竺志大，唐 率，曾 勵(lì)，寇海江，張 帆

(揚(yáng)州大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院，江蘇 揚(yáng)州 225127)

0 引 言

機(jī)械產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到走向市場(chǎng)的全過程主要包括設(shè)計(jì)和加工制造。大多數(shù)機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量在設(shè)計(jì)階段就已確定[1]。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段，產(chǎn)品的價(jià)值是體現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)，因此高效地設(shè)計(jì)“高價(jià)值”的產(chǎn)品非常重要。產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段最重要的環(huán)節(jié)是方案設(shè)計(jì)，其成本占產(chǎn)品設(shè)計(jì)成本的70%～80%，對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的成敗起著至關(guān)重要的作用[2]。將價(jià)值工程融入產(chǎn)品的方案設(shè)計(jì)中，通過產(chǎn)品功能與成本的合理化匹配提高產(chǎn)品的價(jià)值。

價(jià)值工程的核心是以最低的壽命周期成本可靠地實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品或作業(yè)的必要功能，著眼于功能分析的有組織活動(dòng)，以提高價(jià)值為目的，以功能分析為核心，以科學(xué)方法為工具，將產(chǎn)品的技術(shù)水平與經(jīng)濟(jì)效益有機(jī)聯(lián)系起來，通過對(duì)產(chǎn)品的功能進(jìn)行分析, 尋找提高產(chǎn)品價(jià)值、降低成本的方法[3]。對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案進(jìn)行價(jià)值工程分析就是以產(chǎn)品的最低壽命周期成本可靠地實(shí)現(xiàn)使用者所需的功能，使產(chǎn)品的功能與成本處于“最佳”匹配狀態(tài)，從而取得更好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，向用戶提供“高價(jià)值”且“非常滿意”的產(chǎn)品[4-5]。簡(jiǎn)言之，就是以最短的時(shí)間和最低的物質(zhì)成本生產(chǎn)制造出最有使用價(jià)值和最令用戶滿意的產(chǎn)品，從而獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益。

本文對(duì)艦船用螺桿泵設(shè)計(jì)方案進(jìn)行價(jià)值工程分析，以追求螺桿泵及其關(guān)鍵零部件能充分滿足流量、壓力、效率、振動(dòng)和噪聲等必要功能指標(biāo)的要求為目標(biāo)，調(diào)整價(jià)值系數(shù)偏差過大的關(guān)鍵零部件的生產(chǎn)成本，通過改進(jìn)和優(yōu)化得到使螺桿泵的功能與成本基本匹配的“高價(jià)值”設(shè)計(jì)方案。

1 螺桿泵的結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵零部件

1.1 螺桿泵的結(jié)構(gòu)和工作原理

螺桿泵作為一種新型動(dòng)力轉(zhuǎn)換傳送機(jī)構(gòu)，具有流量平穩(wěn)、壓力脈動(dòng)小、自吸能力強(qiáng)、噪聲低、效率高、使用壽命長(zhǎng)、工作可靠和運(yùn)行成本低等特點(diǎn)。此外，螺桿泵還具有一些顯著特點(diǎn)，即輸送介質(zhì)時(shí)不會(huì)產(chǎn)生渦流，無剪切和乳化作用，可輸送黏度范圍大的各種介質(zhì)，對(duì)輸送介質(zhì)不敏感，既可輸送各種黏度的潤(rùn)滑性或腐蝕性液體，又可輸送各種黏度的非牛頓介質(zhì)，特別是有的雙螺桿泵能輸送氣液混合物，并能抽吸含顆粒(如含砂石油、泥漿等)或纖維的介質(zhì)，應(yīng)用非常廣泛。本文對(duì)單吸式雙螺桿泵的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行價(jià)值分析，螺桿組件主要由主動(dòng)螺桿和從動(dòng)螺桿組成，是螺桿泵中對(duì)設(shè)計(jì)和加工制造精度要求最高的零部件，也是螺桿泵中最重要的零部件，直接影響螺桿泵壓力和流量的建立，其設(shè)計(jì)方案和制造精度直接關(guān)系到螺桿泵產(chǎn)生的振動(dòng)和噪聲的大小。

