基于功能区间的价值工程理论在工程中的应用

梁永宽+高沛荣

摘要： 工程是一个相对复杂的系统，要对其功能进行精准的定位比较难，因为每个工程成本所对应的是一个功能区间，而非功能点。本文结合概率学的相关知识，提出了基于功能区间的价值工程理论模型，并认为工程建设的立足点应该是在可靠性上，而非追求“最低成本”或“最大价值”。

关键词： 价值工程；工程应用；功能区间

中图分类号：U41 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）24-0001-03

0 引言

在当今激烈的经济市场环境中，工程建造只有在满足系统功能需要的前提下才能取得较好的效益。目前学界对工程价值“最低成本”和“最大价值”的研究较多，并有相应理论模型，本文将详细分析这两个理论模型的特征、优缺点等，并努力探索一个更加符合工程实际情况的理论模型。

1 价值工程理论模型研究情况

1.1 基于最低成本的价值工程理论模型[1-3]

麦尔斯说：“一切成本都是为了功能[4]。”在工程建设中，成本一般是指工程项目全寿命周期成本C，它主要包括建设成本C1、运营成本C2、维修成本C3、报废成本C4[5]，即C = C1 + C2 + C3 + C4 （1）

通常情况下，为了简化理论模型，会把运营成本C2和维修成本C3放在一起考虑，并把报废成本C4忽略不计。

关于最低成本在F-C图上的表达如图1所示。

从公式上看，价值与功能成正比，与成本成反比，即功能越高成本越低，价值也就越大，同时，功能和成本之间也存在着某种相互关系。一般情况下，建设成本是一条沿着功能轴方向单调递增的曲线，这就说明了初期投入成本越高，工程的质量越有保证；但运营成本和维修成本曲线却与之相反，沿着功能轴方向单调递减，这说明工程的质量越有保证，运营和维修过程中所要支出的成本将会越少。两者叠加，就能得到工程的全寿命周期成本曲线。从图1中可以说明，单方面追求建设成本的最低，不但不能使全寿命周期成本达到最小，反正会损害到工程质量而引起全寿命周期成本的增加；过分强调运营和维修成本的最小，也会因初期投入过多而引起严重的资源浪费。因此，要对整个工程进行科学、全面、系统的分析，在建设成本、运营和维修成本中找到一个均衡点，使得工程质量在满足需求的同时，能够实现全寿命周期成本的最小。

1.3 综合评价

在这两个理论模型中，最低成本理论模型是经济性最好的，也是目前大多数学者所推崇的理念。但在工程应用中，通常很难精确地实现最低成本，并可靠地实现工程系统所需的功能，反而有时会出现建成工程的功能低于所需功能的情况，这大多是因压减成本、缩短工期、优化失当等过于追求最低成本而引起的，工程上应尽量避免此类情况的发生。最大价值模型是性价比最高的，但它却有可能会因功能过剩而引起的资源浪费问题。

2 价值工程理论的新探索

2.1 功能区间的提出

价值工程的目的是“以对象的最低寿命周期成本，可靠地实现使用者所需的功能，以获取最佳的综合效益[5]”。在以往的价值工程理论研究中，学者们通常会紧扣“最低寿命周期成本”、“所需的功能”和“最佳的综合效益”，即成本、功能、价值这三方面进行深入研究，而比较少人会关注到“可靠”两字，所以可靠性未能在价值工程理论中更好地体现。本文认为，要实现价值工程中功能的可靠性，就要引进功能区间的概念，所谓功能区间，即在成本一定的情况下，所能实现的产品功能范围。

2.2 基于功能区间的价值工程理论模型

功能与成本在微观上是不确定的，但在宏观上是统计相关的，这也就是说，当一个成本（即建设成本、运营成本和维修成本）确定时，工程系统的功能体现是一个功能区间，而非稳定在一个功能点上，导致系统功能不稳定的因素有很多，比如工艺、设备、人员等，所以功能区间的范围大小是一系列因素综合作用的结果。

根据概率学的中心极限定理，当随便变量的统计量趋于无穷大的时候，随机变量的分布呈正态分布规律[8]。也就是说在成本一定的情况下，随着关于功能的统计数量的增加，功能值将呈现正态分布，并出现一个功能值的高频值，这个功能值就是正态分布的期望值。

3 结论

功能区间的提出很好地诠释了性能保证值与设计值之间的关系，有利于在工程决策中选取合适的功能水平，在系统功能得到保障的同时，避免功能过剩所引起的成本增加。换言之，功能区间理论模型并不是纯粹地追求“最低成本”，也不是纯粹地追求“最大价值”，它是一个以工程系统可靠性为前提，寻求成本最小化，使得资源得到合理充分利用的价值工程模型。它不存在最低成本理论模型的精确性、稳定性问题，也没有最大价值理论模型的资源浪费问题。它来源于实际工程项目，与工程项目紧密联系，更加符合工程项目的实际情况并为其提供科学的指引。

综上所述，相对于最低成本和最大价值理论模型而言，功能区间理论模型是更加符合工程实际情况的价值工程模型。

参考文献：

[1]刘玉杰.价值工程在港口规划设计中的应用研究[D].天津大学，2009.

