1946_某復雜產品的功能分析

1946_某復雜產品的功能分析,復雜,繁雜,產品,功能分析 黃河科技學院畢業(yè)論文 第 I 頁基于價值工程的數(shù)控車床的功能分析摘 要隨著經濟的快速發(fā)展，產品市場競爭的加劇，利潤空間受到很大壓縮，數(shù)控車床企業(yè)都在致力于自身產品競爭力的建設。價值工程作為一門獨特的思想及管理方法貫穿于產品設計的全過程，并根據(jù)產品定位的不同指導產品的開發(fā)，協(xié)調產品設計開發(fā)中安全性、經濟性、適用性等性能間的相互關系，并尋求功能與成本之間最佳的對應配比，以盡量小的成本實現(xiàn)產品功能，提高產品質量，進而提高產品的競爭力。本文針對數(shù)控車床產品設計的特點，借助價值工程的理論、技術及工作方法，在理念層面上，提出將價值工程思想融入到數(shù)控車床產品的設計中，使數(shù)控車床產品設計更為系統(tǒng)有效，滿足用戶不斷變化的需求；在方法層面上，采用價值工程方法對其功能進行系統(tǒng)分析和評價，并運用網(wǎng)絡分析法求得功能權重，并將研究成果應用到具體的數(shù)控車床產品設計中。論文的主要研究內容如下：一方面，論文通過對國內外價值工程應用情況、理論研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢等方面進行分析，為數(shù)控車床產品設計提供理論支持。另一方面，針對數(shù)控車床產品的特點，闡述數(shù)控車床產品價值工程對象選擇的原則及方法，對數(shù)控車床產品的功能進行定義、分類及整理，梳理數(shù)控車床的功能邏輯，建立數(shù)控車床功能系統(tǒng)圖，研究數(shù)控車床性能特點。關鍵詞：價值工程；數(shù)控車床；功能分析；功能評價； 黃河科技學院畢業(yè)論文 第 II 頁Analysis of the function of NC lathe based on the value engineering Author：bai xiao huiTutor： wang feiAbstractWith the rapid economic development, product market competition intensifies, profit margin has been greatly compressed, and numerical control lathe companies are dedicated to their own products competitiveness building. Value engineering as a unique way of thinking and management methods is throughout the entire process of product design and in accordance with the different products positioning to guide product development, to coordinate safety, economy, fitness performance, inter-relations, and to seek the best function and the corresponding ratio between the cost and function，to achieve product functions and improve the product quality by the cost as low as possible, thereby to improve product competitiveness.This paper is in the view of some characteristics of numerical control lathe products, and value engineering concepts and methods of work has been used. At the conceptual level , the value engineering idea was apposed into the design of numerical control lathe products so that numerical control lathe product design would be more systematic and effective that can meet the changing demand of the user; at the methodological level, the value engineering methodology was used for system analysis and evaluation of its function, and analysis capabilities important coefficients obtained by using analytic network process, and all research is applied into the specific numerical control lathe product design. The contents of the paper are as follows.On the one hand, the paper analyses the application of value engineering，theoretical research，development and trends at home and abroad ，providing theoretical support for the numerical control lathe design.On the other hand, in the view of numerical control lathe product characteristic, the paper introduces numerical control