技术，对管理层人员进行培训，增强专业知识储备，提高管理能力尤其是现场动态控制工作的效率。

参考文献

[1] 颜和平，胡友良，向明，等.装配式建设工程与传统建设工程

成本对比研究[J].建筑经济，2017（6）：58-61.

[2] 刘禹，李忠富.基于产业组织模式工业化的装配式建筑成本

控制研究[J].建筑经济，2017（4）：43-47.

[3] 郝际平，薛强，黄育琪，等.装配式建筑的系统论研究[J].西安

建筑科技大学学报（自然科学版），2019（1）：14-20+26.