限额设计在公路工程造价控制中的应用研究.doc

1 绪论
1.1 研究背景
1、国内固定资产投资规模高速增长
近年来，随着国民经济的飞速发展，我国基础设施建设也不断完善，固定资
产投资规模也不断增大。2000年，我国全社会固定资产投资总额为3.3万亿元，
而到2010年，该数据达到了27.8万亿元，十年间投资规模翻了近十倍，年均增长速度超过20%。根据《中国统计年鉴2011》中的统计数据，整理出2000年至2010年十年间全社会固定资产总投资额及年增长率图，见附录B中图 B1【1】。
从图B1不难看出，2003-2007年固定资产投资的增长率稍有下降的趋势。由于2008年奥运会的召开，以及受全球经济危机的影响国家实施了“四万亿”建设计划，2008年以来，固定资产投资增速明显变快。2009年增速创下历史新高，达到30%。然而，有权威专家指出，根据发达国家经验，今后我国的全社会固定资产投资会以一种平稳的速度增长，不会长期出现近10年来的高速增长，增速将逐渐趋向于 GDP 增长水平。
2、公路工程单位造价逐年攀升
“十五”计划以来，我国高速公路建设开始步入持续、快速、大规模的发展
时期，然而高速公路单位造价成本也在不断攀升。
1990年，沈大高速公路建成通车，全长375公里，双向四车道，设计时速120km/小时，总造价为22亿元，每公里平均造价为：587万元。2003年12月，广惠高速公路建成通车，全长166.78 公里，双向四车道，设计时速120 km/小时，总投资75.64亿元，每公里平均造价为：4535万元。
2012年1月18，广深沿江高速公路广州至东莞段一期工程通车。广州至东莞段全长约59公里，双向8车道(其中广州段约8.1公里为6车道)，设计时速为100 km/小时，计划总造价106.57亿，为广东省2005年重点急需建设项目，计划2010年底通车。而实际情况为，二期工程预计2012年年底通车，预计总投资达135 亿，每公里造价高达 2.2891 亿元【2】。
固定资产投资的增长速度将放缓，而经济增长则需要大量的固定资产投入，
故要缓解他们之间的矛盾，应该从造价控制入手，即用更少的投资建设更多的基
础设施等固定资产，实现投资价值的最大化。具体到公路项目中就是建设速度快，质量达到标准要求，且每公里造价低。公路属于准公益性产品，不同于其他固定
资产，若公路建设滞后，将严重制约国民经济的发展速度。因此，在国家固定资产投资增速将要放缓的大形势下，公路的造价控制显得十分重要。
3、影响固定资产造价主要是在设计阶段，而国内设计阶段的造价控制效果不佳工程项目的投资控制贯穿于整个项目的整个建设过程，然而在不同的工程阶段，投资控制的效果却大不相同。德国的 Hans Rolf Sommer 博士研究不同阶段对项目投资影响程度结果如表 1.1 所示。
表 1.1 项目建设各阶段影响投资的可能性
项目建设的各阶段
影响项目造价的可能性
设计准备阶段
95％～100％
初步设计阶段
75％～95％
技术设计阶段
35％～75％
施工图设计阶段
10％～35％
施工阶段
<10％
很容易看出，越是在项目的前期，影响造价的可能性越高。设计准备阶段影响造价的可能性高达 95%以上，初步设计阶段高达 75％～95％，而到项目的施工阶段，改变造价的可能性就变得很小，因此设计准备阶段和设计阶段是造价控制的关键阶段。
实践证明，在项目建设的各阶段，不仅对工程造价的影响可能性不同，而且
执行变更等决策的代价和降低成本的空间也大不相同，如图1.1所示。在项目启动、工可阶段以及设计的前期，决策的变动不会导致大的变更，因而付出的代价低；当项目进行到施工图设计阶段或施工前期，若此时做出重大决策，难免会导致一些变更，因而付出的代价相对较大；当项目进行到施工阶段的后期，此时若做出重大变更决定，将导致巨大的损失。

项目前期启动阶段和设计阶段是对造价影响最大的两个阶段，且也是降低造
价空间最大的阶段。因此，当项目做出决策后，设计阶段的造价控制就显得尤为
重要。
然而在我国，设计阶段的造价控制正是最薄弱的环节。我国设计阶段造价控
制存在的问题和主要表现的不足之处有：设计人员缺乏经济意识即技术与经济结
