船舶设计阶段成本控制研究

吕智勇

（上海船舶研究设计院，上海201203）

船舶设计阶段成本控制研究

吕智勇

（上海船舶研究设计院，上海201203）

产品设计阶段是企业控制产品成本的关键。从船舶行业的统计数据看，约70%的船舶建造成本在设计阶段已基本锁定，船舶的后续营运成本、废弃处置成本也主要取决于设计。因此，抓住了船舶设计，就抓住了船舶成本控制的龙头。综合研究了国内外成本控制相关理论和方法，针对我国船舶行业特点，提出了船舶设计阶段成本控制方法的实施方案。

船舶设计；成本控制；目标成本法；价值工程；作业成本法

0　前言

受全球经济增速放缓，造船产能严重过剩的综合影响，世界造船业的发展正面临严峻挑战。中国船厂面临的接单难、盈利难问题尤为突出。有效控制造船成本成为船厂的必然选择。从统计数字看，约70%的船舶建造成本在设计阶段已经基本决定，因此，如何在设计阶段采取有效措施控制船舶建造成本已成为决定船厂生死存亡的重要课题。

另一方面，从航运业来看，船舶的营运成本所占船舶全生命周期成本的比例在不断扩大。据一家国际知名船级社的测算，通常散货船的购买成本约占其全生命周期成本的50%，超大型油船约占48%，剩下的绝大部分为人力成本、燃油成本、维护成本等营运方面的成本［1］。因此船厂必须把关注点放在降低船舶产品全生命周期成本上，为航运公司提供性价比优异的船型，才有可能在激烈的市场竞争中赢取订单，这也就要求必须在船舶设计阶段就综合考虑船舶成本。

基于上述市场背景，本文将研究如何将成本控制理论与造船实践相结合，在船舶设计阶段综合考虑控制船舶建造成本及降低船东的营运成本，从而提高船舶产品的市场竞争力，破解企业当前面临的发展难题。

1　成本控制理论及方法

产品生命周期成本包含生产者成本、消费者成本和社会责任成本［2］，见图1。

图1　产品生命周期成本构成

产品设计阶段成本控制一般可采用三种方法。

一是目标成本法，也称为目标成本规划，由日本丰田汽车公司于20世纪60年代提出，是一种以市场为主导、以顾客需求为导向，在产品规划设计阶段就着手努力，运用价值工程进行功能成本分析，达到不断降低成本，增强竞争能力的一种成本管理方法。

目标成本法的做法是首先确定产品的市场可接受价格，然后扣除企业期望边际利润，即可得到待开发产品的目标成本。即首先确定客户会为产品/服务付多少钱，然后再回过头来设计能够产生期望利润水平的产品/服务和运营流程。

美国管理会计学家经过归纳和提炼，将目标成本规划的过程划分为如图2所示的三个部分［3］。

图2　目标成本规划的三个过程

二是价值工程，价值工程最早由美国工程师迈尔斯于1947年提出。价值工程是以提高产品或作业的价值为目的，通过对产品或作业进行功能分析，力求以最低生命周期成本实现产品或作业所要求的必要功能。价值工程是一门工程技术理论，主要思想是通过对选定研究对象的功能及费用分析，提高对象的价值。

价值工程的三个基本要素是价值、功能和产品的生命周期成本。价值工程的理论基础为价值理论公式：V（价值）=F（功能）/C（成本）

三是作业成本法，也被称为ABC成本法（Activity Based Costing），是基于活动的成本核算系统（见图3）。美国学者经过几代人的研究，提出了以作业为基础的成本计算。他们认为成本计算的最基本对象是作业，产品成本就是制造、运送产品所需要的全部作业成本的总和。

图3概括了作业成本计算的基本过程。资源按资源动因分配给作业，多个作业构成作业中心（中间的椭圆），分配到作业的资源构成该作业的成本要素（图中的黑点），多个成本要素构成作业成本池（中间的小方框），作业成本按作业动因分配到产品。资源动因和作业动因是分别将资源和作业成本进行分配的依据，它们构成了成本动因。

图3　作业成本法示意图

作业成本法与传统成本法最大的不同，在于它把着眼点放在成本发生的前因后果上，作业是“因”，资源消耗是“果”，使得人们能够看到成本的消耗和所从事工作之间的直接联系，这样人们可以分析哪些成本投入是有效的，哪些成本投入是无效的，通过分析可以更好地找到降低成本的途径。作业成本法相对于工程学的特征成本模型的预测方法，在成本预测上更加全面。

