非标设备项目成本估算方法研究——以T_公司某试验器为例
非标设备项目成本估算方法研究——以T公司某试验器为例
V
V吴立欣
发动机制造业中需要大量试验用非标设备，由于没有国家颁布的统一行业标准和规格，市场中没有直接可供参考的采购价格，需方在进行采购时对价格较为敏感，对供方的报价审核日趋严格。对非标设备生产制造商而言，既满足采购方对价格的审核要求，又能保障公司足够的利润，选取合适的非标设备项目成本估算方法具有重要意义。
一、项目成本估算理论综述
美国项目管理协会在工作分解结构实施标准中认为工作分解结构（WBS）是确定项目范围的重要工具和技术，它确定了项目实施所需要开展的具体任务。
周小桥对工作分解结构工具进行了细致的研究，并介绍了工作分解结构的编制方法。在进行工作分解结构编制时，首先要召集项目团队的核心人员，这些人员按照项目的各个阶段或者交付产品的主要组成部分形成项目工作分解结构的第一层工作包，在此基础上按照项目各个阶段或交付产品的主要组成部分需要完成的具体任务细化为第二层次的工作包，最后再确定每项具体任务的子任务，形成工作分解结构的
第三层次工作包。在对项目责任矩阵和人员分工的研究中认为，项目责任矩阵是将项目的工作内容落实到具体组织或人员的重要工具，通过编制项目责任矩阵可以确保所有项目的相关岗位都有人员，所有项目相关人员都有相应的岗位，避免无人负责和推卸责任的现象。
杨爱华、刘禄韬在对项目里程碑应该如何设置的研究中认为，项目成本管理与项目进度管理是密不可分的，项目里程碑计划是进行项目进度管理的非常好的工具。设置项目里程碑时应考虑四个因素，即行业成熟度、项目历史经验、项目分承包商能力和设置里程碑的部门层次。
Hemphill R在对项目成本估算的研究中提出由于项目本身存在许多的风险和不确定因素，这些都会影响项目成本估算的准确性，项目成本估算达到95%的置信度已经是项目成本估算的极限水平。
陆俊勇在对航天项目成本估算的研究中总结了几种项目成本估算的方法。目前应用比较多的项目成本估算方法有参数估算法、自下而上估算法和类比估算法等。参数估计法是一种通过建立以项目某些特征为参数的数学模型来估算项目成本的方法，参数估算法的要求是要有足够的历史数据；自下而上估算法是先估算每个工作包的成本，然后自下而上将各个估算结果汇总后算出项目成本的总和；类比估算法是参照过去已有的相似项目的成本，近似估算目标项目成本的方法。
二、某试验器项目成本估算
（一）项目简介
S公司作为某发动机总设计师单位需要对发动机控制系统进行满足规范要求的试验和考核，需采购某试验器进行控制系统研制阶段各部件的性能验收、集成验证和持久性考核试验，保障发动机取证验证等方面的工作顺利开展。T公司作为具备某试验器生产能力供应商，向S公司投标报价，投标报价时需提供详细的报价资料。
（二）项目成本估算准备
1.项目工作分解结构
按照某试验器的需求分析、总体设计和主要系统，运用工作分解结构工具，通过召集某试验器项目所涉及的所有部门专家和客户，经过充分讨论后，确定了某试验器研制过程各个阶段需要开展的具体任务及其子任务。项目工作分解结构如图1所示。
2.项目里程碑计划
根据某试验器项目的相关信息，结合公司在该类项目具有的丰富的历史经验，同时综合考虑项目分承包商的能力，节点计划对后续工作的影响等因素，我们不需要设置过多的里程碑节点，最终经过项目组以及S公司讨论后决定设置初步设计、最终设计、燃油系统验收、系统联合预调试、各系统就位及安装等5个里程碑节点。
3.项目责任矩阵
