工程全寿命周期管理的研究

工程全寿命周期管理的研究

设计阶段对工程全寿命管理的应用和建议

全寿命周期成本管理（Life- Cycle Cost,简称LCC）是国际上目前较为前沿的建设成本管理理论，是从设备、项目的长期经济效益出发，相对传统的管理方法更加合理和有效。目前为止，将LCC技术应用于电力行业的仅有少数发达国家，较为集中的是美国和瑞典，该项技术在电力行业中的应用在国际上是具有前瞻性。同时，全寿命周期成本管理是目前国家电网公司积极推行的一项实践和创新。LCC管理的核心内容是从一开始就把工作做好，对设备或者系统进行LCC分析，并进行决策。

（1）概述

全寿命周期管理（Life- Cycle Cost,简称LCC），是一种以提高设备或系统可靠性为目标，综合考虑初始投资及运行维护成本费用，降低总费用，提高效益的先进管理模式。

（2）全寿命周期费用的定义

全寿命周期是指装备从设计和开发、生产、使用和保障，直到退役和材料回收的全过程。寿命周期费用是整个寿命周期内各阶段所发生费用的总和，主要包括以下几部分费用：

a）采购费用：采购费用是研制部门在研究、设计、测试、建设和设备生产过程中所发生的费用，是使用部门为获得该产品而一次性投入的资金。

b）使用费用：是指设备在正常使用过程中发生的费用。

c）维修和保障费用：设备投入使用后，对其维修和保障发生的费用，包括维修和保障人员、备件和修理零件、各种测试设备、维修和保障设施等方面的投入。d）退役和处理费用：设备在退役后所发生的费用，包括材料的回收和处理。同其他部分费用相比，这部分费用很低。

e）因故障损失：在设备使用过程中，因发生故障进行修理而不能正常使用所造成的损失，也要计入寿命周期费用之中。

相对于输变电工程项目的寿命周期费用，是包括以项目的研究、试验、设计、施工、运行到报废淘汰为止的整个使用期间的成本，是建设成本与使用成本的总和。可用简练的公式表达为：

全寿命成本＝决策（设计）成本＋实现成本＋运行成本＋物流成本＋运维成本＋残值损益评估值

我们所说的输变电建设工程的成本应该是一个广义的概念，它既包括输变电工程的建设成本，又包括运行维护成本。是输变电工程全过程的资金耗费，而非施工成本。

随着国家电网公司基建和运行管理体制的变化，工程建设的全寿命周期管理这一先进理念，在输变电工程建设中，进一步得到明确。

全寿命周期管理要求从工程项目的全寿命周期（包括前期策划、设计阶段、施工阶段和使用维护、设备回收等阶段）去考虑工程造价，考虑的时间范围更长，也更合理。

（3）全寿命周期管理的目标

典型设计、“两型一化”所追求的成本优化、资源合理利用，同样是全寿命周期设计所追求的目标。而全寿命周期管理能够在标准化建设中起引领作用，将推动

各专业、各环节相关规程规范的统一协调，整合优化设计方案，统一设备参数，减少设备类型，减少备品备件储备，扩大配备范围，提高运行维护效率和效益。除了注重这些细节，全寿命周期管理在工作中的应用，还有着更加详细的定位。全寿命周期设计建设是对输变电工程前期规划、方案设计、设备采购、施工安装、运行维护、回收利用等各个阶段进行全系统、全过程、全费用的管理和优化。在目标定位上，更加注重资源节约、环境协调、可持续发展，更加注重全寿命期内的功能匹配、寿命协调和费用平衡；在功能定位上，更加注重工业性设施的核心定位，剥离冗余功能，突出输变电工程的整体功能和基本功能；在创新方法上，更加注重系统优化、全局优化、费用优化，注重工程全寿命周期分析方法的应用；在新技术应用上，更加注重新技术、新材料、新工艺等集成应用，注重先进管理方法的应用。

（4）全寿命周期管理的关键

a工程项目建设阶段及成本构成

对于输变电工程来说，工程项目建设分为项目决策阶段、设计准备阶段、设计阶段、施工阶段、运维阶段，相应各阶段产生的成本有决策成本、招标成本、设计成本、施工成本、运行维护成本等。

b项目实施各阶段实现全寿命周期费用最小化的可能性

在工程项目建设阶段，非常重视建设实施阶段的成本控制与管理，这是与目前施工企业的体制有关的。施工企业是严格按图施工的，一旦图纸确定，不能随意更改，往往设计阶段对工程造价的影响大大超过施工阶段。国内外的研究数据表明，在项目的施工阶段，节约投资的可能性只有12％左右，而88％的节约投资可能是在项目的设计阶段。

建设工程的使用性能要求、规格、规模等首先在方案中体现出来，从而确定了工程造价的基调，是全寿命周期费用最小化的关键阶段。初步设计、施工图设计都是体现方案的逐步具体化；设计的合理程度、设备的配套及选型、材料的使用都是直接影响工程造价的重要因素，所以在经过充分研讨确定方案的前提下，设计阶段的优化组合才是决定工程造价的重要阶段，即实现全寿命周期费用最小化的重要阶段。

