價值工程 鍋爐改造方案的數(shù)學模型

1、摘要： 本文利用 價值工程 的方法建立了評價 鍋爐 改造方案的數(shù)學模型。 價值工程 的方法是通過功能和費用的比值來評價各個方案，本文中功能系數(shù)的得到采用專家打分法，費用系數(shù)采用經(jīng)濟學凈現(xiàn)值的方法。并且通過該評價模型，對現(xiàn)有的 鍋爐 改造設計的兩個方案進行了比較，發(fā)現(xiàn)原燃煤方案的費用系數(shù)高于新燃油方案的費用系數(shù)，而功能系數(shù)卻低于新方案的功能系數(shù)，則原方案的價值系數(shù)必然低于新方案的價值系數(shù)；因此對 鍋爐 進行改造是必要的。同時也認識到在方案優(yōu)選時，不應該單純的強調(diào)成本費用，應兼顧方案功能的大小，這樣才能使方案的優(yōu)選過程更加科學化、合理化。關鍵字： 價值工程 價值分析 鍋爐 設計 凈現(xiàn)值1 概述隨著

2、社會的發(fā)展和進步， 鍋爐 房的設計和運行實際上是以滿足供暖和工藝要求并促進人類居住的舒適性、健康性，保護地球環(huán)境，對與能源有效利用等基于可持續(xù)發(fā)展的觀點為原則而取得進展的。目前，我我國對 鍋爐 房設計計的評價價主要是是以經(jīng)濟濟評價為為依據(jù)，隨著我我國加入入211世紀議議程，把環(huán)境境保護和和可持續(xù)續(xù)發(fā)展列列入國家家發(fā)展目目標的重重中之重重，過于于強調(diào)經(jīng)經(jīng)濟評價價而忽視視了其他他評價的的方法已已不能正正確評價價各種不不同方案案，從而而得不出出更加接接近實際際的結(jié)論論。下面面介紹利利用 價價值工程程 的方方法進行行評價的的一種方方法。2 價值值工程 的應用用方法價值工程程 （VValuue EEng

3、iineeerinng）簡簡稱VEE，又叫叫價值分分析（VValuue AAnallysiis）簡簡稱VAA。它通通過功能能分析的的方法，以達到到降低成成本為目目的的一一項技術術與經(jīng)濟濟相結(jié)合合的現(xiàn)代代化管理理技術。價值工程程 是系系統(tǒng)工程程的一個個重要方方面，它它是正確確處理功功能與成成本的相相互關系系，技術術與經(jīng)濟濟的相互互關系，質(zhì)量與與成本的的相互關關系，企企業(yè)于用用戶的相相互關系系的方法法。是一一種成效效大、收收益快的的可行的的系統(tǒng)分分析方法法。2.1 價值工工程 的的基本原原理2.1.1 VVE中價價值的含含義VE中的的“價值”是作為為評價產(chǎn)產(chǎn)品或作作業(yè)優(yōu)劣劣程度，或評價價產(chǎn)品或或作

4、業(yè)的的經(jīng)濟效效益大小小的尺度度提供出出來的，即可理理解為價價值是費費用對功功能的關關系。這這種關系系可以寫寫成如下下的表達達式：V=F/C（11）其中V價值F功能能C費用用式（1）說明，價值與與功能成成正比，與費用用成反比比。功能能越高，成本越越低則價價值越大大。同時時，式（1）為為評價產(chǎn)產(chǎn)品提供供了科學學的標準準，也為為衡量功功能與成成本是否否適當，以求發(fā)發(fā)現(xiàn)問題題，解決決問題，做到應應最低的的費用實實現(xiàn)必要要的功能能提供了了依據(jù)。2.2 用 價價值工程程 進行行方案選選擇2.2.1 功功能定義義列出該工工程的基基本功能能，這些些功能基基本可以以代替該該項目的的主要特特點，而而且不同同的方案

5、案在所列列功能下下具有可可比性。2.2.2 方方案優(yōu)選選利用經(jīng)濟濟學方法法確定方方案的成成本系數(shù)數(shù)；另一一方面按按照功能能要求，采用110分制制加權(quán)評評分法，將方案案對基本本功能的的滿足程程度分別別評定分分數(shù)，得得出了功功能評價價系數(shù)，然后根根據(jù)價值值公式，得出價價值系數(shù)數(shù)，選擇擇價值系系數(shù)最大大的方案案為最優(yōu)優(yōu)方案。2.3 成本系系數(shù)確定定經(jīng)濟評價價方法在在我國已已基本成成熟，本本章采用用在實際際工作中中普遍使使用的動動態(tài)費用用年值法法使經(jīng)濟濟評價定定量化（見表4441）。方案的的動態(tài)費費用年值值計算公公式如下下：PC=CCcapp+Crrun*（11+i）n-11/II*(11+i)n A