lathe product value engineering principles and methods, the definition, classification, reorganization of numerical control lathe products functions are done, and numerical control lathe logical functions of are combed, the numerical control lathe function analysis system technique is build, in the view of performance characteristics of numerical control lathe and numerical control lathe function analysis system technique is studied, the numerical control lathe functional design model is established. 黃河科技學院畢業(yè)論文 第 III 頁Key words: Value engineering; Numerical control lathe; Function analysis; Analytic network process 黃河科技學院畢業(yè)論文 第 IV 頁目錄1 緒 論 ...................................................11.1 研究背景 ????????????????????????????????????????????????????? 11.2 國內外研究現(xiàn)狀 ??????????????????????????????????????????????? 21.2.1 國內外價值工程應用綜述 ......................................21.2.2 價值工程理論研究及發(fā)展趨勢 ..................................41.3 論文研究的目的及意義 ?????????????????????????????????????????? 61.4 論文研究的主要內容 ???????????????????????????????????????????? 81.5 本章小結 ????????????????????????????????????????????????????? 82 價值工程理論 .....................................................92.1 價值工程的基本理論 ???????????????????????????????????????????? 92.1.1 價值工程中的幾個基本概念 ....................................92.1.2 價值工程的定義 .............................................112.1.3 價值工程的特點 .............................................112.2 價值工程的工作程序及指導原則 ?????????????????????????????????? 142.2.1 價值工程的工作程序 .........................................142.2.2 價值工程的指導原則 .........................................152.3 價值工程關鍵技術 ????????????????????????????????????????????? 172.3.1 功能分析 ...................................................172.3.2 功能評價 ...................................................192.4 方案創(chuàng)造、評價與實施 ????????????????????????????????????????? 202.5 本章小結 ???????????????????????????????????????????????????? 213 數(shù)控車床產品功能分析研究 ................................223.1 數(shù)控車床產品價值工程對象選擇 ?????????????????????????????????? 223.1.1 數(shù)控車床產品價值工程對象選擇原則 ...........................223.1.2 數(shù)控車床產品價值工程對象信息資料收集 .......................233.1.3 數(shù)控車床產品價值工程對象選擇方法研究 .......................243.2 數(shù)控車床的類型、基本原理、組成、結構特點 ??????????????????????? 273.2.1 數(shù)控車床的類型 ..............................................273.2.2 數(shù)控車床的基本原理 ..........................................293.2.3 數(shù)控車床的組成 ..............................................29 黃河科技學院畢業(yè)論文 第 V 頁3.2.4 數(shù)控車床結構特點： ..........................................313.3 數(shù)控車床產品功能定義 ????????????????????????????????????????? 323.4 數(shù)控車床產品功能分類 ????????????????????????????????????????? 