雙螺桿泵的工作原理見圖1，螺桿泵工作時(shí)，液體被吸入之后就進(jìn)入螺紋與泵殼所圍的密封空間內(nèi)，當(dāng)主動(dòng)螺桿旋轉(zhuǎn)時(shí)，螺桿泵密封容積在螺牙的擠壓下提高螺桿泵壓力，并沿軸向移動(dòng)。由于螺桿是等速旋轉(zhuǎn)的，因此液體出流流量也是均勻的。雙螺桿泵是外嚙合的螺桿泵，利用相互嚙合、互不接觸的2根螺桿抽送液體。雙螺桿泵是一種容積式泵，泵內(nèi)吸入室應(yīng)與排出室是嚴(yán)密隔開的。因此，泵體與螺桿外圓表面的間隙和螺桿與螺桿的間隙應(yīng)盡可能小。螺桿與泵體之間和螺桿與螺桿之間相互形成密封腔保證密閉，否則就可能有液體從間隙中倒流回去。

圖1 雙螺桿泵的工作原理

1.2 螺桿泵的關(guān)鍵零部件

雙螺桿泵一般有30多個(gè)不同的零部件，加上相同的零部件，總計(jì)100多個(gè)，在對(duì)這些零部件進(jìn)行功能價(jià)值評(píng)價(jià)分析時(shí)，需對(duì)螺桿泵的零部件進(jìn)行成本比重的排序和篩選分析，按價(jià)值工程原理的ABC分析方法[6]對(duì)雙螺桿泵進(jìn)行分類，結(jié)果見表1。通常選擇對(duì)A零部件的功能進(jìn)行重點(diǎn)分析，對(duì)B類零部件的功能進(jìn)行一般分析，但基于對(duì)雙螺桿泵性能的要求，齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)起到很重要的作用，本文在對(duì)雙螺桿泵進(jìn)行價(jià)值分析時(shí)擬選擇螺桿組件、泵體、端蓋支承組件和齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組件作為分析的關(guān)鍵零部件。

表1 產(chǎn)品零部件成本預(yù)算及分類

2 螺桿泵關(guān)鍵零部件的功能分析

2.1 功能定義及分類

本文對(duì)艦船螺桿泵提出的主要功能要求是以一定的流量和壓力抽吸各類流體，并保證潛水工作時(shí)其振動(dòng)和噪聲最小?；诖艘髮?duì)螺桿泵進(jìn)行功能定義和分類如下。

1)基本功能：提升輸出揚(yáng)程，壓力大；增大輸出流量；提高傳動(dòng)效率。

2)輔助功能：優(yōu)化泵的外觀造型；減小體積重量比。

3)使用功能：吸入性能好；抗汽蝕性能好；振動(dòng)噪聲低；安裝維修方便；對(duì)液體的黏度變化的敏感度高；使用壽命長(zhǎng)；防腐蝕性能好；應(yīng)用范圍廣。

關(guān)鍵零部件的功能定義見表2。

表2 關(guān)鍵零部件的功能定義

2.2 構(gòu)建螺桿泵功能評(píng)價(jià)的指標(biāo)體系

根據(jù)對(duì)螺桿泵的功能要求及功能定義和分類，建立螺桿泵的功能分析層次遞階結(jié)構(gòu)，見圖2。

圖2 螺桿泵功能指標(biāo)體系圖

3 確定螺桿泵的功能指標(biāo)的權(quán)重

螺桿泵功能指標(biāo)間的權(quán)重由相對(duì)重要性權(quán)重和功能間相互影響權(quán)重綜合而成。設(shè)螺桿泵某層的功能指標(biāo)因素集為

Fi=[A1,A2,…,An],i=1,2,…,m

(1)

基于層次分析法[7-9]，先由設(shè)計(jì)和制造專家、銷售人員及用戶等根據(jù)零部件指標(biāo)間的相對(duì)重要程度和相互影響程度按1～9標(biāo)度法(見表3)和0～8標(biāo)度法(見表4)，分別建立螺桿泵某功能域的各功能指標(biāo)之間針對(duì)上一層功能指標(biāo)的相對(duì)重要程度和相互影響關(guān)系的判斷矩陣，再分別計(jì)算出其相對(duì)重要的權(quán)重集、最大特征值和一致性指標(biāo)。

表3 1～9標(biāo)度法的含義和說明

表4 相互影響評(píng)分標(biāo)度

3.1 計(jì)算功能指標(biāo)權(quán)重的基本原理和方法

3.1.1 建立螺桿泵功能指標(biāo)的判斷矩陣

功能指標(biāo)的判斷矩陣包括指標(biāo)間相對(duì)重要性的判斷矩陣和相互影響的判斷矩陣。針對(duì)上一層次某目標(biāo)功能指標(biāo)因素，某功能域各子功能指標(biāo)因素間相對(duì)重要性的判斷矩陣為