合不够、相关的设计规范不完善、设计单位没有形成一套方案优化的方法、对于
设计单位没有成套考核的办法、设计费的计算不科学、很少考虑项目全生命周期
等等。因此，对设计阶段造价控制研究极为迫切和重要。
限额设计作为一种有效控制设计阶段造价的方法，早在 80 年代就在我国被提出，然而到目前为止，真正运用到具体项目上且实施效果很好的案例比较少见。限额设计的运用效果之所以不明显，很大一部分原因在于其多停留在理论阶段，而实际造作性不强，例如限额设计中限额如何确定以及限额确定后限额如何分配到分项工程中，这些都是值得深入研究的问题。
1.2 研究意义
本文旨在通过对公路限额设计进行全面研究，尝试提出公路限额设计限额确定和限额分配的一整套方法，从而使限额设计在公路工程设计应用中更加科学可行。
国家每年在固定资产中的投资巨大，而在公路工程上的投资比重有逐年加大的趋势。限额设计的实施，适应市场经济的需要，能有效控制项目的造价，有利于增强设计人员的经济意识，从而提高设计质量。研究限额设计不仅具有理论意义，而且具有巨大的现实意义：
（1）限额设计要求在有限的投资额下，完成业主要求的功能。故研究限额设计，在实现投资主体投资目标同时，使投资价值最大化；
（2）限额设计不仅要求设计人员具有强的技术水平，而且要求其具有一定的经济意识。故研究限额设计的实施，有利于技术与经济的有机结合；
（3）有利于提高国民经济效益，更大限度地节约有限的资源；
（4）有利于提高设计单位的竞争软实力，使其在市场经济大条件下形成竞争优势。
1.3 研究内容及方法
1.3.1 研究内容
本文主要是围绕限额设计来进行相关研究，故对限额设计做出合理的理解非
常重要。作者结合限额设计传统的定义和文献理论综述，对限额设计的理解总结如下：
限额设计是指在可行性研究阶段给定的投资限额或由设计单位在参考类似工程全寿命周期费用数据，结合项目实际和市场条件给出限额设定建议的基础上，通过方案设计阶段对限额的初步实践和论证，再次明确限额并与客户确认。根据项目开展不同阶段掌握项目信息的不同，对确认后的投资限额进行分解形成粗细不同的投资控制计划，得到各分部及分项限额目标，并在投资控制计划中保留一定额度的可调预留费，作为保证下一阶段的分项投资目标汇总后仍在上一阶段的投资额度范围内的预防措施。通过层层计划使设计和投资控制并行工作，并随着设计工作的开展对投资计划进行实时检查，允许在不突破限额总额的前提下进行分项间限额的调整和平衡，最终将设计方案的投资总额控制在客户要求的额度内。
文章通过理论分析方法分析了目前国内外造价控制的研究现状，也明确了限额设计在造价控制中的作用以及目前的研究和应用现状。接着将采用实证研究的方法，将以贵州省三穗至黎平高速公路项目为依托工程，对限额设计进行了案例分析。本文主要研究内容有以下几点：
（1）结合传统设计院的组织结构来建立限额设计特有的组织结构；
（2）运用并行工程对限额设计流程进行改进；
（3）运用 QFD 法辅助业主对限额进行确定；
（4）运用价值工程进行限额的分配。
1.3.2 研究方法
公路工程造价控制的研究是一项非常复杂的工作。公路工程从项目意向及立项到设计，从施工到建设完成，一直到后期运营，每个阶段中都涉及到造价。而且影响造价的因素也非常多。为使造价控制的研究更为科学合理，本文将采用的研究方法有：
1、文献及书刊综合分析法
通过阅读大量的国内外期刊、硕博论文、以及造价相关书籍，并结合自身的经验进行比较综合，总结出研究背景，国内外研究现状等内容。通过查阅文献和书籍熟悉本文所运用的限额设计相关理论：并行工程、QFD、价值工程、全生命周期成本等。
2、图表法
研究公路工程造价的过程中，文章将引用大量的数据资料，并将进行相关的计算。为使数据资料更加直观可信，为使计算更具说服力，本文将采用图表相结合的方法进行研究。
3、运用改进质量表的 QFD 法
QFD 法作为系统的质量管理方法，能够准确反应市场需求，此方法被运用在各个领域的不同产品，而在国内将 QFD 法运用在公路工程上并用于明确业主需求，却至今没有相关参考文献。质量表（又称质量屋）作为 QFD 法的重要工具，因产品的不同，里面的内容结构也不尽相同。本文将结合公路工程的特点，分析并创建公路工程质量表，具体见本文 4.2.1。