333.5 數(shù)控車床產品功能整理 ????????????????????????????????????????? 333.5.1 數(shù)控車床產品功能系統(tǒng)分析研究 ...............................333.6. 數(shù)控車床產品性能分析 ...........................................353.7 本章小結 ???????????????????????????????????????????????????? 354 結 論 ..................................................36致 謝 ..................................................37參考文獻 ..................................................38 黃河科技學院畢業(yè)論文 第 1 頁1 緒 論本章首先分析了論文的研究背景，概況總結了國內外價值工程的應用情況及價值工程理論研究的發(fā)展趨勢，然后闡述了論文研究的課題來源、目的及意義，最后對論文的研究內容做了簡要的說明。1.1 研究背景隨著經濟全球一體化的迅猛發(fā)展，全球制造業(yè)發(fā)生了很大的變化，企業(yè)動態(tài)聯(lián)盟生產方式的出現(xiàn)，使產品的生產制造環(huán)境變成一個動態(tài)的環(huán)境 [1]，產品的設計不再是在一個企業(yè)內完成從原材料到成品的轉變，而是由供應廠商和核心制造企業(yè)動態(tài)集成在一起完成從原材料到成品的轉變，靜態(tài)的經典產品成本設計方法己不能滿足動態(tài)的企業(yè)聯(lián)盟對產品成本設計的要求?；趦r值創(chuàng)新的產品開發(fā)設計方法是以價值最大化為目的、以企業(yè)仿真為工具完成動態(tài)的產品設計 [2] [3] 。我國數(shù)控技術的發(fā)展起步于二十世紀五十年代，通過“六五”期間引進數(shù)控技術， “七五”期間組織消化吸收“科技攻關” ，我國數(shù)控技術和數(shù) 控產業(yè)取得了相當大的成績。特別是最近幾年，我國數(shù)控產業(yè)發(fā)展迅速，1998～2004 年國產數(shù)控機床產量和消費量的年平均增長率分別為 39.3% 34.9%。盡管如此，進口機床的發(fā)展勢頭依然強勁，從 2002 年開始，中國連續(xù)三年成為世界機床消費第一大國、機床進口第一大國。據(jù)統(tǒng)計，目前我國可供市場的數(shù)控機床有 1500 種，幾乎覆蓋了整個金屬切削機床的品種類別和主要的鍛壓機械。但國產數(shù)控機床特別是中高檔數(shù)控機床仍然缺乏市場競爭力，究其原因主要是國產數(shù)控機床的研究開發(fā)深度不夠、制造水平依然落后、服務意識與能力欠缺、數(shù)控系統(tǒng)生產應用推廣不力及數(shù)控人才缺乏等?，F(xiàn)階段我國數(shù)控車床行業(yè)采取的加快產品開發(fā)速度，增加企業(yè)對技術研發(fā)投入，增加新產品上市數(shù)量，加強企業(yè)知識產權意識，開始不斷進行管理創(chuàng)新、市場銷售創(chuàng)新、技術開發(fā)創(chuàng)新等措施，以快速滿足用戶的需求，都取得一定的成效。產品的開發(fā)與改進往往與新技術、新設計方式的出現(xiàn)，以及新的社會需求相聯(lián)系。實際中，新產品的開發(fā)研制與現(xiàn)有產品的改進是相互結合進行的，通過產品的不斷改進，不斷提高產品質量，實現(xiàn)產品的更新?lián)Q代。而產品創(chuàng)新是以用戶的潛在需求為依據(jù)，設計產品的功能，經過功能的成本核算后，由專業(yè)人員進行產品設計、企業(yè)安排生產、通過定價分析，然后開展針對性的營銷。產品功能是產品的核心，是用戶購買產品的本質。因此，如何對原有功能梳理、改進、完善，使得企業(yè)擺脫同質化，實現(xiàn)產品自主創(chuàng)新，提高產品價值，滿足用戶的需求亟需 黃河科技學院畢業(yè)論文 第 2 頁一種有力的方法、工具。價值工程(Value engineering，簡稱 VE)以功能分析為核心，通過對功能進行定義、分類、整理、分析、評價，達到優(yōu)化產品功能，降低產品成本，提高產品價值的目的。1.2 國內外研究現(xiàn)狀價值工程起源于美國，是 20 世紀 40 年代后期發(fā)展起來的現(xiàn)代管理技術 [8]。價值工程雖作為一門新型管理技術，卻在世界各國尤其是工業(yè)發(fā)達國家得到迅速推廣和普遍應用，并獲得了巨大成果 [9]，表 1.1 為價值工程的典型案例應用和效果。表 1.1 價值工程的典型應用和效果 [10]Table 1.1 Typical applications and effect of value engineering機構年平均投資額（單位：百萬美元）統(tǒng)計時間價值工程年均成本（單位：百萬美元）年均節(jié)約總額節(jié)約百分比美國環(huán)境保護局 1100 1981～2006 3～5 30 2～3美國聯(lián)邦公路局 10～20000 1981～2006 差別很大150～200 1.5美國陸軍工兵部隊 3400 1965～2006 3 200 5～7華盛頓州海軍設施管理局 2400 1964～2006 2.5 100 3～5美國退伍軍人事務局 200 1988～2006 0.5 10 3～5華盛頓州教育設施管理局 200 1984～2006 4 5～10 3～52000 1984～2007 80 3～5紐約市預算管理辦公室 1700 1988～20061～1.5 200～400 10～20美國設計與施工技術聯(lián)合會 300 1981～2005 0.5 36 12沙特阿拉伯 CDMW-MODA 200 1986～2006 3 150 5～101.2.1 國內外價值工程應用綜述價值工程自其問世以來就持久不衰。在美國、日本、歐洲等國都遍地開花。國外價值工程的發(fā)展過程大體經歷了以下四個階段。① 降低材料費用。如改變產品形式、尺寸和材質等；② 改進現(xiàn)有產品。