基于價值工程原理的分段涂裝方案研究

周 勇，蔣志勇，岳志剛，王 岳

(1.江蘇科技大學 船舶與海洋工程學院，江蘇 鎮江212003;2.渤海船舶重工有限責任公司，遼寧 葫蘆島125004)

價值工程(value engineering，VE)，是從對象的功能——成本的匹配關系出發，以創新為手段，以實現對象的最優價值為目標的一種十分有效的技術分析方法。船舶涂裝是現代造船中不容忽視的重要環節。其經濟效益直接影響造船成本的高低。其中，分段涂裝的工時、工料消耗是船舶涂裝最主要的消耗，國內很多學者在涂裝計劃的優化，物料信息系統管理等方面做了較多探索和研究，并取得了一定的研究成果［1］，然而，對于在涂裝過程中效益和成本投入的相對價值方面的研究還相對較少，應用價值工程方法進行分段涂裝物料工時投入的評價，可以為給分段涂裝工時物料投入提供新的決策指標，有效提高分段涂裝的科學性和工程效益。

1 數學模型研究

1.1 價值工程原理

價值工程中的“價值”，是指作為某種產品或服務所達到的功能與獲得該功能的全部成本的比值。它不是對象的使用價值，也不是對象的交換價值，而是對象的比較價值，是作為評價產品或服務效益的一種尺度提出來的，可以表示為

式中:V、F、C——研究對象的價值、功能、成本指數。

船舶分段涂裝工時物料編排的設計和評價價值工程方法路線見圖1。

圖1 分段涂裝工時物料評價技術路線

1.2 分段涂裝的主要流程功能分析

分段涂裝是一個比較復雜的流程，通過功能分析和整理，可以歸納出每一流程及其功能，并將各個工序的功能與系統功能相比照，明確各工序與系統功能的邏輯關系并用圖表表達，從而為功能評價和方案構思提供依據。分段的噴砂和涂漆主要工序包括分段進入噴砂車間、噴砂除銹、移入分段涂裝車間、分段加熱、分段干燥、預涂、滿涂、補涂及交驗轉出涂裝車間等關鍵步驟［2］。分段涂裝各主要工序流程見圖2。

圖2 分段涂裝主要流程功能分析

1.3 分段涂裝功能量化數學模型

圖3 功能評價流程

以某船廠為例，其噴砂和分段涂裝工時消耗見表1。

表1 某船廠分段噴砂、涂裝工時消耗

據表1計算1周內工序工時物料折合成本，不包括設備折舊費，見表2。

表2 某船廠1周工時物料成本折合計算

其中工時折合成本20元/h，除銹鐵砂為40 kg/m2、單價為0.5元/kg，油漆以各區域不同種類油漆的平均單價計，所需油漆量根據涂料用料計算公式計算［3］如下。

式中:S——分段所需涂裝面積;

DFT——干膜厚度，取為400μm;

v——固體含量，取0.79;

k——涂料消耗系數，取1.9。

對于分段涂裝各工序的功能系數的評價則采用層次分析法來分析(AHP)，層次分析法是一種系統分析方法，對多因素、多準則、多方案的綜合評價及趨勢預測相當有效。本文應用AHP分析功能指標，為多項功能指標設定權重。主要包括以下幾個步驟:預先設定分段涂裝流程中除去成本投入以外的各項功能指標，并建立遞階層次結構圖，以滿涂一次工序為例，滿涂工序的功能遞階層次結構見圖4。

圖4 分段涂裝滿涂工序功能結構層次

在此基礎上可標記分段涂裝各工序功能指標集F={F1，F2，F3}。其中某項指標Fi下的2級指標集為Fi={Fi1，Fi2，…，Fik}通過逐層構造判斷矩陣，經過一致性分析，比較同層指標之間的相互重要程度即可得出船體分段涂裝各工序功能權重系數及成本系數，結算結果見表3。

2 分段涂裝的主要工序評價

根據價值工程和系統工程原理，價值V值所表達的是在整個分段涂裝系統中，功能和成本的相對匹配程度，V=1表示實現此項功能所需耗費與成本一致;V＞1表示只需要相對較少的成本投入就可實現相對較大的功能，或者說功能盈余;與此相對應，V＜1則表示實現此功能所需的相對成本投入較大，不符合企業的盈利目的，需要改善。5。

表3 分段涂裝主要工序價值系數表

圖5 分段涂裝主要工序價值指數分布

由圖5可見，9道主要工序中有5道工序集中在0.9～1.5之間，可見大部分工序功能實現與其成本匹配。各工序的平均價值指數約為2.312，即整個流程的功能實現與成本投入相適宜，甚至還有盈余;分段涂裝整個工藝流程的分段加熱和分段干燥工序以及分段交驗工序價值指數大于4，即達到了低成本實現高功效的目的;而惟一的分段預涂工序其價值指數不到0.5，僅為0.431，與滿涂工序的0.933和補涂工序的1.209相比差距明顯，說明相對較高的成本投入功能卻達不到預期，有較大的改善空間。

3 分段涂裝工序改進方案探討

考慮到目前船廠涂裝車間需根據PSPC要求普遍選用其推薦的視可測涂料，這種涂料達到涂層厚度的規定值時顯現亮色，厚度小于此定值，涂層顏色則為暗色。當一度預涂達到160μm時，顏色較難分辨。施工人員通常會采取增加噴涂量的措施，故而容易造成涂層厚度的增加而造成涂料和工時的浪費。鑒于此，可采取一種新的噴涂方案。即預涂兩度，一度為200μm，二度為120 μm。當預涂一度涂層厚度達到200μm時，涂層顯現亮色，便于施工人員識別涂層厚度，從而掌控整個噴涂過程。表4是兩種預涂方案成本效益對比。可見采取一度預涂200μm，二度120μm預涂方案可產生16 100元的效益。

表4 預涂方案工時物料消耗對比

4 結束語

本文將價值工程理論應用到分段的建造，舾裝件的制造乃至船廠改擴建車間布局設計等。隨著船舶制造業技術的不斷發展，機械化和自動化成為今后船舶制造業發展的主流趨勢，在這個大背景下，價值工程理論評價體系可作為制造業工藝流程評判的一個價值指標或者指導思想，具有很強的實際意義。

［1］張文東.涂裝工時管理系統的并發和應用［J］.廣船科技，2003(4):29-31.

［2］徐兆康.船舶建造工藝學［M］.北京:人民交通出版社，2000.

［3］汪國平.船舶涂料與涂裝技術［M］.北京:化學工業出版杜，2003.

［4］陳貽明.15年涂層防護的新造船涂裝施工工藝［J］.中國涂料，2006(2):41-42.