3.2.1 造船成本的组成

由于各国或地区的工业水平、建造配套能力、管理方法和水平的差异，造船成本组成和项目分类也各不相同，但大致上都按原材料、配套设备、劳务等项费用进行造船成本划分，如图3－1所示。

在我国造船工业成本管理中存在“专用费”这一项目，其内容包括：专用胎架、工具、船台、下水、试验、试航与交船、各项动遣费用及检验入级费用等。按国外分类习惯，专用胎架及工具部分的材料计入原材料费，而劳务则计入总劳务费中，其他则计入管理费或单列。

无论是国内还是国外造船成本的组成，均应包含成本发生的全部项目，遗漏或重复将导致报价的失误。船舶是综合性工业产品，由于其种类、用途、航区、入级、挂旗的不同，组成成本的项目也不一样，且不同的船东对同型船的要求亦不尽相同，因此在进行某船舶工程的成本估计或预算时，必须对该船舶有详细的了解与周到的考虑。

图3－1 造船成本分类

下面以原中国船舶工业总公司编制的《产品估价成本组成情况表》为例来说明造船成本的构成，其内容如下：

（1）原材料费用，包括船体钢材；油漆；管材；阀件；焊条；电缆；木材和其他材料。

（2）外购配套设备费用，包括主机——型号、数量、规格；发电机组——型号、数量、规格；起货机（货船）；货油泵（油船）；甲板机械；电机与电器；其他。

（3）舾装件和自制件费用。

（4）备品和属具费用。

（5）人工费，包括工时总量和工时费用。

（6）专用费，包括放样、胎架及生产准备；设计费；船台及下水费用；检验费；保险费；试航和交船费用；佣金；接待费；不可预见费；其他费用开支。

上述6项内容构成了船厂造船的总成本。

3.2.2 造船成本的组成比例

不同类型、技术要求和标准的船舶，其成本组成的比例也各不相同。若将原材料、配套设备、劳务这3项成本的总和视为100％，则这3项成本的分项比例大致如表3－1所示。

表3－1 原材料、配套设备、劳务成本比例

在劳务费中，包含了生产工厂的直接工资、福利费、车间经费、企业管理费及生产制造专用费。如此划分，则其中直接生产工人的工资仅占劳务费的8％～10％；生产制造专用费将占劳务费的40％～50％。

1.原材料费的组成比例

若将所有原材料成本视为100％，则一般干货船的各种原材料的成本组成比例大致如表3－2所示。

表3－2 原材料成本中各项目比例

2.配套设备费的组成比例

若将全部外购配套设备成本视为100％，则各类设备占外购配套设备总成本的比例如表3－3所示。

表3－3 配套设备费的组成比例

通过对相关资料的统计分析可知，在船舶总成本组成中，轮机工程约占40％左右，且项目繁复，因此，轮机工程费用的准确估算对于整体船价的合理估算甚为重要。轮机工程包括主机、机舱辅机、管系、轴系与螺旋桨、调试与试航、其他机舱设施及人工费用，其各项费用占轮机工程总费用的大致比例如表3－4所示。

表3－4 轮机工程成本中各项目比例

船舶报价设计是造船成本估算的主要依据，在报价设计尚未完成的阶段，造船成本可按照船舶主要尺度及各项初步技术性能要求进行估算。根据船舶成本估算程序，一般先列出船舶建造的工程项目内容，分别估算各项的数量及费用，然后汇总得出总费用。

在造船成本中，原材料及设备采购费用占有极大的比例。为有利于价格竞争，特别是在微利保本接获订单的情况下，必须切实掌握设备材料的现行价格和市场调整趋势，并通过必要的询价予以核实，尽可能减少估算偏差。

船舶原材料的实际耗用量和总工时的估算结果，还应与母型船的实耗数据相比较，加以核实修正，在得出比较准确的材料用量和总工时的前提下，再乘以市场和本企业的单价，从而求得材料和工时费用。在估算船舶成本时不可忽略物价上调因素，对于建造周期长、批量建造的船舶来说特别要加以注意。

在下面的内容中，将对船舶建造成本的各种简略估算方法予以介绍，包括：方案设计研究阶段的船舶成本估算；以实用能力为基础的船舶成本估算；以技术特征为基础的船舶成本估算；散货船的建造成本估算；出口船舶的建造成本估算。

