1  1
Wealth Marine


Об авторе

Контрольные
вопросы

Условные обозначения

Тематические
ссылки

Разное

 

25. Рекомендации по определению характеристик и элементов экономически эффективного судна в заказ на постройку или покупку на вторичном рынке

Надо сказать, что методы оптимизации характеристик по экономическим критериям применимы для судов (или других реальных активов в составе имущественных комплексов морских предприятий) в той мере, в которой объект оптимизации может оцениваться как имущественный комплекс предприятия.
           Обычно это можно отнести к гражданскому морскому судну, если отличие свойств судна от имущественного комплекса учесть поправкой, например, дополнительно к оценке судна определять оборотные средства и учитывать их в общей модели, и если количество оптимизируемых по экономическому критерию переменных характеристик судна не слишком велико.
           При дальнейшей детализации модели и при увеличении числа варьируемых характеристик выясняется, что многие из характеристик находятся в функциональной взаимосвязи, иной, чем соответствие оптимальности по экономическому критерию.
           На предварительных стадиях инвестиционного проектирования после оценки оптимальных с экономической точки зрения основных характеристик судна, соответствующих лучшим значениям критерия (левая половина на схеме, рис. 25), в первом приближении требуется определить ряд зависимых характеристик и элементов для того, чтобы сформировать технические требования в заказ на постройку или покупку судна.
           Зависимые характеристики судна, а также элементы можно определить на основе кораблестроительных проектных расчетов (правая половина на схеме, рис. 25) на основе анализа физических характеристик взаимодействия судна с морской средой (мореходных качеств), а также внутренних качеств конструкции судна, что обычно производится после поступления инвестиций на этапе технического проекта и не в полной мере приемлемо при разработке инвестиционного проекта.
           Другими словами, левая сторона схемы на рис. 25 показывает определение характеристик судна методами оптимизации по экономическому критерию, что при проектировании именуется «внешней задачей», а правая сторона схемы – определение элементов судна с физической точки зрения, что является «внутренней задачей».
           Поскольку внешняя задача (левая сторона схемы) обычно решается инвестором – судоходной компанией, которая в национальном отношении тяготеет к морским ресурсам, а внутренняя задача (правая сторона схемы) – на судостроительном предприятии, которое с наибольшей вероятностью расположено в глобальном промышленном центре Восточной Азии, то условие оптимальности характеристик судна по экономическому критерию, которое структурно показано на схеме, имеет международный характер.
           На предварительных этапах проектирования для определения зависимых характеристик и элементов при формировании технических требований в заказ судна можно использовать статистические зависимости, которые приближенно отражают сложившиеся соотношения между характеристиками и элементами эффективного, мореходного и надежного судна, безопасного в эксплуатации, прочного и долговечного.

           Шестиугольник: Опти-мизация характе-ристик судна    ,Шестиугольник: Ход-кость, пропуль-сивные качества    ,Шестиугольник: Опре-деление элемен-тов судна    ,Шестиугольник: Управ-ляе-мость, манев-ренность    ,Шестиугольник: Остой-чивость, непотоп-ляем-ость    ,Шестиугольник: Плаву-честь, вмести-мость    ,Шестиугольник: Условие опти-маль-ности    ,Шестиугольник: Морские ресурсы    ,Шестиугольник: Крите-рий оптималь-ности    ,Шестиугольник: Ограни-чения    ,Шестиугольник: Комп-лексный характер объекта    ,Шестиугольник: Техни-ческие средства, судно    ,Шестиугольник: Проч-ность, долго-вечность     

Рис. 25. Условие оптимальности характеристик судна по экономическому критерию в системе проектирования судна

В соответствии с системными принципами независимые характеристики судна, определяемые на основе оптимизации по экономическому критерию, обычно выбираются из числа следующих: водоизмещение D, водоизмещение порожнем DP, грузоподъемность PG и дедвейт DW (учитывая, что из перечисленных четырех характеристик судна обычно две или три являются зависимыми в соответствии с определенной степенью обобщения задачи), вместимость грузовых помещений судна W, валовая GRT и чистая NRT регистровая вместимость, мощность судовой силовой установки Ne, эксплуатационная скорость υS и др.
           Обычно при проектной оптимизации гражданского судна в заказ по экономическому критерию варьируется от одной до трех-четырех характеристик, а в зависимости от них определяются остальные характеристики судна и элементы на основе проектных кораблестроительных расчетов или по эмпирическим (статистическим) формулам, а также на основе использования данных аналогов.
           Кроме независимых характеристик, определяемых оптимизацией по экономическим критериям, для разработки технических требований в заказ судна нужно определить также зависимые характеристики и элементы, к которым обычно относят: размерения судна, включая длину по ватерлинии LW; наибольшую длину L; ширину B судна; осадку TW по грузовую ватерлинию и высоту борта H до главной палубы (то есть палубы непроницаемых поперечных переборок); а также, коэффициент общей полноты δ – отношение водоизмещения судна в единицах объема к произведению длины судна по ватерлинии, ширины и осадки по грузовую ватерлинию.
           Ниже приводятся общие рекомендации по оценке характеристик и элементов в заказ для судов распространенных типов в зависимости от основных характеристик, которые предварительно определяются оптимизацией по экономическим критериям с учетом финансовых ограничений инвестора или функциональных ограничений.
           Кроме этого, формулы, которые приведены в данной главе (гл. 25) для судна соответствующего типа на этапе подготовки данных, могут применяться для проверки совместимости данных или дополнительного определения отсутствующих данных судна, а также в учебных целях при выполнении практической работы – для оценки характеристик судна в учебных примерах.
           Результаты данной главы получены с участием М.Б. Безугловой и М.В. Коваленко под руководством автора.

