基于功能區間的價值工程理論在工程中的應用

梁永寬+高沛榮

摘要： 工程是一個相對復雜的系統，要對其功能進行精準的定位比較難，因為每個工程成本所對應的是一個功能區間，而非功能點。本文結合概率學的相關知識，提出了基于功能區間的價值工程理論模型，并認為工程建設的立足點應該是在可靠性上，而非追求“最低成本”或“最大價值”。

關鍵詞： 價值工程；工程應用；功能區間

中圖分類號：U41 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2014）24-0001-03

0 引言

在當今激烈的經濟市場環境中，工程建造只有在滿足系統功能需要的前提下才能取得較好的效益。目前學界對工程價值“最低成本”和“最大價值”的研究較多，并有相應理論模型，本文將詳細分析這兩個理論模型的特征、優缺點等，并努力探索一個更加符合工程實際情況的理論模型。

1 價值工程理論模型研究情況

1.1 基于最低成本的價值工程理論模型[1-3]

麥爾斯說：“一切成本都是為了功能[4]。”在工程建設中，成本一般是指工程項目全壽命周期成本C，它主要包括建設成本C1、運營成本C2、維修成本C3、報廢成本C4[5]，即C = C1 + C2 + C3 + C4 （1）

通常情況下，為了簡化理論模型，會把運營成本C2和維修成本C3放在一起考慮，并把報廢成本C4忽略不計。

關于最低成本在F-C圖上的表達如圖1所示。

從公式上看，價值與功能成正比，與成本成反比，即功能越高成本越低，價值也就越大，同時，功能和成本之間也存在著某種相互關系。一般情況下，建設成本是一條沿著功能軸方向單調遞增的曲線，這就說明了初期投入成本越高，工程的質量越有保證；但運營成本和維修成本曲線卻與之相反，沿著功能軸方向單調遞減，這說明工程的質量越有保證，運營和維修過程中所要支出的成本將會越少。兩者疊加，就能得到工程的全壽命周期成本曲線。從圖1中可以說明，單方面追求建設成本的最低，不但不能使全壽命周期成本達到最小，反正會損害到工程質量而引起全壽命周期成本的增加；過分強調運營和維修成本的最小，也會因初期投入過多而引起嚴重的資源浪費。因此，要對整個工程進行科學、全面、系統的分析，在建設成本、運營和維修成本中找到一個均衡點，使得工程質量在滿足需求的同時，能夠實現全壽命周期成本的最小。

1.3 綜合評價

在這兩個理論模型中，最低成本理論模型是經濟性最好的，也是目前大多數學者所推崇的理念。但在工程應用中，通常很難精確地實現最低成本，并可靠地實現工程系統所需的功能，反而有時會出現建成工程的功能低于所需功能的情況，這大多是因壓減成本、縮短工期、優化失當等過于追求最低成本而引起的，工程上應盡量避免此類情況的發生。最大價值模型是性價比最高的，但它卻有可能會因功能過剩而引起的資源浪費問題。

2 價值工程理論的新探索

2.1 功能區間的提出

價值工程的目的是“以對象的最低壽命周期成本，可靠地實現使用者所需的功能，以獲取最佳的綜合效益[5]”。在以往的價值工程理論研究中，學者們通常會緊扣“最低壽命周期成本”、“所需的功能”和“最佳的綜合效益”，即成本、功能、價值這三方面進行深入研究，而比較少人會關注到“可靠”兩字，所以可靠性未能在價值工程理論中更好地體現。本文認為，要實現價值工程中功能的可靠性，就要引進功能區間的概念，所謂功能區間，即在成本一定的情況下，所能實現的產品功能范圍。

2.2 基于功能區間的價值工程理論模型

功能與成本在微觀上是不確定的，但在宏觀上是統計相關的，這也就是說，當一個成本（即建設成本、運營成本和維修成本）確定時，工程系統的功能體現是一個功能區間，而非穩定在一個功能點上，導致系統功能不穩定的因素有很多，比如工藝、設備、人員等，所以功能區間的范圍大小是一系列因素綜合作用的結果。

根據概率學的中心極限定理，當隨便變量的統計量趨于無窮大的時候，隨機變量的分布呈正態分布規律[8]。也就是說在成本一定的情況下，隨著關于功能的統計數量的增加，功能值將呈現正態分布，并出現一個功能值的高頻值，這個功能值就是正態分布的期望值。