3.2.3 方案设计研究阶段的船舶成本估算

1.方案设计研究阶段估算船舶成本的重要性

对于船东来说，在方案设计研究阶段，方案设计、船舶成本估算和经济论证是同时进行的。例如，考虑船舶配备较好的起货设备，可以节省在港的装卸时间，而节省装卸时间又可以完成更多的装货量，但这就增加了船舶建造成本。究竟是否在船上配备起货设备，起货设备的起吊能力要多大，是选用液压还是电动，是双臂还是单臂，只有经过经济论证才能决定。而设计方案的不同会引起船舶造价和营运成本的变化，直接影响到船东的绝对收益。而一般船东投资资金有限，需要最大的绝对收益。在方案设计研究和经济论证阶段需要考虑时间因素，将绝对收益用净现值来体现。净现值，即NVP，有时这个名词被称为“冒险值”，净现值的大小一般在方案设计和研究论证阶段被船东用来作为衡量船舶方案优劣的指标。船东通过计算NVP值，可以确定其能接受的建造者所报船价的范围。

对于建造者来说，同样存在着方案设计研究阶段的船舶成本的估算问题。船东的询价单提供的船舶参数有简单和复杂之别，简单的询价只附了一份很简单的要求说明，如只有船型、吨位、航速三个要求，而复杂的询价单提供一个轮廓设计，包括船长、设计水线长、两柱间长、船宽、船深、吃水、航速、主机型号、规格、主机马力、发电机功率、起货机台数、起吊能力等。对于前者，可能是船东，也可能是中间商询价，一般可根据母型船设计出一个能满足询价单上的简单要求和说明的船，根据设计参数，估算出最低的建造成本并参考国际船市行情报出一个有竞争力的船价。对于后者，该方案已经经过船东详细研究，对船东来说是最佳方案。因此，根据询价船舶的参数可以只作简单的设计研究，结合方案和具体要求进行船舶造价的基本估算，再参考国际船市行情，根据建造者具体情况报出一个既具有竞争力又有较大利润的船价。

2.估算方法

船舶建造成本的估算方法，近二十几年来各国都进行了广泛的研究。但是由于各个国家或各企业在习惯上成本归类有所不同，因而形成的计算方法也不同。我国把大部分管理费用包括在工时单价之中，因而计算工时单价按平均单价较为合适。而有些企业按系统估算建造成本，有些按大项估算建造成本。这里通过对国外有关资料和国内的船舶建造成本资料的分析研究，把建造成本分成船体工程费用、轮机工程费用、舾装工程费用、电气工程费用和专用费用5大项。下面对各大项费用的计算方法进行介绍。

首先将船舶建造成本写为：

C＝C船＋C轮＋C舾＋C电＋C专 （3－1）

式中：C表示船舶建造成本；C船表示船体工程建造费用；C轮表示轮机工程建造费用；C舾表示舾装工程建造费用；C电表示电气工程建造费用；C专表示专用费用。

（1）船体工程建造费用：

C船＝CW＋C1＋CH1（3－2）

式中：CW表示船体钢料费用；C1表示船体焊接材料费用；CH1表示船体工时费用。

式中：WS表示船体钢料净重；K1表示建造厂钢料利用系数；R1表示钢料每吨平均单价。

根据主尺度计算船体钢料WS的方法很多，例如：

式中：L为设计水线长，也可以近似用两柱间长；B为型宽；T为设计吃水；CB为方形系数。K2为系数，K2一般随着船型、吨位大小适当变化，中小型散货船一般在0.033 6左右。船舶吨位小K2也小，吨位大K2也大些。

式中：K3为焊条、焊丝等焊接材料占钢料重量的百分比数，一般情况K3约在3％左右。船舶吨位大，K3取值相对小；船舶吨位小，K3取值相对大。R2表示焊接材料平均单价。

式中：K4表示船体工时消耗系数；R3表示工时平均单价。

船体材料费用（CW＋C1）也可以用式（3－7）进行计算：

CW＋C1＝K5·W0.93S（3－7）

式中：K5是价格系数；WS表示船体钢料净重。

（2）轮机工程建造费用：

C轮＝C2＋C3＋C4＋CH2＋CH3（3－8）

式中：C2为主要设备和特殊设备的费用，例如主机、发电机组、空压机、焚烧炉、废气锅炉、污水处理装置、制淡装置、机舱自动化控制等费用之和；C3表示管系材料费用；C4表示除主要设备、特殊要求、管系材料费用之外的费用；CH2表示轮机机械安装费用；CH3表示管系安装费用。

C2是主要设备和特殊设备费用之和。主要设备由于所选型号、规格的不同，对价格影响较大，对整个船舶的造价影响也较大，这些设备容易查价或询价。特殊设备根据船东要求估算其价格，例如侧推装置、无人机舱等等。