如改變設計、加工方法等； 黃河科技學院畢業(yè)論文 第 3 頁③ 新產品的價值工程。在新產品開發(fā)時運用價值工程；④ 系統(tǒng)的價值工程。對產品以外的有關設備、程序、工藝、流通、維修服務、組織體制等整個系統(tǒng)運用價值工程。1947 年，麥爾斯開始在通用電氣公司舉辦價值分析研究班，每年培訓超過1000 人。自 1947 年首創(chuàng)價值工程到 1964 年的 17 年間，通用電氣共投資 80 萬美元用于價值工程活動，而由此獲得的節(jié)約額超過 2 億美元；1970—1978 年，該公司又由此收益 10 億美元；1954 年，在麥爾斯和他助手的幫助下，美國海軍艦船局開始采用價值分析方法進行艦船的設計，取得了顯著的效果，僅第一年就節(jié)約了 3500 萬美元；1959 年，美國成立“價值工程師協(xié)會” ，作為價值工程學術研究、成果交流和培訓發(fā)證的全國性組織，同時還吸收其他國家的專家參加其活動；1963 年，美國國防部編寫出第一本《價值工程手冊》 ，作為國防與軍工行業(yè)的正式工作指導文件，規(guī)定 10 萬美元以上物資采購需實行價值分析，頭 3 年財政年度軍費開支節(jié)約 6.5 億美元；1978 年，實施價值工程的單位擴展到服務管理署、環(huán)境保護署、美國森林服務署、聯(lián)邦公路管理署以及內政部；1980 年，國會要求行政管理部門把價值工程的應用范圍進一步擴大到聯(lián)邦政府的所有機構；1996 年克林頓總統(tǒng)簽署了美國國會通過的要求各管理部門要確定并實施價值工程的方法和步驟，加強成本控制的“104-106”號公共法令。這是美國以法律形式確定了價值工程在其經濟發(fā)展中的作用和地位。20 世紀 80 年代，美國在工程項目中應用價值工程的經驗逐漸傳播到日本、英國、澳大利亞、加拿大和德國等國家，這些國家結合本國實際情況，發(fā)展和創(chuàng)造出適合于本國的應用模式。價值工程在日本也大量應用于工程項目，但日本模式的價值工程有其自己的特色。日本企業(yè)主要是針對項目發(fā)展階段進行功能評價、方案創(chuàng)造、方案評價、方案確定、提出 VE 研究報告等，VE 已成為施工過程中的管理控制手段，這與美國把 VE 應用放在設計階段是不同的。因此，VE 應用向上擴展到施工階段，已成為日本未來 VE 發(fā)展的重點。英國在引入 VE 理念之后，發(fā)現(xiàn)美國的方法不能在英國貫徹實施。因為英國當時已有完善的工料測量師體系負責降低成本的相關工作，美國式成本導向的 VE 沒有單獨存在的必要，所以價值工程被發(fā)展成符合其本國國情的價值管理(VM)。二者的根本思想和方法是一致的，但價值管理(VM )在時間和研究內容的范圍上拓寬了，由設計、施工階段向前延伸到項目決策階段，向后延伸到項目的運營階段，研究內容包括對項目功能和目標的分析、評價和論證，因此價值管理(VM)是英國企業(yè)對 VE 的繼承與發(fā)展[11-14]。中國從 1978 年開始引入價值工程，在機械、紡織、電子、石油、冶金等多個系統(tǒng)以及上海、北京、天津、河北、江蘇、遼寧、黑龍江、四川等多個省市的 黃河科技學院畢業(yè)論文 第 4 頁企業(yè)開始價值工程的推廣和應用，都取得了顯著的效果。在上海，從 1979 到1981 年，成功地在輕工、機電、紡織、儀表四個行業(yè)的 12 個公司、26 個企業(yè)中推行了價值工程活動，為國家節(jié)約費用 340 萬元。1981 年，第一機械工業(yè)部頒發(fā)關于積極推行價值工程的通知，在全國機械工業(yè)企業(yè)掀起學習應用價值工程的熱潮。1984 年，國家經委倡議推行的 18 種現(xiàn)代化管理方法中，就有價值工程。隨后國務院頒布的“七五”期間（1986 年－1990年） 《企業(yè)管理現(xiàn)代化綱要》中，又把價值工程列為第一層次重點推行的 5 種企業(yè)現(xiàn)代管理方法之一。1987 年，國家標準局頒布了國家標準《價值工程基本術語和一般工作程序》(GB9223－87)，使我國的價值工程活動走向規(guī)范化道路。從 80 年代到 90 年代，在國務院生管部委和省市政府的行文引導下，各行業(yè)和各地方的企業(yè)界開展價值工程活動，取得了顯著經濟效益。高校在從事價值工程學術研究和教育培訓上，也取得了一定成績 [15-18]。90 年代中期以后，中國價值工程應用處于一個低谷水平，項目開展價值工程活動越來越少，各地對價值工程應用的推動、成果統(tǒng)計不再熱情。工業(yè)企業(yè)數(shù)量和資本規(guī)模不斷擴大，而價值工程應用反而降低，兩者之間形成很大反差 [19-21]。中國的價值工程活動目前正處于一種高潮過后的低潮時期，表現(xiàn)在如下幾方面 [22-26]：① 企業(yè)價值工程活動的總量在降低；② 企業(yè)對價值工程活動的重要性認識降低，活動的重要程度下降；③ 政府和企業(yè)主管對價值工程的支持有所降低。1.2.2 價值工程理論研究及發(fā)展趨勢在產品設計方面，文獻[27]在機械設計過程中引入價值工程理論的方法，提出運用此理論的意義和應遵循的準則，并對運用的具體方法進行了初步探討；文獻[28]提出了在設計與制造中大力推廣價值工程的設計方法。文獻[27-28]對本文的研究問題有一定的借鑒作用，但如何在產品設計中應用價值工程仍需進一步討論。文獻[29] 對轎車在研發(fā)、改造中如何利用 VE理論與方法，優(yōu)化“功能—成本”進行了具體的分析研究，總結了價值工程在汽車合資企業(yè)的應用經驗和教訓，但其在“功能評價”方法上值得商榷。在方案優(yōu)化方面，文獻[30]在方案優(yōu)化中應用價值工程，文中根據(jù)工程實際情況，采取科學的方法來選擇分析對象。并對 5OOkV 串補站工程方案優(yōu)化采用比較法，把構成一個工程項目的所有子項目依次排列起來，按照它們功能的重要程度，作“一對一”比較。然后得出子項目的功能評價系數(shù)。再按照每個子項目目前的成本，求出其在整個項目目前成本中所占的比例得出子項目的成本系數(shù)。 黃河科技學院畢業(yè)論文 第 5 頁最后工程項目中各子項目的功能系數(shù)同其成本系數(shù)之比，稱為該子項目的價值系數(shù)。