6、C=(PC-S)*（11+i）n-11/II*(11+i)n +Cr =（Cccap-S）*（11+i）n-11/II*(11+i)n +Cruun+CCr 式中ACC總費費用年值值，萬元元/年； PC總費用用現(xiàn)值，萬元； S經(jīng)經(jīng)濟壽命命終了時時的價值值，萬元元； Crunn壽命命期內(nèi)每每年的等等額實際際費用消消耗，萬萬元/年年； Ccapp系統(tǒng)統(tǒng)總投資資費用，萬元； Cr燃燒費費用年值值，萬元元/年； I基基準收益益率； n壽壽命期年年限，年年； 式中ACCj第j種種方案總總費用年年值，萬萬元/年年。 2.4 功能系系數(shù)確定定 下面列出出了 鍋鍋爐 方方案的66種基本本功能，它們分分別是適適

7、用、環(huán)環(huán)保因素素、技術術參數(shù)、運行管管理、管管道布置置、安全全。 在確定綜綜合系數(shù)數(shù)NkN11,N22,NNm,用二元元對比倒倒數(shù)法求求出Fjj上的模模糊子集集Nk ，對因因素集UU= U1,U2,UUm中中各因素素兩兩進進行比較較，就各各因素對對實現(xiàn)目目標的貢貢獻大小小，按下下面規(guī)則則賦值：Bijj=3/10表表示如果果以100分制打打分Uii是3分分，則UUj是110分。由其原原理可得得Bijj =11/ BBji。 于是可以以得到mm階對比比矩陣BB=( Bijj)mm。顯顯然，這這個矩陣陣主對角角線皆為為1。再再用優(yōu)勢勢積累法法（即求求“行和”同一一行元素素之和）求得權(quán)權(quán)向量為為N=B

8、1jj，B2jj，,Bmjj 并并對其進進行歸一一化處理理。 得到對比比矩陣： 18/110 99/48/668/588/5 10/811100/49/669/499/4 4/994/10144/64/554/4 B= 6/866/96/4416/477/5 5/884/955/44/6615/4 5/884/944/45/774/511 用優(yōu)勢積積累法得得到適用用、環(huán)保保因素、技術參參數(shù)、運運行管理理、管道道布置、安全。 之間的權(quán)權(quán)向量： Nk=(8.558,110.775,44.311,6.82，5.224,44.588) 再進行歸歸一化處處理：NNk=(0.2213，0.2267，0.1

9、107，0.1169，0.1130，0.1114)。 再對各方方案進行行評分得得到功能能滿意度度：UKK 又根據(jù)各各方案的的功能系系數(shù)為：Fj=NkUUk 得到功能能系數(shù)FFj。按按照公式式（1），進一一步計算算出價值值系數(shù)VVj。3. 應應用實例例 3.1 鍋爐 房方案案設計 3.1.1工程程概況和和方案： 該工程天天津某廠廠的燃煤煤 鍋爐爐 改燃燃氣 鍋鍋爐 的的項目。該廠是是天津的的一家合合資企業(yè)業(yè)，建廠廠時采用用的是燃燃煤 鍋鍋爐 ，但為了了響應節(jié)節(jié)能和環(huán)環(huán)保的要要求，220011年決定定將其改改為燃氣氣 鍋爐爐 。 原方案： 鍋爐 采采用燃煤煤的 鍋鍋爐 ， 鍋爐爐 房一一座； 鍋爐

10、 ：三臺臺燃煤 鍋爐 ；儲煤煤廠一個個，灰渣渣廠一個個， 鍋鍋爐 房房的主要要設備初初投資為為211124882元。 新方案： 鍋爐 采采用燃氣氣的 鍋鍋爐 ， 鍋爐爐 房一一座； 鍋爐 ：三臺臺燃氣 鍋爐 ；儲氣氣罐一個個（存儲儲天然氣氣）， 鍋爐 房的主主要設備備初投資資為166611100元元。 3.1.2運行行費用比比較 電價按00.755元/度度計，煤煤按2556元/噸計，天然氣氣按2.00元元/標立立米計。運行時時間按每每天122小時計計，全年年運行天天數(shù)按3300天天計。兩兩方案的的運行費費用如表表1所示示： 表1 兩兩方案的的運行費費用 方案 用煤量（t/年年） 用氣量（萬立方

