基于價(jià)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(xué) 船舶與海洋工程學(xué)院，江蘇 鎮(zhèn)江212003;2.渤海船舶重工有限責(zé)任公司，遼寧 葫蘆島125004)

價(jià)值工程(value engineering，VE)，是從對象的功能——成本的匹配關(guān)系出發(fā)，以創(chuàng)新為手段，以實(shí)現(xiàn)對象的最優(yōu)價(jià)值為目標(biāo)的一種十分有效的技術(shù)分析方法。船舶涂裝是現(xiàn)代造船中不容忽視的重要環(huán)節(jié)。其經(jīng)濟(jì)效益直接影響造船成本的高低。其中，分段涂裝的工時(shí)、工料消耗是船舶涂裝最主要的消耗，國內(nèi)很多學(xué)者在涂裝計(jì)劃的優(yōu)化，物料信息系統(tǒng)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(jià)值方面的研究還相對較少，應(yīng)用價(jià)值工程方法進(jìn)行分段涂裝物料工時(shí)投入的評價(jià)，可以為給分段涂裝工時(shí)物料投入提供新的決策指標(biāo)，有效提高分段涂裝的科學(xué)性和工程效益。

1 數(shù)學(xué)模型研究

1.1 價(jià)值工程原理

價(jià)值工程中的“價(jià)值”，是指作為某種產(chǎn)品或服務(wù)所達(dá)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(jià)值，也不是對象的交換價(jià)值，而是對象的比較價(jià)值，是作為評價(jià)產(chǎn)品或服務(wù)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(jià)值、功能、成本指數(shù)。

船舶分段涂裝工時(shí)物料編排的設(shè)計(jì)和評價(jià)價(jià)值工程方法路線見圖1。

圖1 分段涂裝工時(shí)物料評價(jià)技術(shù)路線

1.2 分段涂裝的主要流程功能分析

分段涂裝是一個(gè)比較復(fù)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(gè)工序的功能與系統(tǒng)功能相比照，明確各工序與系統(tǒng)功能的邏輯關(guān)系并用圖表表達(dá)，從而為功能評價(jià)和方案構(gòu)思提供依據(jù)。分段的噴砂和涂漆主要工序包括分段進(jìn)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(yù)涂、滿涂、補(bǔ)涂及交驗(yàn)轉(zhuǎn)出涂裝車間等關(guān)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(shù)學(xué)模型

圖3 功能評價(jià)流程

以某船廠為例，其噴砂和分段涂裝工時(shí)消耗見表1。

表1 某船廠分段噴砂、涂裝工時(shí)消耗

據(jù)表1計(jì)算1周內(nèi)工序工時(shí)物料折合成本，不包括設(shè)備折舊費(fèi)，見表2。

表2 某船廠1周工時(shí)物料成本折合計(jì)算

其中工時(shí)折合成本20元/h，除銹鐵砂為40 kg/m2、單價(jià)為0.5元/kg，油漆以各區(qū)域不同種類油漆的平均單價(jià)計(jì)，所需油漆量根據(jù)涂料用料計(jì)算公式計(jì)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(shù)，取1.9。

對于分段涂裝各工序的功能系數(shù)的評價(jià)則采用層次分析法來分析(AHP)，層次分析法是一種系統(tǒng)分析方法，對多因素、多準(zhǔn)則、多方案的綜合評價(jià)及趨勢預(yù)測相當(dāng)有效。本文應(yīng)用AHP分析功能指標(biāo)，為多項(xiàng)功能指標(biāo)設(shè)定權(quán)重。主要包括以下幾個(gè)步驟:預(yù)先設(shè)定分段涂裝流程中除去成本投入以外的各項(xiàng)功能指標(biāo)，并建立遞階層次結(jié)構(gòu)圖，以滿涂一次工序?yàn)槔瑵M涂工序的功能遞階層次結(jié)構(gòu)見圖4。