C3＝R4·Pm＋K6·Pm·R4＝（1＋K6）（R4·Pm）（3－9）

式中：Pm表示轮机管材用量；R4表示管材平均单价；K6表示阀件、阀箱同管材价格之间的关系系数。

建造者根据建造资料也可以用式（3－10）计算：

式中：K7为系数；HP1、HP2、DW分别表示主机马力、发电机马力、载重吨；n1、n2、n3分别为HP1、HP2、DW的指数。

或

以上两式中：K8、K9为系数；n4、n5分别为式（3－11）中HP1、HP2的指数；n6为式（3－12）中HP1的指数。

C2＋C4也可以用式（3－13）来计算：

C2＋C4＝K10·HP0.712（3－13）

式中：K10为经过回归计算得出的系数，但这样计算的建造成本与实际建造成本误差较大。

或 CH2＝K12·HP0.711·R3（3－15）

以上两式中：K11、K12分别为系数；n7、n8分别为HP1及HP2的指数。

CH3＝K13·HP0.92m·R3（3－16）

同样，式中K13为系数。

（3）舾装工程费用：

C舾＝C5＋CH4（3－17）

式中：C5表示舾装设备、材料费用；CH4表示舾装制造安装工时费用。

C5＝K14·W0.900（3－18）

式中：K14为系数；W0表示舾装件、设备、材料等重量。

CH4＝K15·W0.910·R3（3－19）

式中：K15为系数。

由于按式（3－17）计算的精度较差，也可以用式（3－20）进行计算：

C舾＝C6＋C7＋C8＋CH5＋CH6（3－20）

式中：C6表示起重设备、舱口盖、锚机、舵机、救生艇等主要设备价格之和；C7表示油漆材料费用；C8表示除去C6中包括的设备和油漆材料费用之外的材料、外购件费用；CH5表示油漆工时费用；CH6表示舾装工时费用。

C6中主要设备可通过查价或询价获得价格。

C7＝K16·L0A·（B＋D）·R6（3－21）

式中：K16为系数；L0A表示船长；D表示型深；R6表示油漆材料平均单价。

式中：K17为系数；MEN表示全船船员人数；n9、n10分别为载重吨和船员人数的指数。

CH5＝K18·K16·L0A（B＋D）·R3（3－23）

式中：K18为油漆工时系数。

式中：K19为系数；n11、n12分别为DW、MEN的指数。

（4）电气工程费用：

C电＝C9＋CH7（3－25）

式中：C9表示电气工程材料、设备费用之和；CH7表示电气工程消耗工时费用。

C9＝K20·K0.22W（3－26）

式中：K20为系数；KW表示全船耗电功率（kW）。

CH7＝K21·L0.89K·R3（3－27）

式中：K21为系数；LK表示电缆长度（米）。

（5）专用费用。一般来说专用费用包括设计、检验、船台、试航费用等，对于这些费用项目，由于建造周期、设计单位不同，各建造单位具体地理条件不一样，一般不容易用公式计算。专用费用同建造成本有一个大致的百分比关系，所以以建造成本的百分比估算专用费用较合适。

对于上述船舶建造成本计算公式，由于船舶建造时间不同、船厂技术力量有差异、工艺水平有高低，因此适用于各单位的计算公式中的系数和指数不可能完全相同。如果应用公式估算建造成本，应该把掌握的资料加以回归分析，求得适用于本单位的系数及指数。为了使得用公式计算出的船舶建造成本和实际船舶建造成本之间的误差较小，一般采用把五年之内的船舶建造成本资料进行回归分析的方法求得相应指数与系数。因为如果造船技术不在相似水平上，作比较是困难的，而现代造船技术发展很快，设备更新周期越来越短，船舶设计水平和造船水平提高迅速。从经济上讲，无论材料价格波动、工艺改进、工时单价的变化等都会影响到船舶建造成本。因此，依据相距较长时间的船舶建造成本资料回归得出的计算公式的系数、指数不能代表目前船舶建造成本的计算公式的系数和指数。为了达到用公式计算出的船舶建造成本和实际船舶建造成本基本一致，在有条件的情况下，可以在计算机上建立动态的船舶建造成本计算公式。如果没有条件，也必须结合每年的具体情况的变化，用搜集到的资料，对计算公式中的系数与指数进行检验和作适当的修正。由于计算机的普遍应用，这项工作是容易完成的。