4、统计法
限额设计限额确定的过程中，文章将首先运用价值工程的方法求出功能目标成本比例，然后结合历史工程数据进行相关修正。收集历史资料的处理过程中，将采用统计的方法，列出置信度为 95%的置信区间，从而使修正后的限额也以区间的形式体现出来。使限额设计的限额分配更加科学，能促进限额设计的有力实施。
5、理论分析与实际案例相结合
文章将通过大量的理论分析，论证 QFD 法适用于限额设计限额确定中，论证价值工程以及相关修正适用于限额设计限额分配过程中，并且将根据公路工程特性建立相关质量表、功能目标成本修正表等相关模型，最后将结合贵州省三黎高速公路进行实例论证。

2 限额设计相关理论
2.1 并行工程
2.1.1 并行工程的定义与内涵
并行工程（CE--Concurrent Engineering）管理源于美国，正式概念是1988年由美国国家防御分析研究所最先提出。其定义为：“并行工程是集成地、并行地设计产品及其相关过程（包括制造过程和支持过程）的系统方法。这种方法要求产品开发人员一开始就立足于生命周期成本，全面考虑从概念形成到产品报废的所有因素成本，包括质量、成本、进度计划和用户要求。”
并行工程的实质就是集成地、并行地设计产品及其各部分和相关规程的一种
系统方法。传统的产品开发过程是串行式的，从初始概念设计到产品的最终定型，
各个设计阶段依次进行，因此产品开发的周期长。并行工程是继承地、并行地设
计产品及相关的各种过程的系统方法，以多学科设计小组协同工作的方式进行设
计工作，要求参加产品开发的人员在设计一开时就考虑产品整个生命周期中的所
有因素，因此大大缩短产品开发和生产准备时间。并行工程还可以保证功能的实
用性。在设计过程中，并行工程能充分反映用户的需求，剔出冗余功能，提高产
品的实用性。
2.1.2 并行工程的基本特点
1、强调人的协同工作对产品开发的重要性
一个人的能力是有限的，他不可能同时精通产品从设计到售后服务的各个方
面的知识,也不可能掌握各个方面的最新情报。因此，为了设计便于加工、维修、
使用的产品,就必须将产品寿命循环各个方面的专家,甚至包括把潜在的用户集中起来,形成专门的工作小组,大家共同工作,随时对设计出的产品和零件从各个方面进行审查,力求使设计出的产品便于加工、装配、维修、运送,外观美、成本低、便于使用。在设计过程中,要定期组织讨论,大家都畅所欲言,对设计可以“横加挑剔”,帮助设计人员得出最佳化设计。
2、立足于全过程设计
并行工程要求产品开发团队从项目一开始就立足于全生命周期，从全过程、全方位的考虑所设计的产品。从项目的最初意向到设计生产出的产品报废，考虑到相关的成本、质量、进度、客户质量需求等各个因素。
3、强调设计过程的并行性
设计过程的并行性一般有两层意义，第一层是指在产品设计的过程当中，通过各个专业的专家的层层把关，考虑其生命周期的所有方面因素。第二层是指，在设计阶段同时进行装配工艺、加工工艺、检验工艺等过程设计，并对工艺设计进行计算机模拟仿真，直到生产出产品的样品为止。这个强调并行性的方法，与传统的工艺相比有很大的区别。
4、重视满足客户的要求
一般应用质量功能展开对客户需求作出清晰、准确的分析，既完全满足客户需求又没有冗余功能，从而实现系统的简化性和协同性。
2.1.3 并行工程的实施效益
1、缩短产品投放市场的时间
并行工程技术的主要作用就是可以大大缩短产品开发和生产准备的时间。由于实施了并行工程的虚拟产品开发策略,福特汽车公司和克莱斯勒汽车公司将他们新型汽车的开发周期由 36 个月缩短至 24 个月。美国佛杰尼亚大学并行工程研究中心应用并行工程开发新型飞机，使机翼的开发周期缩短了 60%，由以往的 18个月减至 7 个月。
2、降低成本
并行工程可在三个方面降低成本：它可以将错误限制在设计阶段；并行工程强调“一次达到目的”；产品的寿命循环价格降低了。
3、提高质量
