基于大数据分析的新造船电缆物量预估方法

陆毅华 周晓莹 伍蓉晖 韩建兵 苏士斌

摘    要：为解决现有新造船电缆物量估算不准确问题，通过引入电缆价值物量概念，汇总电缆厂家数据和母型船各电气系统价值电缆物量数据，建立新造船电缆价值物量的估算方法，为船舶经营接单提供较为准确的电缆物量和成本核算。

关键词：电缆价值物量;电缆价值分析;电缆价值物量预估方法

中图分类号：U662.2                                文献标识码：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

成本控制是船厂竞争力的核心要素，包括准确预估新造船电缆物量。估算电缆物量的傳统方法是研发人员估算新船电缆总长，再由物资管理人员测算新船电缆成本。

传统的电缆预估方法，物量与价值经常脱节，其原因是：

（1）全船电缆长度与实际采购成本是非线性关系，不同规格电缆的单位长度成本差异很大，全船用量占比也不同;

（2）电缆实际应用规格和长度会与预估不同;

（3）新增系统、设备的电缆物量，可能没有母型船依据;

（4）传统方法以经验估计为主，缺乏较准确的估算方法来保证结果误差。

2     新造船电缆物量估算方法

2.1   电缆价值构成分析

为了解决常规电缆物量估算方法中设计物量与目标成本脱钩的问题，通过技术研究，发现应把握以下几个关键点：

（1）电缆物量应与价值挂钩，电缆物量是各种电缆规格数量的集合，不同规格电缆有价值差异，也有因船型而异的数量差异;

（2）估算方法应体现船型各系统构成的电缆需求特点，相近似的新船也会与母型船的电气系统构成差异。根据系统变化修正母型船电缆数据，能得到较为精确的估计数据;

（3）注意构成主要成本的电缆规格类型，对它们应有适合的分析方法和误差评定，才能较好地把握全船电缆成本。

2.2   电缆物量估算的影响因素

2.2.1电缆厂家成本

虽然ISO标准电缆有数千种，但船厂常规船用电缆一般不超过200种。

表1是部分电缆规格标准表。主要参数是电缆规格与单价，次要参数是电缆铜量与重量。其中，电缆长度单价是六个主要电缆厂按2017/12市场铜价￥52982元/ t报价资料。

利用表1可以方便得到各电气系统的价值物量。

2.2.2价值电缆参数

（1）电缆长度：供经营物资人员估算电缆物量;

（2）电缆技术估价：供资材采购部门确定电缆目标成本;

（3）电缆用铜量：供资材采购部门根据铜价波动修正采购成本;

（4）电缆总重量：供总体设计人员评估船舶空船重量;

（5）电缆采购价：资材管理部门按船厂采购折扣系数乘以电缆估价，可作为电缆目标成本价。

2.2.3价值电缆类型

我司的主要产品为支线集装箱船，通过分析近五年来完工船的电缆托盘数据，得到完工船电缆托盘统计表。

根据电缆规格标准表，按全船电缆托盘统计表分类计算，得到电缆种类特性：

（1）电力电缆占集装箱船电缆的主要用铜量，构成电缆的主要成本;

（2）冷藏箱数量产生的电力电缆需求，是影响电缆物量成本的最大因素;

（3）电缆物量加入价值评估因素，评估各系统电缆的变动，并汇总结果。

2.3   电缆托盘数据的应用

母型船电缆托盘数据是进行估算的基础。获得新造船电缆物量的方法，可采用以下两种：

2.3.1电缆修正方法

如果母型船电气系统定义合理，则所有系统的电缆物量就有了可应用的记录;如果母型船电气系统定义不合理，如电力一次系统包含甲板电力设备，那么就不能直接得到相关系统的电缆物量。

船上任何设备或系统电缆，包括内外两个部分：

（1）内部电缆：设备或系统自身交联电缆。这种电缆物量只与厂家和设备型号有关，如果有适当的母型船系统数据可以直接采用，变动不大;可应用表1得到内部电缆价值物量。

（2）外部电缆：用于系统电力及信号、控制交联，包括：

① 向设备或系统供电电缆。可根据系统参数和电力法规要求选用适用的电缆规格，按总图估计电缆长度，应用表1可推算出电缆价值物量;

② 设备或系统与其它系统的控制与信号交联。就某个系统或设备而言这种电缆很少，可以应用母型船系统电缆的数据，按修改长度应用表1可得到信号和控制电缆价值物量。

新造船电缆价值物量基本能通过这种修正方法实现。新船相对于母型船的电气变动，不外乎下述几种情况：

（1）船舶尺度变化：一般只对主干电缆产生影响，主要是电力和照明电缆，其中：电力电缆可估算;照明电缆价值低，即使产生以公里计的估算误差，成本差异一般可在接受范围;

（2）系统参数变化：比如功率变化、厂家或设备型号变化;

（3）设备位置变化：相对母型船是个别设备位置变化;

