價值工程在新型墻體材料生產工藝比選中的應用研究

梁祎 劉子鵬

摘要：隨著實心黏土磚的禁用，國家對新型墻體材料的研發力度不斷加大，各類綠色、環保的新型墻體材料發展迅速。新型材料研發的最終目的是要能投入生產，因而新型材料生產工藝的選擇顯得尤為重要。本文以磷石膏免燒磚生產工藝為例，研究用價值工程來為今后新型墻體材料投產生產時的工藝比選進行指導。

Abstract： With the ban of solid clay bricks， the state's research and development of new wall materials has been increasing， and various types of green and environmentally friendly new wall materials have developed rapidly. The ultimate goal of the development of new materials is to be able to put into production， so the choice of new material production process is particularly important. In this paper， the production process of phosphogypsum-free bricks is taken as an example， and the value engineering is used to guide the process comparison of the production of new wall materials in the future.

關鍵詞：新型墻體材料;價值工程;工藝比選

Key words： new wall materials;value engineering;technology selection

中圖分類號：TU5 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1006-4311（2019）08-0023-03

0 ?引言

能源消耗是推動社會發展進步的必需品，發展經濟、社會進步、機制運轉都需要源源不斷的能源供應，中國地大物博，資源豐富，但是人口眾多、人均能耗不足的情況使我國的稀缺資源的人均占有量居世界較低的水平[1]。生產磷肥等化工產品時會產生固態有害副產物磷石膏，根據濕法生產磷肥工藝來算，每生產1t磷肥，就會產生大約四到五噸的磷石膏[2]。磷石膏的成分特別復雜，大量堆放的磷石膏，其中的有害物質，比如有機或無機磷化物、氟化物等滲透到土壤和地下水中，會對環境造成不可逆的損害。在我們國家，僅僅在云南、湖北、貴州、重慶等西南部地區，磷石膏的年排放量就達到了約3500萬t，排放量占全國的約三分之二。由此可見，磷石膏大量堆放的問題成為亟需處理的一大環境污染問題，也是全世界面臨的一大棘手問題，磷石膏資源化再利用的研究也成為各領域的重點研究目標。

一直以來，黏土磚一直是我國建筑行業的重點使用材料，但是黏土磚占用破壞耕地、燒結黏土磚需要消耗大量的煤炭資源、燒結黏土磚過程中會產生大量的粉塵煙霧有害氣體造成環境污染等對環境造成嚴重污染，這與建設資源節約型、環境友好型社會的宗旨相悖，因此黏土磚理應逐步被社會淘汰，取而代之的力學性能好、耐久性好、強度高、價格優惠、環境友好的新型建筑材料才能更好的滿足經濟社會發展需要。但是，黏土磚因為具有制作簡單、原材料便宜且易獲得等優點，到目前為止，很多農村地區仍舊大量使用燒結黏土磚，黏土磚在建筑材料領域還是占有一定的分量，依舊被很多地區廣泛使用，這對于國家的長遠發展戰略來看是個極大的安全隱患。為了讓黏土磚徹底的退出建筑行業的舞臺，我們國家制定了一整套禁止使用黏土磚、積極推動新型墻體材料研發的規定，取代黏土磚降低能源消耗勢在必行，而磷建筑石膏就是在國家推動新型墻體材料研發的大環境中脫穎而出的一類新型墻體材料。本文利用價值工程來對其生產工藝進行比選，以期磷石膏免燒磚能逐漸取代黏土磚，成為主要的新型墻體材料，同時，工業固體廢棄物磷石膏，也能實現資源的可再生利用。

1 ?價值工程的內涵

1.1 價值工程定義

價值工程（VE）作為一種系統化的管理手段，使用至今，是一種被各行各業廣泛證實的行之有效的管理方法。從通用公司最先開始使用價值工程這種管理方法以來，已經有70多年的歷史了。簡單來說，價值工程是從被研究對象的功能進行分析出發，以提高產品、勞務、工程或工作的價值為目的的一種管理手段。價值工程與傳統的對比研究方法相比，最大的特點在于它是一種力求使研究對象發揮最大價值的創造性研究方法，是一種系統的方法，使最終的研究產品能夠在成本較為合理的情況下發揮出它的最大價值。價值工程就是系統化、綜合化、成本導向和功能導向相結合的一種卓有成效的管理手段。

價值工程（VE）是一種用系統的思想來探討對方案進行創新和優化的卓有成效的管理手段和研究方法。F（功能）、C（成本）、V（價值）是它的三要素。功能是價值工程的核心，功能就是在進行價值分析的研究對象它可以滿足客戶群體某種需要的特性。對于產品來說，功能就是這個產品所具備的用途;對于企業來說，功能就是變投入為產出;對于人來說，就是一個人的職責，能對社會做出的貢獻。根據功能對于客戶的重要程度而言，可以將功能區分為必需要有的功能和不必要有功能，首先進行價值分析的最重要的一步，就是去評判一件產品的功能哪些功能是必要功能，哪些是不必要的功能，從而有針對性的使不必要的功能成本減少到最低，這樣才能使一件研究產品對于客戶價值達到最大。成本就是一件產品的壽命周期費用，對一項作業來說，壽命周期就是指從作業開始規劃到完成并發揮功效這一段過程。價值工程為我們來評判一件產品的功能與成本費用的關系提供了一套非常科學的標準，在評判一件產品的價值高低時候，認為性能越高的產品價值就越大，或者成本費用最低的價值就是最大的，這樣是一葉障目的評價方法，結果是非常局限且片面的，產品的性能高但是費用極其昂貴或者是產品的價格極低但是沒什么性能可言，這都不是客戶想要的。價值工程理論是這么認為的，根據客戶的具體需求，以最低的壽命周期成本滿足相同的功能，那么產品的價值就是最大的。通過上述分析，價值的表達式就是V=F/C[3]。

