百方級抓斗船研發項目中的價值分析*

嚴峰 蔡志碩 徐林

(上海振華重工(集團)股份有限公司，上海 200125)

0 引言

面對激烈的國際化競爭和市場壓力，我國的工程企業在項目管理中越來越重視項目全生命周期的成本控制。而項目研發設計階段是整個項目方案確定及成本控制最為關鍵的階段，設計方案一旦確定，也基本固化了60% ～80%的項目全生命周期成本。

近年來，隨著我國科技研發工作的迅速發展，科研項目的研發完成周期成為重要考核指標，科研技術人員的主要精力大部分都集中在解決關鍵技術上，往往容易忽略項目的制造成本，尤其在對項目全生命周期成本的控制方面。如何加強研發設計階段科研項目的成本分析，將技術方案和成本控制結合起來，形成最符合市場“性價比”的設計方案，已成為許多科研單位研究的重要課題。而價值工程是一種能保證產品同樣功能前提下降低項目成本的科學管理方法。

價值工程又稱價值分析，是一種把功能與成本、技術與經濟結合起來進行技術經濟評價的管理技術［1］。為了提高項目價值，在科研項目開展過程中要求相關設計研發人員主動考慮功能與成本的匹配，以最低的全生命周期成本實現項目功能，滿足使用者的使用要求，可用公式表示為

式中，V 為價值;F 為功能;C 為成本。

價值V 作為衡量項目功能實現是否有效合理的一種尺度，是一個相對概念，指的是對象的比較價值。在研發設計階段應用價值工程理論，在一定程度上能幫助技術人員聚焦問題，發現設計中的不足之處，進而開拓思路，不斷改革創新，探尋出新的技術解決途徑，獲得新方案，有效提高項目的技術經濟效益［2-3］。

1 項目研發階段運用價值工程的要求

1.1 全員參與的要求

價值工程是一門管理技術，其成功應用離不開全體技術管理人員的智慧付出。價值工程要求項目技術人員以產品的功能為基本出發點，在研發設計過程中重點審核設計方案，消除多余或低效功能，通過功能定位，進行多方案的擇優比較，通過對方案經濟性分析，大幅降低項目成本。其中既要考慮項目制造成本，也要分析項目投產使用后的維護管理成本。所以要求科研人員、技術人員、工藝人員、采購人員、財務人員等形成團隊合作，以積極的工作態度投入到價值工程管理中，站在項目全生命周期的高度，從使用者、用戶的角度制定關鍵技術解決途徑，完善設計細節，最終制訂出具有競爭力的設計方案［4-5］。

1.2 設定研發項目成本目標的要求

在研發項目的初期階段，根據產品將來的市場定位，預期收益，需設定產品總成本控制目標，并將此分配到各主要部件的成本中。在研發過程中，將產品價值、功能和成本作為一個整體來考慮，避免事后成本。這就要求項目注重對以往成本信息的數據整理和積累。另外，項目成本目標的制定還要參考競爭對手在同類產品上的市場價格定位，以使產品獲得更有利的競爭力。

1.3 重視分析項目使用維護成本的要求

很多工程企業，在研發階段往往會較多地關注項目的制造成本，認為這與項目售價或企業利潤有關，而對于項目交付使用后的成本則比較漠然，認為那是用戶的事，企業只要設法把產品賣出去就好。在經濟全球化的現代社會，這種思想實際上已無法適應企業發展需要，現在的市場更講求企業和用戶之間雙贏，替用戶考慮項目的經營成本，制訂便于維護管理的技術方案，兼顧企業和用戶的利益，不僅可以提升項目價值，而且也能夠提升項目的市場競爭力。

1.4 不斷改革創新的要求

價值工程強調不斷改革和創新，尤其隨著新材料、新技術的飛速發展，某一時期工程項目研發遇到的難題，在采用新材料或某項新技術后，就具有技術可行性并大幅度降低成本。在工程項目研發設計階段，研發人員需要培養這種不斷改革創新的意識，平時注意關注行業新技術發展，拓寬自身的專業技術水平，在分析產品功能的基礎上，不斷鉆研結構、材質等問題，尋求合理的技術解決方案。