2　船舶设计阶段成本控制

2.1船舶设计阶段划分

中国造船界传统上将民用船舶设计分为三个设计阶段：方案设计、技术设计、施工设计。在采用现代造船模式后，根据成组技术原理，实行船体建造、舾装和涂装一体化，与之相适应设计阶段划分为合同设计、详细设计和生产设计。

合同设计是为船东与造船厂间签订造船合同提供有关技术文件与图纸而进行的设计。这一设计阶段将船舶的主要技术性能指标、布置情况、结构型式以及机电舾装设备配置基本描述清楚，船舶造价基本确定。

详细设计是船体结构细化设计和机电、通风、甲板、舱室的具体布置及有关管系、电缆安装设计的统称，是依据合同设计文件而进行的设计。这一阶段的设计工作是在合同设计的基础上对各局部问题进行深入分析，对原材料和设备提出订货选型要求，并结合选定设备的技术资料进行各个专业的详细设计、计算和绘图，最终确定船舶的全部技术性能和船体结构。在这一设计阶段，船舶建造所需的原材料和配套设备数量及规格已明确，船厂通常说的采购成本已经确定。

生产设计是在船舶详细设计基础上，从船厂施工角度出发，以高质量、高效率、短周期、低成本造船为目标，将设计、工艺、管理融为一体的一种设计。生产设计强调按工艺阶段、作业类型和区域进行设计，并通过编码指导工艺流程，是成组技术在造船中的应用和体现。为适应生产技术与生产管理一体化的要求，生产设计需根据详细设计图纸，按区域进行划分，经适当组合后绘制出用于加工、装配、安装的工作图与管理图表，具有明确的施工作业的全部内容，不仅能直接指导生产，而且在图纸上还包括与工程管理有关的工作量和材料量等数据，以及采用何种施工方法和工具，便于工人知道做什么和怎样做，同时也便于管理人员将管理工作贯彻到生产过程中。生产设计完成后，船舶建造相关的人工成本、管理成本就基本确定了。

2.2船舶设计阶段成本控制的特点

船舶是复杂产品系统。船舶的复杂性主要体现在：首先，船舶属于订购型产品，先与客户签订设计再生产，产品流程与大批量生产的产品区别很大；其次，船舶为单件或小批量生产，缺乏规模效应；再次，船舶属技术密集型产品，涉及多领域知识，具有系统性、复杂的功能和界面；另外，船舶产品涉及上下游关联企业多，管理层次复杂；最后，船舶产品项目周期长，原材料价格变动、汇率变化等不可控因素多。

船舶产品上述特性决定了船舶设计阶段成本控制具有如下特点和难点：

1）由于船舶属于单件或小批量生产，许多零部件没有可参考的标准，定额无法准确确定，在设计阶段难以制定目标成本。

2）船舶属客户定制型，客户参与设计、设备订货等过程，影响了企业对成本的自主控制。

3）船舶设计建造过程中涉及企业众多，利益相关方协调复杂，增加了成本控制的难度。

4）船舶尤其是海工产品不少设备属专用设备，缺乏可替代性，影响了船厂的议价能力。

2.3船舶设计阶段成本控制方法

船舶行业的一些特点，比如客户定制，造成在成本控制方面的难点，但企业如何才能不被市场牵着鼻子走，能够更加主动地应对市场挑战，这就要求我们要注重市场研究，从市场追随者向市场引领者转变，主动推出引导市场的产品，这样才能在承接产品时，已将成本工作做的足够细致，减小接单的成本风险。

企业在开展合同设计之前，还必须要有市场研究的过程。市场研究阶段的主要任务是通过与客户的沟通，调研市场需求，选择产品研发方向，初步确定船舶的主要性能参数。在这一阶段，要与航运公司合作，做出船舶的经济性初步论证，确定航运市场能够接受的船舶价格，船厂根据自身对产品发展定位，确定目标利润，得出船舶的目标售价，并明确船型的目标成本。

合同设计阶段的主要任务是结合船型的目标成本，对船舶的性能参数、设备参数、功能定位等进行论证分析，最终选定市场定位明确、性能参数合理、船舶综合经济性强的设计方案，完善设计形成合同设计文件。在这一过程中，经营部门与设计部门紧密沟通合作，针对不同设计方案对船舶造价进行估算，直至产品满足目标成本要求，这是一个循环过程。如果在这一过程中，船舶造价明显超出目标成本要求，需要与目标客户探讨，对船舶的功能进行进一步的论证分析，降低部分功能要求，或对主要设备配置进行调整，满足目标成本。这一设计阶段将较多地采用价值工程方法进行功能论证分析。

