1、工程经济学,第十章 价值工程与工程经济关系,一、价值工程的产生与发展,第一节 价值工程与工程经济关系,价值工程(Value Engineering,VE),是1947年由美国通用电气公司采购部门的一位设计工程师拉里麦尔斯(Lawrence D.Miles)首先提出并研究的。后又经不断的发展、完善,形成了目前所称的价值工程。20世纪初,美国人泰勒通过组织生产线、确定合理的生产量、安排合理的生产过程等管理方法达到提高产量、确保质量、降低成本的目的。,1920年,美国人休哈特提出质量控制(Quality Control,QC)概念,QC的出发点是科学利用各种资源、尽可能减少各种消耗、力求无浪费的生产
2、,以取得更大的效益。,二、价值工程与工程经济的关系工程经济的核心就是通过技术经济分析的方法,对项目、产品、工艺等进行核算、对比和选优。实践表明,价值工程是一种新兴的工程经济分析方法,是研究产品功能和成本之间关系的管理技术。功能属于技术指标,成本则属于经济指标,它用“价值”的概念,把技术和经济统一起来,谋求用最低的成本,获得必要的功能,以达到在满足使用者需要的同时,使企业和社会都获得最佳的经济效益,并使有限的资源得到充分合理利用的目的。,第二节 价值工程的概念与特点 一、价值工程的基本概念 所谓价值工程,是指通过有组织的协作,对所研究对象的功能与费用进行系统分析,力图以最低的寿命周期成本可靠地实
3、现必要的功能,旨在提高所研究对象价值的思想方法和管理技术。要准确掌握VE的本质,须从以下几点深刻理解:,(一)寿命周期成本,寿命周期成本简图,(二)可靠地实现必要的功能 1.“可靠地实现”的含义 这主要表现在性能、可靠性、保养性、安全性和操作性等几个方面。性能是指功能的实现程度;可靠性是指功能实现的持续性;保养性是指功能发生故障时修复的难易程度;安全性是指实现功能时的安全程度;操作性是指实现功能时人们使用产品的难易程度。这些都是实现功能的必要条件,满足这些条件就是“可靠地实现”的含义。2.“必要的功能”的含义 这是针对不必要功能而言的。产品功能从不同角度可做如下划分:(1)按功能重要程度可分为
4、基本功能和辅助功能。 (2)按功能适应用户需要可分为必要功能和不必要功能。,(三)价值的含义,二、提高价值的途径 根据价值的公式,提高价值可通过下列5种途径:(1)成本降低,功能提高。(2)功能不变,成本降低。(3)成本不变,功能提高。(4)成本略有提高而功能大大提高。(5)功能稍微降低,成本较大幅度降低。,三、VE的特点 1.VE是有组织的创造性活动2. VE的核心是对产品进行功能系统分析3. VE侧重于产品的研制阶段4. VE不同于一般成本控制,四、VE的工作程序,VE的阶段、步骤与提问,第三节 产品的功能与成本分析 一、功能分析 (一)功能定义技术,主语 动词 名词杯子 盛 水电线 传导
5、 电流铅笔 做出 记号桌子 支撑 重量,功能定义时一般应遵循以下规则: (1)用动词和名词把功能简洁地表达出来。(2)名词部分要使用可测量的词汇。(3)避免用被动或间接的动词。(4)避免使用类似目标的词或短语。(5)站在物品的立场上下定义。(6)一项功能下一个定义。,(二)功能整理技术功能整理是一个著名而有效的功能分析系统技术。此技术是按一定的逻辑关系,将VE对象各个组成部分的功能连接起来,形成一个有机整体功能系统图(Functional Analysis Systems Technique,FAST),以掌握必要功能,发现和消除不必要功能。任何一种产品的各个构成要素之间都会按照设计和生产的要
