基于大數據分析的新造船電纜物量預估方法

陸毅華 周曉瑩 伍蓉暉 韓建兵 蘇士斌

摘? ? 要：為解決現有新造船電纜物量估算不準確問題，通過引入電纜價值物量概念，匯總電纜廠家數據和母型船各電氣系統價值電纜物量數據，建立新造船電纜價值物量的估算方法，為船舶經營接單提供較為準確的電纜物量和成本核算。

關鍵詞：電纜價值物量;電纜價值分析;電纜價值物量預估方法

中圖分類號：U662.2? ??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A

Abstract： In order to estimate the new shipbuilding cable quantity in exact value and solve the inaccurate problem of existing new Shipbuilding cable quantity estimation， by introducing the concept of cable value quantity beside the normal cable length quantity， the cable manufacturer data and the cable value quantity data of each electrical system of the mother ship are summarized， the estimation method of cable value quantity is established to provide more accurate cable quantity and cost accounting for ship marketing.

Key words： Cable value quantity; Cable value analysis; Cable value estimation method

1? ? ?前言

成本控制是船廠競爭力的核心要素，包括準確預估新造船電纜物量。估算電纜物量的傳統方法是研發人員估算新船電纜總長，再由物資管理人員測算新船電纜成本。

傳統的電纜預估方法，物量與價值經常脫節，其原因是：

（1）全船電纜長度與實際采購成本是非線性關系，不同規格電纜的單位長度成本差異很大，全船用量占比也不同;

（2）電纜實際應用規格和長度會與預估不同;

（3）新增系統、設備的電纜物量，可能沒有母型船依據;

（4）傳統方法以經驗估計為主，缺乏較準確的估算方法來保證結果誤差。

2? ? ?新造船電纜物量估算方法

2.1? ?電纜價值構成分析

為了解決常規電纜物量估算方法中設計物量與目標成本脫鉤的問題，通過技術研究，發現應把握以下幾個關鍵點：

（1）電纜物量應與價值掛鉤，電纜物量是各種電纜規格數量的集合，不同規格電纜有價值差異，也有因船型而異的數量差異;

（2）估算方法應體現船型各系統構成的電纜需求特點，相近似的新船也會與母型船的電氣系統構成差異。根據系統變化修正母型船電纜數據，能得到較為精確的估計數據;

（3）注意構成主要成本的電纜規格類型，對它們應有適合的分析方法和誤差評定，才能較好地把握全船電纜成本。

2.2? ?電纜物量估算的影響因素

2.2.1電纜廠家成本

雖然ISO標準電纜有數千種，但船廠常規船用電纜一般不超過200種。

表1是部分電纜規格標準表。主要參數是電纜規格與單價，次要參數是電纜銅量與重量。其中，電纜長度單價是六個主要電纜廠按2017/12市場銅價￥52982元/ t報價資料。

利用表1可以方便得到各電氣系統的價值物量。

2.2.2價值電纜參數

（1）電纜長度：供經營物資人員估算電纜物量;

（2）電纜技術估價：供資材采購部門確定電纜目標成本;

（3）電纜用銅量：供資材采購部門根據銅價波動修正采購成本;

（4）電纜總重量：供總體設計人員評估船舶空船重量;

（5）電纜采購價：資材管理部門按船廠采購折扣系數乘以電纜估價，可作為電纜目標成本價。

2.2.3價值電纜類型

我司的主要產品為支線集裝箱船，通過分析近五年來完工船的電纜托盤數據，得到完工船電纜托盤統計表。

根據電纜規格標準表，按全船電纜托盤統計表分類計算，得到電纜種類特性：

（1）電力電纜占集裝箱船電纜的主要用銅量，構成電纜的主要成本;

（2）冷藏箱數量產生的電力電纜需求，是影響電纜物量成本的最大因素;

（3）電纜物量加入價值評估因素，評估各系統電纜的變動，并匯總結果。

2.3? ?電纜托盤數據的應用

母型船電纜托盤數據是進行估算的基礎。獲得新造船電纜物量的方法，可采用以下兩種：

2.3.1電纜修正方法

如果母型船電氣系統定義合理，則所有系統的電纜物量就有了可應用的記錄;如果母型船電氣系統定義不合理，如電力一次系統包含甲板電力設備，那么就不能直接得到相關系統的電纜物量。

船上任何設備或系統電纜，包括內外兩個部分：

（1）內部電纜：設備或系統自身交聯電纜。這種電纜物量只與廠家和設備型號有關，如果有適當的母型船系統數據可以直接采用，變動不大;可應用表1得到內部電纜價值物量。

（2）外部電纜：用于系統電力及信號、控制交聯，包括：

① 向設備或系統供電電纜。可根據系統參數和電力法規要求選用適用的電纜規格，按總圖估計電纜長度，應用表1可推算出電纜價值物量;

② 設備或系統與其它系統的控制與信號交聯。就某個系統或設備而言這種電纜很少，可以應用母型船系統電纜的數據，按修改長度應用表1可得到信號和控制電纜價值物量。

新造船電纜價值物量基本能通過這種修正方法實現。新船相對于母型船的電氣變動，不外乎下述幾種情況：

（1）船舶尺度變化：一般只對主干電纜產生影響，主要是電力和照明電纜，其中：電力電纜可估算;照明電纜價值低，即使產生以公里計的估算誤差，成本差異一般可在接受范圍;