3.2.4 以实用能力为基础的船舶成本估算

1980年，澳大利亚运输经济局的一份报告中采用了以船舶载重量为基础的造船成本估算方法。这比简单的美元／吨计算方法进了一步。其公式是：

P＝C（DWT）B·F（3－28）

式中：P为船舶的资本值（百万澳大利亚元）；C为每种船型特有的系数；DW T为载重量（吨）；B为每种船型特有的指数；F为随机误差项（澳大利亚运输经济局取1）。

在该报告中，各值的变化范围如下：C——集装箱船为1.45，滚装船为3.14；B——散装货船为0.6，集装箱船为0.85。这篇报告中的数值是以1977年和1978年出版的贸易刊物中的数据为依据，采取回归分析的办法得出的。对于一艘特定的船来说，按这种方法估算成本，结果误差较大，然而对于整个船队来说，累积总数还是相当准确的。在进行回归分析时，如果要求细致一些，则对不同的船舶设计速度或马力，要采用不同的C值，而且对于不同的舾装件和船用设备，要给定修正系数。该报告中的信息和数据不一定总是可以取得的，因而澳大利亚运输经济局所采用的方法有其一定的地位。

3.2.5 以技术特征为基础的船舶成本估算

船舶的技术特征这一概念与船体本身构造及其组成部分有关，并不与船舶的实用能力有关。采用这种方法估算成本的依据是很多的，可以是船舶的轻载重量，也可以是船舶各部分的重量、轴马力、舱室面积、机械功率等。不管是以船舶的轻载重量为基础，还是以船舶各部分分类计算为基础，每种估算都是以某一种技术特征和单位成本为依据。如果要求最终的估算结果十分可靠的话，必须通过专业人员的判断来选定单位成本，特别是工时，这是计算机程序功能所不能代替的。下面举例说明。

1.以船舶的轻载重量为基础

如果以船舶的轻载重量为自变量来画曲线图的话，无论是大中型船舶，还是水翼船、气垫船等，它们的成本均表示为一条直线。因而得出这样的通用表达式：

P＝C（WE）0.87（3－29）

式中：P为若干艘同类型船中，每艘船的累积平均成本；C为近似系数，其值是该船相对复杂性的函数；WE为轻载重量。

对于一般货船来说，C的相对值为1，其他类型船的C值要偏大些。这种方法有其明显的局限性，但在缺少某特种船舶，例如气垫船成本信息的情况下，本方法还是有用的。我们可以推导出C的平均值，然后用内推法或外推法求出船舶成本。

2.以船体尺寸和轴马力为基础

美国西北大学在20世纪60年代初撰写的一份研究报告中，以船体成本和船用机械成本为双重基础，估算船的资本值。船体成本为船长、船宽和船深三者的乘积再除以100得出的数；船用机械成本从轴马力中求出。估算公式为

P＝＄688（Cn）＋＄29 600（SHP）0.5（3－30）

式中：P为船舶资本值，以1950年的美元值计；Cn为立方数［即（船长×船宽×船深）÷100得出的数，单位：立方英尺］；SHP为正常航速时的轴马力。

在船舶初步设计阶段，船厂工程师也常用类似的方程式估算船舶成本，但为了减少船体体积的影响，所选用的指数略小于1。船厂工程师是用已知的船体成本对船体体积以及已知的船用机械成本对马力的指数曲线推导出类似的方程式。

3.中间方法

一些工程师在不偏离基本原理的前提下，希望使成本估算更深化一些，以便更好地反映出船舶设计替代方案之间的差异。

例如，电子设备在现代船舶中的作用越来越大，但若以电子设备的重量为基础，估算出其材料费和劳务费却是完全不对的，因此需要在成本估算中用另外的方法估算电子设备类。又如，一艘船舶配备特殊的货物装卸设备，如散装货自卸设备或艉部滚装跳板，这些设备的成本也需另行估算。

为了提高舾装件和船体工程成本估算的正确性，可以将舾装和船体工程中的各类设备、材料进一步划分成小类，然后找出各小类成本估算的逻辑基础。如厨房、配膳间和公用舱室的材料费和劳务费可以船员数为依据估算出来。

另外，对材料和劳务这两项，可分列直接费用和间接费用。直接费用是指和完工船只特定部分，如船壳、隔舱壁、主机等有关的费用；间接费用也称杂项费用，是和一艘特定的船舶有关，而不是只与该船具体哪一部分有关的费用，如脚手架、临时照明、下水和试航等。但要注意，不要把间接费用和管理费用混淆在一起。

