韋 偉

（1.江蘇海事職業(yè)技術學院船舶與海洋工程學院，江蘇南京 210007；2.南京理工大學瞬態(tài)物理國家重點實驗室，江蘇 南京 210094）

0 引言

我國擁有總長1.8 萬公里的海岸線，所主張的管轄海域面積達300 萬平方公里，蘊含著豐富的海洋資源。其中油氣資源沉積盆地約70 萬平方公里，海洋漁場280 萬平方公里，海水可養(yǎng)殖面積260 萬公頃，淺海灘涂可養(yǎng)殖面積242 萬公頃。在“十二五”規(guī)劃中，國家明確提出發(fā)展海洋經(jīng)濟，未來海洋經(jīng)濟的發(fā)展將被提升到國家戰(zhàn)略層面。同時隨著全球化進程的加速，也隨著我國國際地位的不斷提升，從保障國家的安全和海洋災害的防護監(jiān)測等角度，都應該把海洋事業(yè)擺在十分重要的位置。雖然近幾年在海洋科技上的投入有所增強，海洋人才隊伍有所擴大，我們參與和處理國際海洋事務的能力有了一定的提高。但是與世界上很多國家相比，我國海工設備的研發(fā)和生產還相對滯后。提高海洋設備的自主研制能力，擴大生產規(guī)模，成了當務之急。本文將以典型的海洋設備——浮標——為例，提出海洋浮標等產品的生產應以價值工程為基礎，實踐全壽命維修理論，提高部件的標準化和通用化，并注重海洋工程產品的經(jīng)濟實效，加大專業(yè)人才的培養(yǎng)。

1 以價值工程為基礎

價值工程（Value Engineering.簡稱VE）是一種以最低總成本，實現(xiàn)產品必要功能，尋求最佳經(jīng)濟效益的現(xiàn)代管理方法。VE于1947 年產生于美國，創(chuàng)始人是麥爾斯（L.D.Miles）［1］。他認為應該抓住產品最本質的東西——功能，追逐低成本的研究重點應是產品功能的分析。價值=功能/成本。海洋浮標的研制，也應該以價值工程為基礎，對其功能進行分析、管理。區(qū)分哪些是為反映該產品根本目的而設計的基本功能，哪些是與基本功能并存但是次要的、附帶的輔助功能，保留用戶要求實現(xiàn)的必要功能，去除可有可無用戶沒有明確要求的不必要功能（包括過剩功能）。并在此基礎上提高功能，同時降低成本；或成本不變，設法提高功能；或功能不變，力求降低成本；或成本稍有增加，而功能大幅提高；或功能稍有降低，而成本大幅下降。

價值工程在美國海軍海洋氣象自動觀測裝置VE NOMAD的改建過程中實現(xiàn)了最佳的功能與成本的統(tǒng)一。他們所設計制造的6m VE NOMAD 型浮標在兼具之前10m 和12m NOMAD 船型浮標的性能之外，還進一步優(yōu)化了結構，而建造總成本更為低廉。例如，通過成本分析了解到，材料費用大約只占浮標全部成本的25%［1］，而運輸、維修等方面的費用相當可觀。浮標的殼體采用鋼質時，其材料費用只比采用鋁質略低，而鋼質殼體在維修和運輸方面的費用卻較鋁質高很多。綜合考慮最終優(yōu)選鋁材，在制造時采用5086 鋁合金作為主殼體的制造材料。該浮標在設計制造時注重優(yōu)化其結構，將原有的8 個艙室減少到4（1 個儀器艙和3 個電池艙）。優(yōu)化設計使制造時勞動力成本大約減少50%，總造價降低40%［1］。

我國的浮標研制工作雖然剛剛起步，但仍有很多值得積累的經(jīng)驗。FZS2-1 型浮標是由FZF2-1 浮標改進而來。其最大的改進之處就是采用國際海事衛(wèi)星INM ARSAT-C 通訊取代短波通訊。不僅將實時接受率由原來的70%提高到95%，還大大提高了經(jīng)濟效益。例如，蓄電池由原來的305 塊減少到137 塊，降低了自重的同時節(jié)省了近18 萬元，并能用太陽能，將電源造價降低至7 萬元；電池壽命也由原來的8 年延長到12 年，減少維修更換的費用；接收設備由原來的獨立接收室，縮小為西瓜大小的可移動接收機，既方便使用又節(jié)省成本和空間。