通過該系數(shù)來確定價值工程的改善對象。文獻[31]提出技術與經濟相結合是控制項目投資最有效的手段，工程設計是具體實現(xiàn)技術和經濟對立統(tǒng)一的過程，是影響和控制工程造價的關鍵環(huán)節(jié)，通過采用價值工程的方法對一個工程的多個設計方案進行優(yōu)選，從而提高項目的全壽命周期效益。文獻[32]基于價值工程理論對線路優(yōu)化分段方案進行了評估，介紹了價值工程的基本理論及其應用方向，建立了基于價值工程的配電網(wǎng)饋優(yōu)化分段目標函數(shù)，確定了影響價值系數(shù)的因素。文獻[33]將價值工程理論應用于工程建設項目方案。文中著重介紹了價值工程的應用步驟：確定價值工程分析對象；收集相關的各種技術資料和經濟指標資料；繪制功能系統(tǒng)圖；功能評價與分析；方案創(chuàng)建與評價；方案選優(yōu)。根據(jù)應用步驟對實際的工程項目進行優(yōu)選，并指出價值工程的應用很大程度上避免了人為因素的干擾，具有客觀、科學、公正快速等特點。在可靠性研究方面，文獻[34]將可靠性理論應用于價值工程。文中通過分析，直接將可靠性理論中的可靠度作為價值工程中的功能。并通過實例來驗證了可靠性理論和價值工程的結合能產生的相當良好的效果。提出了可靠性理論與價值工程兩門學科的結合能為價值工程開拓應用的空間，也為可靠性理論獲得了新穎的工具和方法的想法。文獻[35]中也考慮到了可靠性和經濟性的結合，關鍵是價值工程的引入，文中簡要介紹了價值工程的基本定義、基本原理等，在賦予電力商品價值工程內涵的基礎上，成功地將其應用于電力市場運營的可靠性和經濟性研究，以促使電力市場實現(xiàn)資源優(yōu)化配置，提高市場效率，增強全社會經濟效益等預期目標，為電力市場研究提供一種新的思路和方法。隨著社會的日益進步，經濟的高速發(fā)展，用戶個性化需求的不斷提高，價值工程的研究和應用出現(xiàn)了一些新的發(fā)展和變化，主要體現(xiàn)在以下幾個方面 [10] [36]。① “軟”價值管理(Soft Value Management)的出現(xiàn)以澳大利亞羅伊·巴頓(Roy Baton)教授為首的價值管理研究工作者，提出了軟件價值管理的理念和方法，這種方法主要強調如何利用系統(tǒng)的理論和群體決策的優(yōu)勢，在動態(tài)和不確定性的環(huán)境中尋求最佳的問題解決方案，更好地適應新的以動態(tài)為主的應用環(huán)境。打破了傳統(tǒng)的價值管理主要針對具體的已經成型的項目或產品即硬件，其所使用的方法和理論主要是靜態(tài)的、確定性的理論。 ② 隨著計算機技術和全球互聯(lián)網(wǎng)的迅猛發(fā)展，信息技術在價值工程技術中發(fā)揮越來越大的作用隨著用戶個性化需要的日益提高，價值工程的研究對象將不斷擴大；設計、建造、生產過程日益復雜，對價值工程中研究的效率、工作方式的要求必將大大提高。因此，利用計算機技術和全球互聯(lián)網(wǎng)，打破傳統(tǒng)的時間和空間概念，有效 黃河科技學院畢業(yè)論文 第 6 頁地加快信息的交流和傳輸為提高究的效率、工作方式顯得非常必要。③ 在產品開發(fā)和建設項目前期決策階段廣泛應用，在全壽命周期中的多次應用在不同的階段應用價值工程，對整個產品或建設項目的影響是不同的，應用的最終效果也不一樣。價值工程介入產品開發(fā)、項目建設的時間越早，對整個產品或項目所帶來的效益就越顯著。因此，在產品開發(fā)和生產的不同階段中多次應用價值工程，已經成為實踐中一種新的需要和新的趨勢。 ④ 管理功能的改善和創(chuàng)新社會的政治、經濟、技術、文化等因素在急劇地變化，任何固定不變的管理模式都會在動態(tài)環(huán)境中碰壁，許多大大小小企業(yè)的衰落都與管理功能失調密切相關。管理面對的不僅是財、物，而更為重要的是具有思維能力的人，只有不斷對管理功能進行改善和創(chuàng)新，才能適應環(huán)境時避免產生“負價值” [37]。1.3 論文研究的目的及意義數(shù)控車床包括車床主機、數(shù)控系統(tǒng)、伺服驅動系統(tǒng)、輔助裝置、機外編程器、車身系統(tǒng)等多個總成，如圖 1.1 所示。車床主機包含：床身、主軸箱、刀架、尾座、進給傳動機構等；數(shù)控系統(tǒng)包含：CPU、存儲器、CRT 等；伺服驅動系統(tǒng)包含：伺服驅動電路和伺服驅動裝置兩大部分組成；輔助裝置包含：冷卻、照明、潤滑、防護和排屑裝置組件等；機外編程器包含：編程設備、存儲介質（軟盤、光盤）等相關部分；。由于數(shù)控車床的產品競爭激烈，因此在產品的設計中應將技術與經濟結合起來，質量和成本統(tǒng)一起來，從而能夠比較理想地把物美、價廉統(tǒng)一于最佳方案之中做到價廉物美，但實際中卻存在著若干問題。價值工程是一門通過分析對象的功能(function )與成本（cost )內在聯(lián)系，并通過創(chuàng)新手段和途徑來改善這種功能 /成本的聯(lián)系，從而提升價值的管理理念、理論、方法論和方法 [41]。價值工程強調在設計階段進行，通過功能與成本的分析，減少不必要的功能，提高必要的功能，合理的使用成本，使設計工作更加完善與合理。在數(shù)控車床產品中應用價值工程將達到如下目的： 黃河科技學院畢業(yè)論文 第 7 頁圖 1.1 數(shù)控車床圖Fig. 1.1 Numerical control lathe structure① 優(yōu)化數(shù)控車床產品設計數(shù)控車床產品的功能和成本主要是在設計階段決定的，其結構、尺寸、加工工藝、材料的選用等都已設計規(guī)定。但企業(yè)經常出現(xiàn)了產品投產以后仍在改進設計，在組織系統(tǒng)、生產過程等方面，都要因此而增加很多工作量。應用價值工程，對產品的功能進行梳理、分析、評價，進而優(yōu)化數(shù)控車床產品設計，避免因設計不當而造成工作量的增加。② 提高數(shù)控車床產品設計技術水平產品設計中，對經驗數(shù)據(jù)的整理和總結工作嚴重不足，導致在設計中安全系數(shù)往往選用偏大，造成結構不緊湊，產品重量增加，致使產品功能過剩，生產成本提高。