6、求实现着相互联系、相互制约的关系,这种关系构成了产品的结构系统;各构成要素的功能之间也相互联系、相互制约,组成了产品的功能系统,发挥和实现着产品总功能的作用。,将VE对象功能系统中的各个功能,按照上位功能在左、下位功能在右的原则,顺序排列,即可组成功能系统图,其一般形式如图所示。,白炽灯的功能关系,暖水瓶的功能关系,系统功能图绘制时一般步骤是: (1)编制功能卡片。把所有功能定义对象一一编成卡片,每张卡片包括对象名称、成本及功能内容。(2)挑出所有基本功能卡片,把最基本功能放在最左端,并把它们按“目的”与“手段”的关系从左向右排,从而形成一个以基本功能为骨架的树形结构。(3)把辅助功能联接到骨
7、架上去,从而完成功能系统图的绘制。(4)审定功能系统图,主要明确功能间是上下位关系还是并列关系。,二、成本分析(一)功能现实成本功能现实成本就是实现某项功能的目前成本。在VE活动中,是准备通过有效手段使其降低的对象。在产品中一个零部件往往有几种功能,而一种功能也往往通过几个零部件才能实现。估算功能现实成本必须根据已知构成要素,即各零部件的成本,转移分配到各项功能上去。,(二)功能评价值(功能最低成本)功能评价值是指为可靠实现某项功能的最低成本,也是实现该功能的目标成本。将它与功能现实成本进行比较,将二者的差额作为成本降低目标,从而确定功能改进对象。可见,功能评价值在VE中有着重要作用。但在实际
8、中,功能现实成本较易确定,而确定功能评价值则比较困难。因此可以说,探寻对产品进行正确功能评价的方法,就是探求功能评价值的方法。,1.理论价值标准法 这是根据工程计算公式和费用定额资料或物理学、材料力学对功能成本费用进行定量计算的方法。如选某种材质的实心棒料来实现“传递转矩”的功能,就可根据转矩的大小及该材质允许最大切应力间的关系公式Mn=d3/16求出此材料的直径,并进一步结合密度和长度求出重量,最后按材料价格计算出为实现扭矩功能在材料方面的功能评价值。,2.方案法 首先,根据技术信息,构思出实现某功能可能采用的各种方案,然后,预测出每种方案的成本,其中最低的成本即为功能评价值。此种方法把功能
9、评价与实际方案结合起来考虑,增强了可操作性,实现目标成本比较可靠,避免了理论与实践的脱节。,3.实际价值标准法这种方法就是把能实现某一功能的成本资料收集起来,在创造性地比较基础上选择最低的成本作为功能评价值。如领带夹的功能是“拴住领带”,领带夹的评价值就可通过检验同样能“拴住领带”的其他物品求得;另外,具有同样功能的同类产品的各种指标数据应可测定,功能实现程度及功能条件应相同。运用以上几种方法,直接求出功能评价值后,就可以与现实成本相比较,明确改进对象,并以二者的差距为改进目标。,第四节 产品价值评定 功能评价就是对产品价值进行评定,是在功能定义和功能整理的基础上,求出功能价值系数,以此来表示
10、功能的大小和重要程度,用数量化的方法进行定量分析。其目的有以下两点:一是用定量的方法探讨功能价值,选择功能与成本不匹配的作为开展VE的对象;二是寻求实现功能的最低费用,并以此为目标成本(功能评价值)与目前成本相比较,并进行调整。,一、功能价值系数用于功能评价的功能价值系数可用绝对值和相对值来表示,但无论如何表示,功能价值系数的计算都应在功能系统图同样的层次级别上进行。,(一)绝对值法,(二)相对值法,1.功能重要程度系数的确定 (1)强制决定法(Forced Decision)。它简称FD法,它的评分准则为:组织515个熟悉业务的专业技术人员,各自评分,然后取平均值;所有零部件按其重要性两两对
11、比,重要程度高的得1分,重要程度低的得0分;在两零件比较过程中,不许认为两者同样重要而给两者都打1分,也不许认为同样不重要都打0分。,(2)倍数确定法(Decision Alternative Ratio Evaluation)。它简称DARE法。使用一对一进行功能重要性对比,只用0和1来体现重要和次要关系,显然太绝对了。DARE法是根据重要性的大小灵活地按比例打分,是更为常用的方法。,2.功能成本系数 功能成本系数是根据功能现实成本来计算的。即:,式中,m为零件数;ci为第i个零件的现实成本。,二、功能价值系数分析与功能评价求出功能重要程度系数和功能成本系数后,就可用相对值的公式得到功能价值