11、方米/年年） 用電量（KW） 燃料費用用年值（萬元/年） 年運行費費用 （萬元） 原方案 80000 0 90 204.8 24.33 新方案 0 250 54 500 14.558 3.1.3兩個個方案的的污染物物排放： 各種方案案的能量量來自于于燃料的的燃燒，各種燃燃料的燃燃燒所產(chǎn)產(chǎn)生的污污染物是是不同的的，它同同燃料所所含的化化學成份份、燃燒燒機理和和燃燒效效率等多多種因素素有關，經(jīng)過查查詢有關關資料和和計算可可以得到到各種空空調(diào)方案案的污染染物排放放量，具具體數(shù)值值見表22所示： 表2 各各種方案案污染物物的排放放量（mmg/mm3）NOx SO2 CO 煙塵 原方案 104 40.6

12、6 16.55 294.4 新方案 0 0 14.55 199 3.2 各方案案的造價價及成本本系數(shù) 3.2.1 各各方案的的造價 在各方案案費用年年值計算算中，基基準收益益率取112，其中安安全收益益率為88，風風險報酬酬率為44。各各方案的的壽命年年限均取取20年年，經(jīng)濟濟壽命終終了時的的價值（殘余值值S）均均為初投投資的115。具體計計算如下下： 原方案： AC1（Cccap-S）（11+i）n-11/II*(11+i)n +Cruun+CCr （2111.225-331.669）(11+122%)220-1112(1+12%)200+2004.88+244.3 20226.224（萬萬

13、元/年年） 新方案： AC2（Cccap-S）（11+i）n-11/II*(11+i)n +Cruun+CCr （1666.111-224.992）(11+122%)220-1112(1+12%)200+5000+114.558 19227.669（萬萬元/年年） 3.2.2 各各方案的的成本系系數(shù) 根據(jù)成本本系數(shù)計計算公式式，得到到兩方案案的成本本系數(shù)如如表3所所示： 表3兩方方案的成成本系數(shù)數(shù) 方案名稱稱 造價ACCj（萬萬元/年年） 成本系數(shù)數(shù)Cj=AC/40000 原方案 20266.244 0.50066 新方案 19277.699 0.48819 注：成本本系數(shù)CC=ACC/400

14、00，目的是是為了得得到的系系數(shù)小于于1。 3.3 方案功功能系數(shù)數(shù)及優(yōu)選選 按照功能能要求，采用110分制制加權(quán)評評分法，將3個個方案對對6項功功能的滿滿足程度度分別評評定分數(shù)數(shù)，所得得分數(shù)和和上述的的各功能能的綜合合系數(shù)的的成績求求和，即即得出了了功能評評價系數(shù)數(shù)，然后后根據(jù)價價值公式式（1），計算算出每個個方案對對應的價價值系數(shù)數(shù)，選擇擇價值系系數(shù)最大大的方案案為最優(yōu)優(yōu)方案。（過程程見下表表4、表表5） 表4方案案的功能能滿足程程度 功能 綜合系數(shù)數(shù)Nk 原方案UU1k 新方案UU2k 適用 0.2113 9 9 環(huán)保 0.2667 6 9 技術參數(shù)數(shù) 0.1007 8 9 安全 0.1

15、669 8 9 運行管理理 0.1330 7 9 管道布置置 0.1114 7 8 功能系數(shù)數(shù)Fj 7.4335 8.8886 表5方案案的價值值系數(shù) 方案 功能系數(shù)數(shù)（Fjj） 成本系數(shù)數(shù)（Cjj） 價值系數(shù)數(shù)Vj（F/CC） 最優(yōu)方案案 原方案 7.4335 0.50066 14.668 新方案 8.8886 0.48819 18.444 按照上述述 價值值工程 理論，價值系系數(shù)較大大者為較較優(yōu)的方方案，因因此，在在考慮了了經(jīng)濟、環(huán)境、社會等等綜合作作用下，該 鍋鍋爐 房房的改造造新方案案比原方方案的價價值系數(shù)數(shù)大，也也就是說說在設定定的收益益率、壽壽命期內(nèi)內(nèi)等條件件，對該該鍋路房房進行改改造是有有其實際際意義的的。 4 結(jié)論論 運用 價價值工程程 的原原理，我我們比較較了兩種種 鍋爐爐 房的的改造方方案，最最終得到到了一個個較優(yōu)的的方案。同時，也認識識到在設