3 結論

功能區間的提出很好地詮釋了性能保證值與設計值之間的關系，有利于在工程決策中選取合適的功能水平，在系統功能得到保障的同時，避免功能過剩所引起的成本增加。換言之，功能區間理論模型并不是純粹地追求“最低成本”，也不是純粹地追求“最大價值”，它是一個以工程系統可靠性為前提，尋求成本最小化，使得資源得到合理充分利用的價值工程模型。它不存在最低成本理論模型的精確性、穩定性問題，也沒有最大價值理論模型的資源浪費問題。它來源于實際工程項目，與工程項目緊密聯系，更加符合工程項目的實際情況并為其提供科學的指引。

綜上所述，相對于最低成本和最大價值理論模型而言，功能區間理論模型是更加符合工程實際情況的價值工程模型。

參考文獻：

[1]劉玉杰.價值工程在港口規劃設計中的應用研究[D].天津大學，2009.

[2]劉家友.基于價值工程的城鎮燃氣輸配系統評價[D].山東科技大學，2008.

[3]吳云祥.價值工程在項目設計階段的優選方案研究[D].浙江工業大學，2011.

[4]羅伯特B.斯圖爾特，邱菀華.價值工程方法基礎[M].機械工業出版社，2007.

[5]張彩江.復雜價值工程理論與新方法應用[M].科學出版社，2006.

[6]王飛.關于價值工程的“最大價值”與“最低費用”[J].價值工程，2010.

[7]王飛.實現全社會最大價值是價值工程的最高目標[J].價值工程，2011.

[8]沈恒范.概率論與數理統計教程[M].高等教育出版社，2004.endprint

摘要： 工程是一個相對復雜的系統，要對其功能進行精準的定位比較難，因為每個工程成本所對應的是一個功能區間，而非功能點。本文結合概率學的相關知識，提出了基于功能區間的價值工程理論模型，并認為工程建設的立足點應該是在可靠性上，而非追求“最低成本”或“最大價值”。

關鍵詞： 價值工程；工程應用；功能區間

中圖分類號：U41 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2014）24-0001-03

0 引言

在當今激烈的經濟市場環境中，工程建造只有在滿足系統功能需要的前提下才能取得較好的效益。目前學界對工程價值“最低成本”和“最大價值”的研究較多，并有相應理論模型，本文將詳細分析這兩個理論模型的特征、優缺點等，并努力探索一個更加符合工程實際情況的理論模型。

1 價值工程理論模型研究情況

1.1 基于最低成本的價值工程理論模型[1-3]

麥爾斯說：“一切成本都是為了功能[4]。”在工程建設中，成本一般是指工程項目全壽命周期成本C，它主要包括建設成本C1、運營成本C2、維修成本C3、報廢成本C4[5]，即C = C1 + C2 + C3 + C4 （1）

通常情況下，為了簡化理論模型，會把運營成本C2和維修成本C3放在一起考慮，并把報廢成本C4忽略不計。

關于最低成本在F-C圖上的表達如圖1所示。

從公式上看，價值與功能成正比，與成本成反比，即功能越高成本越低，價值也就越大，同時，功能和成本之間也存在著某種相互關系。一般情況下，建設成本是一條沿著功能軸方向單調遞增的曲線，這就說明了初期投入成本越高，工程的質量越有保證；但運營成本和維修成本曲線卻與之相反，沿著功能軸方向單調遞減，這說明工程的質量越有保證，運營和維修過程中所要支出的成本將會越少。兩者疊加，就能得到工程的全壽命周期成本曲線。從圖1中可以說明，單方面追求建設成本的最低，不但不能使全壽命周期成本達到最小，反正會損害到工程質量而引起全壽命周期成本的增加；過分強調運營和維修成本的最小，也會因初期投入過多而引起嚴重的資源浪費。因此，要對整個工程進行科學、全面、系統的分析，在建設成本、運營和維修成本中找到一個均衡點，使得工程質量在滿足需求的同時，能夠實現全壽命周期成本的最小。

1.3 綜合評價

在這兩個理論模型中，最低成本理論模型是經濟性最好的，也是目前大多數學者所推崇的理念。但在工程應用中，通常很難精確地實現最低成本，并可靠地實現工程系統所需的功能，反而有時會出現建成工程的功能低于所需功能的情況，這大多是因壓減成本、縮短工期、優化失當等過于追求最低成本而引起的，工程上應盡量避免此類情況的發生。最大價值模型是性價比最高的，但它卻有可能會因功能過剩而引起的資源浪費問題。