随着船舶设计方案的深化，也可以采取其他的逻辑划分方法。如将钢材分成板材、型材和锻件，对船体中部、艏部和艉部的加工制作，采用不同的系数，计算出各自的劳务费。

3.2.6 散货船的建造成本估算

美国的哈里·本福教授和R.M.舒尔先生对散货船的建造成本提出了以下的估算公式和数据，供简略估算成本使用。

1.空船重量

（1）船体重量：

式中：E＝L（B＋T）－0.85L（D－T）＋0.75∑LeHe；L为垂线间长；B为型宽；D为型深；T为吃水；Le、He为升起甲板或上层建筑的长度和高度。

（2）舾装重量：不包括专门的起货设备、起重机等。

W0＝0.0290LB－1.59×10－6L2B（3－32）

（3）机电重量：以低速和中速柴油机为主要考虑对象。

Wm＝0.124（MC R）f（RP M）－0.167＋0.555 MC R0.7（3－33）

式中：f＝1.299（log10RP M）－0.44，f≤1；RP M为主机转速。

（4）船员及其重量：每名船员计为0.35长吨。

（5）空船重量裕度：为上述总空船重量的3％。

2.建造成本

1）钢船体成本

估算船体材料和工时所用的总钢船体重量计算式为：

Wsi＝Ws（1.167－0.117CB）（3－34）

计算时，平均钢料单价取550美元／长吨；平均船厂工时单价取9美元／工时；车间生产管理费为工时费用的100％。

2）舾装成本

基于式（3－32）对舾装重量计算的基础上，取舾装材料单价为4 350美元／长吨；工时数为270工时／长吨；平均舾装工时单价为9美元／工时；车间生产管理费为工时费用的100％。

3）动力装置成本

包括购进及安装费的中速柴油机动力装置成本的估算为：

Cm＝8 090（MC R）0.70＋450 000 （美元）（3－35）

对于低速柴油机，根据主机速度，适当考虑增加成本18％～30％。

4）电气和通信导航设备

电气和通信导航设备 350 000美元

3.船厂利润

船厂利润考虑为总材料加工时成本的7.5％。

3.2.7 船舶设计参数变化对建造成本的影响

就目前用母型船转换设计参数来估算建造成本的方法而言，若船东所提出的载重量、主尺度、航速等技术参数与母型船不完全相同时，如何完成尺度差异上的转换，并快速地计算出相应的成本是一项非常重要且繁琐的工作。对于那些合同前设计参数变更而需要改报船价的工作，若采用这里介绍的方法，借助已有数据用计算机进行处理，就会显得更加简便，并可以缩短回复船价的周期，赢得时间和国际市场的信誉，从而提高船舶产品的竞销能力。

1.载重量对船舶成本的影响

这里讨论的是在航速不变的情况下，载重量对船舶建造成本的影响。对于各种类型的货船，成本与载重量之间可用函数关系∑C＝（DW）b表示，指数b是因船型而异的回归常量。

采用这种简单的关系估算成本，比较粗糙，它未能充分地反映船的设计参数——主尺度、船型系数和各种机型设备变化对成本的影响，仅能应付合同前船东初步询价的需要。只有以船的设计参数、主尺度和各相关要素作为计算成本的基础，才能进一步达到精确报价的目的。

众所周知，船舶载重量为DW＝η·Δ，单位：吨。载重量系数η可通过母型船或由确定的船型查表而得，排水量Δ为：

Δ＝γ·CB·L·B·T （吨）（3－36）

式中：γ为水的密度（吨／米3）；CB为船舶方形系数；L为设计水线长（近似地取垂线间长LBP）（米）；B为型宽（米3）；T为吃水（夏季满载时吃水）（米）。

所以有DW＝η·γ·CB·L·B·T，单位：吨。

欲知DW的变化范围，可写成下列的全微分形式：

可见，船舶载重量变化，可视为主尺度的变化，同时也必将导致船的建造成本的变化。若能通过分析和数学推导，掌握载重量的变化与成本变化之间的函数关系，就可在原有船型的基础上，只做相应的修正，即可报出船的价格，从而完成型船的转换功能，使船舶报价更快速、更准确。

船舶建造成本的计算可用下列公式表达：

∑C＝CS＋CO＋CM＋CL＋CR（3－38）(www.daowen.com)

式中：∑C为船舶建造总成本；CS为船体建造成本；CO为舾装建造成本；CM为轮机工程成本；CL为电气、电信设备成本；CR为其他成本（包括备品、属具、设计、检验、管理、专用费等）。