12、系数,以明确改进对象。在此基础上进一步求出功能评价值,结合目标成本计算出待改进对象成本降低的期望值。,(一)功能价值系数分析 按公式Vi=Fi/Ci,功能价值系数可得到的3种结果,现分析如下: 1. Vi1 Vi1表明功能高于成本,是物美价廉的体现,一般来说,是追求的目标。其前提是确实由于采用了新技术、新材料、新工艺等,大大降低了成本,从而达到用较低成本获得重要功能的目的。但在实际中还应具体分析,以下两种情况除外: (1)盲目降低现实成本,使其低于必要成本水平,使功能得不到可靠的实现。 (2)功能水平偏高,造成功能过剩。,(二)功能评价功能评价的一个重要目的就是寻求到实现功能的最低费用,并以此
13、为功能评价值同目前成本相比较。对产品进行功能定义、功能整理,确定其功能重要程度系数、成本系数等一系列活动都是为进一步改进设计服务的。改进设计,说明原来成本分配到各功能区域不一定合适,现在根据重新确定的功能价值系数,重新分配产品成本,就能发现各功能区域新分配的成本和原分配成本之间的差异。,确定功能评价值时应遵循以下原则:(1)功能区域新分配成本等于目前成本,则以目前成本为功能评价值,如F3。 (2)新分配成本小于目前成本,则以新分配成本作为功能评价值,如F2。 (3)新分配成本大于目前成本,要作具体分析:判断功能重要系数是否定得过高、甚至存在多余功能而导致成本上升,如过高,重新调整功能重要系数后
14、再计算;如不高,则考虑以目前成本水平能否实现必要功能,如不能,则以新分配成本作为功能评价值。,第五节 VE的对象选择与信息收集选择VE对象是价值工程活动的关键步骤。一个企业可有许多种产品和大量的工作过程,一个系统、一种产品、一项工程或者是它们中的某些组成部分,都可以作为VE的选择对象,题目也可大可小。但在实际工作中,对所有对象都展开VE活动是不可能的。这就要求合理地、有重点地进行,才能提高VE活动的效率和效果。,一、选择VE对象的基本原则一般VE对象的确定大致可从下面几个方面考虑: 1.结构、工艺复杂的产品 这类产品一般工艺复杂、工序多,有简化、合并或减少工序的可能性。 2.成本或产量大的产品
15、 降低高成本产品的成本能减少资金占用,且增加企业效益较显著;对于产量大的产品,只要单位产品 成本略有降低或收益略有增加,则总量效益就能明显增加。 3.用户意见多的产品 要搞清楚用户意见集中在哪些问题上,以便确定VE对象并找到解决方法,以提高产品质量。 4.有发展前景或成功可能性大的产品,二、选择VE对象的方法 选择VE对象的方法有很多,下面仅介绍常用的4种方法。 1.经验分析法 这是一种定性的分析方法。它凭借价值工程活动人员的经验,按照上述原则对各种因素进行分析,区分轻重、主次。这种方法简便易行,但精度差,通常在资料不全或时间紧迫的情形下使用,使用时要注意发挥集体智慧进行决策。 2. ABC分
16、类法 ABC分类法也叫重点法、成本比重分析法或巴列特法。该方法是根据“关键的少数,次要的多数”思想,抓住主要矛盾的定量分析方法。它是将意大利经济学家巴列特(Pareto)的不均匀分布定律,用在成本分析上。,ABC分类法,3.比重分析法 该方法针对不同指标(或目标),通过计算不同对象的相对 比重来选择VE对象,4.最合适区域法 最合适区域法是日本东京大学田中教授提出的,也是根据价值系数的大小来选择VE改进区域。它不单纯考虑价值系数大于或小于1,而是将价值系数与1的偏离程度以及将功能重要程度系数和成本系数的绝对值大小综合考虑,绝对值小的放宽控制,绝对值大的从严控制,确定一个最合适区域,如图10-8