采用并行工程技术，尽可能将所有质量问题消灭在设计阶段,使所设计的产品便于制造，易于维护。这就为质量的“零缺陷”提供了基础。根据现代质量控制理论，质量首先是设计出来的，其次才是制造出来的，并不是检验出来的。检验只能去除废品，而不能提高质量。
4、增强功能的实用性
由于并行工程在设计过程中，同时有销售人员参加，有时甚至还包括顾客，紧贴市场趋势，反映用户需求，提高了产品的可靠性和实用性，增强了企业的市场竞争能力。
本文将借鉴并行工程的基本特性和内涵，将限额设计的流程进行了部分修改。传统的限额设计都是在设计做完之后，再通过定额清单等造价知识计算出造价限额和分部分项的造价，然后再与限额以及限额分配值进行比较，这样的限额设计缺乏操作性和主动性。运用并行工程原理，本文将把方案设计与投资估算、初步设计与设计概算、施工图设计与施工图预算并行起来，这样更接近限额设计的初衷，也能更好的进行造价控制。
2.2 价值工程
在限额设计的执行过程中，对设计方案的比选、优化需要运用价值工程，其目的是效益最大化，这点与限额设计的目的一致。
1、价值工程的定义
《价值工程的基本术语和一般工作程序》一书中明确定义“价值工程（Value
Engineering）是通过各相关领域的协作，对所研究对象的功能与费用进行系统分析，不断创新，旨在提高研究对象价值的思想方法和管理技术。”
有学者考虑到功能不能反应产品的全部，防止功能强大但寿命短暂的产品在
价值工程中出现，因此对价值工程提出改进，对于公路工程的价值工程，在分子
中加入了“质量”项。
2、价值工程的内涵及特点
无论运用上述中哪种形式来表达，价值工程作为一种系统的方法，具有其独
特的性质和内涵：用户第一；价值活动的核心是功能分析；提高技术、经济效益；
技术与经济有机结合；有组织、有目的的系统的活动。价值工程与其他的管理技术相比，具有其独特的特性，主要表现在：从组织上看，属于集体活动；从方法上看，采用功能分析；从目的上看，是为了提高价值；从活动的领域上看，是侧重于产品的研制和设计阶段。
3、运用价值工程提高产品价值的途径
价值的提高取决于功能和费用两个因素，所以提高价值可通过以下途径实现：
（1）提高功能，降低成本，大幅度提高价值。这是提高价值的最理想途径。
（2）功能不变，降低成本，提高价值。
（3）成本不变，提高功能，提高价值。
（4）成本稍有增加，但功能大幅度提高，使价值提高。
由上述途径可知，价值工程基本原理是运用集体智慧和有组织的活动，通过对产品功能的评价，正确处理产品功能和成本的关系，以达到最大限度地降低成本。在建设项目中，价值工程从技术与经济相结合的角度，研究和提高工程的价值，降低工程的造价，它摆脱了孤立地从技术方面或从经济方面去研究工程的设计、质量、进度等因素的作法，采取两者紧密结合的方法，是符合客观规律的。
更为重要。
2.3 全生命周期成本理论
公路工程的造价控制要有成效，限额设计总额的确定要科学，不能仅仅从建设期来确定，应该立足于全生命周期。根据联邦德国1982年对一座办公楼项目运营期为30年的成本数据分析发现，办公楼的投资占全寿命周期的19％，投资利息占39％，运营费用占42％，运营费用是投资的2．12倍，投资利息是投资的2．05倍。由此可见，以投资最小化为目标的投资方案放在项目全寿命周期的大环境下未必最优，必须全盘考虑项目生命周期各阶段所发生的费用。特别是像公路工程，它使用时间长，后期养护任务非常艰巨，因此从全生命周期出发来考虑全局更为重要。
2.3.1 全生命周期成本相关定义
全生命周期成本 (Life Cycle Cost，简称 LCC）即一条公路或一个建筑物等独立系统在该物品存在的所有时间内建设、运营、维护和拆除的总成本。
按照美国建筑师协会的定义，全生命周期成本估计 (Life Cycle Costing）即：一种能够考虑在指定时期（或生命周期）内所有相关经济因素后，对指定方案进行估价或者从众多方案中择优选择方案的估价技术[43]。该技术由美、英的学者最初提出，后来经过英国皇家测量师协会的大力推行，逐步形成了一种完整的工程造价管理方法和理论体系[44]，即现在常提到的全生命周期造价管理(LifeCycle Cost Management)。
