價值工程在汽車制造企業中的應用研究

張鐵山+陳小雙

摘要： 本文以A汽車公司的典型產品M型SUV為研究對象，應用價值工程理論，分析了其有待改進的地方，由此提出了研發汽油-壓縮空氣混合動力傳動系統、變頻技術設計方案、余熱回收項目三種改進方案，使M型SUV整車價值得到了提升，增強了產品市場競爭力。

Abstract： This article is an application of value engineering basic formula theories and methods to an auto manufacturing enterprise's typical products， M-type SUV. Through discover its improvement targets， we find three improvement schemes to enhance the value. These are studying gasoline-compressed air hybrid powertrain， inverter technology design and waste heat recovery project， which will enhance this automobile`s market competitiveness.

關鍵詞： 價值工程；汽車；制造

Key words： value engineering；automobile；manufacture

中圖分類號：F279.23 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2014）16-0016-03

0 引言

2013年，在汽車消費熱情高漲、消費升級、城市限購預期等有利因素促進下，汽車產銷增速總體呈現較快回升，汽車產銷雙雙超過2000萬輛。隨著時代的發展，現代汽車企業的競爭格局正在向立體化、多元化方向發展[1]。對于企業來說，為了滿足消費者多元化的需求，既要具備強大的新產品開發和設計能力、不斷推陳出新，又要掌握降低產品制造成本的秘訣，取得競爭優勢。因此，汽車制造企業必須在滿足汽車產品功能的前提下，盡最大可能降低整車成本才能謀求更好的生存和發展。

價值工程（Value Engineering）創立于1947年，由美國通用電氣公司采購工程師麥爾斯首次提出，并于1978年傳入我國，至今已有30多年的歷史，并取得了良好的經濟效益[2]。價值工程力求以最低壽命周期成本實現產品或作業使用所要求的必要功能的一項有組織的創造性活動，其基本公式為：價值（V）=功能（F）/成本（C）。其中V代表對象的價值，F代表對象的功能，C代表全壽命周期成本[3]。其基本思想是以最少的壽命周期費用實現所需要的功能。

可以說凡是需要為獲取一定的功能，而需付出一定成本的活動，都可以利用價值工程來進行管理。汽車行業屬于資金密集型行業，國內汽車制造企業雖然發展比較迅猛，但大多數生產規模尚不能達到規模經濟標準。全球行業咨詢專家Alixpartners發布的最新研究報告指出：“中國汽車制造企業的行業平均利潤率僅為4.5%，而國外汽車行業的利潤率達到5%-7%”。目前，汽車制造企業面臨的原材料價格上漲、制造成本管理粗放、缺乏戰略成本管理理念等問題，均給降低成本帶來了巨大壓力[4]。而價值工程是一種系統方法，通過對汽車整車進行系統的價值分析，發現整車制造中的不必要成本，并加以改進，以追求最大限度地達到提高價值的目的。本文選取A汽車公司的典型產品M型SUV為研究對象，運用價值工程基本原理和方法，分析并提出改進措施，最終達到提高整車價值的目的。

1 M型SUV的功能分析

SUV的全稱是Sport Utility Vehicle，即運動型多用途汽車。一般指那些以轎車平臺為基礎生產、在一定程度上既具有轎車的舒適性，又有越野車的通過性的車型。隨著生活水平的提高，SUV受到越來越多人的青睞。其主要由發動機系統、底盤系統、車身系統和電子電氣系統四大部分組成。A汽車作為國內規模較大的汽車制造企業，具備發動機、變速器等核心零部件的自主配套能力。其生產的M型SUV，長年保持國產SUV市場銷量冠軍的好成績，深受廣大越野愛好者的青睞。應用價值工程基本公式改進該型號SUV，具有重要的現實意義。

1.1 M型SUV的功能定義與功能整理 通過對SUV的使用原理、整體及其四大總成構成部件的結構分析，SUV的功能定義可以定義為：翻越障礙、運載貨物、產生動力、提供速度、承載貨物、傳遞能量、壓縮空氣、旋轉曲軸、支撐車身、傳遞動力、行駛車輛、轉向車輛、制動車輛、減小阻力、提高穩定、提供乘坐、保證裝載、保證通風、產生電力、儲存電力、監控車輛、提供照明、輔助行車、營造美感、保障舒適等。為了更好的表達功能之間的相互邏輯關系，因此編制SUV功能定義表，如表1所示。