而對現(xiàn)代化的設計方法，如優(yōu)化設計、可靠性設計、設計系統(tǒng)工程等，短期內還不可能普遍運用。應用價值工程能合理配置產品的功能，為產品的科學系統(tǒng)的設計提供輔助支持，進而提高產品設計技術水平。③ 降低數(shù)控車床產品成本一般說來，產品成本的 70%~80%是由產品設計階段決定的 [39]，設計中對于 黃河科技學院畢業(yè)論文 第 8 頁毫無意義的功能以及材料選用、零部件結構及工藝方法的，將會造成巨大的浪費[40]。浪費必然造成數(shù)控車床產品成本的提高，導致數(shù)控車床企業(yè)不能在激烈的競爭中贏得先機。應用價值工程對產品價值分析，剔除剩余功能，降低產品成本。 本課題研究具有如下意義：① 將價值工程應用到數(shù)控車床的整車而非個別零部件設計中，使得數(shù)控車床產品價值側重定性描述提升到定量分析的描述上，為數(shù)控車床產品設計人員拓寬了設計思路，在一定程度上延伸了價值工程的應用范圍；② 在分析性能和功能關系的基礎上，建立了數(shù)控車床新產品的功能分析系統(tǒng)技術圖、功能設計模型，不僅豐富了價值工程理論中的功能評價模型，為數(shù)控車床產品功能設計提供了參考，而且較好地克服了功能設計中安全系數(shù)過大而帶來的種種弊??；③ 采用網(wǎng)絡分析法求解功能權重，明確了技術指標與經濟指標數(shù)量比例關系，為企業(yè)降低成本，提高經濟效益及管理者科學決策提供了重要的參考依據(jù)。1.4 論文研究的主要內容圍繞本文的研究目的，主要進行了以下幾方面的研究：① 通過對國內外相關研究文獻的收集、整理與分析，了解國內外價值工程的發(fā)展狀況及已取得的研究成果，針對產品設計中識別出價值系數(shù)較低的零部件的困難性，提出了本文的研究重點。② 論文在研究價值工程理論的基礎上，對數(shù)控車床新產品功能設計進行了深入研究，分析了性能和功能之間以及各功能之間的聯(lián)系，建立了數(shù)控車床產品功能分析系統(tǒng)技術圖及功能設計模型。③ 論文對功能權重求解與功能評價的常用方法進行深入的研究，結合數(shù)控車床產品性能、功能的非獨立遞階關系，提出了基于網(wǎng)絡分析法的數(shù)控車床產品功能評價。 。1.5 本章小結本章首先闡述了論文的研究背景，然后，對國內外價值工程的相關研究和應用現(xiàn)狀進行了綜述，接著說明了本論文的課題來源和研究的目的及意義，最后，簡要介紹了本文的主要研究內容。黃河科技學院畢業(yè)論文 第 9 頁2 價值工程理論本章主要介紹價值工程理論，包括價值工程的基本理論、價值工程的工作程序及指導原則、價值工程的關鍵技術及價值工程的方案創(chuàng)造、評價與實施。其中價值工程的兩項關鍵技術功能分析與功能評價的介紹，引出了后面的研究內容。2.1 價值工程的基本理論2.1.1 價值工程中的幾個基本概念① 價值我國國標 GB8223-87 對“價值”的定義是：“對象所具有的功能與獲得該功能的全部費用之比。 ”簡述之：“價值是功能與費用之比” 。其價值與功能、成本之間的關系可以用下式表示 [48] [49]：或簡寫為： (2.1)成 本功 能價 值 ?CF?V② 功能功能是“對象能夠滿足某種需求的一種屬性” （GB8223—87） 。對于產品而言，功能具體地表現(xiàn)為產品的品種、性能、質量、作用等。如手表的功能是顯示時間，家用電冰箱的功能是冷藏食品等等。任何一種產品都有其功能，它是產品本質特征的反映。對于用戶來說，所需求和購買的不是作為物品存在的產品本身，而是需求和購買這個產品所具有的功能。對于企業(yè)而言，所生產的產品必須具有滿足用戶需求的特定功能。企業(yè)生產的實際是某種功能，只不過它是以一定的物理形態(tài)表現(xiàn)出來而已。因此，產品的功能是企業(yè)與用戶聯(lián)系的紐帶，所以價值工程著眼于產品功能的分析 [42]。③ 性能功能是產品或服務的天然、特有的屬性，是產品、設備或者服務按他們當前所設計或者設想的方式所起到的作用，而性能是描述一種產品實現(xiàn)它預期功能的能力，在理想情況下，性能是由客戶或者用戶來確定。合適的性能要求產品、設備或者服務在質量、可靠性、互換性、可維修性、可生產性、市場性和交互性等方面滿足預期水平。性能的水平必須與客戶的要求相匹配，并且隨項目性質的變化而變化 [13]。④ 成本1）壽命周期成本黃河科技學院畢業(yè)論文 第 10 頁價值工程中研究的成本是指產品的壽命周期成本。產品壽命周期是指產品從構思、調研、設計、制造、流通、維護、使用直到報廢為止的整個時間。國家標準 GB8223—87 定義壽命周期成本為：“從對象的研究、形成到退出使用所需的全部費用” 。如果將產品進入用戶使用前所耗支的費用合稱為設計制造成本，將維護使用過程中所耗支的費用稱為維護使用成本，則壽命周期成本就是設計制造成本與維護使用成本之和，如圖 2.1 所示。 用 戶 需 要 功 能 滿 足 用 戶 需 求 壽 命 周 期 開 發(fā) 設 計 生 產 使 用 壽 命 周 期 成 本 C=1+C2 設 計 制 造 成 本 C1 維 護 使 用 成 本 C1 圖 2.1 壽命周期成本示意圖Fig.2.1 The life cycle of production在價值工程活動中，雖然把重點放在產品的設計階段，但其把產品的生產和使用作為一個整體，既重視降低設計制造成本，也重視了降低維護使用成本。對用戶而言，產品所支付的費用除了包括設計制造費用、生產企業(yè)的利潤、稅金及流通過程中所附加的種種費用在內的購買費用外，還包括使用費用。數(shù)控車床產品的維護使用成本占了壽命周期成本較大的比重，用戶是把整個壽命周期成本的多少作為選擇數(shù)控車床產品的依據(jù)之一。所以，站在用戶的角度，把企業(yè)的利益和用戶的利益緊密地結合在一起，在考慮降低設計制造成本的同時，還應考慮降低用戶的維護使用成本，使產品具有真正的生命力。2）功能成本國家標準 GB823—87 中對功能成本定義為：“按功能計算的全部費用 ”。要實現(xiàn)某種功能總要耗費一定的成本，將功能轉化為實現(xiàn)該功能的成本，即為“按功能計算”出來的功能成本。黃河科技學院畢業(yè)論文 第 11 頁圖 2.2 功能成本關系圖Fig. 