Вопросы для самопроверки

1. Применимость методов оптимизации по экономическому критерию для определения характеристик судна (или иного актива морского предприятия).
           2. Зависимые характеристики и элементы судна.
           3. Формирование технических требований в заказ судна (или иного актива морского предприятия).

25.1. Соотношения характеристик и элементов транспортного судна

Зависимости между характеристиками морских транспортных судов (на примерах универсального сухогрузного теплохода и судна для перевозки жидких грузов), между элементами, а также между характеристиками, с одной стороны, и элементами, с другой стороны, построены на основании статистических обобщений и отражают сложившиеся соотношения между характеристиками и элементами эффективного, мореходного и надежного судна, безопасного в эксплуатации, прочного и долговечного в той мере, в какой эти качества присущи использованным данным аналогов.
           Для оценки соотношений между характеристиками в заказ универсального сухогрузного теплохода водоизмещением D (т), грузоподъемностью PG (т), дедвейтом DW  (т) и спецификационным запасом топлива РFL (т) по результатам статистических обобщений можно рекомендовать зависимости:

DW = 0,409 × D1,063, т;

(25.1)

PG = 0,232× D1,051, т;

(25.2)

РFL = 0,0015× D1,368, т.

(25.3)

Соотношения между характеристиками судна для перевозки жидких грузов определяются как:

DW = 0,477 × D1,043, т;

(25.4)

PG = 0,874 × D0,919, т;

(25.5)

РFL = 0,0015 × D1,338, т;

(25.6)

W = 0,493 × D1,05, куб. м.

(25.7)

Регрессионные зависимости характеристик от проектного элемента сухогрузного теплохода – длины по ватерлинии LW (м) имеют вид:

D = 0,583× LW1,945, т;

(25.8)

DP = 1,333 × LW1,501, т;

(25.9)

DW = 0,159 × LW2,149, т;

(25.10)

PG = 0,387 × LW1,81, т;

(25.11)

W = 0,031 × LW2,542, куб. м;

(25.12)

GRT = 0,192 × LW2,058;

(25.13)

NRT = 0,0505 × LW2,152.

(25.14)

Зависимости характеристик судна для перевозки жидких грузов от длины по ватерлинии LW (м), полученные на основе статистических обобщений, имеют вид:

D = 0,181 × LW2,255, т;

(25.15)

DP = 0,11 × LW2,1, т;

(25.16)

DW = 0,087 × LW2,334, т;

(25.17)

PG = 0,322 ×LW1,946, т;

(25.18)

W = 0,076 × LW2,385, куб. м;

(25.19)

GRT= 0,038 × LW2,445;

(25.20)

NRT = 0,023 × LW2,362.

(25.21)

Для определения проектных элементов и размерений в заказ универсального сухогрузного теплохода можно рекомендовать статистические зависимости:
LW / B = 2,814 × ln(LW) – 5,712;

(25.22)

B / TW = 0,0086 × LW + 2,535;

(25.23)

H / TW = 0,151 × LW 0,468;

(25.24)

LW / H = 8,812 × LW 0,16;

(25.25)

δ = 0,0016 × LW + 0,504.

(25.26)

Необходимо отметить, что соотношения размерений судна и коэффициент общей полноты также позволяют на ранних этапах проектирования – до поступления основной части инвестиций в проект – использовать уравнение плавучести  LW×B×TW×δ×1,025 = D (закон Архимеда) для определения водоизмещения в заказ судна и далее других характеристик по формулам (25.1–25.7).
           Рекомендуемые соотношения размерений и элементы в заказ судна для перевозки жидких грузов:
LW / B = 2,013 × ln(LW) – 2,527;

(25.27)

B / TW = 0,469 – 0,0007 × LW;

(25.28)

H / TW = 0,59 × LW 0,174;

(25.29)

LW / H = 2,938 × LW 0,348;

(25.30)

δ= 0,0008 × LW + 0,689.