1.2 M型SUV的功能評價 根據VE活動的實施程序，VE小組全體成員，在對SUV進行功能整理的基礎上，選擇五位設計專家、二位制造專家和一位用戶，一共八位專家，采用“0-4”強制打分法，對下位功能進行功能評價，功能得分如下表2所示，最終計算出功能系數。

經專家打分確定各功能系數后，按照指定的功能指標和成本指標的評分標準，再由汽車工程專家、汽車生產車間員工以及M型SUV用戶分別打分，加權平均確定汽車的功能系數分值。詳見表3。

由此可得，M型SUV的功能系數=（33.0214+11.9714+16.4415+8.5133+3.445）÷100=0.7339。

2 M型SUV的成本分析

價值工程中所研究的成本是指產品或作業的壽命周期費用，即事物從產生開始甚至包括它的孕育階段，到它結束為止的這段時間。在分析汽車制造的成本時，我們以汽車全壽命周期內的成本作為總成本。按成本形成過程，汽車制造壽命周期成本主要分為以下三部分：

2.1 產品投產前的成本 這部分成本主要包括：產品設計成本、加工工藝成本、原材料和零部件采購成本、庫存成本等。這些成本對總成本影響較大，占整個壽命周期成本60%以上。

2.2 制造過程中的成本 制造過程是成本實際形成的主要階段。絕大部分的成本支出在這里發生，包括原材料、人工、能源動力、工序間物料運輸費用、設備折舊費、車間以及其他部門的管理費用等。

2.3 流通過程中的成本 主要包括場外運輸費用、廣告促銷費用和售后服務費用。

然后確定汽車制造各環節成本的權重。由于在實際操作中，各汽車制造企業的成本會有所差異，可以參照的標準幾乎沒有，大都是汽車制造企業結合自身的實際情況確定。因此，在對汽車制造企業成本進行權重分析時，建議汽車制造企業根據自己的情況，采用專家打分法對其成本指標進行評價，確定以上各成本分別的權重W1、W2…W13，其中∑wi=1（i=1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12，13）。汽車制造成本指標權重如表4。

下面對M型SUV的成本進行分析，如表5所示。

由此可得，M型SUV的成本系數=（54.48+15.865+10.85）÷100=0.812。

3 M型SUV的價值評價

由價值工程基本公式V=F/C，M型SUV的價值系數=M型SUV的功能系數/M型SUV的成本系數=0.7339/0.812=0.904<1，價值系數小于1，說明M型SUV沒有以較低的成本實現汽車的必要功能，功能偏低或者成本偏高，對此要重點進行優化改進，努力提高其功能、降低成本，提高該型號SUV的價值。

從目前M型SUV用戶反饋該型號SUV車型的使用情況看，M型SUV確實存在動力不足、提速慢、油耗大等情況，在速度、動力等方面有待改進，與上述分析基本一致。M型SUV作為國產SUV代表產品，其核心零部件-發動機與國際領先水平相比，還具有一定差距。因此，需要提升功能、降低成本。

4 改進方案與效果評價

本文在得出價值系數以后，邀請汽車行業專家及VE工作小組，采用頭腦風暴法，提出針對M型SUV價值提升的改進建議，經過多次甄別、篩選、優化、分類可行的措施，提出研發汽油-壓縮空氣混合動力傳動系統設計方案、變頻技術設計方案以及余熱回收三種設計改進方案。

4.1 汽油-壓縮空氣混合動力傳動系統設計方案 M型SUV動力不足、提速慢，可采用汽油-壓縮空氣混合動力傳動系統技術。該混合動力系統（Hybrid Air）將一臺傳統的汽油發動機和自動變速箱與一個由壓縮空氣提供動力的液壓泵和馬達結合到了一起，發動機、變速箱、液壓泵和電動機都位于發動機艙內，而壓縮空氣則被儲存在位于兩個前座中間的一個桶內。該Hybrid Air動力傳動系統使得市區駕駛的燃油經濟性對比傳統的汽油發動機提升了45%，這得益于空氣系統能夠讓車子在60%至80%的時間里以低于43英里/小時的時速行駛。