這些都是價值工程思想給實際生產帶來的顯著效益。而要實現(xiàn)成本的有效控制，全壽命維修理論不容忽視。

2 實踐全壽命維修理論

全壽命維修理論是指將現(xiàn)代維修科學貫穿于產品全壽命的5 個階段：論證、設計、制造、使用和淘汰。由維修論證、可靠性和可維修性設計、可維修性檢驗、維護與修理、淘汰處理等組成［2］。在海洋浮標設計制造過程中，實踐全壽命維修理論能有效的提高功能與成本的比值。

例如對于海洋浮標中的漂流浮標而言，是否回收一直是浮標淘汰處理的重點研究內容。在過去，漂流浮標中的表層漂流浮標主要用于大洋，一般不考慮回收。隨著全球定位系統(tǒng)（GPS）的建立，實現(xiàn)了精確定位，出現(xiàn)了一批可回收的近海的表層漂流浮標。而是否將其回收則取決于浮標購置費與船時人工費的權衡比較。例如，法國SERPE-IESM 公司的SC25/SC25G型、加拿大Seimac 有限公司的C-AST 型和日本Toyo 通訊設備有限公司的C-2383 型等，都在此列。但是浮標本身的功效與費用比也提高了。那么浮標的淘汰處理問題在論證設計之初也就開始考慮并實現(xiàn)了。

實踐全壽命維修理論，必然要注重系統(tǒng)的可靠性?，F(xiàn)代技術飛速發(fā)展，雖然讓產品實現(xiàn)了更豐富的性能，但是復雜的系統(tǒng)也使得產品的可靠性大大降低。因此，在選用高性能部件的同時，應充分考慮系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性。使系統(tǒng)所有部件種類和數(shù)量盡量減少，部件之間的相互關系盡量簡單［2］。英國MAREX公司在設計DS14 型浮標時選擇了9 種來自荷蘭、美國、英國等不同國家的傳感器，均以可靠性為前提。在選用羅盤時，綜合考慮耐用性、可靠性以及不需要更換等因素，摒棄了市場上一些更先進的同類設備，選用了屬于早期羅盤種類的磁通門羅盤。

3 提高部件的標準化

部件的標準化能使得零件互換性更強，生產、制造、維修上的成本更低，設計更有依據(jù)可循，更好的實現(xiàn)全壽命維修。在汽車工業(yè)中，雖然曲軸、連桿等特征性技術性強的部件還沒有標準化，但是緊固件、軸承、軸套、傳動鏈、傳動帶等標準化程度已經(jīng)相當?shù)某墒炝?。我國的海洋浮標產業(yè)可以借鑒汽車工業(yè)和國外海洋浮標產業(yè)的經(jīng)驗，對產品共性的部分如數(shù)據(jù)采集、控制、傳感器、電源、線路板、接插件、資料傳輸設備等實行標準化和通用化設計，以增強浮標部件的互換性，將研究工作縮小到一定范圍內，避免不同單位對部件的重復研制和生產。有利于我國海洋浮標技術水平的提升和產品的批量生產，實現(xiàn)使用上的一致性，有效的提高生產效率和降低成本。以英國MAREX 公司的DS 系列浮標為例，從DS10 至DS17 經(jīng)歷了多次易型。若沒有標準化和通用化的前提，他們將在設計制造過程中花費更多的時間和人力、物力、財力。另外，部件的標準化和通用化能進一步提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性、設備間的互換性，有利于生產和維修，以及淘汰回收再利用，這正實踐了全壽命維修理論。而標準化、通用化的實現(xiàn)也將大大降低材料成本、制造成本、備件成本等，是價值工程的有效體現(xiàn)。