2.2 The relationship of function and cost2.1.2 價值工程的定義麥爾斯對價值工程的定義為“價值工程是一個完整的系統(tǒng)，用來鑒別和處理在產品、工序或服務工作中那些不起作用卻增加成本或工作量的因素。這個系統(tǒng)運用各種現(xiàn)有的技術、知識和技能，有效地鑒別對用戶需要和要求并無貢獻的成本，來幫助改進產品、工序或服務。 ”馬蒂(J. Marty)曾任美國價值工程師協(xié)會副主席，其對于價值工程的定義是：“價值工程是有組織的努力，使產品系統(tǒng)或服務工作達到合適的價值，以最低的費用提供必要的功能” [43] [44]。 雖然 VE 的定義不盡相同，但卻體現(xiàn)了 VE 的研究思路：“通過對某對象的功能與成本系統(tǒng)分析，不斷創(chuàng)訂出提高價值的方案，以最低成本實現(xiàn)使用者所需功能，去獲取最佳綜合效益” [45] [46] [47]。2.1.3 價值工程的特點價值工程把研究對象視作一個系統(tǒng)來研究；在開展價值工程活動的全過程中，運用系統(tǒng)工程的思想方法進行研究 [49] [50]。其工作機制如圖 2.3 所示。從價值工程各個定義及價值工程的工作體制分析中可以看出，價值工程是現(xiàn)代管理思想方法與技術，有其獨特的特點，這些特點主要表現(xiàn)在以下幾個方面。① 價值工程的重點是在產品設計階段在產品設計階段開展價值工程活動，可以合理地確定產品所應具有的功能，確定產品的結構、零部件材料、制造工藝，采取何種生產組織形式，如外購、外協(xié)等等，使產品功能和成本的配置最優(yōu)化，從而提高產品的質量，降低產品成本。一般認為，產品所具有的功能在設計階段就確定了，產品投產后，要大幅度降低黃河科技學院畢業(yè)論文 第 12 頁成本是比較困難的。 功 能 分 析 成 本 分 析 企 業(yè) 狀 況 分 析 功 能 與 成 本 系 統(tǒng) 分 析 方 案 創(chuàng) 新 新 科 技 技 術 進 步 創(chuàng)新商品 用 戶 滿 意 企 業(yè) 贏 利 用戶需求 尋 找 引 進 多付款 出 售 節(jié) 約 成 本 分 析 階 段 創(chuàng) 新 階 段 獲 利 階 段 圖 2. 價 值 工 程 的 工 作 機 制 圖 2.3 價值工程工作機制Fig. 2.3 Working mechanism of value engineering② 價值工程的目的在于提高產品價值價值工程不是單純的提高功能（包括性能、質量、用途等） ，也不是片面的追求降低成本。它不但要求降低成本，而且致力于使產品功能適應用戶需要，以客戶價值為中心，而客戶價值(Customer Value)被許多營銷學者和企業(yè)經理人共同關注，并被看作是競爭優(yōu)勢的來源 [51]。客戶價值應包括產品價值、服務價值、人員價值和形象價值，核心客戶感知利得與感知利失 [52]，也就是說客戶所獲得的對價值的感知、偏好、評價 [53]。企業(yè)活動可以被看成是一個價值創(chuàng)造的過程 [54]，企業(yè)自身能力產生的價值要和客戶價值保持永久和諧 [55]。價值工程圍繞實現(xiàn)和提高客戶價值貫穿于企業(yè)生產經營活動的全過程。③ 價值工程的核心內容是功能分析麥爾斯認為，用戶購買產品時要求的不是產品本身，而是產品所具有的滿足某種需要的功能，而且要求購買和使用時的費用最低。所以，產品的設計者應站在用戶立場上，區(qū)分所設計產品的必要與不必要功能，保證實現(xiàn)必要功能以滿足用戶需求，消除不必要功能以降低成本。④ 價值工程是一項系統(tǒng)工程價值工程涉及企業(yè)經營管理的各個方面，需要依靠專家及全體職工（包括從事研究、設計、工藝、制造、采購、銷售、成本等部門的有關人員）進行有組織的活動（指分析、研究、提方案等） ，才能獲得成功。⑤ 價值工程強調用戶觀點商品是為滿足用戶需要而生產的，因此產品的設計必須充分尊重用戶，滿足用戶的需求，并嚴格控制產品的成本。同時，產品的設計與生產也要注意引導用黃河科技學院畢業(yè)論文 第 13 頁戶，采用新的功能原理，先進的制造技術和手段，完善的售后服務，以吸引用戶，擴大產品的銷售量，提高產品的競爭能力。從價值公式可以看出，價值與功能成正比關系，而與成本成反比關系，提高產品價值的途徑如下表所示。表 2.1 提高產品價值的途徑Table 2.1 Ways of improving product value表達式 原因 應用范圍 改善措施V↑↑= ??CF用戶想要獲得價廉物美的產品重大技術革命項目致老產品的更新?lián)Q代，新產品誕生充分利用新工藝、新技術、新工具、新方法、新材料V↑= ?產品功能旗鼓相當?shù)臈l件下，以低廉的價格打動用戶產品成熟，質量穩(wěn)定可靠，功能能夠滿足用戶的基本需求提高工藝水平，降低材料費用，如改變產品形式、尺寸和材質等V↑= ?CF在市場穩(wěn)定、產品成本相對固定的條件下，提高產品的功能打動用戶質量水平有待提高，產品功能有待完善的競爭力差的產品采用新工藝、新技術、新工具提高產品功能V↑= ?CF用戶喜歡功能完備、新穎、時尚、科技含量高的產品產品檔次高，功能新穎，滿足個性需求的產品以較少的費用采用新工藝，新材料，新方法使得功能提高V↑= ?用戶喜歡經濟實惠耐用的產品產品更新速度快的消耗品更換產品材料，剔除剩余功能，滿足用戶所需的基本功能注：上述表中→表示不變，↑表示增加，↓表示降低，↑↑表示大幅度增加，↓↓表示大幅度下降。下面對提高價值工程的每一途徑進行簡要說明 [56]。1）功能提高，成本降低。充分利用新工藝、新技術、新工具、新方法、新材料，在提高產品功能的同時，又降低了產品的成本，使產品的價值有大幅度的提高。黃河科技學院畢業(yè)論文 第 14 頁2）功能不變，成本降低。在保證產品原有功能不變的情況下，通過提高工藝水平，降低材料費用，如改變產品形式、尺寸和材質等降低產品成本來提高產品的價值。3）成本不變，功能提高。在不增加產品成本的前提下，通過采用新工藝、新技術、新工具提高產品功能，提高產品的價值。4）成本增加，功能大幅度提高。通過增加少量的成本，使產品功能有較大幅度的提高，從而來提高產品的價值。5）功能降低，成本大幅度降低。根據(jù)用戶的需要，剔除剩余功能，滿足用戶所需的基本功能，以使產品成本有較大幅度的降低，從而提高產品的價值。