[2]刘家友.基于价值工程的城镇燃气输配系统评价[D].山东科技大学，2008.

[3]吴云祥.价值工程在项目设计阶段的优选方案研究[D].浙江工业大学，2011.

[4]罗伯特B.斯图尔特，邱菀华.价值工程方法基础[M].机械工业出版社，2007.

[5]张彩江.复杂价值工程理论与新方法应用[M].科学出版社，2006.

[6]王飞.关于价值工程的“最大价值”与“最低费用”[J].价值工程，2010.

[7]王飞.实现全社会最大价值是价值工程的最高目标[J].价值工程，2011.

[8]沈恒范.概率论与数理统计教程[M].高等教育出版社，2004.endprint

摘要： 工程是一个相对复杂的系统，要对其功能进行精准的定位比较难，因为每个工程成本所对应的是一个功能区间，而非功能点。本文结合概率学的相关知识，提出了基于功能区间的价值工程理论模型，并认为工程建设的立足点应该是在可靠性上，而非追求“最低成本”或“最大价值”。

关键词： 价值工程；工程应用；功能区间

中图分类号：U41 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）24-0001-03

0 引言

在当今激烈的经济市场环境中，工程建造只有在满足系统功能需要的前提下才能取得较好的效益。目前学界对工程价值“最低成本”和“最大价值”的研究较多，并有相应理论模型，本文将详细分析这两个理论模型的特征、优缺点等，并努力探索一个更加符合工程实际情况的理论模型。

1 价值工程理论模型研究情况

1.1 基于最低成本的价值工程理论模型[1-3]

麦尔斯说：“一切成本都是为了功能[4]。”在工程建设中，成本一般是指工程项目全寿命周期成本C，它主要包括建设成本C1、运营成本C2、维修成本C3、报废成本C4[5]，即C = C1 + C2 + C3 + C4 （1）

通常情况下，为了简化理论模型，会把运营成本C2和维修成本C3放在一起考虑，并把报废成本C4忽略不计。

关于最低成本在F-C图上的表达如图1所示。

从公式上看，价值与功能成正比，与成本成反比，即功能越高成本越低，价值也就越大，同时，功能和成本之间也存在着某种相互关系。一般情况下，建设成本是一条沿着功能轴方向单调递增的曲线，这就说明了初期投入成本越高，工程的质量越有保证；但运营成本和维修成本曲线却与之相反，沿着功能轴方向单调递减，这说明工程的质量越有保证，运营和维修过程中所要支出的成本将会越少。两者叠加，就能得到工程的全寿命周期成本曲线。从图1中可以说明，单方面追求建设成本的最低，不但不能使全寿命周期成本达到最小，反正会损害到工程质量而引起全寿命周期成本的增加；过分强调运营和维修成本的最小，也会因初期投入过多而引起严重的资源浪费。因此，要对整个工程进行科学、全面、系统的分析，在建设成本、运营和维修成本中找到一个均衡点，使得工程质量在满足需求的同时，能够实现全寿命周期成本的最小。

1.3 综合评价

在这两个理论模型中，最低成本理论模型是经济性最好的，也是目前大多数学者所推崇的理念。但在工程应用中，通常很难精确地实现最低成本，并可靠地实现工程系统所需的功能，反而有时会出现建成工程的功能低于所需功能的情况，这大多是因压减成本、缩短工期、优化失当等过于追求最低成本而引起的，工程上应尽量避免此类情况的发生。最大价值模型是性价比最高的，但它却有可能会因功能过剩而引起的资源浪费问题。

2 价值工程理论的新探索

2.1 功能区间的提出

价值工程的目的是“以对象的最低寿命周期成本，可靠地实现使用者所需的功能，以获取最佳的综合效益[5]”。在以往的价值工程理论研究中，学者们通常会紧扣“最低寿命周期成本”、“所需的功能”和“最佳的综合效益”，即成本、功能、价值这三方面进行深入研究，而比较少人会关注到“可靠”两字，所以可靠性未能在价值工程理论中更好地体现。本文认为，要实现价值工程中功能的可靠性，就要引进功能区间的概念，所谓功能区间，即在成本一定的情况下，所能实现的产品功能范围。

2.2 基于功能区间的价值工程理论模型

功能与成本在微观上是不确定的，但在宏观上是统计相关的，这也就是说，当一个成本（即建设成本、运营成本和维修成本）确定时，工程系统的功能体现是一个功能区间，而非稳定在一个功能点上，导致系统功能不稳定的因素有很多，比如工艺、设备、人员等，所以功能区间的范围大小是一系列因素综合作用的结果。

