价值工程在新型墙体材料生产工艺比选中的应用研究

梁祎 刘子鹏

摘要：随着实心黏土砖的禁用，国家对新型墙体材料的研发力度不断加大，各类绿色、环保的新型墙体材料发展迅速。新型材料研发的最终目的是要能投入生产，因而新型材料生产工艺的选择显得尤为重要。本文以磷石膏免烧砖生产工艺为例，研究用价值工程来为今后新型墙体材料投产生产时的工艺比选进行指导。

Abstract： With the ban of solid clay bricks， the state's research and development of new wall materials has been increasing， and various types of green and environmentally friendly new wall materials have developed rapidly. The ultimate goal of the development of new materials is to be able to put into production， so the choice of new material production process is particularly important. In this paper， the production process of phosphogypsum-free bricks is taken as an example， and the value engineering is used to guide the process comparison of the production of new wall materials in the future.

关键词：新型墙体材料;价值工程;工艺比选

Key words： new wall materials;value engineering;technology selection

中图分类号：TU5                                      文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2019）08-0023-03

0  引言

能源消耗是推动社会发展进步的必需品，发展经济、社会进步、机制运转都需要源源不断的能源供应，中国地大物博，资源丰富，但是人口众多、人均能耗不足的情况使我国的稀缺资源的人均占有量居世界较低的水平[1]。生产磷肥等化工产品时会产生固态有害副产物磷石膏，根据湿法生产磷肥工艺来算，每生产1t磷肥，就会产生大约四到五吨的磷石膏[2]。磷石膏的成分特别复杂，大量堆放的磷石膏，其中的有害物质，比如有机或无机磷化物、氟化物等渗透到土壤和地下水中，会对环境造成不可逆的损害。在我们国家，仅仅在云南、湖北、贵州、重庆等西南部地区，磷石膏的年排放量就达到了约3500万t，排放量占全国的约三分之二。由此可见，磷石膏大量堆放的问题成为亟需处理的一大环境污染问题，也是全世界面临的一大棘手问题，磷石膏资源化再利用的研究也成为各领域的重点研究目标。

一直以来，黏土砖一直是我国建筑行业的重点使用材料，但是黏土砖占用破坏耕地、烧结黏土砖需要消耗大量的煤炭资源、烧结黏土砖过程中会产生大量的粉尘烟雾有害气体造成环境污染等对环境造成严重污染，这与建设资源节约型、环境友好型社会的宗旨相悖，因此黏土砖理应逐步被社会淘汰，取而代之的力学性能好、耐久性好、强度高、价格优惠、环境友好的新型建筑材料才能更好的满足经济社会发展需要。但是，黏土砖因为具有制作简单、原材料便宜且易获得等优点，到目前为止，很多农村地区仍旧大量使用烧结黏土砖，黏土砖在建筑材料领域还是占有一定的分量，依旧被很多地区广泛使用，这对于国家的长远发展战略来看是个极大的安全隐患。为了让黏土砖彻底的退出建筑行业的舞台，我们国家制定了一整套禁止使用黏土砖、积极推动新型墙体材料研发的规定，取代黏土砖降低能源消耗势在必行，而磷建筑石膏就是在国家推动新型墙体材料研发的大环境中脱颖而出的一类新型墙体材料。本文利用价值工程来对其生产工艺进行比选，以期磷石膏免烧砖能逐渐取代黏土砖，成为主要的新型墙体材料，同时，工业固体废弃物磷石膏，也能实现资源的可再生利用。

1  价值工程的内涵

1.1 价值工程定义

价值工程（VE）作为一种系统化的管理手段，使用至今，是一种被各行各业广泛证实的行之有效的管理方法。从通用公司最先开始使用价值工程这种管理方法以来，已经有70多年的历史了。简单来说，价值工程是从被研究对象的功能进行分析出发，以提高产品、劳务、工程或工作的价值为目的的一种管理手段。价值工程与传统的对比研究方法相比，最大的特点在于它是一种力求使研究对象发挥最大价值的创造性研究方法，是一种系统的方法，使最终的研究产品能够在成本较为合理的情况下发挥出它的最大价值。价值工程就是系统化、综合化、成本导向和功能导向相结合的一种卓有成效的管理手段。