（2）系統參數變化：比如功率變化、廠家或設備型號變化;

（3）設備位置變化：相對母型船是個別設備位置變化;

（4）增加了新系統：可采用其他船近似系統電纜物量估計。

2.3.2電纜解析方法

電纜解析方法主要針對可以通過規格書要求、總圖和法規要求測算的重點價值電纜，對集裝箱而言就是電力電纜（指1x16，2x16，3x10以上的通用電纜，包括高壓和變頻電纜）。

該方法基本思路是根據母型船配電系統圖建立電力電纜分析表。比如：某設備的功率參數配合電制，就可以估算其開關額定電流、需用電纜的規格參數;如果這個參數發生變化，新額定電流可以自動計算出來，電纜需重新選擇。

對某些獨立設備系統尤其是新系統，也可以用解析方法進行分析，確定電纜價值物量。

2.4? ?估算誤差分析

根據實船電纜數據統計分析可知：

（1）照明系統所用的電纜最多（2X1或2X1.5規格），但相對價值最低;

（2）電力電纜價值最高，長度不到20%總長度的電力電纜可能占全船電纜總用銅量的60%～89%;

（3）控制和信號電纜價值居中。

因此，電力電纜可稱為價值電纜;控制/信號類電纜可稱為類價值電纜;照明類電纜可稱為非價值電纜。在新造船電纜物量估算過程中應區別對待、各自處理、綜合歸納。

電力電纜是支線集裝箱船電纜成本的主要因素，其成本可占到電纜總價的80%;控制電纜主要用于電力系統和自動化系統，其內容及長度都與船型有關，每個船型都存在一個相對確定的長度。

假定來自母型船數據的非價值電纜物量與實際設計數據有20%的誤差，則按均方根值統計總誤差：

如果電力電纜的估算精度修正系數為3%～8%，那么實際電纜估算精度按經驗公式：

當然，如果是價值電纜僅占60%的最低情況，上述公式中σ計算值就會變為4%，ξ也變為8.94%。

因此，采用價值電纜物量分析方法，有可能將支線集裝箱船電纜物量估算精度控制在10%以內。

2.5? ?估算方法的應用

價值電纜物量估算方法使設計與資材管理有效的溝通;可以提供電纜長度、估價、總重量和電纜含銅量，還可以衍生出全船電纜平均估價和全船電纜規格類型表等可供參考的內容。現有設計和管理習慣需要調整，以滿足進行價值電纜物量估算的條件：

（1）系統定義：所有不同設備應獨立成系統，避免將其它系統包入的情況。具體來說就是常見的電力一次、二次電力系統將被改為配電板系統和多個具體設備系統，這樣可有效保障母型船電纜物量數據的參考價值;

（2）管理要求：電纜物量將至少包括長度和估計價值兩個參數。利用表1進行價值估算的工具將程序化，設計人員輸入電纜規格長度，相關的銅量、重量、估價、系統均價等由程序自動計算;

（3）設計與資材銜接：設計人員利用表1進行估價是基于2017/12市場銅價各電纜廠家的成本資料，物資管理人員需根據這個估價和當前市場銅價進行修正，得到新船電纜的目標成本價;

（4）影響電纜估算精度的因素如下：

① 技術資料不齊，比如沒有詳細的總布置圖;

② 廠家設備不明，全新的系統無法預知，比如LNG蒸發氣系統、冰區電伴熱系統、AMP系統等;

③ 設備位置變動不能預料;

④ 適用新法規，如集裝箱船增加RCP、REP、NAUT（AW）符號;

⑤ 電纜設計余量控制;

⑥ 規格書中系統表述含混，船東供貨設備沒有準確電纜物量;

⑦ 其它影響電纜物量的因素。

3? ? 價值電纜物量估算方法的特點

價值電纜物量的概念將設計數據與成本數據有機關聯起來，使設計與資材部門間的協調有據有序，解決了常規電纜估算只有長度參數的問題，在結果一致性和成本控制方面優于傳統估算方法。

電纜價值物量分析方法是一種包含電纜價值的綜合電纜物量分析方法，特點在于電纜的重點價值部分采用估算而不是經驗，非價值部分才按母型船數據估計。

公司自2017年12月起，采用電纜價值物量估算方法先后對六個項目進行物量預估，其中三個項目簽約生效、兩個項目已有了設計數據，可以與預測數據進行比對分析，驗證本估算方法的估算效果，整理出問題原因及改進方案，形成了一次完整的技術循環。

4? ? 結束語

新船電纜物量預估算方法的研發過程，得到了公司跨部門相關人員的大力支持。

《基于大數據分析的新造船電纜物量預估方法研究》是一個公司內部科研計劃項目，通過介紹這個項目的工作內容，希望能對相關船舶研發人員起到拋磚引玉的作用，開發出更好的新船項目電纜物量的預估方法。

參考文獻

[1]黃埔文沖船廠1 700TEU集裝箱船系列5艘完工船電纜托盤資料.

[2]黃埔文沖船廠1 900TEU集裝箱船系列首制完工船電纜托盤資料.

[3]黃埔文沖船廠2 700TEU集裝箱船（符合RCP要求）系列首制完工船電纜托盤資料.

[4]陸毅華;伍蓉暉;方永紅;李玲;集裝箱船配電設備訂貨方案技術分析[J];廣東造船; 2018（05）.