全寿命周期管理的关键阶段和重要阶段

决策和设计阶段是对变电站工程全寿命周期管理影响最大的环节。影响项目投资最大的阶段，是约占工程项目建设周期1/4的技术设计结束前的工作阶段，在初步设计阶段，影响项目投资的可能性为75%～95%，在技术设计阶段，影响项目投资的可能性为35%～75%；在施工图设计阶段，影响项目投资的可能性则为5%～35%。很显然，项目投资控制的重点在于施工以前的投资决策阶段和设计阶段，而在项目做出投资决策后，控制项目投资的关键就在于设计。

技术与经济结合是控制项目投资最有效的手段，通过技术比较、经济分析和效果评价，正确处理技术先进与经济合理两者之间的对立统一关系，力求在技术先进条件下的经济合理，在经济合理基础上的技术先进，把控制工程项目投资观念渗透到各阶段之中。因此重视设计多方案选择，业主方严格审查监督初步设计、技术设计、施工图设计、施工组织设计，把控制项目投资观念渗透到各项设计和施工技术措施之中。据许多国家资料介绍，在设计阶段可降低工程造价25%～40%，这是施工阶段无法达到的效果。由此可见，加大设计阶段的控制力度对整个建设工程的效益是非常重要的。

（5）全寿命周期设计在全寿命周期管理中的重要性

工程设计设不仅是设计产品的功能和结构，而且是工程设计的规划、设计、生产、运行、使用、维修保养、直到回收再用处置的全寿命周期过程。全寿命周期设计意味着，在设计阶段就是考虑到工程寿命历程的所有环节，以求工程全寿命周期所有相关因素在设计分阶段就能得到综合规划和优化。全寿命周期设计的最终目标是尽可能在质量、环保等约束条件下缩短设计时间并实现产品全寿命周期最优。全寿命周期设计，重在项目前期策划阶段指导设计人员从工程项目的全寿命周期角度对项目进行设计，对项目在施工难易程度、运行的能源消耗、项目使用者的舒适度和人性化、运行维护的难易程度、对环境的影响程度、运行的安全可靠性、规模的扩展性以及拆除回收的难易等方面面临的问题和情况给予考虑，并提出相应设计方案以应对以上情况和问题。对于不同种类的项目，其全寿命周期设计理念包括的方面有所不同。

（6）全寿命周期设计理念的实现

作为一种新的管理方法，全寿命周期成本管理的推广应用将使投资效益最大化，为企业带来可观长期经济效益。变电站项目的全寿命周期设计理念的最终实现需要业主、设计单位以及承包商的共同参与。全寿命周期设计理念反映在设计方案上只是该理念的最初实现，但是如果设计方案中蕴含的设计理念得不到施工、运行阶段的实现，那么全寿命周期设计理念只是纸上谈兵。因此，全寿命周期设计理念不以设计方案的交付为标志，而是以项目的最终建成交付和正常运行为标志。检验项目全寿命周期设计理念的实现是一项长期性的工作，并且存在一定的挑战性，这需要相应的管理体制的不断完善。比如，我们现在实行的变电站建设属于基本建设部门管理，在资金管理上只负责初始投资，变电站运行以后由生产运行管理，掌握维修技改资金。在资金的拨付和使用上分属不同的部门，而全寿命周期成本管理是从变电站的建设、运行、退役来综合计算的，变电站初始投资与投运以后的维护改造费用是有密切关联的，一般来说，如果初始投资设备费用较高表示选用了高质量、长寿命的设备，其运行维护费用会降低，由于设备的使用寿命长，可大大延长设备更新改造的年限，更新改造的费用在每个运行年中摊销的费用也会大大降低，相反，如果购置了质量较低，寿命较短，技术落后的产品，虽然节约了初始投资，但是会相应增加运行维护和故障停运费用，每年摊销的更新改造费用将大幅上升。而目前在可研和初设阶段所提出的估算和概算只是对初始投资的评估，这样就不能真正反映出项目的全寿命周期成本的真实情况。另外，在故障情况下的停运成本如何计算，正常情况下的维护成本如何计算。在当前的情况下，从定性上可以分析，但是要真正做到定量准确的计算分析存在一定的困难。因此，随着全寿命周期成本管理的推广，精细化管理工作的不断深入和基础数据的不断归纳和总结，全面推行全寿命周期管理的成效将显著显现。

本报告从工程建设全寿命周期管理思想出发，通过分析变电站工程全寿命的费用构成，认为合理进行设计优化并局部提高设计标准可有效降低工程的电能损耗、建设成本及运行维护费用，并且项目前期进行合理、详实的可行性研究设计工作可为科学决策提供依据，最大限度的在全寿命周期意义上影响及控制工程实施。