(25.31)

Для определения мощности судовой силовой установки Ne в зависимости от водоизмещения D (т) можно рекомендовать регрессионные формулы:

– для универсального сухогрузного теплохода Ne= 0,418 ×D0,957, кВт;

(25.32)

– для наливного судна Ne=  0,591 × D0,909, кВт.

(25.33)

Определение мощности судовой силовой установки Ne по формулам (25.32, 25.33) основывается на учете параметрического свойства эксплуатационной скорости υS по проекту транспортного судна, то есть спецификационной скорости, что можно пояснить следующим образом.
           При варьировании водоизмещения судна D в интервале от 100 до 100000 т спецификационная скоростьυS (проектная) варьируется в существенно меньшем интервале по относительной оценке, допустим, от 14 до 20 узл., то есть можно видеть, что спецификационная скорость υS относительно устойчива и неизменна по сравнению с интервалом варьирования проектной характеристики водоизмещения судна D, что является параметрическим свойством спецификационной скорости.
           Таким же параметрическим свойством устойчивости в относительно узком интервале при варьировании остальных характеристик, параметров и данных обладают соотношения проектных элементов судна, определяемые по формулам (25.22–25.31).
           Поскольку спецификационная скорость υS варьируется в существенно меньшем интервале, чем водоизмещение судна D, представляется возможность на ранних этапах определения характеристик судна в заказ вывести скорость за пределы данных при оценке мощности судовой силовой установки Ne и определять мощность только в зависимости от водоизмещения судна D, учитывая при этом, что скорость υS более устойчива, чем водоизмещение, и также находится в зависимости от водоизмещения (то есть опосредованно скорость учитывается в формулах 25.32, 25.33).
           Сокращение факторной размерности расчетов с использованием параметрических свойств некоторых характеристик судна и соотношений элементов имеет большое значение на ранних этапах определения проектных характеристик судна в заказ, поскольку можно найти характеристики и элементы судна, последовательно детализируя расчет.
           Эксплуатационную скорость по проекту судна υS (спецификационную), в свою очередь, можно определить в зависимости от длины по ватерлинии LW, которая связана с водоизмещением D по формулам (25.8, 25.15).
           Регрессионные зависимости эксплуатационной скорости υS судна от длины по ватерлинии LW (м) имеют вид:
– для универсального сухогрузного теплохода υS = 5,795 × LW0,142, узл.;

(25.34)

– для наливного судна υS = 2,33 × LW0,344, узл.

(25.35)

Формулы «адмиралтейских коэффициентов» Ne=υS2,5×D0,5/[cADM] для оценки мощности силовой установки Ne судна в зависимости от водоизмещения D (т) и спецификационной скоростиυS (уз.) при определении коэффициентов [cADM] по статистике имеют вид:

– для универсального сухогрузного теплохода Ne=υS2,5×D0,5/21,6 , кВт;

(25.36)

– для наливного судна Ne=υS2,5×D0,5/21,9, кВт.

(25.37)

Вопросы для самопроверки

1. Параметрические свойства зависимых характеристик судна.
            2. Оценка водоизмещения судна в заказ по уравнению баланса нагрузки в зависимости от дедвейта.

 

25.2. Зависимости между характеристиками и элементами промыслового судна

После определения методами оптимизации по экономическому критерию независимых характеристик в соответствии с принципами системного подхода требуется оценить остальные характеристики – зависимые, а также проектные элементы в заказ морского стального промыслового судна, поскольку при экономической оптимизации на ранних этапах проектирования промыслового судна – до поступления основных инвестиций – среди основных характеристик, если к их числу отнести водоизмещение судна D, грузоподъемность PG и дедвейт DW, обычно независимой является только одна.
           Остальные характеристики требуется оценить методами кораблестроительного проектного расчета или по данным статистических обобщений.
           Если методами оптимизации по экономическому критерию определена одна характеристика промыслового судна из числа указанных выше, остальные две характеристики можно оценить с использованием уравнений баланса весовой нагрузки, которые построены по статистическим обобщениям для судов данного типа.
           Для определения зависимых характеристик промыслового судна из числа: водоизмещение судна D (т), грузоподъемность PG (т) и дедвейт DW (т) рекомендуется решать следующие уравнения баланса весовой нагрузки:

.;

(25.38)

.;

(25.39)

..

(25.40)

Множители в уравнениях (25.38–25.40) в отношении характеристик морских стальных промысловых судов являются результатами статистических обобщений и подбора.
           Также соотношение между водоизмещением D (т) и проектным дедвейтом DW (т) в заказ промыслового судна, если одна из этих характеристик определена методами оптимизации по экономическому критерию, а вторая характеристика находится в зависимости от первой, можно найти решением уравнения баланса весовой нагрузки, которое не только является результатом статистического обобщения, но и включает использование весового коэффициента 0,0 < a< 1,0, который характеризует экспертное предпочтение входящего уравнения баланса в форме (25.38) по отношению к уравнению (25.39):

..