2 價值工程理論的新探索

2.1 功能區間的提出

價值工程的目的是“以對象的最低壽命周期成本，可靠地實現使用者所需的功能，以獲取最佳的綜合效益[5]”。在以往的價值工程理論研究中，學者們通常會緊扣“最低壽命周期成本”、“所需的功能”和“最佳的綜合效益”，即成本、功能、價值這三方面進行深入研究，而比較少人會關注到“可靠”兩字，所以可靠性未能在價值工程理論中更好地體現。本文認為，要實現價值工程中功能的可靠性，就要引進功能區間的概念，所謂功能區間，即在成本一定的情況下，所能實現的產品功能范圍。

2.2 基于功能區間的價值工程理論模型

功能與成本在微觀上是不確定的，但在宏觀上是統計相關的，這也就是說，當一個成本（即建設成本、運營成本和維修成本）確定時，工程系統的功能體現是一個功能區間，而非穩定在一個功能點上，導致系統功能不穩定的因素有很多，比如工藝、設備、人員等，所以功能區間的范圍大小是一系列因素綜合作用的結果。

根據概率學的中心極限定理，當隨便變量的統計量趨于無窮大的時候，隨機變量的分布呈正態分布規律[8]。也就是說在成本一定的情況下，隨著關于功能的統計數量的增加，功能值將呈現正態分布，并出現一個功能值的高頻值，這個功能值就是正態分布的期望值。

3 結論

功能區間的提出很好地詮釋了性能保證值與設計值之間的關系，有利于在工程決策中選取合適的功能水平，在系統功能得到保障的同時，避免功能過剩所引起的成本增加。換言之，功能區間理論模型并不是純粹地追求“最低成本”，也不是純粹地追求“最大價值”，它是一個以工程系統可靠性為前提，尋求成本最小化，使得資源得到合理充分利用的價值工程模型。它不存在最低成本理論模型的精確性、穩定性問題，也沒有最大價值理論模型的資源浪費問題。它來源于實際工程項目，與工程項目緊密聯系，更加符合工程項目的實際情況并為其提供科學的指引。

綜上所述，相對于最低成本和最大價值理論模型而言，功能區間理論模型是更加符合工程實際情況的價值工程模型。

參考文獻：

[1]劉玉杰.價值工程在港口規劃設計中的應用研究[D].天津大學，2009.

[2]劉家友.基于價值工程的城鎮燃氣輸配系統評價[D].山東科技大學，2008.

[3]吳云祥.價值工程在項目設計階段的優選方案研究[D].浙江工業大學，2011.

[4]羅伯特B.斯圖爾特，邱菀華.價值工程方法基礎[M].機械工業出版社，2007.

[5]張彩江.復雜價值工程理論與新方法應用[M].科學出版社，2006.

[6]王飛.關于價值工程的“最大價值”與“最低費用”[J].價值工程，2010.

[7]王飛.實現全社會最大價值是價值工程的最高目標[J].價值工程，2011.

[8]沈恒范.概率論與數理統計教程[M].高等教育出版社，2004.endprint

摘要： 工程是一個相對復雜的系統，要對其功能進行精準的定位比較難，因為每個工程成本所對應的是一個功能區間，而非功能點。本文結合概率學的相關知識，提出了基于功能區間的價值工程理論模型，并認為工程建設的立足點應該是在可靠性上，而非追求“最低成本”或“最大價值”。

關鍵詞： 價值工程；工程應用；功能區間

中圖分類號：U41 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2014）24-0001-03

0 引言

在當今激烈的經濟市場環境中，工程建造只有在滿足系統功能需要的前提下才能取得較好的效益。目前學界對工程價值“最低成本”和“最大價值”的研究較多，并有相應理論模型，本文將詳細分析這兩個理論模型的特征、優缺點等，并努力探索一個更加符合工程實際情況的理論模型。

1 價值工程理論模型研究情況

1.1 基于最低成本的價值工程理論模型[1-3]

麥爾斯說：“一切成本都是為了功能[4]?！痹诠こ探ㄔO中，成本一般是指工程項目全壽命周期成本C，它主要包括建設成本C1、運營成本C2、維修成本C3、報廢成本C4[5]，即C = C1 + C2 + C3 + C4 （1）