1.2 價值工程的運用

VE系統的各個組成部分的功能就是為了充分發揮VE系統在提高對象價值方面的作用，各個職能系統對其分析及決策能力的保證或改善。按照系統理論，達到上述目的的方法主要體現在對其發展和效果的預測及有關目標、措施與現狀之間的協調控制中。

價值工程（VE）決策系統，從根本上來說，就是在動力系統的作用下，同時系統會受到外界環境因素、客觀因素的刺激和干擾，決策系統會利用自己的一系列特有的運行原理，反復多次的來研究分析研究對象的真實運行狀態，最后能夠形成一個具體的對研究對象功能進行提升改造的方案，最終達到提高產品價值的目的。價值工程（VE）決策系統它的運行前提是：以最大的經濟社會效益為目標，研究者從研究產品所具有的功能著手，根據市場行情以及市場運作的一般規律，來對產品所具有的功能和實現這些功能所需要的成本費用進行一個全面系統的評價研究，同時也是對產品在市場中具有的競爭力的一個有效檢驗，精確計算出生產這種產品所需的成本和條件，最終提出最后的產品改進方案，在增加了企業在市場上的核心競爭力的同時，根據企業在市場中的地位和現狀，以及目前的市場環境、經濟條件，進一步完善和發展價值工程（VE）系統的相關理論，使得企業在產品生產決策過程中能夠獲得更多、更高層次的指導。

2 ?價值工程在工藝比選中的應用與研究

2.1 磷石膏免燒磚生產技術研究現狀

利用磷石膏制備免燒磚，先制備出磷建筑石膏，然后用磷建筑石膏來制造免燒磚，為此，國內、國外的相關領域專家對制備磷建筑石膏免燒磚開展了廣泛的課題研究，同時也為后續的相關產品研發提供了數據方面的一定的支撐，具有非常重要的意義，也為磷石膏免燒磚的進一步發展提供了有力支持。用磷建筑石膏來制備免燒磚，這個工藝可以分為兩種：①高壓壓制成型的免蒸磚生產工藝，簡稱“高壓成型的免蒸磚工藝”;②壓制成型的蒸養磚生產的工藝，簡稱“壓制的蒸養磚工藝”。

2.1.1 高壓成型免蒸磚工藝

國內外的著名學者，都對采用“高壓成型的免蒸磚工藝”制備磷石膏免燒磚進行大量的研究和探討，該工藝基本流程如圖1所示[4]-[5]。

2.1.2 壓制蒸養磚工藝

國內的相關領域學者對采用“壓制蒸養法磚工藝”制備磷石膏免燒磚進行非常多的研發，這個工藝的基本流程如圖2所示[6]-[7]。

2.2 工藝比選的步驟

2.2.1 功能評價指標體系

根據對三種不同的施工工藝進行對比分析，選擇能耗（U1）、生產設備（U2）、生產成本（U3）、免燒磚強度（U4）共4個評價的指標來判別這幾種生產方案工藝的好壞，方案功能評價指標體系如圖3所示。

2.2.2 計算功能權重

本文使用“0-1”打分法來具體確定各個指標的權重，邀請本行業領域的專家對各指標進行綜合打分，最終匯總各專家打分得出權重值，結果如表1。

根據計算，第一層次的指標權重如表2所示。

2.2.3 功能的模糊綜合評價

評價高壓成型免蒸磚功能得分，本文采用模糊綜合評價法，將所有的評價指標劃分兩級，第一級包含著四個指標，U1-U4;第二級包含九個指標，模糊評語集分為V1=好， V2=一般，V3=不足，V4=差。最后計算出所有評價指標的隸屬度。如表3、表4所示。

按照多層次模糊綜合評判的計算步驟[8]進行計算得到高壓成型免蒸磚工藝的功能得分為SZ1=68.06，功能系數F1=0.503，壓制蒸養磚工藝功能得分SZ2=67.34，功能系數F2=0.497。

2.2.4 價值系數的計算

由于磷石膏免燒磚為新型材料，故暫時采用實驗室成本進行估算，假設用高壓成型免蒸磚工藝生產一塊免燒磚成本系數為0.259;用壓制蒸養磚工藝生產一塊免燒磚成本系數為0.367。

2.2.5 決策分析

根據V=F/C，計算出用高壓成型免蒸磚工藝的價值系數為1.942;壓制蒸養磚工藝的價值系數為1.354。

從兩個方案的價值系數我們可以看出，用高壓成型免蒸磚工藝生產的價值系數要高于用壓制蒸養磚工藝生產的價值系數，高壓成型免蒸磚工藝較為理想。故在今后投產生產時，在同等條件下，兩種工藝之間，優先考慮使用高壓成型免蒸磚工藝進行生產。

3 ?結論

新型建筑材料研發后投產之前需要對其生產工藝進行選擇，并且生產工藝對新型材料的成本、價格及發展前景都具有巨大的影響。價值工程是從被研究對象的功能進行分析出發，以提高產品、勞務、工程或工作的價值為目的的一種管理手段。價值工程以功能分析著手，進一步來研究產品實現某些功能需要多少費用之間的平衡關系，目的是以較為合理的成本來實現產品的最佳功能，使產品價值達到最大，可以為今后新型材料生產工藝的比選、新型材料的研發提供較好的理論指導。

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