08-第六章船舶主要技术参数的经济分析

2015/12/1
引
船舶工程特点
言
订单式建造
技术复杂，涉及面广 投资大 使用期长 与国民经济发展关系密切 根据需求 提出建造新船要求
确定船舶的主要技术参 数，如主尺度、吨位、 航速、吃水等
航运部门
设计建造依据 初步设计
技术上可行 经济上有利 经济分析来确定
船舶设计全过程
1．研究运输需求和相应的市场调查 2．概念的公式化：可能的技术问题、船型、吨位和 航速的范围； 3．许多方案的初步技术设计（专用软件，计算机完 成）； 4．估算各方案的造价，劳务费和收入； 5．各方案的经济评价； 6．靠经验或者数学模型选取最佳设计方案； 7．与船东讨论所推荐的方案 8．对最终方案签订合同，施工设计、最终方案建造。 在这里我们关心的是3、4、和5。
技术经济与船型论证
吨位：载重量，载货量或载客量 某条固定航线上的班轮，预定的时间到达码 头。因此航速一般是固定的； 船的吨位是设计变量；考虑吨位与经济性的 关系 假设吨位和货源不受限制，考虑建造和营运 的规模经济，大吨位可提供最低的每吨货运 成本。 如大型集装箱船和大型油船考虑的就是规模 效益
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船东投资目的是获得最大利润，以此为目标， 可得到盈利最大的航速。 • 盈利航速：使船舶具有最大盈利能力的航速， • 单位投资的年利润：
2K
R
• 例：P128，
B CV OD Ap B C BV CV RT V P P P P TD
• BV为每航次营运收入，CV为每航次营运成本； • OD为年营运天数，TD为每航次天数。
从前面的分析我们知道： 收益与油价有关 油价上涨 年营运成本增
• 1.经济航速
最佳航速也低 • 船舶航行1海里所需营运成本最低的航速。 营运成本=固定成本+变动成本
船东会考虑降低航速
NPV IPP FEF
Cm C f KV 3
• 式中：Cf为船舶一天的固定成本，折旧费，船员 工资，维修费，保险费等，与航速无关。 • K为机能系数，相当于与航速V成三次方比例的一 天燃料费，元/节3·天。
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综合考虑运输成本和收入，存在一个最佳的积载因数。
• 船舶积载因数＞所定货物积载因数，船舶装 满时，尚未达到吃水线 • 船舶积载因数＜所定货物积载因数，达到吃 水线时，船舶尚未装满 • 船舶积载因数=所定货物积载因数时，舱容 和吃水才能充分利用。 • 综合考虑运输成本和收入，存在一个最佳的 积载因数。
年收入：
年收入=年货运量×货运费率
Q 2CD f D RT 2CD f D OD S D PD
V
RT
Q 收益增加
考虑成本与收入的差最大时，存在一个最佳航速， 在最佳航速时，年收益最大。
V
吨位等于常数
M
年成本与航速关系：
日常劳动费用 与V关系小 船体资本费 与V关系小 动力装置费 较大，与V大致成平方关系 燃料费 很大，与V大致成立方关系 结论：年营运成本随航速提高而迅速增加
采用多大的航速有利 即可降低运输成本
• 船舶一海里成本为：
Cn
3 每天营运成本 C f KV 一天距离 24(V l )
• 1.经济航速
• 对速度求导，可求得Cn（每海里成本）最小时对 应的航速
Cf dCn 0 Ve2 (Ve 1.5l ) dV 2K
• 船舶一天航行的距离=航速×时间
• 航速和吨位不是孤立的问题，通常合在一起考虑 （前期的调研和论证的重要内容） • 综合考虑运输能力和货运成本后得到下面的曲线。
• 结论 • 给定运输能 力时，综合 考虑吨位与 航速，应按 最低成本曲 线确定船舶 的航速和吨 位
• 即对于要求的货运量，可找到成本最低点，成本 最低点对应的吨位和航速是最佳值。 • 由此确定设计任务书中的两个最重要参数：
船舶运输成本
• 固定成本： －船员费 －润料费 －物料费（耗才） －折旧费 －修理费 －保险费 －管理费 －其他营运费
技术经济与船型论证
船舶运输成本
• 变动成本：
－燃料费 －港口及运河费用：船舶吨位费 停泊费 码头费 引航费 拖轮费 装卸费 开关舱费 检疫费 运河通过费 代理费等
年收入：
年收入=年货运量×货运费率
3
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• 2.盈利航速 • 当PD=0时
Vr
8BV KDA
8 BV KDA
r
• 当PD≠0时,Vr与DA/PD,
的关系见图
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技术因素的考虑，下列情况下航速可高些：