(2)

同理，某功能域各指標(biāo)因素間相互影響的判斷矩陣為

(3)

3.1.2 基于功能指標(biāo)的判斷矩陣計(jì)算其權(quán)重并進(jìn)行一致性檢驗(yàn)

3.1.2.1 功能指標(biāo)相對(duì)重要性的權(quán)重W(1)

本文基于層次分析法，采用和法對(duì)一致性判斷矩陣的每一列(或行)歸一化之后所得結(jié)果就是相應(yīng)的權(quán)重。對(duì)于非一致性判斷矩陣，每一列(或行)歸一化之后先近似其相應(yīng)的權(quán)重，再對(duì)列(行)向量求取算術(shù)平均值作為最后的權(quán)重。螺桿泵的功能指標(biāo)權(quán)重如表4所示，其指標(biāo)的權(quán)重應(yīng)包括針對(duì)目標(biāo)層功能的權(quán)重、基本功能指標(biāo)的權(quán)重、輔助功能指標(biāo)的權(quán)重、使用功能指標(biāo)的權(quán)重和關(guān)鍵零部件間的權(quán)重等，各權(quán)重的計(jì)算方法相同。由式(2)，按和法求得各指標(biāo)間相互比較的重要程度的權(quán)重為

(4)

各指標(biāo)間相對(duì)重要度的權(quán)重集可表示為

(5)

3.1.2.2 功能指標(biāo)相互影響的權(quán)重W(2)

對(duì)矩陣B按列求和得行向量,歸一化之后即可確定指標(biāo)之間相互影響的權(quán)重的行向量為

(6)

當(dāng)考慮評(píng)價(jià)目標(biāo)本身占據(jù)的權(quán)重時(shí)，權(quán)重變?yōu)?/p>

(7)

式(7)把指標(biāo)重要性權(quán)重考慮進(jìn)去是因?yàn)楫?dāng)一個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)另一價(jià)值權(quán)重較大的目標(biāo)產(chǎn)生影響時(shí)，其影響權(quán)重也相對(duì)較大。因此，各指標(biāo)間相互影響的權(quán)重集為

(8)

3.1.2.3 判斷矩陣的一致性檢驗(yàn)

為保證構(gòu)建的判斷矩陣具有一致性，需對(duì)矩陣進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。只有當(dāng)矩陣屬性完全一致時(shí)，其構(gòu)造的判斷矩陣才有最大特征值λmax=n存在，否則λmax>n。由滿足一致性檢驗(yàn)的判斷矩陣計(jì)算出的權(quán)重才符合實(shí)際情況的要求。

判斷矩陣的最大特征值為

(9)

用λmax=n的差值檢驗(yàn)矩陣的一致性，一致性指標(biāo)IC可表示為

(10)

式(10)中:IC的值越小，表示判斷矩陣的一致性越好。同時(shí)，為使矩陣具有滿意的一致性，還需將IC與平均隨機(jī)一致性指標(biāo)IR相比較，得出校驗(yàn)值RC，其中

(11)

當(dāng)RC≤0.1時(shí)，可認(rèn)為判斷矩陣A是滿意的，否則需對(duì)判斷矩陣進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。平均隨機(jī)一致性指標(biāo)IR標(biāo)準(zhǔn)值見表5。對(duì)于一致性的檢驗(yàn)，只有當(dāng)校驗(yàn)值滿足RC<0.1時(shí)，判斷矩陣才具有滿意的一致性。

表5 平均隨機(jī)一致性指標(biāo)IR標(biāo)準(zhǔn)值

3.1.2.4 功能指標(biāo)的綜合權(quán)重

對(duì)前述滿足一致性要求的評(píng)價(jià)指標(biāo)間的相對(duì)重要性權(quán)重和相互影響權(quán)重進(jìn)行綜合，得到指標(biāo)綜合權(quán)重為

(12)

式(12)中:α∈[0,1]。若取α=0，表示不考慮指標(biāo)間相對(duì)重要性權(quán)重；若取α=1，表示不考慮指標(biāo)間相互影響權(quán)重。在實(shí)際應(yīng)用過程中，α的取值應(yīng)根據(jù)具體情況，由有關(guān)技術(shù)人員研究決定。

3.2 螺桿泵各功能指標(biāo)的權(quán)重計(jì)算

按式(2)～式(12)和表3～表5，可分別計(jì)算出螺桿泵方案層、準(zhǔn)則層等功能指標(biāo)因素的相對(duì)重要性和相互影響的權(quán)重，并進(jìn)行一致性檢驗(yàn)判斷。