2 百方級抓斗船研發項目價值工程應用

以下簡要介紹在工信部、財政部高技術船舶科研項目——百方級抓斗船研發項目中，筆者所在單位科研項目組運用價值工程的一些做法。

我國的大型抓斗船基礎研究比較薄弱，國內自主研發的最大抓斗船斗容僅在30m3左右，百方級抓斗船對于提升我國疏浚國際競爭能力，加快國家海上基礎設施建設具有重要意義。在項目研發設計階段，科研項目組積極引入價值工程管理理念，以提高產品價值，完善設計質量為出發點，優化設計方案，形成了具有一定競爭力的科研成果。

2.1 組建項目價值工程研究小組

價值工程的成功應用離不開每一位項目相關人員的參與，需要發揮集體的智慧、經驗和積極性，排除研發技術人員知識結構有限造成的片面性和盲目性，本項目對企業而言雖然僅是科研開發任務，并無實船建造要求，但科研項目組在項目研發階段就成立了價值工程研究小組，由項目負責人擔任組長，組織研發、設計、工藝、生產、財務、采購，甚至邀請潛在用戶單位專家一起參與項目的價值分析，聽取各方面意見和建議，了解不同用戶的用船需求。根據收集的行業船舶信息，初步制定項目成本目標。在關鍵的技術方案選擇上，組織召開專家評審會，結合方案進行經濟評價，優選方案。

2.2 逐層分解建立項目功能系統圖

在項目價值工程前期組織工作完成后，項目價值工程研究小組根據項目特點，對研發項目總體功能進行逐層分解，建立項目功能系統圖，見圖1。以此為基礎，根據功能類別，將整個百方級抓斗船研發項目劃分成3 個主要研究方向，即抓斗研發、抓斗機研發、船體研發，在每項研究內容下，結合項目研制任務書要求，又劃分為若干課題進行重要功能研究。

對于研發項目而言，提升價值往往需要重點關注功能系統圖的前端。雖然功能系統圖上任何一級的改進都可以提高項目價值，但往往越接近前端，功能改進就可以越大，越有可能做設計原理上的改變，大幅降低成本，對提升項目價值也最有意義。

項目采用功能成本法進行功能價值Vi的計算，因為在前期已設定項目成本目標，即功能評價值Fi，待研發方案制訂后，測定實現功能的現實成本Ci，即可求出價值Vi。應用此法對項目各方案進行選擇評價，改善Vi＜1 的設計方案。

圖1 百方級抓斗船研發項目功能系統圖

2.3 基于價值分析的方案創新研究

在項目研發設計階段，科研項目組以價值工程為評價方案合理性的有效手段，進行方案創新性研究。方案制訂初期，根據目標船抓斗斗容等級，分析項目將產生的經濟效益。

抓斗船生產率計算如下

式中，W 為抓斗船小時生產率(m3/h);N 為每小時抓取斗數;C 為抓斗容積(m3);B 為土的攪松系數;fm為抓斗充泥系數。

根據抓斗生產率W，通過預估抓斗船年工作時間H，初步計算出抓斗船年產能D=W·H，根據市場上單方價格，測定抓斗船投產后的預計年營業額及利潤等經濟效益指標。

在項目研發過程中，抓斗形式和船舶形式的確定是項目整個研發方案制訂的關鍵環節。

根據項目設定的作業環境要求，項目抓斗形式有兩種可選方案，一種是機械抓斗;另一種是電液抓斗。項目組對兩種抓斗從結構形式、開閉控制、起升機構布置、鋼絲繩纏繞、電氣控制、船體尺度、推進功率、維護性、成本等多方面綜合比較，制定比較列表。通過最后的成本分析，發現當抓斗斗容在60m3以下，機械抓斗的設計可靠性和成本優勢明顯;60m3以上時，則電液抓斗具有更大優勢。

在船舶形式的選擇上，項目面臨著自航和非自航兩種船型方案。一般抓斗船多采用非自航型。但是隨著作業區域不斷向遠海發展，自航船更適應惡劣海況，在遠海作業時自持能力較強，遇到風暴可快速自行避風，長距離調遣時船員無須離船，無須配備輔助船舶。可通過調距槳實現船位的靈活控制，非自航船則需輔助船舶長期隨船配合才能實現。

項目組從作業范圍、船體主尺度、設備配備等方面進行比較。非自航船不需要布置推進系統，船舶尺度減小，也無操縱系統、綜合橋樓系統以及相關的系統及安裝費用，節省了數千萬的造價，似乎整船V 值更高，但如果站在用戶用船的角度，非自航船在移位時還需配套一定數量的拖船等輔助船舶。如果將此部分(輔助船舶的建造成本或租金)折算到整船全生命周期成本中，則項目的現實成本為