机电设备改进，体积和重量减少，价格减低时； 主机和副机耗油量小时，燃料费减少; 船体型线改进，阻力减小时； 船体油漆改进，污底情况改善时； 装卸定额提高，船在港停泊时间少时。
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经济因素的考虑，下列情况下航速可高些：
贷款利率上升时，航速增加，航次增加，总资本费分摊； 日常营运费用较高时，航速增加，提高单位时间的生产率， 分摊到每吨货物的费用减少; 货源增加，船小时，航速增加，多运货； 燃料价格便宜时，可提高航速； 跑国际航线的，竞争激烈时，航速要高些。
• 2.盈利航速 • 投资P和年营运天数是定值，与航速V无关用 • 用每一航次的营利水平表示船舶利润
• 2.盈利航速 • 停泊成本：Cf(固定成本) • 航行成本：
r
BV CV TD
Cm C f KV 3
• 于是：航次成本=停泊成本+航行成本
TD 航行天数+停泊天数=S D +PD
船舶的主要技术参数： 船型、吨位，航速 主尺度要素（排水量，船长，船宽，型 深，吃水，船型系数等） 初稳性高度、横摇周期， 耐波性，操纵性。
航速
• 航速：与航距、港口装卸效率、燃料价格、货种、 船型、机型、航道流速等有关。 • 船东会对航速提出具体的要求 • 与运输距离有关：长则航速高，距离短则低速优； • 在一定的吨位和装卸效率下，随着运距增长，单 位运输成本有下降趋势，而随航速的提高则单位 运输成本则增加；
CD
Q
收益增加
考虑成本与收入的差最大时，存在一个最 佳吨位，在最佳吨位时，年收益最大。
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此外还应考虑： 货源长期稳定，吨位取大些 使用频率高，班期短的，取小些： 运载高档货物的船比低值船小些 航速长的船吨位取大些 货物随季节性变化大的船取大些 贷款利率高，船休造价上涨时，船的吨位取小些
Q 2CD f D RT 2CD f D OD S D PD
结论： 航速V一定时，综合考虑年收入和年总成本， 航速一定时，存在一个最佳吨位 设计吨位>最佳吨位时： （1）Q
但在港时间增加，RT 收益 （2） 货源受限，装载率降低fd 收益 （3）装货港、缷货港水深限制、泊位限制，到港数 量减少，收益
• 式中： TD——每航次航行天数
CV PD C f SD (C f KV 3 )
CV ( PD SD ) C f SD KV 3 TD C f S D KV 3
• 2.盈利航速 • 不考虑水流对速度的影响时，即取l=0时
SD
可得：
DA 24V
– 吨位 – 航速
吨位和航速确定后，可以进行进一步的主尺度要 素设计，然后进行各类经济性分析
§6-4 船舶设计积载因数的经济分析
积载因数： 单位重量货物所占货舱 容积（立方米/吨） 货物比重越大，积载 因数越小。
下图是一些大宗散货船年 运量与积载因数的范围
• 当运送单一货物时， 积载因数确定比较 容易； • 如果运输货物的种 类较多时，必须综 合权衡
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航速等于常数
一般在固定的航线 上班轮运输时，船 舶的航速是一定的
最大年收入= 最大年货运量× 货运费率
• 理论上，船舶吨位越大越好，但受货源影 响，船舶受到航道、港口水深、船台与船 船坞尺度的影响，不是越大越好，存在一 个最佳吨位； • 在确定最佳吨位时要考虑船舶的使用年限 较长，随着国民经济的发展，货源会增加， 因此船舶的吨位也要适当增加。
• 2.盈利航速 • 令 dr 0 dV 可得：投资利润最高时的航速，即盈利航速
Vr 2 (1 16 8B PD Vr ) V DA KDA
3 B CV BV TD C f S D KV r V TD PD DA / 24V

BV S D KV Cf PD DA / 24V
Байду номын сангаас
d 24 (V l )
• 式中： l 为考虑风浪影响航速的损失或增加，迎 风时取为-7%V
• 当l=0时，
Ve
• 即为经济航速
3
Cf 2K
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• 2.盈利航速 • 1.经济航速 • 船舶以Ve航行时，航行一海里所需费用最 少 1 Cf C 2 1 (Cn) min [ K( ) 3 ] 3 2 KCf 24 Cf 2K 16
V
几点说明 从图中我们还可以看出： 收益是运费率的函数： 运费率低 年收入减少 最佳航速也低 燃油价格对航速影响较大 燃油价格低 营运费减少 收益增加 最佳航速也提高 高价值商品，在营运期间不能使用，等于资金在积 压，应提高航速，货主愿意为更好的服务付出更多 的费用，年收入会随航速增加而增加