3.2.1 螺桿泵準(zhǔn)則層基于目標(biāo)層功能的判斷矩陣及權(quán)重

基本功能、輔助功能和使用功能針對(duì)總功能的相對(duì)重要性和相互影響的判斷矩陣分別為

(13)

選取α=0.5，由式(4)～式(12)計(jì)算出螺桿泵各功能間的綜合權(quán)重集為

W1=(0.401 6, 0.227 1, 0.371 2)

(14)

最大特征值λmax=3.006 5;一致性指標(biāo)RC=0.005 6。

3.2.2 螺桿泵方案層基于準(zhǔn)則層功能的判斷矩陣及權(quán)重

準(zhǔn)則層主要由基本功能、輔助功能和使用功能構(gòu)成。

3.2.2.1 基本功能指標(biāo)之間的判斷矩陣及權(quán)重

基本功能的項(xiàng)功能指標(biāo)包括壓力、流量和效率等，這些指標(biāo)間的相對(duì)重要性和相互影響的判斷矩陣分別為

(15)

同理,取α=0.5,計(jì)算出產(chǎn)品基本功能各指標(biāo)間的綜合權(quán)重集為

W2=(0.400 2, 0.344 2, 0.255 7)

(16)

最大特征值λmax=3.048 7;一致性指標(biāo)RC=0.042 0。

3.2.2.2 輔助功能指標(biāo)之間的判斷矩陣及權(quán)重

輔助功能適應(yīng)性、外觀造型和體積重量等各指標(biāo)間的相對(duì)重要性和相互影響的判斷矩陣分別為

(17)

選取α=0.5,計(jì)算出輔助功能各指標(biāo)間的綜合權(quán)重集為

W3=(0.184 7, 0.367 3, 0.448 0)

(18)

最大特征值λmax=3.043 2;一致性指標(biāo)RC=0.037 2。

3.2.2.3 使用功能指標(biāo)之間的判斷矩陣及權(quán)重

使用功能各指標(biāo)間的相對(duì)重要性和相互影響的判斷矩陣分別為

(19)

選取α=0.5,計(jì)算出使用功能各指標(biāo)間的綜合權(quán)重集為

W4=(0.156 6, 0.102 9, 0.130 8, 0.125 6, 0.129 1, 0.068 3, 0.119 6, 0.167 2)

(20)

最大特征值λmax=8.949 0;一致性指標(biāo)RC=0.096 1。

由上述分析可知，RC均遠(yuǎn)小于0.1，說明構(gòu)建的判斷矩陣很滿意，滿足實(shí)際情況的要求。不同的螺桿泵方案針對(duì)各功能要求，可根據(jù)上述權(quán)重計(jì)算其功能評(píng)價(jià)系數(shù)。

4 螺桿泵設(shè)計(jì)方案的功能價(jià)值評(píng)價(jià)

4.1 螺桿泵的功能評(píng)價(jià)系數(shù)計(jì)算

本文基于功能系統(tǒng)評(píng)分法計(jì)算螺桿泵各關(guān)鍵零部件的功能評(píng)價(jià)系數(shù)。針對(duì)本文設(shè)計(jì)的單吸式雙螺桿泵對(duì)各功能指標(biāo)的貢獻(xiàn)，由專家進(jìn)行百分制打分(見表6)，計(jì)算螺桿泵零部件的功能系數(shù)。

表6 基于功能系統(tǒng)評(píng)分法衡量單吸式雙螺桿泵對(duì)各功能指標(biāo)的貢獻(xiàn)

表6中，準(zhǔn)則層和方案層的權(quán)重依次由式(14)、式(16)、式(18)和式(20)給出。功能指標(biāo)總權(quán)重系數(shù)由功能指標(biāo)的綜合權(quán)重特征向量值乘以該功能的綜合權(quán)重向量值得到，即

W=[W2×W1(1),W3×W1(2),W4×W1(3)]=

(0.143 7 0.142 9 0.115 1 0.083 9 0.025 7 0.117 5 0.058 5 0.038 8 0.047 3 0.046 9 0.047 9 0.025 8 0.044 3 0.061 7)

(21)

螺桿泵關(guān)鍵零部件對(duì)功能因素指標(biāo)的功能評(píng)價(jià)系數(shù)的計(jì)算式為

(22)