它们均为设计参数的函数，其中CL和CR两项在设计参数本身变动范围不大的前提下，其变化可以忽略不计。因此，在推导载重量、航速和主尺度单项变化或者综合变化对船的成本带来影响时，这里只考虑船体、舾装和轮机三个主要的大项。

1）对船体建造成本的影响

船体建造成本由以下3部分组成，即

CS＝CW＋CH＋CT（3－39）

式中：CW为船体钢料费；CH为船体建造工时费；CT为船体辅料费。

其中船体钢料费CW的计算方法为

式中：WS为船体钢料（包括上层建筑）的重量（吨）；r1为钢材单价（元／吨）；Φ1为船厂钢材利用系数；K为系数；D为船舶型深（米）；L为垂线间长（即LBP）（米）。

假定方形系数CB不变，影响CW变化的变量应是L、B、D、T，而L在其中影响最大，若能分别找出L与，B之间的函数关系，则可把多元变量简化为单元变量。为此假定两个指数关系式为：

则

通过对国内建造的载重量从3 000吨到25 000吨的10艘货船的设计数据统计分析，近似地得出了这两个相关函数之间的解为

X1≈0.72和X2≈0.61。

由此，

由DW的表达式可知L∝D1／3W，所以这个抽象隐函数可表达成CW＝f［（D1／3W）2.37］＝f（D0.8W）。

它的微分组成：

船体工时费用的变化，从下式中求取：

式中：R－1为船厂船体工时单价（元／时）；n为入级影响系数。

CB、R－1、n均为定值，则：

船体辅料费用为：

CT＝WS（r2R2＋r3）（3－45）

式中：r2为每吨钢材所需焊条、焊丝重量（千克／吨）；R2为焊条、焊丝每千克的价格（元／千克）；r3为每吨钢材所需乙炔、氧气费（元／吨）。

因为r2R2＋r3是常量，所以CT∝WS∝D0.8W，因此有：

船体建造成本的变化量为：

d CS＝d CW＋d CH＋d CT（3－47）

将式（3－41）、（3－44）、（3－46）代入式（3－47）得：

若母型船的CW、CH和CT为已知，根据载重量的变动值，用式（3－48）即可算出船体建造成本的变化量。

2）舾装工程成本的变化

舾装成本为：

式中：W0为舾装重量（吨）；P2为每吨舾装材料、设备的平均价格（元／吨）；F，K为系数；C0∝。

考虑B≈L0.61，L∝的关系，代入后则得

3）轮机工程费用的变化

轮机工程费用为：

CM＝1.21P0.755（3－52）

式中：P为主机服务功率（马力）。

主机服务功率可根据海军常数法公式求得，即：

式中：V为船舶设计航速（节）；C为海军常数；Δ为满载排水量（吨）。

在航速不变的情况下有下面的关系：

得到微分形式为：

4）总成本随载重量变化的关系式

上述各微分式经合并迭加从而导出总成本随载重量变化的关系式：

2.航速对船舶成本的影响

式（3－55）的推导，是在航速不变、方形系数不变的条件下进行的。现在假定主尺度不变，那么航速的改变又会产生什么结果呢？

CB＝K·f·L0.42·B－0.307 2·T0.172 1·V－0.613 5（3－56）

式中：V为设计航速（节）；K、f为系数。

主尺度不变的情况下，CB＝（V－0.613 5），

则

从Δ＝γ·CB·L·B·T得知，代入置换后就有

从P＝可得，，

最后得

下面分别计算各项工程成本的变化。

1）船体建造成本的变化

假定主尺度不变，从式

可知CW仅为CB的隐函数，即CW＝f（CB）。因此有：

同样，从式CH＝·R－1·n

得出：

因为

故

照此亦可求出：

2）对舾装成本的影响

分析舾装成本计算式C0＝K··P2，若主尺度L、B为定值，则d C0＝0，因为K和P2皆为常数。可见，设计航速的改变与舾装成本是无关的。要说明的是，这里所指的航速变化，也是在一定的范围内，如大幅度地调整船舶航速，导致舵系设备的变档，当然也会引起舾装成本的一定改变，但不属这里讨论的范畴。