项目的顺利进行离不开明确的责任分工，在某试验器的工作分解结构完成后，项目的所有实施与管理部门都能直观地知晓各个工作包的工作内容，对照T 公司组织机构中对各部门的责任与权力分配，项目管理团队将某试验器研制项目中的所有工作包都落实到了相关责任部门，在项目责任矩阵中我们用大写字母A表示审批，大写字母R表示直接责任，大写字母I 表示参与。某试验器研制项目责任矩阵如表1所示。
4.项目工期估算
（1） 项目工期初步估算
根据某试验器研制项目进度总要求和T公司实际研发设计、生产能力以及资金保障等情况，在前述的工
作分解结构中我们将某试验器研制项目分为设计、采购、制造及集成安装、安装以及调试等五个一级工作包，其中设计可以分为初步设计和最终设计两个子活动。
某试验器总工期为17个月，具体工期和进度安排如图2所示。
图2 项目进度计划
（2）项目活动具体工期预计
T公司有过4个类似试验器研制的历史经验，对于研制过程中各个工作包的活动历时有着较为丰富的历史数据，在这种情况下，采用三点时间估算法估算项目工期是较为可靠的。
由于包括某试验器研制项目在内的5个试验器项
图1 某试验器工作分解结构
目所开展的工作任务比较相似，我们在运用三个时间估算法进行工期估算时所涉及的三个参数便可以依照以前4个试验器研制项目的工期情况。
最乐观工期：取自4个类似试验器项目中工作任务进展最顺利、工期最短的项目历时；
最悲观工期：取自4个类似试验器项目中工作任务进展最不顺利、工期最长的项目历时；
最可能工期：取自4个类似试验器项目中工期处于中间的2个项目平均历时。
另外，需要考虑的一个实际情况是T公司目前的研发制造能力较以前已经有了显著提高，同样的工作任务现在所需要的时间一般情况下都会比以前要少，项目团队在估计最可能工期时针对具体的工作包工期进行了适当调整。
三个时间估算法计算如公式所示：
式中，T E为项目的期望工期，
T P为项目的最悲观工期，
T O为项目的最乐观工期，
T M为项目的最可能工期。
在输入各个工作包的三个参数，运用公式计算之
WBS任务名称研发部生产部工程项目部采购部行政部财务部品管部计划部S公司第三方1某试验器建设          1.1试验器设计          1.1.1初步设计R I I　I  I I　I　1.1.2初步设计评审R  　I  　A
1.1.3最终设计R I I　I  I I　I　1.1.4最终设计评审R  　I  　A　1.2采购          1.
2.1燃油系统采购          1.2.1.1合同签订  　R　I I I  I 1.2.1.2制造及工厂预验收I I　R    　R 1.2.1.3发货及运抵上海港口  　I    　R 1.2.1.4运抵现场  　I    　R 1.2.1.5最终验收I I　R I I I  　1.2.2电机及驱动器采购          1.2.2.1合同签订  　R　I I I  I 1.2.2.2采购及到货  　R    　I 1.2.2.3验收I  R I I I  　1.2.3其余外购件采购          1.2.
3.1合同签订  　R　I I I　I 1.2.3.2采购及到货  　R    　I 1.2.3.3验收I  R I I I  　1.3制造及集成安装          1.3.1机械制造          1.3.1.1各子系统加工制造　R I  　I  1.3.1.2工厂验收　R  I    1.3.1.3运抵现场　I      　R 1.3.2系统集成及调试          1.3.2.1子系统集成及调试R I    　I  1.3.2.2系统联合预调试R I    　I  1.4安装          1.
4.1测控系统安装  R    I  1.4.2机械电气系统安装  R    I  1.4.3其余各系统就位及安装  R    I  1.5调试     
    1.