圖4 分段涂裝滿涂工序功能結(jié)構(gòu)層次

在此基礎(chǔ)上可標(biāo)記分段涂裝各工序功能指標(biāo)集F={F1，F(xiàn)2，F(xiàn)3}。其中某項(xiàng)指標(biāo)Fi下的2級指標(biāo)集為Fi={Fi1，F(xiàn)i2，…，F(xiàn)ik}通過逐層構(gòu)造判斷矩陣，經(jīng)過一致性分析，比較同層指標(biāo)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(quán)重系數(shù)及成本系數(shù)，結(jié)算結(jié)果見表3。

2 分段涂裝的主要工序評價(jià)

根據(jù)價(jià)值工程和系統(tǒng)工程原理，價(jià)值V值所表達(dá)的是在整個(gè)分段涂裝系統(tǒng)中，功能和成本的相對匹配程度，V=1表示實(shí)現(xiàn)此項(xiàng)功能所需耗費(fèi)與成本一致;V＞1表示只需要相對較少的成本投入就可實(shí)現(xiàn)相對較大的功能，或者說功能盈余;與此相對應(yīng)，V＜1則表示實(shí)現(xiàn)此功能所需的相對成本投入較大，不符合企業(yè)的盈利目的，需要改善。5。

表3 分段涂裝主要工序價(jià)值系數(shù)表

圖5 分段涂裝主要工序價(jià)值指數(shù)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(shí)現(xiàn)與其成本匹配。各工序的平均價(jià)值指數(shù)約為2.312，即整個(gè)流程的功能實(shí)現(xiàn)與成本投入相適宜，甚至還有盈余;分段涂裝整個(gè)工藝流程的分段加熱和分段干燥工序以及分段交驗(yàn)工序價(jià)值指數(shù)大于4，即達(dá)到了低成本實(shí)現(xiàn)高功效的目的;而惟一的分段預(yù)涂工序其價(jià)值指數(shù)不到0.5，僅為0.431，與滿涂工序的0.933和補(bǔ)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(dá)不到預(yù)期，有較大的改善空間。

3 分段涂裝工序改進(jìn)方案探討

考慮到目前船廠涂裝車間需根據(jù)PSPC要求普遍選用其推薦的視可測涂料，這種涂料達(dá)到涂層厚度的規(guī)定值時(shí)顯現(xiàn)亮色，厚度小于此定值，涂層顏色則為暗色。當(dāng)一度預(yù)涂達(dá)到160μm時(shí)，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(shí)的浪費(fèi)。鑒于此，可采取一種新的噴涂方案。即預(yù)涂兩度，一度為200μm，二度為120 μm。當(dāng)預(yù)涂一度涂層厚度達(dá)到200μm時(shí)，涂層顯現(xiàn)亮色，便于施工人員識別涂層厚度，從而掌控整個(gè)噴涂過程。表4是兩種預(yù)涂方案成本效益對比。可見采取一度預(yù)涂200μm，二度120μm預(yù)涂方案可產(chǎn)生16 100元的效益。

表4 預(yù)涂方案工時(shí)物料消耗對比

4 結(jié)束語

本文將價(jià)值工程理論應(yīng)用到分段的建造，舾裝件的制造乃至船廠改擴(kuò)建車間布局設(shè)計(jì)等。隨著船舶制造業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)械化和自動化成為今后船舶制造業(yè)發(fā)展的主流趨勢，在這個(gè)大背景下，價(jià)值工程理論評價(jià)體系可作為制造業(yè)工藝流程評判的一個(gè)價(jià)值指標(biāo)或者指導(dǎo)思想，具有很強(qiáng)的實(shí)際意義。

［1］張文東.涂裝工時(shí)管理系統(tǒng)的并發(fā)和應(yīng)用［J］.廣船科技，2003(4):29-31.

［2］徐兆康.船舶建造工藝學(xué)［M］.北京:人民交通出版社，2000.

［3］汪國平.船舶涂料與涂裝技術(shù)［M］.北京:化學(xué)工業(yè)出版杜，2003.

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