全生命周期造价管理，是立足于项目的全生命周期来考虑投资和成本问题，重视投资成本、效益分析，采用集成的一套方法，来使工程项目各阶段（建设前期、设计阶段、施工阶段、运营维护阶段）总造价最小的管理方法。传统的工程造价管理，往往只考虑了项目建设期的成本，很少考虑到项目移交后的运营和养护成本。从长远利益来看，项目移交后发生的成本费用远远大于移交前的成本，若在建设期能综合考虑后期运营所发生的成本费用，定能带来巨大的经济效益。因此，在采用限额设计来控制造价的过程中，全生命周期成本管理必不可少。
2.3.2 全生命周期成本的构成
全生命周期费用是指从工程最初意向开始，一直到项目处理报废后的所有费用。具体包括：
1、初始化成本
初始化成本是在项目或设施获得之前所发生的成本，通常称建造成本，即工程造价。它主要包括研发费用、设计费用、建安工程费用、配套设备实施费用等等。
2、未来成本
顾名思义，即在项目验收移交后所发生的所有成本，即运营成本+养护维修成本+残值（很有可能负值）的总和。
根据同济大学丁士昭教授的研究结果，在建设项目全生命周期不同阶段，对工程生命周期成本影响可能性区别很大。要保证寿命周期成本目标最优化实现，应特别重视项目决策阶段及设计阶段前期。
从图 2.4 中可看出，工程建设项目随着项目进度的开展，时间对 LCC 的累积的影响以及对其影响可能性。

图中水平坐标从左到右表示时间的推移，整个横轴代表着项目的整个生命周期，左边的纵轴箭头方向代表投资的累积增加，右侧纵轴箭头方向为 LCC 的影响可能性减小的方向。从图中可以明显的看出：项目启动和设计阶段的投资额不大，当开始进入施工阶段时，投资额开始笔直上升，在施工阶段的收尾期和运营的调试期，投资稍有放缓，当进入正常运营时，投资又开始加速增长。
影响 LCC 的可能性则随着时间的推移下降，项目启动和设计阶段下降得比较快，这代表着此段时期是控制 LCC 的最关键期，同时也是最佳期。限额设计正是运用在这一时期的一种控制 LCC 的有力方法。

3 公路工程限额设计的组织结构及实施流程
从管理学的角度出发，一个决策是否成功实施的影响因素主要有：经济因素、技术因素、管理因素、组织因素等，而起主导作用的是组织因素。因而，要保证限额设计能有效并成功实施，有力的组织保障是不可或缺的。
3.1 公路工程设计传统的组织结构
作者通过调查了解，收集到了一些设计院的组织结构，最具代表性。这是一种矩阵职能互混的组织结构，目前绝大多数国有公路勘察设计院、公路咨询单位都是采用类似的组织结构。
公司的院领导包括书记、院长、副院长、总工程师等。书记主要管理党政工作；院长全权负责设计院里的所有大小事务的管理；副院长则协助院长进行管理工作；总工程师主要对设计工作的技术进行负责。组织结构的下一层是各个职能部门，他们的职能主要分别有：
（1）院办公室。院办公室是综合性办事机构，协助院领导处理日常的具体工作，主要职责是经常学习了解党和国家的方针政策；负责草拟审核各种公务文书；负责本院各种资质年检年审、档案管理、印章管理、物资采购等日常工作。
（2）经营管理处。负责国内市场开发、招投标管理及收费。其主要职责：项目合同的洽谈、签订；组织协调合同评审活动，监督检查合同执行情况；负责项目结算，协同财务设备处收取勘察设计费。
（3）生产管理处。负责生产任务计划、进度、质量、后期服务、内部生产结算等管理。主要职责：编制年度生产计划，认真进行生产调研，掌握生产动态，拟定下达勘察设计任务单，并负责督促生产单位按计划完成生产任务；交付勘察设计成品文件；负责设计后期服务工作及对顾客满意度的监视与测量工作；协同技术质量处进行勘察设计质量事故的调查处理。
（4）技术质量处。技术质量处是负责管理全院技术、质量、科技进步、学会协会、技术交流及科技情报的职能部门。其主要职责：在全院贯彻各项技术标准、规范、规程及技术政策，并督促检查其执行情况；组织质量管理体系文件编制、修改工作，并对其管理；组织勘察设计质量事故的调查处理工作；组织实施内部质量管理体系审核，对产品标识、质量信息反馈、过程监视和量测、改进、纠正和预防措施等实施控制；负责全院科技档案的管理，做好科技服务工作；组织开展群众性质量管理活动，推广先进的质量管理办法。