式(22)中:dij(i=1,2,…,h;j=1,2,…,m)為專家評(píng)分元；h為價(jià)值分析對(duì)象(關(guān)鍵零部件)數(shù)量；m=m1+m2+…+mn為方案層功能指標(biāo)總數(shù)，本文h=4,m=14。

因此，由式(22)可分別計(jì)算螺桿泵關(guān)鍵零部件基于功能指標(biāo)的功能評(píng)價(jià)系數(shù)，求得螺桿、泵體、端蓋和齒輪的fi依次為0.268、0.331、0.262和0.139。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)而得到表6中單吸式雙螺桿泵主要關(guān)鍵零部件的功能評(píng)價(jià)集為

f=[f1,f2,f3,f4]T=[0.268 3, 0.331 3, 0.261 8, 0.138 6]T

(23)

根據(jù)關(guān)鍵零部件的功能評(píng)價(jià)系數(shù)的大小即可判斷出其對(duì)整個(gè)產(chǎn)品的功能的貢獻(xiàn)或重要性，進(jìn)而可對(duì)螺桿泵的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行功能評(píng)價(jià)。

4.2 螺桿泵關(guān)鍵零部件的成本系數(shù)計(jì)算

C=[0.328 9, 0.394 7, 0.210 5, 0.065 8]

(24)

4.3 計(jì)算螺桿泵各零部件的價(jià)值評(píng)價(jià)

產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案的價(jià)值評(píng)價(jià)就是計(jì)算出產(chǎn)品各關(guān)鍵零部件的價(jià)值評(píng)價(jià)系數(shù)，根據(jù)價(jià)值評(píng)價(jià)系數(shù)對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)。產(chǎn)品各關(guān)鍵零部件的價(jià)值評(píng)價(jià)系數(shù)的計(jì)算式[10]為

(25)

式(25)中:fi為產(chǎn)品零部件的功能評(píng)價(jià)系數(shù)，由式(23)計(jì)算；Ci為產(chǎn)品零部件的成本系數(shù)，由式(24)得到。

由式(25)計(jì)算出產(chǎn)品零部件的價(jià)值系數(shù)向量為

(26)

5 螺桿泵設(shè)計(jì)方案的改進(jìn)及效果分析

由式(26)可知，螺桿泵的螺桿和泵體的價(jià)值系數(shù)均小于1，而支承端蓋組件和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組件的價(jià)值系數(shù)均大于1。無論價(jià)值系數(shù)是大于1還是小于1，都說明產(chǎn)品的功能與對(duì)應(yīng)的付出成本之間沒有達(dá)到最佳的匹配狀態(tài)，必須基于價(jià)值分析原理，在設(shè)計(jì)、加工制造和材料選取等方面進(jìn)行創(chuàng)新、改進(jìn)或優(yōu)化，并重新制訂零部件成本分配方案。

5.1 螺桿泵設(shè)計(jì)方案的改進(jìn)措施

對(duì)于價(jià)值系數(shù)大于1的支承端蓋和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，經(jīng)過分析和信息調(diào)查，認(rèn)為其功能和成本分配基本合理，不需要改進(jìn)。

對(duì)于價(jià)值系數(shù)小于1的螺桿和泵體，可通過降低零部件的設(shè)計(jì)、加工制造及其材料成本，或從設(shè)計(jì)制造和材料入手使其功能得到最大的發(fā)揮，以增大相應(yīng)零部件的價(jià)值系數(shù)，使其基本等于1。本文從以下幾個(gè)方面改良螺桿和泵體設(shè)計(jì)方案：

1)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，通過機(jī)械、流體動(dòng)力學(xué)仿真分析優(yōu)化，采用雙吸式對(duì)稱的雙螺桿轉(zhuǎn)子及其泵體的結(jié)構(gòu)，改進(jìn)了泵的吸入性能，減小了泵的振動(dòng)和噪聲，增大了泵輸出流量、壓力及揚(yáng)程等，使得產(chǎn)品在成本上升較小的情況下實(shí)現(xiàn)功能(性能)指標(biāo)的較大提升。

2)在材料選擇上，通過理論計(jì)算仿真，泵體材料選擇球墨鑄鐵,該材料具有加工制造性能好、吸振性能好、強(qiáng)度高和成本低等優(yōu)點(diǎn)；螺桿選擇低合金結(jié)構(gòu)鋼，該材料具有易切削、熱處理熱變形小和綜合成本低等優(yōu)點(diǎn)，能滿足螺桿泵的功能(性能)要求。