4.1.1 改進效果 按照理論測算，相同功率的汽油機，該系統的排量可比傳統自然吸氣發動機排量減小30%，在城市路況中甚至能減少45%，而且與傳統混動系統相比可節省自重100公斤左右。發動機性能改善后，整車各項功能如行駛汽車、提供速度、降低能耗等功能均可得到提升，改進后價值系數可達到1.25，達到了提升價值的目的。

4.1.2 經濟效益 從成本方面看，雖然單臺M型SUV設計環節成本會增加45%、制造費用可能增加28%，但該傳動系統作為當今發動機技術發展的趨勢，“高動力輸出、低燃油消耗”的良好性能，使得其在銷售市場上表現卓越，利潤可觀，足以彌補增加的成本。

4.2 變頻技術設計方案 我國的電動機用電量占全國發電量的60%-70%，在設計中，風機、泵類電機設計的容量比實際需要高出很多，存在“大馬拉小車”動力過剩的現象，效率低下，造成電能的大量浪費，目前推廣交流變頻調速裝置效益顯著并成為一大趨勢。

4.2.1 改進效果 采用變頻技術，節電率為35%-50%，既提高了設備效率，又滿足了生產工藝要求，并且大大減少了設備維護費用，另外，變頻裝置內的直流電抗器可很好的改善功率因數，也可以為電網節約容量，直接和間接經濟效益顯著。

4.2.2 經濟效益 按A汽車廠區生產規模，一年半節電收益可收回與非變頻機組比較的差價，3-4年節能可收回整臺變頻機組的投資成本，具有良好的經濟效益。

4.3 余熱回收設計方案 熱處理設備屬于車間生產重點能耗設備，降低設備能耗，從而降低生產成本，提高產品利潤率。而現有工藝是將廢氣進行燃燒，燃燒熱量直接排放到大氣中，造成能源浪費，可將熱量進行回收。

4.3.1 改進效果 可將回收的熱量用來對清洗機進行加熱，減少清洗機加熱的耗電量，也可用來提供車間生產所需的高溫蒸汽，從而可以在很大程度上節省電力消耗，綜合考慮以上措施，可使汽車制造成本下降8%，整車價值系數提高至0.97。

4.3.2 經濟效益 如將預熱回收用于清洗機，清洗機功率為150kw，每天消耗電量約4500kw，改造完成后，預計年節約成本數百萬元，具有良好的經濟效益。

5 結論

本文通過運用價值工程基本公式分析研究國產M型SUV，綜合考慮功能與成本，提出三種設計改進方案：汽油-壓縮空氣混合動力傳動系統、變頻技術設計方案、余熱回收項目，均能使M型SUV功能提高的同時成本降低，是同時具有技術可行性、經濟效益較好的方案。若同時實現三種改進方案，單臺M型SUV成本可降低15%左右，年制造成本費用降低約18.6%，整車價值系數大于或接近1，是較理想的方案組合，能使M型SUV的價值得到提升。

參考文獻：

[1]李寶珠.價值工程在汽車零部件開發中的應用[J].合作經濟與科技，2011年4月上（總第414期）：56-57.

[2]黃聲優，李堅，張彩江，王春生.VE/VM的理論發展：困惑、機遇和挑戰（II）-國外VE/VM的理論和應用研究進展[J].價值工程2007（10）：1-3.

[3]（美）麥爾斯，高師駿譯.價值工程教程：價值分析和價值工程技術[M].湖南大學出版社，1987年11月.

[4]劉月.改進國內汽車制造業企業成本管理的思考[J].才智，2012（3）：302-303.