（5）人力资源处。人力资源处是负责全院人力资源规划，人才招聘、教育培训、职称评聘、劳动工资管理、离退休人员管理的机构。
（6）财务设备处。财务设备处是负责全院的财务管理、固定资产管理的职能部门。其主要职责是：加强财务管理，提供准确的会计信息；编制年度预（决）算报告，编制年度财务收支计划，经院领导批准后负责实施；负责经费的收支审核，做好各项财务收支的统计、分析工作，并及时提供统计分析报告；编制年度设备添置、更新、报废计划，负责固定资产及材料的管理，定期进行盘点，确保财产的完整安全；负责全院勘察设计收费工作；负责公积金的核算和管理；负责会计资料的立卷归档和保管工作。
（7）党群工作处。党群工作处是本院党务、群团工作的管理、服务和协调部门，归口承办有关党务、纪检、监察、工会、内部审计等方面的业务工作和宣传教育工作。
（8）国际工程部。负责国外项目的市场开发、管理及收费。
组织结构的再下面一层是各个专业设计处室，例如公路勘察设计处、桥梁勘察设计处、隧道勘察设计处、建筑设计处、岩土勘察处、测绘技术咨询处等。他们则主要负责公路、桥梁、隧道、房屋建筑、岩土勘察、工程测量等具体设计勘设计工作。
在承接公路项目设计时，最先是经营管理处通过投标接到设计任务，接着由生产管理处分配到各个专业设计处室。各个处室则成立该公路项目的专业小组，技术质量处则派出一名专职技术人员（一般为副总工程师）来监管该项目设计的技术和质量。
3.2 公路工程限额设计组织结构
虽然工程造价的控制非常重要，但是设计单位一般都没有专门控制造价的部
门。当业主要求需要进行限额设计时，设计院则被动的在设计项目中增加几个造
价控制的人员。此时限额设计程序是，在初步设计完成后计算出设计概算，在施
工图设计完成后计算出施工图预算，若计算出的设计概算或施工图预算超过规定
数额，则在原设计的基础上进行改进设计以减少造价，直到达到限额设计要求为
止。这种方法缺造价控制的主动性，而且反复的设计工作使得设计效率低下。要
使设计人员能够注重造价控制，使其主动控制造价，则应该在总体组织结构中体
现出来。

4 公路工程限额设计中限额的确定及其分配
限额设计在我国提出已经有 30 余年，对我国的公路建设做出了重大贡献，但目前仍存在操作性不强的缺点，其应用成功的项目并不多见。在限额设计过程中，限额（即投资目标）是最为困难的一步，限额设计应用不成功的一个重要原因，就是限额设定不准确。
4.1 公路工程限额设计中限额的确定
限额设计本意是指在实现业主功能需求的前提下，确定合理的投资目标，并在设计过程中通过一系列的手段进行严格控制。但由于此阶段对业主需求的认识尚停留在很浅的层次，又无设计图纸可供参照，故在这种情况下设定的投资目标通常与实际投资额之间存在较大偏离。质量功能展开（QFD）作为一套系统的管理方法，能在产品的早期设计阶段对产品设计做出有效的规划和控制，从而防止不必要的变更和重复性工作的出现。可见，明确业主深层需求，并将其转化为可量化的且可被设计人员理解的质量特性是限额设计的第一步也是关键性的一步。 QFD应用于公路限额设计中，通过合理确定限额设计总额，来提高限额设计
的可操作性，从而减少公路设计后期和建设期变更的出现。QFD 法在公路工程限
额设计中的应用，一般处于可行性研究与方案设计阶段。QFD 法具体的工作流程如图 4.1 所示。

4.1.1 建立公路工程质量表
质量表是 QFD 法的基本工具，是 QFD 的精髓所在。设计人员在接到设计任务时，首先就要了解客户的需求，这些对质量的各种需求就对应了质量表中的纵向栏，即质量需求。
由于公路工程属于准公共产品，具有公益性，故对公路产品质量需求的调查，不仅仅是公路建设的业主，更多的应该是公路的潜在使用者。结合三黎路项目的实际情况，通过对业主和潜在使用者（重点为沿线居民）进行充分调查后，将质量需求分为行车安全、行车舒适、通行能力、美观、社会环境效益、其他六个大项。每个大项下面又分若干小项，例如行车安全大项下分为：抗滑、抗震、使用年限、安全防护设施四个小项；行车舒适分为：路面平整、道路宽敞、路线情况简单、配套设施齐全。横向质量特性栏中的数据则由资深设计师填写，根据项目的实际情况，本项目分列为路基、路面、隧道、桥梁、边坡支护等项。