详细设计阶段的任务是在合同设计的基础上对各局部问题进行深入分析，对船舶结构、系统配置进行细化设计，对原材料和设备提出订货选型要求，并结合选定设备的技术资料进行各个专业的详细设计、计算和绘图。在这一设计阶段，对钢板、型材、管材的材质、规格选用，以及设备选型、系统设计都需运用价值工程方法进行具体分析，做出最佳选择（主要设备选型在合同设计阶段完成）。

生产设计阶段的任务是解决如何把船造出来的问题，这一阶段要确定船舶建造的工艺工法，作业流程，给施工现场提供具体的生产指令信息。这一阶段进行的是作业层次的目标成本的控制，要根据精益造船思想，运用作业成本法和价值工程理论分析整个生产过程，分清哪些作业环节对造船生产是增值的，哪些是不增值的，然后保留增值部分，设法降低增值部分的成本，去除一切不必要的非增值部分［4］。工时材料废返率、钢材套料利用率、单元模块化率等是反映生产设计阶段成本控制水平的主要考核指标。

图4为船舶设计各阶段的成本控制流程及所用到的成本控制方法。

图4　船舶设计阶段成本控制的具体实施

图4中，船舶设计阶段成本控制以目标成本法为整体框架，首先确定目标成本，成本控制的最终目标是达成目标成本，在这一过程中，借助使用了价值工程和作业成本法。

3　船舶详细设计阶段成本控制案例

船舶钢材成本一般占船舶建造成本的四分之一左右，降低船舶钢材使用量一直是船舶建造成本控制的重要内容。在船舶详细设计阶段，将在前期设计方案初步确定的结构形式基础上进行结构布置优化，并通过有限元分析等方法校核船舶强度、合理减轻船舶结构重量，这是控制船舶成本的基本方法之一。下面以上海船舶研究设计院开发的4万吨级沥青船为例分析。

在该船设计中，独立货舱内原先设计为槽型舱壁，经过有限元计算，发现槽型舱壁中部和下端支撑纵桁应力非常大，超过500 MPa，见图5。经分析，可能系槽条跨距过长，下端支撑结构薄弱导致。为了满足规范的强度要求，计算发现板厚还需额外增加4～5 mm。为此进行了结构设计调整，最终将独立货舱内壁修改为了平面舱壁，见图6。经过有限元计算，局部优化后的平面舱壁不但能满足强度要求，重量还比槽型舱壁更轻，4个独立货舱可因此减少大约60 t钢料重量，降低船舶造价约60万元人民币。

图5　槽型舱壁应力云图

图6　平面舱壁应力云图

4　总结与展望

船舶产品的全生命周期成本主要取决于船舶设计，因此，在船舶设计阶段进行成本控制是在保证船舶综合性能的基础上降低船舶成本的最有效方法。

本文研究了国内外成本控制有关理论和实践，并根据船舶行业特点，结合目标成本法、价值工程、作业成本法等成本控制方法，提出了船舶设计阶段成本控制的实施方案。在未来研究中，应结合具体案例，分别在船舶的合同设计、详细设计和生产设计阶段应用成本控制方法做进一步的实践研究。

［1］严风华.抓住设计源头，力降船舶全生命周期成本［N］.中国船舶报，2012，（90）：1-1.

［2］Shields M.D.，S.M.Young.Managing product life cycle costs：An organizational model［J］.Journal of Cost Management，1991，（Fall）：39-51.

［3］Robin Cooper，Regine Slagmulder.Develop profitable new products with target costing［J］.Slan Management Review，1999，（Summer）：5-23.

［4］张明华.精益造船模式研究［M］.北京：中国经济出版社，2005.

Research on Ship Cost Control during Design Phase

Lü Zhi-yong

（Shanghai Merchant Ship Design and Research Institute，Shanghai 201203，China）

Product design was the key to control cost.Statistics show that，about 70%of ship building cost had been basically fixed during design phase.Subsequent operation cost and waste disposal cost also mainly depend on the design.In this paper，a comprehensive study regarding cost control theories home and abroad had been made.Based on the feature of domestic ship industry，key point of product cost control method during design phase was put forward.

ship design；cost control；target costing；value engineering；activity-based costing

C931

A

1001-4624（2015）01-0001-05

2015-03-20；

2015-05-10

吕智勇（1972—），男，高级工程师，长期从事船舶市场分析、营销管理工作。