2.1 產品投產前的成本 這部分成本主要包括：產品設計成本、加工工藝成本、原材料和零部件采購成本、庫存成本等。這些成本對總成本影響較大，占整個壽命周期成本60%以上。

2.2 制造過程中的成本 制造過程是成本實際形成的主要階段。絕大部分的成本支出在這里發生，包括原材料、人工、能源動力、工序間物料運輸費用、設備折舊費、車間以及其他部門的管理費用等。

2.3 流通過程中的成本 主要包括場外運輸費用、廣告促銷費用和售后服務費用。

然后確定汽車制造各環節成本的權重。由于在實際操作中，各汽車制造企業的成本會有所差異，可以參照的標準幾乎沒有，大都是汽車制造企業結合自身的實際情況確定。因此，在對汽車制造企業成本進行權重分析時，建議汽車制造企業根據自己的情況，采用專家打分法對其成本指標進行評價，確定以上各成本分別的權重W1、W2…W13，其中∑wi=1（i=1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12，13）。汽車制造成本指標權重如表4。

下面對M型SUV的成本進行分析，如表5所示。

由此可得，M型SUV的成本系數=（54.48+15.865+10.85）÷100=0.812。

3 M型SUV的價值評價

由價值工程基本公式V=F/C，M型SUV的價值系數=M型SUV的功能系數/M型SUV的成本系數=0.7339/0.812=0.904<1，價值系數小于1，說明M型SUV沒有以較低的成本實現汽車的必要功能，功能偏低或者成本偏高，對此要重點進行優化改進，努力提高其功能、降低成本，提高該型號SUV的價值。

從目前M型SUV用戶反饋該型號SUV車型的使用情況看，M型SUV確實存在動力不足、提速慢、油耗大等情況，在速度、動力等方面有待改進，與上述分析基本一致。M型SUV作為國產SUV代表產品，其核心零部件-發動機與國際領先水平相比，還具有一定差距。因此，需要提升功能、降低成本。

4 改進方案與效果評價

本文在得出價值系數以后，邀請汽車行業專家及VE工作小組，采用頭腦風暴法，提出針對M型SUV價值提升的改進建議，經過多次甄別、篩選、優化、分類可行的措施，提出研發汽油-壓縮空氣混合動力傳動系統設計方案、變頻技術設計方案以及余熱回收三種設計改進方案。

4.1 汽油-壓縮空氣混合動力傳動系統設計方案 M型SUV動力不足、提速慢，可采用汽油-壓縮空氣混合動力傳動系統技術。該混合動力系統（Hybrid Air）將一臺傳統的汽油發動機和自動變速箱與一個由壓縮空氣提供動力的液壓泵和馬達結合到了一起，發動機、變速箱、液壓泵和電動機都位于發動機艙內，而壓縮空氣則被儲存在位于兩個前座中間的一個桶內。該Hybrid Air動力傳動系統使得市區駕駛的燃油經濟性對比傳統的汽油發動機提升了45%，這得益于空氣系統能夠讓車子在60%至80%的時間里以低于43英里/小時的時速行駛。

4.1.1 改進效果 按照理論測算，相同功率的汽油機，該系統的排量可比傳統自然吸氣發動機排量減小30%，在城市路況中甚至能減少45%，而且與傳統混動系統相比可節省自重100公斤左右。發動機性能改善后，整車各項功能如行駛汽車、提供速度、降低能耗等功能均可得到提升，改進后價值系數可達到1.25，達到了提升價值的目的。

4.1.2 經濟效益 從成本方面看，雖然單臺M型SUV設計環節成本會增加45%、制造費用可能增加28%，但該傳動系統作為當今發動機技術發展的趨勢，“高動力輸出、低燃油消耗”的良好性能，使得其在銷售市場上表現卓越，利潤可觀，足以彌補增加的成本。

4.2 變頻技術設計方案 我國的電動機用電量占全國發電量的60%-70%，在設計中，風機、泵類電機設計的容量比實際需要高出很多，存在“大馬拉小車”動力過剩的現象，效率低下，造成電能的大量浪費，目前推廣交流變頻調速裝置效益顯著并成為一大趨勢。

4.2.1 改進效果 采用變頻技術，節電率為35%-50%，既提高了設備效率，又滿足了生產工藝要求，并且大大減少了設備維護費用，另外，變頻裝置內的直流電抗器可很好的改善功率因數，也可以為電網節約容量，直接和間接經濟效益顯著。

4.2.2 經濟效益 按A汽車廠區生產規模，一年半節電收益可收回與非變頻機組比較的差價，3-4年節能可收回整臺變頻機組的投資成本，具有良好的經濟效益。

4.3 余熱回收設計方案 熱處理設備屬于車間生產重點能耗設備，降低設備能耗，從而降低生產成本，提高產品利潤率。而現有工藝是將廢氣進行燃燒，燃燒熱量直接排放到大氣中，造成能源浪費，可將熱量進行回收。