通常情況下，為了簡化理論模型，會把運營成本C2和維修成本C3放在一起考慮，并把報廢成本C4忽略不計。

關于最低成本在F-C圖上的表達如圖1所示。

從公式上看，價值與功能成正比，與成本成反比，即功能越高成本越低，價值也就越大，同時，功能和成本之間也存在著某種相互關系。一般情況下，建設成本是一條沿著功能軸方向單調遞增的曲線，這就說明了初期投入成本越高，工程的質量越有保證；但運營成本和維修成本曲線卻與之相反，沿著功能軸方向單調遞減，這說明工程的質量越有保證，運營和維修過程中所要支出的成本將會越少。兩者疊加，就能得到工程的全壽命周期成本曲線。從圖1中可以說明，單方面追求建設成本的最低，不但不能使全壽命周期成本達到最小，反正會損害到工程質量而引起全壽命周期成本的增加；過分強調運營和維修成本的最小，也會因初期投入過多而引起嚴重的資源浪費。因此，要對整個工程進行科學、全面、系統的分析，在建設成本、運營和維修成本中找到一個均衡點，使得工程質量在滿足需求的同時，能夠實現全壽命周期成本的最小。

1.3 綜合評價

在這兩個理論模型中，最低成本理論模型是經濟性最好的，也是目前大多數學者所推崇的理念。但在工程應用中，通常很難精確地實現最低成本，并可靠地實現工程系統所需的功能，反而有時會出現建成工程的功能低于所需功能的情況，這大多是因壓減成本、縮短工期、優化失當等過于追求最低成本而引起的，工程上應盡量避免此類情況的發生。最大價值模型是性價比最高的，但它卻有可能會因功能過剩而引起的資源浪費問題。

2 價值工程理論的新探索

2.1 功能區間的提出

價值工程的目的是“以對象的最低壽命周期成本，可靠地實現使用者所需的功能，以獲取最佳的綜合效益[5]”。在以往的價值工程理論研究中，學者們通常會緊扣“最低壽命周期成本”、“所需的功能”和“最佳的綜合效益”，即成本、功能、價值這三方面進行深入研究，而比較少人會關注到“可靠”兩字，所以可靠性未能在價值工程理論中更好地體現。本文認為，要實現價值工程中功能的可靠性，就要引進功能區間的概念，所謂功能區間，即在成本一定的情況下，所能實現的產品功能范圍。

2.2 基于功能區間的價值工程理論模型

功能與成本在微觀上是不確定的，但在宏觀上是統計相關的，這也就是說，當一個成本（即建設成本、運營成本和維修成本）確定時，工程系統的功能體現是一個功能區間，而非穩定在一個功能點上，導致系統功能不穩定的因素有很多，比如工藝、設備、人員等，所以功能區間的范圍大小是一系列因素綜合作用的結果。

根據概率學的中心極限定理，當隨便變量的統計量趨于無窮大的時候，隨機變量的分布呈正態分布規律[8]。也就是說在成本一定的情況下，隨著關于功能的統計數量的增加，功能值將呈現正態分布，并出現一個功能值的高頻值，這個功能值就是正態分布的期望值。

3 結論

功能區間的提出很好地詮釋了性能保證值與設計值之間的關系，有利于在工程決策中選取合適的功能水平，在系統功能得到保障的同時，避免功能過剩所引起的成本增加。換言之，功能區間理論模型并不是純粹地追求“最低成本”，也不是純粹地追求“最大價值”，它是一個以工程系統可靠性為前提，尋求成本最小化，使得資源得到合理充分利用的價值工程模型。它不存在最低成本理論模型的精確性、穩定性問題，也沒有最大價值理論模型的資源浪費問題。它來源于實際工程項目，與工程項目緊密聯系，更加符合工程項目的實際情況并為其提供科學的指引。

綜上所述，相對于最低成本和最大價值理論模型而言，功能區間理論模型是更加符合工程實際情況的價值工程模型。

參考文獻：

[1]劉玉杰.價值工程在港口規劃設計中的應用研究[D].天津大學，2009.

[2]劉家友.基于價值工程的城鎮燃氣輸配系統評價[D].山東科技大學，2008.

[3]吳云祥.價值工程在項目設計階段的優選方案研究[D].浙江工業大學，2011.

[4]羅伯特B.斯圖爾特，邱菀華.價值工程方法基礎[M].機械工業出版社，2007.

[5]張彩江.復雜價值工程理論與新方法應用[M].科學出版社，2006.

[6]王飛.關于價值工程的“最大價值”與“最低費用”[J].價值工程，2010.

[7]王飛.實現全社會最大價值是價值工程的最高目標[J].價值工程，2011.

[8]沈恒范.概率論與數理統計教程[M].高等教育出版社，2004.endprint