价值工程（VE）是一种用系统的思想来探讨对方案进行创新和优化的卓有成效的管理手段和研究方法。F（功能）、C（成本）、V（价值）是它的三要素。功能是价值工程的核心，功能就是在进行价值分析的研究对象它可以满足客户群体某种需要的特性。对于产品来说，功能就是这个产品所具备的用途;对于企业来说，功能就是变投入为产出;对于人来说，就是一个人的职责，能对社会做出的贡献。根据功能对于客户的重要程度而言，可以将功能区分为必需要有的功能和不必要有功能，首先进行价值分析的最重要的一步，就是去评判一件产品的功能哪些功能是必要功能，哪些是不必要的功能，从而有针对性的使不必要的功能成本减少到最低，这样才能使一件研究产品对于客户价值达到最大。成本就是一件产品的寿命周期費用，对一项作业来说，寿命周期就是指从作业开始规划到完成并发挥功效这一段过程。价值工程为我们来评判一件产品的功能与成本费用的关系提供了一套非常科学的标准，在评判一件产品的价值高低时候，认为性能越高的产品价值就越大，或者成本费用最低的价值就是最大的，这样是一叶障目的评价方法，结果是非常局限且片面的，产品的性能高但是费用极其昂贵或者是产品的价格极低但是没什么性能可言，这都不是客户想要的。价值工程理论是这么认为的，根据客户的具体需求，以最低的寿命周期成本满足相同的功能，那么产品的价值就是最大的。通过上述分析，价值的表达式就是V=F/C[3]。

1.2 价值工程的运用

VE系统的各个组成部分的功能就是为了充分发挥VE系统在提高对象价值方面的作用，各个职能系统对其分析及决策能力的保证或改善。按照系统理论，达到上述目的的方法主要体现在对其发展和效果的预测及有关目标、措施与现状之间的协调控制中。

价值工程（VE）决策系统，从根本上来说，就是在动力系统的作用下，同时系统会受到外界环境因素、客观因素的刺激和干扰，决策系统会利用自己的一系列特有的运行原理，反复多次的来研究分析研究对象的真实运行状态，最后能够形成一个具体的对研究对象功能进行提升改造的方案，最终达到提高产品价值的目的。价值工程（VE）决策系统它的运行前提是：以最大的经济社会效益为目标，研究者从研究产品所具有的功能着手，根据市场行情以及市场运作的一般规律，来对产品所具有的功能和实现这些功能所需要的成本费用进行一个全面系统的评价研究，同时也是对产品在市场中具有的竞争力的一个有效检验，精确计算出生产这种产品所需的成本和条件，最终提出最后的产品改进方案，在增加了企业在市场上的核心竞争力的同时，根据企业在市场中的地位和现状，以及目前的市场环境、经济条件，进一步完善和发展价值工程（VE）系统的相关理论，使得企业在产品生产决策过程中能够获得更多、更高层次的指导。

2  价值工程在工艺比选中的应用与研究

2.1 磷石膏免烧砖生产技术研究现状

利用磷石膏制备免烧砖，先制备出磷建筑石膏，然后用磷建筑石膏来制造免烧砖，为此，国内、国外的相关领域专家对制备磷建筑石膏免烧砖开展了广泛的课题研究，同时也为后续的相关产品研发提供了数据方面的一定的支撑，具有非常重要的意义，也为磷石膏免烧砖的进一步发展提供了有力支持。用磷建筑石膏来制备免烧砖，这个工艺可以分为两种：①高压压制成型的免蒸砖生产工艺，简称“高压成型的免蒸砖工艺”;②压制成型的蒸养砖生产的工艺，简称“压制的蒸养砖工艺”。