17、b所示。,三、VE的情报收集 1.科学技术方面的信息 科学技术方面的信息包括:产品的功能、水平及实现功能的方式、方法;现产品研制设计和演变的历史;国内外同类产品的设计方案、产品结构、加工工艺、设备、材料、技术标准、质量标准等一系列技术资料;有关新技术、新工艺、新材料、标准化等科技资料和相关的技术法规。 2.产品成本方面的信息 产品成本方面的信息主要包括:构成产品的原材料、元器件、外协件成本及各种材料消耗定额;加工、装配成本;包装、存储、运输、销售等成本情况。 3.用户方面的信息 包括用户使用的目的、条件、环境等;用户对产品性能、外观、操作、维修、保养的要求;用户对产品价格、交货方式、配件供应的
18、期望等;用户的其他要求。 4.市场方面的信息 国家一定时期内的宏观政策对产品的影响;同类产品生产企业的状况和市场的划分、布局及产品占有率;同行业竞争对手产品的产量、成本、价格、利润、技术服务及研发状况等。,第六节 价值工程方案的评价与实施一、方案创造1.头脑风暴法(BS法)2.哥顿法(Gordon法)3.德尔菲法(Delphi Method),二、方案的评价与选择对提出的若干方案,需要进行评价,评价有概略评价和详细评价两种。 (1)概略评价是对提出的方案或改进设想进行粗略分析、对比和筛选,以便把它减少到便于处理的规模,内容不要求详尽,时间要迅速及时,评价标准不宜过严。(2)详细评价是对经过筛选
19、的少数方案再具体化,通过进一步调查、研究、分析,对改进方案提供全面、准确、可靠的依据,最后选出最令人满意的方案。,无论哪种评价都包括技术性评价、经济性评价、社会评价及综合评价等几个方面。 (1)技术评价主要评价方案的功能实现程度(性能、质量、寿命等)、可靠性、安全性、维修性、操作性及整个系统的协调与环境条件的协调等。 (2)经济评价主要针对方案的寿命周期成本、利润、使用期限、实施方案、实施条件以及费用的节约等因素进行分析。 (3)社会评价主要考查企业利益与社会利益能否一致,方案的功能条件与国家的技术政策和科学发展规划是否一致,方案的实施与环保、能源消耗及国家法律、法规、条例是否一致。 (4)综
20、合评价是在技术、经济和社会评价的基础上,对改进方案做出全面、综合的评价,从而选出最优方案。方案评价的方法有很多,如评分法、加权评分法、线性规划法、层次分析法等,现介绍评分法和加权评分法。,1)评分法。这种方法是通过专家打分后,对方案技术性和经济性进行综合评价。 技术性系数。技术性系数用X表示如下:, 经济性系数。经济性系数用Y表示如下:, 综合评价系数。综合评价系数用K表示如下:,选优原则:K值最高的方案为最优方案。,2)加权评分法 加权评分法就是把目标判据的重要性考虑进去,用一个加权系数表示重要性的大小,总加权系数为1。首先用DARE法或FD法确定目标判据重要性系数Wi(各方案相同)和各方案
21、分别满足目标判据的得分Si(如满分可取100分),最后求出各方案的总评价值Ai=WiSi。 选优原则:Ai最大者为最优方案。,三、方案实施与成果评价(一)方案试验与审定选定最佳方案后,在正式实施前还要对其进行必要的试验和验证,通过后才可以正式将提案上报审批;方案试验和验证内容包括产品结构、新材料、新工艺、新方法、样机或样品的性能、使用等;上报审批时,应提交价值分析提案表,包括原产品的技术经济指标、用户要求、存在的主要问题、预计达到的目的等,并附上功能分析、改进依据、试验数据、图样、预计效果等资料。,(二)成果评价 提案通过并实施后,要对VE活动的成果进行评价与总结。 1.技术成果对比评价 主要