3）轮机工程的费用变化

将已导出的＝2.951 代入轮机成本的微分式＝0.755 可得：

合并式（3－60）、式（3－62）、式（3－63）和式（3－64），即可得到由于航速改变所引起的总成本变化的关系式：

3.载重量与航速同时改变对船舶成本的影响

当船舶载重量和航速同时变化时，可以通过图解法和数学计算方法对成本变动作出定量分析。这里采用后一种方法。

若主尺度不变，航速的增加意味着船舶线型变化、方形系数的减少、主机功率增大和载重量的减少；反之，航速下降将产生相反的结果。至于航速与载重量同时增加或减少的情况也会有的，此时方形系数和主机功率必是同时增加或减少。若是船舶主尺度也发生了变化，那么对建造成本的增减，以及它们之间的组合关系就会更加复杂了。对一般货船来讲，这里假定主尺度的线性量纲与载重量的1／3次方成比例，即L，B，T，D∝。按P.S.Katsoulis推荐的公式，将L，B，T用DW置换，于是就有：CB∝D0.095W·V－0.613 5的关系。

用同样的方法，采用前述的几类成本计算式，不难导出它们与二元变量的函数关系。

首先，从船体钢料费：

CW＝f（D0.8W，CB）＝f（D0.895W，V－0.613 5）

得

船体工时成本：

则

船体辅料成本：

CT＝WS（r2R2＋r3）＝f（WS）

则

对舾装建造成本的影响，主要是来自载重量的改变，其计算式与式（3－51）完全相同。

轮机设备费用仍由CM＝1.21·V3·C－1）0.755计算。其中，两个自变量Δ和V决定CM的变化值，由式CM＝f（D0.503W，V2.265）取其全微分得：

合并各成本分项的增量，则载重量、航速同时改变后，成本变化的计算式将为：

4.主尺度和航速同时变化对船舶建造成本的影响

几个设计参数形成多因素变动，导致这些技术要素与建造成本这个经济要素之间的关系式趋于繁琐和复杂，但自计算机在船舶报价系统应用以来，上述问题得到了很好的解决。本节采用如前同样的方法，将与船舶成本有关的方形系数用主尺度和航速迭代置换，从而找出主尺度、航速变化与成本变化的相应关系。

这里的船体建造成本，将是以下5个自变量的多变元函数，并分别写成：

钢料成本：

工时成本：

船体辅料成本：

由于CT＝f（WS）＝f（CW），因此它的变化值应与式（3－71）相同。

船体舾装建造成本：

轮机设备成本：

将各分项成本的变化值，式（3－71）～式（3－74）相加：

d CW＋d CH＋d CT＋d C0＋d CM＝d∑C

其计算式可写成如下的形式：

式（3－75）中N，R，S，U，W均为已知量，称为原船或母型船的各分项成本的组合系数，其值如下：

5.实船计算

已知一艘散货船的主要技术参数为：

LBP＝152.00米，B＝20.60米，D＝12.50米，T＝8.80米，V＝15节，DW＝15 000吨。

经济成本要素为：

CW＝320万元，CH＝98万元，CT＝40万元，CS＝458万元，C0＝270万元，

CM＝600万元，CT＝262万元，∑C＝1 590万元，求d∑C和％。

（1）当V不变，DW的变化范围为10％，则总成本的变动值：

增加或减少总成本的百分比：

（2）DW不变，若V增加1.5节：

增加总成本的＝6.1％。

（3）LBP变化1％：

船长增加或减少1％时，总成本的变化量为0.93％。

（4）LBP变化1％，d V＝1节：

占总成本的5％。

（5）DW增加5％，V提高1节：

总建造成本将增加7.3％。

6.结论

通过前述推导，得到了船舶技术参数与成本之间的一组实用的微分关系式（3－55）、（3－65）、（3－70）、（3－75）、（3－76）。至此，可以利用经过整理、准确可信的母型船价为基础，并考虑到报价船的设计技术参数与母型船之间存在的差异，利用上述各式进行计算，转换为新的建造成本，完成报价工作。为了保证计算值的正确性，各设计参数的允许变化范围应限制在：

载重量的变化d DW≤±10％DW；船速变化d V≤±1.5节；船长变化d L≤±5％L。

经过对3 000～25 000吨不同类型的7艘国产货船进行分析研究，改变它们的诸设计参数，用上述公式计算船舶成本的变化，初步得出以下几点规律，仅供参考：

（1）若载重量变化10％，则船舶建造总成本变动值将在5％以下。

（2）航速变化对船舶建造成本影响较大，欲提高1.5节航速，建造成本将增加6％左右。

（3）在船舶主尺度参数中，船长L的变动，对建造成本的影响最大。若L增加或减少1％，则总成本也将在1％的范围内变动。而对船体分项成本的影响，甚至可高出2％。

（4）在航速不变的情况下，由于船舶载重量改变，轮机工程成本随载重量的变动上升或下降。但实际上，由于主机规格品种不多，因此当载重量变化范围在5％～10％之间时，仍有可能采用同一规格的主机。