5.1各子系统调试R I    　I  1.5.2联合调试R I    　I
T E= T P+4T M+T O
6
表1 某试验器研制项目责任矩阵
后，我们得出某试验器研制项目各工作包的期望工期如表2所示。
（3）项目成本估算过程
在综述的三种项目成本估算方法，即参数估算法、自下而上估算法和类比估算法中，项目团队认为某试验器研制项目虽然有几个比较类似的项目，但是从这几个项目提炼参数并建立数学模型以公司目前的能力还难以完成，即使建立一个模型也无法确定其有效性，因此参数估算法无法应用于某试验器研制项目。在项目成本估算前，项目团队已经完成了详细的工作分解结构，项目内容已经很明确，因此自下而上估算法可以运用到此项目的成本估算中；另外，T公司以前已经有过类似的4个试验器的研制，成本构成和成本支出额有着较为丰富的历史数据，考虑到项目具有较高的相似性，利用类比估算法对某试验器研制项目进行成本估算也是可行的。
利用自下而上估算法对项目进行成本估算：在某试验器的研制过程中，通过项目责任矩阵我们可以看到，每一个工作包都有一个部门在负责，责任部门在明确了项目的历时和所需资源后，汇总本部门负责的工作包所需的各项成本费用后得出项目总成本估算。在各部门完成所负责的成本估算后，我们可以汇总得
WBS任务名称悲观工期（T p）/天最可能工期(T M) /天最乐观工期(T o) /天期望工期(T E) /天1某试验器建设   
1.1试验器设计   
1.1.1初步设计52432942
1.1.2初步设计评审5323
1.1.3最终设计150129120131
1.1.4最终设计评审5323
1.2采购
1.2.1燃油系统采购
1.2.1.1合同签订25232123
1.2.1.2制造及工厂预验收221170156176
1.2.1.3发货及运抵上海港口40201422
1.2.1.4运抵现场14768
1.2.1.5最终验收3212
1.2.2电机及驱动器采购
1.2.2.1合同签订25232123
1.2.2.2采购及到货75695968
1.2.2.3验收1111五个一的内容是什么
1.2.3其余外购件采购
1.2.3.1合同签订25232123
1.2.3.2采购及到货75695968
1.2.3.3验收1111
1.3制造及集成安装
1.3.1机械制造
1.3.1.1各子系统加工制造100896086
1.3.1.2工厂验收4323
1.3.1.3运抵现场4323
1.3.2系统集成及调试
1.3.
2.1子系统集成及调试18151215
1.3.
2.2系统联合预调试1512812
1.4安装
1.4.1测控系统安装1510710
1.4.2机械电气系统安装1211911
1.4.3其余各系统就位及安装15121012
1.5调试
1.5.1各子系统调试29242225
1.5.2联合调试25211721
表2 某试验器项目工期预计表
出某试验器项目的估算成本为4470万元，具体各项成本如表3所示。
利用类比成本估算法对项目成本进行估算：在某试验器项目之前，T公司曾经先后成功研制了A试验器
、B试验器、C试验器和D试验器等类似试验器，类似试验器的主要参数为功率、燃油系统供油流量和仿真运行周期。考虑到项目总成本和功率与燃油系统供油流量成正比，和仿真运行周期成反比，我们认为某试验器的研制总成本应介于D试验器和B试验器之间，考虑到通货膨胀等因素，某试验器的研制总成本估算为4420万元，类似试验器项目成本和某试验器项目成本估算如表4所示。
通过上述项目成本估算工作，我们得出某试验器项目的成本预计为4400万—4500万元左右，可以在该成本区间加成一定的利润向采购商投标报价。
三、结论
项目成本估算是项目立项前最重要的工作之一，尤其是对于复杂的非标类设备研制项目，由于没有标准的成本数据参考，做好项目成本估算工作既可以在向采购商报价时提供较强的支撑依据，提高中标竞争力，又可以在后续项目实施过程中为做好项目成本控制工作打好基础。
（作者单位：中国航发湖南动力机械研究所）
责任部门研发部生产部工程项目部采购部财务部合计设计费200200材料费17001700外协费15001500
固定资产使用费3030人工费480200510695安装费2020运输费51015管理费110110税费200200合计68019052515203404470
表3 某试验器研制项目自下而上估算表（单位：万元）
试验器名称主要参数投入交付年份研制总成本（万元）
A试验器
功率25kW
2005950燃油系统供油流量1000L/h
仿真运行周期20ms
B试验器
功率110kW
20103850燃油系统供油流量1000L/h
仿真运行周期典型1ms，最小至10μs
C试验器
功率36kW
20122230燃油系统供油流量1000L/h
仿真运行周期典型1ms，最小至70μs
D试验器
功率79kW
20143330燃油系统供油流量1000L/h
仿真运行周期典型1ms，最小至50μs
某试验器
功率90kW
20244420燃油系统供油流量1000L/h
仿真运行周期典型1ms，最小至30μs
表4 某试验器研制项目类比成本估算表

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