限额设计限额目标的设定，应与项目规模、建设标准、技术发展、职业卫生和环保安全、社会发展相适应。本质量表从业主的角度出发，充分考虑其需求，考虑到节能、防止水土流失、技术指标等，考虑的方面比较全面，故具有一定的先进性。
4.1.2 采用 AHP 法赋予各个质量需求项权重
对于一个评价系统，权重的确定是否合理，会直接影响评价的结论的可信度。所以科学的选择权重的确定方法非常重要。目前有许多方法和理论，常见的方法如下：
1．层次分析法（AHP）
AHP 法运用较为广泛，即根据 Satty 重要度矩阵，对需要赋权的对象进行比较，并得出相应分值，再对相应分值进行一些矩阵计算。该方法的缺点为客观性比较差，对于存在多层次的赋权对象，计算较繁琐。
2．德尔菲法
德尔菲法又称为专家打分法，最初由 N．达尔克和 O．赫尔姆提出，之后并得到广泛的应用。顾名思义，此方法是由一些资深的专家，对要评价的对象进行打分，所得分数的高低决定着权重的大小。整个过程采用匿名的形式。
该方法的优点是简单快捷，但缺点也很明显，即主观因素太强，与所选专家的看法关系重大。
3．主成分分析法
该方法属于统计分析方法，是通过各个指标共性因子的贡献率、累积贡献率的计算，来确定主成分，指标权重是通过主成分来计算的。
4．熵权法
在该方法中，指标权重的依据是由各项指标的变异程度来决定。假设 m 表示评价指标的个数，n 表示评价对象的个数，指标信息熵用 E表示
该方法的不足之处在于：计算公式较复杂，且计算是考虑指标的级数不够，主观性较强。除此之外还有多目标规划法、最小平方法、变异系数法、定比环比评分法等。近几年，学术界又兴起了一些新的权重评价方法，比如：基于 BP 网络的赋值法、层次分析积因子赋权方法、基于博弈论的权重确定方法、基于案例推理技术的赋权数据库方法等等。这些方法灵活性强，但都比较难操作。
综合考虑各方法的优缺点以及公路工程的特性，本文采用 AHP 法对各质量需求进行赋权。
4.1.3 建立质量需求与质量特性关系矩阵并计算
质量表中的质量需求由业主和潜在消费者来填写完成，质量特性细项由设计师根据工程情况完成，而他们之间的相关度的确定由资深设计师完成。此过程就形成了质量需求与质量特性之间的转换。在质量表中，通常用“△”、“○”、“◎”分别表示质量需求与质量特性的相关度为 1、2、3。在质量表中的计算主要有四个指标：
（1）质量特性重要度(w1)，根据确定的各个相关度矩阵(14×17)，乘以确定的质量需求小项重要度(17×1)，即得到一个质量重要度的转置矩阵 W1T（17×1）。再把 W1T（17×1）转置得 W1（1×17），即得到质量特性的重要度。
（2）质量特性横向相对权重（w1/∑w1)，将各个质量特性重要度(W1)除以各个质量特性的重要度之和（∑w1）。
（3）质量特性最高值(w2)，在所有的质量需求小项重要度中，找到最大的数。用最大的数替换重要度矩阵，并重复第 1 个步骤即可。
（4）质量特性纵向相对权重(w1/w2)，用质量特性重要度(w1)除以质量特性最高值(w2)即可。
以上步骤中的第 1 步，体现了质量表的精髓，由于质量需求及其各个小项的重要度由业主和潜在使用者来确定，而质量特性以及与质量需求的相关度是由设计师确定的，故第 1 步形成了从质量需求重要度到质量特性重要度的重要转换。
根据建立的标准，根据计算得出质量特性纵向、横向权重值来确定业主对各个分部分项工程的需求处于何种档次，设计师则可以根据需求采用不同档次的材料，将各个分部分项工程汇总即得到限额。从而完成以顾客需求为基础的限额设计限额的确定。
4.2 公路工程限额设计中限额的分配
限额设计的限额分配，是限额设计过程中非常重要的一步，也是影响到限额设计可操作性的关键一步。合理的确定各分部分项工程的限额是限额设计有力实施的保证。
4.2.1 目前限额分配存在的不足
1．缺乏造价控制的主动性