（5）载重量和航速同时变化所引起的结果，不等于各自单独变化所引起之和。之所以在系数上有微小的差异，是由于在推导过程中，考虑了它们两者之间的交互作用和牵连反应的结果。

3.2.8 批量生产对船舶成本的影响

如果批量建造船舶，则科研设计、放样、胎架、培训等一次性费用可以分摊到几艘船上，同时有些材料和设备如果成批订购，价格可降低。随着生产批量数的增加，生产技术水平不断提高，差错会逐渐减少。这些因素都有助于造船成本的降低。船厂经验表明，可以用经验曲线来描述批量生产的特征。

1.经验曲线

经验曲线说明了批量生产时平均每艘船的成本值和累积经验的关系。

设：a表示建造首艘船的成本；b为经验曲线率；X为批量生产船数；YX表示平均每艘船的成本。

经验曲线的应用有范围限制，当批量生产数增加到一定数值时，平均每艘船的成本不能再减少，保持在一个最低的建造成本上。

2.经验曲线系数λ

经验曲线系数λ，反映了批量生产中每艘船平均成本和加倍批量生产时每艘船平均成本之间的比例关系，即

用代入式（3－78），则

λ可以从实际调查研究中得到，例如美国商船的经验曲线系数大约在0.90～0.95之间。

当批量建造船数为X时，该批量总的建造成本YX为：

建造最后一艘船的成本yx则为

yx＝YX－Y（X－1）＝a［X1－b－（X－1）1－b］（3－81）

表3－5列出了美国G4－S－65a型船批量建造时，随批量生产数增加，平均每艘船成本及末艘船相对第一艘成本减少的关系。该关系的经验曲线率b为0.093 5。

表3－5 批量生产船舶的建造成本减少率

［例3.1］ 设λ＝0.935，b＝0.097，建造第一艘船的成本为1 000万元，当批量生产船数从1逐次增加到10时，求每艘船的平均成本、批量船的总成本和批量中末艘船的成本。

解：列表计算，结果如表3－6所示。

表3－6 计 算 结 果

3.经验曲线的应用

在市场份额方面，船厂在造船市场上得到的市场份额愈多，意味着该船厂得到的大批量生产合同愈多，经验曲线充分显示了大批量生产的有利性，因此在造船市场上，船厂为加速投资的回收，应该争取尽量多地得到批量生产的优势。

在竞争分析方面，船厂可以通过运用经验曲线的特征诸公式估算出不同批量数生产的价格，这不仅为船舶报价提供了依据，也为船东订购船舶提供了选择的余地，增加了合同谈判的机会。

在确定无亏损批量数方面，船厂在确定了船舶的目标价格后，可以利用经验曲线来简单地估算出为弥补这个预算的生产成本必须建造出的最少批量船数，以克服生产的盲目性，保证经济效果。

下面举例说明经验曲线的应用。

［例3.2］ 已知情况如表3－7所示。

表3－7

试求：5艘船批量建造时，选哪种方案好？9艘船批量建造时，选哪种方案好？

解：列表计算如表3－8所示。

从已知数据看，无论是单船生产或是3艘船以下小批量生产，都显示出方案C最好。但是决不能轻易得出在其他批量数生产时方案C好的结论。经过估价知，在5艘批量建造时，方案B最好；而在9艘船批量建造时，方案A最佳。批量数愈大，愈显示出方案A的优越性。

表3－8

从表中可加，λA＜λB＜λC，即方案A的经验曲线系数数值最低。因此，在批量生产中，经验曲线系数λ反映了批量生产的效率，λ愈低，生产效率愈高，经济效益愈好。同时，批量数愈大，λ的特征反映得愈明显。

在船厂实践中，对于大批量生产方案的选择，关键在于从单船和小批量生产中找到经验曲线系数λ进行比较，λ最低的方案才真正反映了在大批量生产中效率高、经济效益好的方案。

［例3.3］ 某船厂计划建造一批船，在4艘船批量生产时，全部成本为4 000万元，λ＝0.90，该批量每艘船的平均指标成本可为800万元，求：

（1）达到此指标成本的无亏损批量数；

（2）如果仅签到15艘船批量生产的合同，每艘船的平均指标成本应为多少？

解：（1）λ＝＝0.9，

因为800＝，解之X≈18（艘）

（2）＝819.5（万元）