(25.41)

Регрессионные зависимости других характеристик и элементов промыслового судна от водоизмещения D (т) и длины по ватерлинии LW (м) имеют вид:

., куб. м / т – удельная грузовместимость;

(25.42)

.;

(25.43)

.;

(25.44)

., куб. м;

(25.45)

., т;

(25.46)

., т;

(25.47)

., т;

(25.48)

., куб. м;

(25.49)

.;

(25.50)

..

(25.51)

Рекомендуемые соотношения размерений в заказ промыслового судна в зависимости от длины LW(м) по ватерлинии:
– относительная длина промыслового судна в зависимости
от длины LW (м) по ватерлинии .;

(25.52)

– относительная ширина промыслового судна .;

(25.53)

– высота борта H промыслового судна до главной палубы ., м;

(25.54)

– высота борта HDпромыслового судна до верхней палубы ., м;

(25.55)

– отношение длины LWпромыслового судна к высоте H борта до главной палубы .;

(25.56)

– отношение длины LWпромыслового судна к высоте HD борта до верхней палубы .;

(25.57)

– отношение высоты H борта до главной палубы промыслового судна к осадке TW в грузу .;

(25.58)

– отношение высоты HDборта до верхней палубы промыслового судна к осадке TW в грузу .;

(25.59)

– коэффициент общей полноты δ = 0,0016×LW + 0,504.

(25.60)

Рекомендуемые статистические зависимости для оценки мощности силовой установки от водоизмещения D(т) промыслового судна в заказ:
– мощность силовой установки Ne промыслового судна ., кВт;

(25.61)

– суммарная мощность вспомогательных двигателей Nu промыслового судна ., кВт;

(25.62)

– формула «адмиралтейских коэффициентов» по результатам обобщения статистических данных ., кВт.

(25.63)

Для оценки суточного расхода топлива на ходу в зависимости от мощности главного двигателя Ne (кВт) рекомендуется эмпирическая зависимость

., т / сут.

(25.64)

Статистическая зависимость эксплуатационной скорости υSпромыслового судна от длины LW(м) по ватерлинии

., узл.

(25.65)

В отношении судов иных типов, кроме рассмотренных выше: универсального сухогрузного теплохода, судна для перевозки наливных грузов и морского стального промыслового судна, то есть для судов с иным набором классификационных признаков (см. п. 1.1), например, для накатных судов, паромов, контейнеровозов, навалочных судов и насыпных, судов для перевозки лесных грузов, буксирных судов, ледокольных, несамоходных (барж) и т.д., – можно рекомендовать накопление статистики, разработку и использование аналогичных регрессионных формул для оценки характеристик и проектных элементов – размерений и их соотношений.
           При постройке нового судна, включая этап проектирования, оценка его характеристик, размерений и их соотношений по статистическим формулам (25.1–25.65 или аналогичным в соответствии с типом судна) может в качестве первоначального приближения служить источником данных для дальнейшего уточнения характеристик и размерений методами кораблестроительных проектных расчетов.
           Также определение характеристик и размерений судна может служить средством контроля со стороны инвестора за качеством постройки. Для этой цели требуется оценить характеристики и размерения, на основе которых принять решение о постройке судна, а возможные выявленные на этапе приемки построенного судна отклонения от заданных характеристик определить в задании на постройку как основание для предварительно оговоренных корректировок покупной цены (стоимости постройки, см. п. 18.2).
           При планировании покупки судна на вторичном рынке, а также при стоимостной оценке существенное отличие его характеристик, размерений и их соотношений от статистических значений, определяемых по формулам (25.1–25.65), может быть признаком функционального износа – избытка или недостатка того или иного элемента или качества и основанием для корректировок покупной цены.

Вопросы для самопроверки

1. Независимость переменной оптимизации по экономическому критерию и взаимосвязь между главными характеристиками промыслового судна: водоизмещением, грузоподъемностью и дедвейтом.
            2. Дополнительное определение зависимых характеристик промыслового судна по уравнению баланса, варианты уравнения баланса промыслового судна.
            3. Общие рекомендации в отношении определения зависимых характеристик гражданских судов различных типов с накоплением и использованием статистических данных.
            4. Оценка характеристик и элементов для контроля со стороны инвестора за качеством постройки.
            5. Применение значений зависимых характеристик и элементов гражданского судна, определяемых статистически, для оценки функционального износа и корректировок покупной цены.

 

mailto: resource.marine@gmail.com resource.marine@gmail.com

© Права копирования