2.1.1 高压成型免蒸砖工艺

国内外的著名学者，都对采用“高压成型的免蒸砖工艺”制备磷石膏免烧砖进行大量的研究和探讨，该工艺基本流程如图1所示[4]-[5]。

2.1.2 压制蒸养砖工艺

国内的相关领域学者对采用“压制蒸养法砖工艺”制备磷石膏免烧砖进行非常多的研发，这个工艺的基本流程如图2所示[6]-[7]。

2.2 工艺比选的步骤

2.2.1 功能评价指标体系

根据对三种不同的施工工艺进行对比分析，选择能耗（U1）、生产设备（U2）、生产成本（U3）、免烧砖强度（U4）共4个评价的指标来判别这几种生产方案工艺的好坏，方案功能评价指标体系如图3所示。

2.2.2 计算功能权重

本文使用“0-1”打分法来具体确定各个指标的权重，邀请本行业领域的专家对各指标进行综合打分，最终汇总各专家打分得出权重值，结果如表1。

根据计算，第一层次的指标权重如表2所示。

2.2.3 功能的模糊综合评价

评价高压成型免蒸砖功能得分，本文采用模糊综合评价法，将所有的评价指标划分两级，第一级包含着四个指标，U1-U4;第二级包含九个指标，模糊评语集分为V1=好， V2=一般，V3=不足，V4=差。最后计算出所有评价指标的隶属度。如表3、表4所示。

按照多层次模糊综合评判的计算步骤[8]进行计算得到高压成型免蒸砖工艺的功能得分为SZ1=68.06，功能系数F1=0.503，压制蒸养砖工艺功能得分SZ2=67.34，功能系数F2=0.497。

2.2.4 价值系数的计算

由于磷石膏免烧砖为新型材料，故暂时采用实验室成本进行估算，假设用高压成型免蒸砖工艺生产一块免烧砖成本系数为0.259;用压制蒸养砖工艺生产一块免烧砖成本系数为0.367。

2.2.5 决策分析

根据V=F/C，计算出用高压成型免蒸砖工艺的价值系数为1.942;压制蒸养砖工艺的价值系数为1.354。

从两个方案的价值系数我们可以看出，用高压成型免蒸砖工艺生产的价值系数要高于用压制蒸养砖工艺生产的价值系数，高压成型免蒸砖工艺较为理想。故在今后投产生产时，在同等条件下，两种工艺之间，优先考虑使用高压成型免蒸砖工艺进行生产。

3  结论

新型建筑材料研发后投产之前需要对其生产工艺进行选择，并且生产工艺对新型材料的成本、价格及发展前景都具有巨大的影响。价值工程是从被研究对象的功能进行分析出发，以提高产品、劳务、工程或工作的价值为目的的一种管理手段。价值工程以功能分析着手，进一步来研究产品实现某些功能需要多少费用之间的平衡关系，目的是以较为合理的成本来实现产品的最佳功能，使产品价值达到最大，可以为今后新型材料生产工艺的比选、新型材料的研发提供较好的理论指导。

参考文献：

[1]徐米甘.北京建筑节能的认识误区分析.中国建设报[J].2006.

[2]万邦江，胡武洪.磷石膏预处理及综合利用.中国西部科技[J].2011，10（25）：5-7.

[3]杨建昊，金立顺.广义价值工程[M].国防工业出版社，2009.

[4]池济亨，林孝均.工业废渣磷石免烧砖及其生产方法.中国，实用新型专利，CN101508556[P]，2009.

[5]Degirmenci N.The using of waste phosphogypsum and natural gypsum in adobe stabilization[J]. Construction and Building Materials，2008，22（6）：1220-1224.

[6]袁建中.摻硫化碱渣和磷石膏的粉煤灰空心砌块研制[J].新型建筑材料，2003（10）：43-44.

[7]杨家宽，谢永中，肖波，等.一种磷石膏复合砖及其生产方法.中国，实用新型专利.CN1915894[P].2007.

[8]刘寅，吴孟达.模糊理论及其应用[M].国防科技大学出版社，2000.