22、评价采用新方案后,产品性能与功能条件的改善,如各项性能指标、质量、寿命、可靠性、安全性、操作性、系统协调性等,来具体对比评价。 2.经济效果对比评价 根据需要,计算提案实施对劳动生产率、原材料消耗、能源消耗、资金利用、设备利用率、产量、利润等指标的影响效果,一般计算以下几项指标:,(1)成本降低率。 (2)年节约总额与年净节约额。 (3)VE投资倍数。,3.社会效果对比评价 社会效果主要从以下方面考查:是否填补国内外科学技术或品种发展的空白;是否满足国民经济或国防建设的需要状况;是否节约能源消耗;是否降低用户购买成本或其他消费;是否防止或减少污染公害;是否增加就业效果等方面的效益。4. VE工
23、作总结 全部工作结束后,要对整个VE工作进行总结。总结的内容是:预定目标是否如期实现,与国内外同类产品相比还存在什么差距;VE活动的计划安排、工作方法、人员组织等方面的优缺点、经验和教训,以便今后改进。,四、价值工程应用案例本案以胜利油田海上单井平台建设为例,通过采用价值工 、程对其工艺流程进行优化,在保证功能的前提下降低建设成 本,说明价值工程的应用原理及方法。,(一)选择对象 海上油田建设为滚动开发,每年都有新的平台投入使用,其中以卫星采油平台为主。该类建设项目具有投资高、风险大,施工费用、运行费用高的特点。而油井平台的工艺流程直接决定投资、运行费用及其经济效益。特别是单井平台,由于只有一
24、口油井,产油量不大,不可能配置整套的油气设施。因此,选择单井平台的工艺流程进行分析和优化。,(二)功能分析 1.功能的定义 功能是指一种产品(或作业)所起的作用、负担的职能和具有的使用价值。功能定义的目的是为搞清现有产品已经存在的功能,明确用户所要求的功能,为改进或创造新的功能方式开阔思路,为功能评价提供依据。,2.功能评价 功能评价就是对实现功能的构成要素所造就的价值系数与改善幅度进行定性和定量的评价,为工程改进提供科学的依据。 (1)确定功能的成本。,功能成本(包括改进前、后),(2)计算功能的重要性系数。功能的重要性系数也称功能评价系数,产品各项功能的投入成本一般按该系数分配。首先应用强
25、制确定法排列功能重要性的顺序为ABCDEF,然后应用倍数确定法计算功能重要性系数,其中倍数是通过征求有关专家和工程技术人员的意见后综合评定的,功能重要性系数,(3)计算功能价值系数。功能价值系数是指产品功能重要性系数与产品功能成本系数的比值。V=1,说明产品功能价值合理;V1,说明产品功能价值优良。,功能价值系数,(三)改进方案1.油气处理及外输油气工艺部分价值系数小,主要是因为油气处理设施以及海底油气混输管道的投资较大,并且对于产液量不大的单井来讲,1 250万元的初期投资显然太高,同时由于设备数量的增加也使平台的尺寸和载荷增大,即增加了结构部分的投资。油气设施由两部分组成:一是平台的油气管
26、道设备,包括电加热器、替挤橇块共计50万元;二是外输系统,即将油气混合物从一个平台输送到其他平台的海底管道(D76mm海底管道每千米的投资也在800万元以上)。因此,考虑到单井平台产液量不很大,并且产量衰减速度较快,平台可以不设置海底管道,即取消海底管道和电加热器、替挤橇块等与海底管道配套的设施,增加两相分离装置和低压火炬装置,改为船拉油的方式生产,这样就可以减少初期投资。,2.平台设施的支撑 (1)优化平台结构。 (2)改进导管架结构。 (3)选择国产导管架封隔器。,3.自动化控制和运行 由于平台采用船拉油流程,很大程度上降低了平台的自控要求,不必设海底管道的紧急切断装置,很多数据也不用采集远传,相应节约投资近50万元。4.供配电 由于平台本身没有大功率用电装置,因此不用设置高压配电间,可以采用太阳能或风力发电装置满足平台上的航标灯、边界灯、安全阀控制柜等设施的用电,这样可一次性节约投资150万元。,(四)成果评价1.经济效益评价改进后的单井平台功能成本见表10-10(改进后)。比较表10- 10中改进前、后数据可以看出:改进后,平台投资减少1 500余万元,经济效益显而易见。 2.社会效益评价 由于采用太阳能或风力发电装置,每年节约电量可达144104kWh。,谢谢,