綜上所述，價值工程追求以最低的壽命周期成本可靠地實現(xiàn)產品必要的功能。它著眼于產品有組織的功能分析的活動；它以提高價值為目的，以功能分析為核心，以科學方法為工具，把產品的技術水平與經濟效益有機聯(lián)系起來，通過對產品的功能分析，尋找提高產品價值，降低其成本的方法途徑。2.2 價值工程的工作程序及指導原則麥爾斯在長期大量的價值分析工作實踐中總結出了價值工程的工作程序和十三條指導原則，同時他也指出了工作程序和指導原則之間的對應原則，對于價值工程的應用具有重要的指導作用。2.2.1 價值工程的工作程序價值工程的應用，正是因為遵循科學的思維方法和一定的工作程序，經過反復對比和認識，逐步深化，最終得出較優(yōu)化的方案，通過實踐才取得了顯著的經濟效果。應用價值工程的過程，就是不斷發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的過程。這一過程，是將技術與經濟，功能與成本，企業(yè)與用戶結合的過程，可以概括為四個階段，即準備階段、分析階段、創(chuàng)新階段、實施階段。準備階段包含 3 個基本步驟，即選擇價值工程對象、組成價值工程小組，制定工作計劃，主要解決價值工程的對象問題；分析階段包含 3 個基本步驟，即信息收集、功能分析、功能評價，采用訪問、函調、價值系數(shù)法、基點法等方法解決價值工程對象的功能、成本及價值問題；創(chuàng)新階段主要包含方案創(chuàng)新及方案評價，通過頭腦風暴法、價值工程系數(shù)法等方法針對已確定的問題制定解決方案；實施階段主要指方案的審批、實施與成果鑒定，主要解決方案的可行性及跟蹤方案的實施效果。詳細工作程序見表 2.2。黃河科技學院畢業(yè)論文 第 15 頁表 2.2 價值工程的工作程序Table 2.2 work processes of value engineering 工作階段基本步驟 詳細步驟 所用的方法 對應問題準備階段準備階段1. 選擇對象2. 組成價值工程小組3.制定工作計劃經驗分析法、ABC 分類法、百分比法、強制確定法、價值指數(shù)法1. VE 的對象是什么？信息收集4.收集情報資料 訪問、函調、參觀、查閱、購買、其他功能分析4. 功能定義5. 功能分類6. 功能整理FAST 圖分析階段功能評價7. 性能—功能分析8. 成本—功能分析9. 功能評價10. 確定功能目標費用性能—功能矩陣成本—功能矩陣價值系數(shù)法基點法2. 它的功能是什么？3. 它的成本是多少？4. 它的價值是多少？創(chuàng)新階段 制定改進方案11. 方案創(chuàng)新12. 方案評價頭腦風暴法頭腦寫作法創(chuàng)意清單法設問創(chuàng)造法優(yōu)缺點列舉法連乘評分法比較價值法價值工程提案表5. 有其他的辦法來實現(xiàn)這個功能嗎？6. 方案哪個最好？7. 新方案成本是多少？是最低嗎？實施階段方案實施13. 方案的審批14 方案的實施與跟蹤15. VE 活動成果鑒定特性列舉法跟蹤檢查9. 新方案可行嗎？10. 新方案實施效果的預期效果怎樣？2.2.2 價值工程的指導原則要想卓有成效地應用價值工程，需要有一套比較科學的思維方法和工作步驟，把各方面的知識和技能（如專業(yè)技術知識、經營管理知識等）創(chuàng)造性地運用起來，把集體智慧挖掘出來，把各方的力量都調動起來。麥爾斯在實踐中總結出的十三條指導原則可靈活運用于價值工程的各個階段，十三條指導原則的具體內容如下[57]。① 避免一般化、概念化，要作具體分析黃河科技學院畢業(yè)論文 第 16 頁為了要著眼于實現(xiàn)某種功能的特有方法的研究，簡單地說某種產品“不實用”、 “行不通”是無濟于事的，必須具體研究“不實用” 、 “行不通”的根源所在，找出問題解決問題，從產品的材料、工藝、工時、動力、設備等方面進行詳細的風險評估，這樣才能促成創(chuàng)新方案的早日誕生。② 收集一切可用的壽命周期成本數(shù)據(jù)壽命周期成本數(shù)據(jù)的收集對于價值工程就如同技術資料對于產品設計一樣重要，收集的數(shù)據(jù)不但要準確可信，更要能切實揭示成本的本質性。有些數(shù)據(jù)是在生產一度不正常的情況下產生的，有些數(shù)據(jù)只是反映了管理不善的情況，不能如實反映生產成本的數(shù)據(jù)是不能使用的，因為它無法說明事物規(guī)律性的東西。③ 使用最可靠的情報資料委派有業(yè)務專長的人員去收集情報，特別是對市場情報、技術情報、經濟情報、貨源情報、外協(xié)單位的收集，要慎之又慎，對情報要核實無誤，要進行信息加工，只有對情報完成由表及里，去偽存真的消化過程，才可以作為決策的參考。④ 打破框框，進行創(chuàng)新提高消除各種迷信，堅信改進是無止境的，處處要樹立以功能為中心的思想來分析研究問題，而不是只停留在產品結構的研究或者片面的降低成本。⑤ 發(fā)揮真正的獨創(chuàng)精神敢于走前人未走過的路，做前人沒有做過的開創(chuàng)性研究，這是一種完全的創(chuàng)新。另一種創(chuàng)新是借助于觀察其它產品或工藝的類似功能，舉一反三，從中受到啟示并加以改造和利用，這種創(chuàng)新也是發(fā)揮獨創(chuàng)精神的實際體現(xiàn)。前一種方法是用較長的時間和較多的人力、物力、財力取得某種技術上的突破，后一種是產品改進中經濟使用的方法，也能取得比較顯著的效果。⑥ 找出障礙，克服障礙造成障礙的原因是多方面的，有技術上的原因，有管理上的原因，也有人為的原因。因此，徹底搞清這些障礙產生的原因，并加以克服，成為十分必要的工作。⑦ 充分利用各個領域的專家擴展專業(yè)知識為了擴展專業(yè)知識，除傾聽本企業(yè)技術、經濟專家意見外，還應充分利用各方面專家的專業(yè)知識，通過向他們請教，往往可以收到“聽君一席言，勝讀十年書”的效益，便于加快各種疑難問題的解決。⑧ 重要的公差精度要換算成費用，加以認真考慮價值工程認為，任何公差、精度規(guī)定等，都是為了保證實現(xiàn)某種功能的需要，如果需要的不是某種特定的功能，沒有必要作特殊規(guī)定要求。因為公差、精度要黃河科技學院畢業(yè)論文 第 17 頁求得越高，所需用的費用也就越多。⑨ 盡量利用專業(yè)化工廠的生產