式中，LCC 為項目全生命周期成本;Cj為項目建造成本;P 為項目運營維護及其他輔助成本。則項目全生命周期V 值計算公式如下

項目組經過計算分析，自航船的V 值高于非自航船。

2.4 對使用維護成本進行重點分析

在確定本船采用自航式電液抓斗船方案后，項目組對自航船運營維護管理中最重要的油耗指標進行了分析。一般而言，自航船油耗燃油儲備量WF可通過主機功率、主機耗油率、航速、續航力等計算確定。在初估時可簡化為以下計算公式

式中，g0為包括一切燃油裝置的耗油率［kg/(kW·h)］;P1為主機常用額定功率(kW);t 為航行時間;k 為考慮風浪影響的系數，一般可取1.1 ～1.2。

船舶油耗情況需結合作業產能進行分析，油耗指標可分成作業油耗、航行油耗、停泊油耗三類情況進行分析。主機額定功率的選擇和抓斗機最大裝機功率有直接關系，為了降低作業油耗指標，必須考慮降低抓斗機裝機功率，項目組對抓斗機結構進行了系列分析，為了降低抓斗機作業功率，項目組在結構減重、機構設置優化、配套件選型等方面開展了設計優化活動，最終通過對抓斗機研發方案的不斷改善，進一步降低了抓斗機功率，優化主機配置方案，降低整機油耗指標，極大節省了用戶將來的使用成本，隨著項目全生命周期成本LCC 值降低，整船V 值得到了顯著提高。

此外，針對抓斗船回轉結構是將來維修的難點和重點問題，為了降低維修費用和維修難度，項目組在設計方案中，對回轉結構進行了專題研討，經過多次分析討論和專家評審，最終在回轉結構設計時巧妙采取一系列技術措施，方便了日常維修管理，將該部件的維修費用控制在了合理的范圍內。

3 運用價值工程對項目研發的作用

(1)運用價值工程幫助確定了抓斗形式。通過對兩種抓斗形式的技術經濟分析，60m3斗容以下的抓斗船采用機械斗的經濟效益明顯高于電液斗，尤其當斗容要求在百方級以上時，電液抓斗的優勢愈發明顯。

(2)運用價值工程幫助確定了本船舶形式。需要注意的是，在此項分析中的現實成本必須采用項目全生命周期成本。如果采用建造成本，則會得到截然相反的V 值指標。作為設計單位，須站在項目全生命周期的角度考慮項目投產后的運營費用，以此進行的項目價值分析將更貼近實際情況。

(3)運用價值工程幫助完善了研發方案設計細節，提高了整個研發項目的研發質量。通過對生產效率和施工運營費用，包括油耗指標等的分析測算，提高了整船V 值指標，項目組還對抓斗機結構、機構布置進行了設計優化，對將來維護難度大、維修費用高的關鍵回轉部位進行了設計方案的優化，制訂了合理可靠的抓斗機設計方案，降低了整機裝機功率。

4 結語

價值工程作為一種在產品研發設計中運用的現代管理技術，其核心理念為提高項目價值。在項目研發階段進行價值工程分析，有助于研發人員判定方案改進點，在多方案選擇中具有一定的指導作用。需要說明的是，為得到準確的項目評價值，在確認項目現實成本時需要采用全生命周期成本，不能忽視對項目后期維護管理費用的計算，這樣分析制訂的項目研發方案將具有更強的設計競爭力。

［1］全國一級建造師執業資格考試用書編寫委員會. 建設工程經濟［M］.3 版. 北京:中國建筑工業出版社，2011.

［2］ 全國造價工程師執業資格考試培訓教材編審委員會. 建設工程造價管理［M］. 北京:中國計劃出版社，2013.

［3］ 李笑柏. 價值工程理論在科研管理中的降本成效［J］. 低溫與超導，2014 (2):92-94.

［4］ 楊青，王蕊. 基于價值流圖析技術的研發項目績效評價研究［J］. 管理學報，2010 (4):619-623.

［5］ 中國(雙法)項目管理研究委員會. 中國現代項目管理發展報告［M］. 北京:電子工業出版社，2006. PMT