3)在加工制造上，改進(jìn)螺桿螺旋面加工工藝，采用對(duì)稱的刀具同時(shí)切削加工，消除單刀單邊切削時(shí)引起的徑向撓度變形帶來的加工誤差，提高切削效率；同時(shí)，采用粗精分開兩道工序，可消除切削余量大且不均勻引起的誤差復(fù)映，以及余量不均勻引起的表面(應(yīng)力)粗糙度不一致；通過改變螺桿加工工藝，不僅能提高螺桿的尺寸、形狀和表面等幾何精度，而且能減小振動(dòng)和噪聲，以充分滿足螺桿泵某些功能(性能)要求。

4)在裝配上，使用專用工裝，提高裝配效率和裝配精度，降低裝配成本，以增大螺桿泵的零部件價(jià)值系數(shù)。

5)通過降低銷售和推廣成本，在一定程度上增大雙螺桿泵的整體價(jià)值系數(shù)。

5.2 基于評(píng)價(jià)結(jié)果確定其目標(biāo)成本

通過上述分析，改進(jìn)設(shè)計(jì)方案之后增大螺桿和泵體零部件的價(jià)值系數(shù)，使其接近于1。對(duì)必要功能和相應(yīng)成本進(jìn)行改進(jìn)或優(yōu)化之后，還需重新確定產(chǎn)品的目標(biāo)成本。本文采用基點(diǎn)系數(shù)法對(duì)產(chǎn)品的成本進(jìn)行調(diào)整，以確定目標(biāo)成本[11-13]。由于原價(jià)值系數(shù)大于1的支承端蓋和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的功能和成本分配基本合理，不需要改變，故將其設(shè)定為基點(diǎn)，求出基點(diǎn)系數(shù)α≈50。

由此，重新分配螺桿泵關(guān)鍵零部件的目標(biāo)成本為

(27)

螺桿泵的目標(biāo)總成本為

C=C螺桿+C泵體+C端蓋+C齒輪=4 971元

(28)

經(jīng)過價(jià)值分析后螺桿泵可節(jié)約總成本

ΔC=Cysz-C=2 629元

(29)

(30)

由此可知，通過對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行改進(jìn)之后重新確定的目標(biāo)成本降低了34.6%。

對(duì)螺桿進(jìn)行評(píng)估，螺桿的目標(biāo)成本C螺桿=1 346元，螺桿泵的目標(biāo)總成本為4 971元，螺桿的成本系數(shù)C1≈0.270 8。

上文計(jì)算得到螺桿的功能系數(shù)為0.268 3，因此螺桿改進(jìn)后的價(jià)值系數(shù)為

(31)

泵體改進(jìn)后的計(jì)算公式為

(32)

(33)

螺桿泵產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案的價(jià)值分析結(jié)果見表7。對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行改進(jìn)之后,各零部件的價(jià)值系數(shù)均接近于1，幾乎為無偏差價(jià)值系數(shù)，螺桿泵的功能與成本基本處于最佳匹配狀態(tài)。

表7 螺桿泵產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案的價(jià)值分析結(jié)果

6 結(jié) 語(yǔ)

1)提出了基于價(jià)值工程對(duì)螺桿泵設(shè)計(jì)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)的模型和方法，并針對(duì)單吸式雙螺桿泵進(jìn)行了價(jià)值分析和價(jià)值評(píng)價(jià)，基于評(píng)價(jià)結(jié)果對(duì)原設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了改進(jìn)或優(yōu)化，使新方案的螺桿泵關(guān)鍵零部件功能與成本基本匹配，接近于“無偏差”價(jià)值系數(shù)的 “性價(jià)比”最佳狀態(tài)；

2)基于對(duì)螺桿泵設(shè)計(jì)方案的價(jià)值分析評(píng)價(jià)結(jié)果，從螺桿泵關(guān)鍵零部件結(jié)構(gòu)改進(jìn)、流道仿真設(shè)計(jì)、加工制造裝配和材料選擇等方面提出了提高螺桿泵價(jià)值的措施；

3)提出螺桿泵的銷售推廣和降低成本也能在一定程度上增大螺桿泵的價(jià)值系數(shù)；

4)提出基于基點(diǎn)系數(shù)法調(diào)整和分配螺桿泵關(guān)鍵零部件的目標(biāo)成本，以實(shí)現(xiàn)“無偏差”價(jià)值系數(shù)，獲得“高性價(jià)比”的螺桿泵設(shè)計(jì)方案。