对于限额设计限额的分配，目前一般做法是参考以往类似工程的经济技术相关资料，将批准的投资估算人为的切分成各个小块，用各个小块来分别对应各个分部分项工程。然后再要求设计单位必须在限额的范围内进行设计，且保证设计具有预期的功能。这样做往往就缺乏投资控制的主动性。工程的造价跟许多因素有关，而且每个工程都是独一无二的，故完全参考以往工程的技术经济资料而确定的限额，科学性也有待商榷。
2．过于强调限额的重要性
在限额设计中，对各个分部分项工程限额一旦确定，往往就很难进行改变。这样做很大程度上限制了设计人员的创造性，使得在方案优化时，价值工程中“成本（C）稍有提高，功能（F）大大提高”这条优化途径无法实施。
3．没有考虑全生命周期成本
限额设计中，投资估算、各分部分项工程的限额、设计概算、施工图预算，都指的是工程项目的一次性投资，即常说的工程造价，这些都没有考虑到全生命周期成本。只为满足一次性投资要求而完成的设计任务，若从整个项目生命周期来考虑，不一定是最优设计方案，这不是限额设计的初衷所在。

5 结论与展望
5.1 研究结论与创新点
1．研究结论
限额设计是建设项目投资控制系统中的一个重要环节，一项关键措施，它改变了传统以技术为中心的设计思想，提出以经济为中心、以技术为手段，将经济与技术相结合的设计指导思想。本文围绕着限额设计在公路工程造价控制中的应用，展开了分析研究，总结全文，主要研究工作和成果可以概括为以下几个方面：
（1）总结概述了国内外限额设计的理论和实践的研究成果。分别从限额设计定义和内涵、限额设计中限额的确定及其分配、限额设计的适用范围以及限额设计的实施现状，对限额设计进行了综述。
（2）从管理学的角度出发，对限额设计相关组织结构进行修改，得出了限额设计特有的组织结构。
（3）运用并行工程理论，结合公路工程设计的具体情况，得出了公路工程限额设计流程图。
（4）运用质量功能展开法帮助业主明确自己的真实需求，进而帮助业主确定限额；运用价值工程对公路工程限额设计中限额进行分配，并结合以往类似工程数据得出限额分配模型。
（5）将理论与实践相结合。通过贵州省三黎路项目的实例验证，证实了 QFD对限额的确定以及价值工程对限额的分配具有一定的科学先进性，在公路工程造价控制中起到积极的作用。
2．研究创新点
运用限额设计的方法来研究公路工程的造价控制，主要是为提高限额设计可操作性服务。在研究的过程中主要创新点有：提出限额设计特有的组织结构，从组织上保证其能顺利实施；首次将质量功能展开法应用于公路限额设计的限额确定中；限额分配时运用价值工程的方法，并结合以往工程实例，用置信区间的方式表示出来，更加科学的提高其可操作性。
5.2 研究不足与展望
由于时间和篇幅的限制，以及作者研究水平的局限，文章表现的不足主要有：
（1）质量表的分解不够详细。由于在限额设计中，没有将质量功能展开应用于公路工程当中的类似参考文献，对质量表的编写难度加大，需投入更多的精力。
（2）以往类似公路工程的运营费用收集不够。公路运营的时间比较长，考虑到资金时间价值等许多问题，文章在对功能目标成本进行修正的时候才用的类似工程营运费用收集得不够。
（3）结论得出的限额是一个置信度为 95%的一个区间，虽从理论上更加科学灵活，但实际操作中，当所有分部分项工程都采用上限进行设计时，有超出限额的风险，需要进一步改进。设计阶段作为工程建设的灵魂，对于工程的工期、质量、成本三大目标以及社会经济效益等起着决定性的作用，特别是对于造价控制。因此要实现以上的目标，只有通过提高设计阶段对造价的管理水平来实现。限额设计作为一种注重造价的设计方法，把造价控制提升到与设计本身同样重要的高度，是非常值得研究和推广的。公路工程建设是一个非常复杂的系统工程，涉及专业面广阔，涉及的参与方人员则更多。从设计师到监理工程师，从一线施工人员到项目经理，从业主到政府部门等等，无一不参与项目并影响着造价。各参与方在造价控制中扮演何种角色？是否有比限额设计更好的设计理论来控制造价？该如何引进设计监理？这些都是值得思考和进一步研究的问题，本人也将在以后的学习和工作当中，对这方面的问题做更深的探讨和研究。

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