4 充分體現(xiàn)其經(jīng)濟價值

無論是漂流浮標還是錨泊浮標都是海洋觀測中十分重要的工具。在很多先進國家，海洋浮標的作用和地位已經(jīng)等同甚至超越了海洋站、調查船和遙感衛(wèi)星。它們實現(xiàn)了海洋站在空間上的延伸；完成了調查船在時間上的延續(xù)；與遙感衛(wèi)星互相配合，覆蓋全球，監(jiān)測海洋。它們與衛(wèi)星、飛機以及海濱觀測站等構成現(xiàn)代化海洋環(huán)境立體監(jiān)測系統(tǒng)。應該發(fā)揮其靈活機動特性和全天候定點連續(xù)測量的優(yōu)勢，為海洋資源開發(fā)、環(huán)境預報、國防建設和科學研究服務。提供其卓越的經(jīng)濟價值，與市場接軌，實現(xiàn)其產業(yè)發(fā)展的良性循環(huán)。

5 注重專業(yè)人才的培養(yǎng)，教學資源的開發(fā)

目前海洋工程專業(yè)人才還十分短缺。尤其是由高職高專院校培養(yǎng)的工程技術人才。而在專業(yè)人才培養(yǎng)過程中，海洋浮標等海洋工程專業(yè)教學資料面臨全面缺失的窘境。甚至沒有一本適合高職高專的教學需求的教材。現(xiàn)有的船舶與海洋工程教材中只有很少部分涉及海洋工程實例，教學針對性不強，無法滿足海洋工程人才培養(yǎng)的需要，更缺乏相關的適合教學培訓規(guī)范的課程標準、教學計劃，以及多媒體教學課件和網(wǎng)絡資源等等。另外，對海洋工程專業(yè)英語教學資源的開發(fā)研究非常緊迫。在高職院開設相關專業(yè)課程，力求讓學生能很好地學習和借鑒發(fā)達國家先進的專業(yè)技術和生產經(jīng)驗，并將其應用到生產一線，推進我國海洋工業(yè)技術和海洋工業(yè)產品的快速發(fā)展。在教學設計中應合理安排，采用模塊化教學，課堂教學和實踐操作相結合等教學模式。努力形成“以就業(yè)為導向”的課程體系。突出“做中學、做中教”的職業(yè)教學特色。

6 結語

人類經(jīng)濟高速發(fā)展，資源、能源成為永恒的主題。隨著“十二五”規(guī)劃開啟海洋經(jīng)濟的藍圖。我們國家將在財稅、金融、政府采購、消化吸收和再創(chuàng)新、創(chuàng)新基地與平臺等6 個政策方面上給與新興的海洋產業(yè)以的大力支持。未來我國海洋區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展規(guī)模將不斷擴大。海洋產業(yè)將為我國經(jīng)濟發(fā)展提供新的利潤增長點。為了更好的讓海洋為人們服務，在海洋工業(yè)發(fā)展過程中應該以價值工程為前提，盡可能的實現(xiàn)成效與成本的最優(yōu)比。同時將現(xiàn)代維修科學貫穿于從產品論證、設計、制造、使用到淘汰的全壽命過程，并注重系統(tǒng)整體的可靠性。為擴大生產規(guī)模，加速現(xiàn)代化生產進程，應該盡可能的提高部件的標準化和通用化。高等院校，尤其是相關的高等職業(yè)院校，加大人力財力的投入，培養(yǎng)更多面向世界的專業(yè)人才。讓海洋工業(yè)的產品與市場經(jīng)濟掛鉤，多為工業(yè)、軍事、生活等服務，有效實現(xiàn)其經(jīng)濟價值，達到產業(yè)的可持續(xù)性的良性循環(huán)。

［1］王乃敏.浮標技術的新發(fā)展價值工程浮標［J］.海洋技術，1994（3）.

［2］謝榮.船舶檢修技術［M］.北京：人民交通出版社，2006.

［3］孫仲漢.關于發(fā)展我國漂流浮標和錨泊浮標技術的建議［J］.海洋技術，2000（2）.

［4］陳天福.關于我國海洋資料浮標工程若干問題的探索［J］.海洋技術，1998（1）.

［5］孫仲漢譯.Marex 公司的波向浮標研究［J］.海洋技術，1987（2）.

［6］孫辰，陳志平，寧春林，等.海洋資料浮標結構關鍵問題研究［J］.杭州電子科技大學學報，2013（6）.