（4）增加了新系统：可采用其他船近似系统电缆物量估计。

2.3.2电缆解析方法

电缆解析方法主要针对可以通过规格书要求、总图和法规要求测算的重点价值电缆，对集装箱而言就是电力电缆（指1x16，2x16，3x10以上的通用电缆，包括高压和变频电缆）。

该方法基本思路是根据母型船配电系统图建立电力电缆分析表。比如：某设备的功率参数配合电制，就可以估算其开关额定电流、需用电缆的规格参数;如果这个参数发生变化，新额定电流可以自动计算出来，电缆需重新选择。

对某些独立设备系统尤其是新系统，也可以用解析方法进行分析，确定电缆价值物量。

2.4   估算误差分析

根据实船电缆数据统计分析可知：

（1）照明系统所用的电缆最多（2X1或2X1.5规格），但相对价值最低;

（2）电力电缆价值最高，长度不到20%总长度的电力电缆可能占全船电缆总用铜量的60%～89%;

（3）控制和信号电缆价值居中。

因此，电力电缆可称为价值电缆;控制/信号类电缆可称为类价值电缆;照明类电缆可称为非价值电缆。在新造船电缆物量估算过程中应区别对待、各自处理、综合归纳。

电力电缆是支线集装箱船电缆成本的主要因素，其成本可占到电缆总价的80%;控制电缆主要用于电力系统和自动化系统，其内容及长度都与船型有关，每个船型都存在一个相对确定的长度。

假定来自母型船数据的非价值电缆物量与实际设计数据有20%的误差，则按均方根值统计总误差：

如果电力电缆的估算精度修正系数为3%～8%，那么实际电缆估算精度按经验公式：

当然，如果是价值电缆仅占60%的最低情况，上述公式中σ计算值就会变为4%，ξ也变为8.94%。

因此，采用价值电缆物量分析方法，有可能将支线集装箱船电缆物量估算精度控制在10%以内。

2.5   估算方法的应用

价值电缆物量估算方法使设计与资材管理有效的沟通;可以提供电缆长度、估价、总重量和电缆含铜量，还可以衍生出全船电缆平均估价和全船电缆规格类型表等可供参考的内容。现有设计和管理习惯需要调整，以满足进行价值电缆物量估算的条件：

（1）系统定义：所有不同设备应独立成系统，避免将其它系统包入的情况。具体来说就是常见的电力一次、二次电力系统将被改为配电板系统和多个具体设备系统，这样可有效保障母型船电缆物量数据的参考价值;

（2）管理要求：电缆物量将至少包括长度和估计价值两个参数。利用表1进行价值估算的工具将程序化，设计人员输入电缆规格长度，相关的铜量、重量、估价、系统均价等由程序自动计算;

（3）设计与资材衔接：设计人员利用表1进行估价是基于2017/12市场铜价各电缆厂家的成本资料，物资管理人员需根据这个估价和当前市场铜价进行修正，得到新船电缆的目标成本价;

（4）影响电缆估算精度的因素如下：

① 技术资料不齐，比如没有详细的总布置图;

② 厂家设备不明，全新的系统无法预知，比如LNG蒸发气系统、冰区电伴热系统、AMP系统等;

③ 设备位置变动不能预料;

④ 适用新法规，如集装箱船增加RCP、REP、NAUT（AW）符号;

⑤ 电缆设计余量控制;

⑥ 规格书中系统表述含混，船东供货设备没有准确电缆物量;

⑦ 其它影响电缆物量的因素。

3    价值电缆物量估算方法的特点

价值电缆物量的概念將设计数据与成本数据有机关联起来，使设计与资材部门间的协调有据有序，解决了常规电缆估算只有长度参数的问题，在结果一致性和成本控制方面优于传统估算方法。

电缆价值物量分析方法是一种包含电缆价值的综合电缆物量分析方法，特点在于电缆的重点价值部分采用估算而不是经验，非价值部分才按母型船数据估计。

公司自2017年12月起，采用电缆价值物量估算方法先后对六个项目进行物量预估，其中三个项目签约生效、两个项目已有了设计数据，可以与预测数据进行比对分析，验证本估算方法的估算效果，整理出问题原因及改进方案，形成了一次完整的技术循环。

4    结束语

新船电缆物量预估算方法的研发过程，得到了公司跨部门相关人员的大力支持。

《基于大数据分析的新造船电缆物量预估方法研究》是一个公司内部科研计划项目，通过介绍这个项目的工作内容，希望能对相关船舶研发人员起到抛砖引玉的作用，开发出更好的新船项目电缆物量的预估方法。

参考文献

[1]黄埔文冲船厂1 700TEU集装箱船系列5艘完工船电缆托盘资料.

[2]黄埔文冲船厂1 900TEU集装箱船系列首制完工船电缆托盘资料.

[3]黄埔文冲船厂2 700TEU集装箱船（符合RCP要求）系列首制完工船电缆托盘资料.

[4]陆毅华;伍蓉晖;方永红;李玲;集装箱船配电设备订货方案技术分析[J];广东造船; 2018（05）.