4.3.1 改進效果 可將回收的熱量用來對清洗機進行加熱，減少清洗機加熱的耗電量，也可用來提供車間生產所需的高溫蒸汽，從而可以在很大程度上節省電力消耗，綜合考慮以上措施，可使汽車制造成本下降8%，整車價值系數提高至0.97。

4.3.2 經濟效益 如將預熱回收用于清洗機，清洗機功率為150kw，每天消耗電量約4500kw，改造完成后，預計年節約成本數百萬元，具有良好的經濟效益。

5 結論

本文通過運用價值工程基本公式分析研究國產M型SUV，綜合考慮功能與成本，提出三種設計改進方案：汽油-壓縮空氣混合動力傳動系統、變頻技術設計方案、余熱回收項目，均能使M型SUV功能提高的同時成本降低，是同時具有技術可行性、經濟效益較好的方案。若同時實現三種改進方案，單臺M型SUV成本可降低15%左右，年制造成本費用降低約18.6%，整車價值系數大于或接近1，是較理想的方案組合，能使M型SUV的價值得到提升。

參考文獻：

[1]李寶珠.價值工程在汽車零部件開發中的應用[J].合作經濟與科技，2011年4月上（總第414期）：56-57.

[2]黃聲優，李堅，張彩江，王春生.VE/VM的理論發展：困惑、機遇和挑戰（II）-國外VE/VM的理論和應用研究進展[J].價值工程2007（10）：1-3.

[3]（美）麥爾斯，高師駿譯.價值工程教程：價值分析和價值工程技術[M].湖南大學出版社，1987年11月.

[4]劉月.改進國內汽車制造業企業成本管理的思考[J].才智，2012（3）：302-303.

2.1 產品投產前的成本 這部分成本主要包括：產品設計成本、加工工藝成本、原材料和零部件采購成本、庫存成本等。這些成本對總成本影響較大，占整個壽命周期成本60%以上。

2.2 制造過程中的成本 制造過程是成本實際形成的主要階段。絕大部分的成本支出在這里發生，包括原材料、人工、能源動力、工序間物料運輸費用、設備折舊費、車間以及其他部門的管理費用等。

2.3 流通過程中的成本 主要包括場外運輸費用、廣告促銷費用和售后服務費用。

然后確定汽車制造各環節成本的權重。由于在實際操作中，各汽車制造企業的成本會有所差異，可以參照的標準幾乎沒有，大都是汽車制造企業結合自身的實際情況確定。因此，在對汽車制造企業成本進行權重分析時，建議汽車制造企業根據自己的情況，采用專家打分法對其成本指標進行評價，確定以上各成本分別的權重W1、W2…W13，其中∑wi=1（i=1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12，13）。汽車制造成本指標權重如表4。

下面對M型SUV的成本進行分析，如表5所示。

由此可得，M型SUV的成本系數=（54.48+15.865+10.85）÷100=0.812。

3 M型SUV的價值評價

由價值工程基本公式V=F/C，M型SUV的價值系數=M型SUV的功能系數/M型SUV的成本系數=0.7339/0.812=0.904<1，價值系數小于1，說明M型SUV沒有以較低的成本實現汽車的必要功能，功能偏低或者成本偏高，對此要重點進行優化改進，努力提高其功能、降低成本，提高該型號SUV的價值。

從目前M型SUV用戶反饋該型號SUV車型的使用情況看，M型SUV確實存在動力不足、提速慢、油耗大等情況，在速度、動力等方面有待改進，與上述分析基本一致。M型SUV作為國產SUV代表產品，其核心零部件-發動機與國際領先水平相比，還具有一定差距。因此，需要提升功能、降低成本。

4 改進方案與效果評價

本文在得出價值系數以后，邀請汽車行業專家及VE工作小組，采用頭腦風暴法，提出針對M型SUV價值提升的改進建議，經過多次甄別、篩選、優化、分類可行的措施，提出研發汽油-壓縮空氣混合動力傳動系統設計方案、變頻技術設計方案以及余熱回收三種設計改進方案。

