价值工程在工程设计方案优选中的应用

刘子盼，范成滨，郭庆玲，张立明，孟 璐

（1.山东世元工程管理有限公司，山东 青岛 266000；2.中建三局建设工程股份有限公司，山东 青岛 266100；3.青岛建设监理研究有限公司，山东 青岛 266071）

价值工程 （Value Engineering）又称为价值分析，它是通过研究产品或系统的功能与成本之间的关系，来改进产品或系统，以提高其经济效益的一种现代管理技术。其定义可以用公式表示为：价值（Value）＝ 功 能 （Function）／成 本 （Cost），即V＝F／C。

在设计阶段，可将整个设计方案作为价值工程的研究对象，具体实施步骤如下：

1）功能分析。建筑功能是指建筑产品能够满足社会需要的各种特性、能力的总和。建筑产品不同，其使用功能也有所不同，建筑产品的使用要求及功能可以通过各种建筑因素反映出来。建筑产品的功能可以分为5类：社会性功能、技术性功能、适用性功能、物理性功能以及美学功能。功能分析应明确建筑产品的各类功能包括哪些，主要功能是什么，并进行功能的定义和整理，进行功能系统图的绘制。

2）功能评价。功能评价一般采用0～4评分法、0～1评分法、环比评分法等方法，对各产品的功能重要程度进行比较，计算各产品的功能评价系数，作为该功能的重要度权数。

3）方案创新。由功能分析评价的结果，提出多种能够实现功能的方案。

4）方案评价。对方案创新中提出的各种方案进行各项功能满足程度的打分，然后以功能评价系数作为权数，计算各方案功能评价得分。最后，根据公式V＝F／C计算出各方案的价值系数，价值系数最大的为最优方案。

1 价值工程分析的不确定性及改进

1.1 价值工程分析的不确定性

价值工程力求以最低的成本得到最大的功能，但由于各种客观因素的存在，很难对功能进行确定性描述。同时，由于对于同一功能的重要程度，不同的人有不同程度的感受，并且随着时间、空间的变化，人的主观感受也会发生相应变化。因此，功能具有不确定性。同样，在价值提高的过程中，也存在着不确定性，比如：在设计、施工过程中成本的换算也会产生各种各样的不确定性因素，功能的体现也会因不同人、不同区域而不同等。因此，价值也具有不确定性。另外，在收集资料、方案评价的过程中也会产生各种不确定性因素。

价值工程所涉及的是一个典型的不确定性分析系统，因此，在应用和研究价值工程过程中，使用不确定性系统理论对各种不确定性信息进行处理、分析是非常必要且有意义的。

1.2 灰色关联分析对价值工程的改进

灰色系统（Grey System）理论主要用于不确定性问题的解决，从系统内部行为数据间的内在联系上挖掘信息，将这些信息充分利用，并将其进行量化的方法。灰色关联度分析（The Grey Relation A－nalysis，GRA）是灰色系统理论的一种，是分析系统中各因素间关联程度的一种量化方法，根据序列曲线几何形状的相似程度，判断灰色过程发展态势的关联程度。应用灰色度量化事物间的不确定关联关系，可得出一个量化的评价结果。灰色关联分析对价值工程改进的优点在于可以比较客观的得到研究对象的功能权重系数以及功能评价系数。

在确定功能权重系数时，首先确定方案的指标特征量矩阵，可以通过专家打分法、实际指标量或货币值来确定；然后，确定相对理想的方案，并将特征量矩阵进行规范化处理；通过计算关联系数、关联度及指标权数，得出功能评价系数。可以根据公式V＝F／C，由功能评价系数、成本系数求出价值系数，进一步评定方案、优化方案。

本次会议以专家工作站启动为契机，落实了多方的合作协同，基本形成了“公司+大学+科研院所+当地农业管理部门”的四位一体的合作新模式，为推动生产基地提质增效、当地蔬菜产业升级，实现绿色发展奠定了基础。同时也为鲁西水溶肥发展提供了更大的平台，也充分体现了鲁西为农服务的宗旨。

2 基于灰色关联分析的价值工程案例

某市开发区有一幢综合楼和两幢科研楼，其设计方案如下：

1）A方案：结构方案采用大柱网框架轻墙体系，预应力大跨度叠合楼板，墙体材料为多孔砖及移动式可拆装式分室隔墙，采用中空玻璃塑钢窗，面积利用系数93%，单方造价1438元／m2；

2）B方案：结构方案与A方案相同，墙体采用内浇外砌，单玻璃塑钢窗，面积利用系数87%，单方造价1108元／m2；

3）C方案：结构方案采用砖混结构体系，多孔预应力板，标准黏土砖，双玻璃塑钢窗，面积利用系数为79%，单方造价1082元／m2。

设计方案的评价指标体系可分为功能指标体系和成本指标体系。评估模型构建的目标是对设计方案进行总的评估，科学地分解为若干个可以量化的评价指标，然后选择适当的评价方案，将项目作为独立的产品进行功能评价。F1为结构体系；F2为楼板类型；F3为墙体材料；F4为面积系数；F5为窗户类型。聘请有关专家，对上述方案进行技术经济论证分析，从而得到相关资料，见表1。

表1 方案功能得分及单方造价表

2.1 灰色关联分析

表2 各项功能的权重系数表

2.2 各方案功能系数

方案得分为

2.3 各方案成本系数

表3 各方案的成本系数表

2.4 价值系数

表4 各方案的价值系数表

由表4可见，价值系数最高的方案为B方案，为最优方案。

2.5 优化分类

拟通过对最优方案——B方案的土建工程部分，以材料费为对象进行价值工程分析，使工程造价得到有效控制，从而使费用得到进一步降低。土建工程将被划分成4个功能项目，每个功能项目的得分值及其成本如表5所示。根据限额设计的要求，将目标成本设定为12250元。

表5 功能项目得分及目前成本表

2.6 工程实例

以桩基围护工程为例进行分析。桩基围护工程的功能评分为10分，得功能系数为：F＝10／92＝0.1087；目前成本1610万元，则成本系数为：C＝1610／12856＝0.1252；从而得到，价值系数：V＝F／C＝0.1087／0.1252＝0.8682＜1，由于成本较高，因此，需要进行进一步重点分析，以找出降低成本方法。其功能系数为0.1087，因而，目标成本为12250×0.1087＝1332（万元），成本降低幅度应为1610－1332＝278（万元）。其他各项目的分析同上，由功能系数计算出目标成本，由目标成本和目前成本计算出成本降低幅度，具体计算结果见表6。

表6 功能指数、成本指数、价值指数和目标成本降低额计算表

由表6可以看出，除了装饰工程以外，通过对桩基围护工程、地下室工程、主体结构工程进行改进，可以有效降低成本。根据降低成本额度的大小，得到功能改进顺序：主体结构工程、桩基围护工程、地下室工程。这样，目标成本额就可以控制在最低值水平（12250元）。

3 结束语

将灰色关联度分析理论引入价值工程应用过程中，在对定量数据进行评价时受到的人为干预很小，有效避免了主观因素的影响，可以充分利用已有的白化信息。既可以避免由于降低造价而使得研究对象功能水平偏低的现象，也可以避免由于降低使用成本而使得研究对象功能水平偏高的现象，使工程造价、使用成本、产品功能匹配合理，使建设投资得到有效控制。

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