4.1 汽油-壓縮空氣混合動力傳動系統設計方案 M型SUV動力不足、提速慢，可采用汽油-壓縮空氣混合動力傳動系統技術。該混合動力系統（Hybrid Air）將一臺傳統的汽油發動機和自動變速箱與一個由壓縮空氣提供動力的液壓泵和馬達結合到了一起，發動機、變速箱、液壓泵和電動機都位于發動機艙內，而壓縮空氣則被儲存在位于兩個前座中間的一個桶內。該Hybrid Air動力傳動系統使得市區駕駛的燃油經濟性對比傳統的汽油發動機提升了45%，這得益于空氣系統能夠讓車子在60%至80%的時間里以低于43英里/小時的時速行駛。

4.1.1 改進效果 按照理論測算，相同功率的汽油機，該系統的排量可比傳統自然吸氣發動機排量減小30%，在城市路況中甚至能減少45%，而且與傳統混動系統相比可節省自重100公斤左右。發動機性能改善后，整車各項功能如行駛汽車、提供速度、降低能耗等功能均可得到提升，改進后價值系數可達到1.25，達到了提升價值的目的。

4.1.2 經濟效益 從成本方面看，雖然單臺M型SUV設計環節成本會增加45%、制造費用可能增加28%，但該傳動系統作為當今發動機技術發展的趨勢，“高動力輸出、低燃油消耗”的良好性能，使得其在銷售市場上表現卓越，利潤可觀，足以彌補增加的成本。

4.2 變頻技術設計方案 我國的電動機用電量占全國發電量的60%-70%，在設計中，風機、泵類電機設計的容量比實際需要高出很多，存在“大馬拉小車”動力過剩的現象，效率低下，造成電能的大量浪費，目前推廣交流變頻調速裝置效益顯著并成為一大趨勢。

4.2.1 改進效果 采用變頻技術，節電率為35%-50%，既提高了設備效率，又滿足了生產工藝要求，并且大大減少了設備維護費用，另外，變頻裝置內的直流電抗器可很好的改善功率因數，也可以為電網節約容量，直接和間接經濟效益顯著。

4.2.2 經濟效益 按A汽車廠區生產規模，一年半節電收益可收回與非變頻機組比較的差價，3-4年節能可收回整臺變頻機組的投資成本，具有良好的經濟效益。

4.3 余熱回收設計方案 熱處理設備屬于車間生產重點能耗設備，降低設備能耗，從而降低生產成本，提高產品利潤率。而現有工藝是將廢氣進行燃燒，燃燒熱量直接排放到大氣中，造成能源浪費，可將熱量進行回收。

4.3.1 改進效果 可將回收的熱量用來對清洗機進行加熱，減少清洗機加熱的耗電量，也可用來提供車間生產所需的高溫蒸汽，從而可以在很大程度上節省電力消耗，綜合考慮以上措施，可使汽車制造成本下降8%，整車價值系數提高至0.97。

4.3.2 經濟效益 如將預熱回收用于清洗機，清洗機功率為150kw，每天消耗電量約4500kw，改造完成后，預計年節約成本數百萬元，具有良好的經濟效益。

5 結論

本文通過運用價值工程基本公式分析研究國產M型SUV，綜合考慮功能與成本，提出三種設計改進方案：汽油-壓縮空氣混合動力傳動系統、變頻技術設計方案、余熱回收項目，均能使M型SUV功能提高的同時成本降低，是同時具有技術可行性、經濟效益較好的方案。若同時實現三種改進方案，單臺M型SUV成本可降低15%左右，年制造成本費用降低約18.6%，整車價值系數大于或接近1，是較理想的方案組合，能使M型SUV的價值得到提升。

參考文獻：

[1]李寶珠.價值工程在汽車零部件開發中的應用[J].合作經濟與科技，2011年4月上（總第414期）：56-57.

[2]黃聲優，李堅，張彩江，王春生.VE/VM的理論發展：困惑、機遇和挑戰（II）-國外VE/VM的理論和應用研究進展[J].價值工程2007（10）：1-3.

[3]（美）麥爾斯，高師駿譯.價值工程教程：價值分析和價值工程技術[M].湖南大學出版社，1987年11月.

[4]劉月.改進國內汽車制造業企業成本管理的思考[J].才智，2012（3）：302-303.