根据概率学的中心极限定理，当随便变量的统计量趋于无穷大的时候，随机变量的分布呈正态分布规律[8]。也就是说在成本一定的情况下，随着关于功能的统计数量的增加，功能值将呈现正态分布，并出现一个功能值的高频值，这个功能值就是正态分布的期望值。

3 结论

功能区间的提出很好地诠释了性能保证值与设计值之间的关系，有利于在工程决策中选取合适的功能水平，在系统功能得到保障的同时，避免功能过剩所引起的成本增加。换言之，功能区间理论模型并不是纯粹地追求“最低成本”，也不是纯粹地追求“最大价值”，它是一个以工程系统可靠性为前提，寻求成本最小化，使得资源得到合理充分利用的价值工程模型。它不存在最低成本理论模型的精确性、稳定性问题，也没有最大价值理论模型的资源浪费问题。它来源于实际工程项目，与工程项目紧密联系，更加符合工程项目的实际情况并为其提供科学的指引。

综上所述，相对于最低成本和最大价值理论模型而言，功能区间理论模型是更加符合工程实际情况的价值工程模型。

参考文献：

[1]刘玉杰.价值工程在港口规划设计中的应用研究[D].天津大学，2009.

[2]刘家友.基于价值工程的城镇燃气输配系统评价[D].山东科技大学，2008.

[3]吴云祥.价值工程在项目设计阶段的优选方案研究[D].浙江工业大学，2011.

[4]罗伯特B.斯图尔特，邱菀华.价值工程方法基础[M].机械工业出版社，2007.

[5]张彩江.复杂价值工程理论与新方法应用[M].科学出版社，2006.

[6]王飞.关于价值工程的“最大价值”与“最低费用”[J].价值工程，2010.

[7]王飞.实现全社会最大价值是价值工程的最高目标[J].价值工程，2011.

[8]沈恒范.概率论与数理统计教程[M].高等教育出版社，2004.endprint

摘要： 工程是一个相对复杂的系统，要对其功能进行精准的定位比较难，因为每个工程成本所对应的是一个功能区间，而非功能点。本文结合概率学的相关知识，提出了基于功能区间的价值工程理论模型，并认为工程建设的立足点应该是在可靠性上，而非追求“最低成本”或“最大价值”。

关键词： 价值工程；工程应用；功能区间

中图分类号：U41 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）24-0001-03

0 引言

在当今激烈的经济市场环境中，工程建造只有在满足系统功能需要的前提下才能取得较好的效益。目前学界对工程价值“最低成本”和“最大价值”的研究较多，并有相应理论模型，本文将详细分析这两个理论模型的特征、优缺点等，并努力探索一个更加符合工程实际情况的理论模型。

1 价值工程理论模型研究情况

1.1 基于最低成本的价值工程理论模型[1-3]

麦尔斯说：“一切成本都是为了功能[4]。”在工程建设中，成本一般是指工程项目全寿命周期成本C，它主要包括建设成本C1、运营成本C2、维修成本C3、报废成本C4[5]，即C = C1 + C2 + C3 + C4 （1）

通常情况下，为了简化理论模型，会把运营成本C2和维修成本C3放在一起考虑，并把报废成本C4忽略不计。

关于最低成本在F-C图上的表达如图1所示。

从公式上看，价值与功能成正比，与成本成反比，即功能越高成本越低，价值也就越大，同时，功能和成本之间也存在着某种相互关系。一般情况下，建设成本是一条沿着功能轴方向单调递增的曲线，这就说明了初期投入成本越高，工程的质量越有保证；但运营成本和维修成本曲线却与之相反，沿着功能轴方向单调递减，这说明工程的质量越有保证，运营和维修过程中所要支出的成本将会越少。两者叠加，就能得到工程的全寿命周期成本曲线。从图1中可以说明，单方面追求建设成本的最低，不但不能使全寿命周期成本达到最小，反正会损害到工程质量而引起全寿命周期成本的增加；过分强调运营和维修成本的最小，也会因初期投入过多而引起严重的资源浪费。因此，要对整个工程进行科学、全面、系统的分析，在建设成本、运营和维修成本中找到一个均衡点，使得工程质量在满足需求的同时，能够实现全寿命周期成本的最小。

1.3 综合评价

在这两个理论模型中，最低成本理论模型是经济性最好的，也是目前大多数学者所推崇的理念。但在工程应用中，通常很难精确地实现最低成本，并可靠地实现工程系统所需的功能，反而有时会出现建成工程的功能低于所需功能的情况，这大多是因压减成本、缩短工期、优化失当等过于追求最低成本而引起的，工程上应尽量避免此类情况的发生。最大价值模型是性价比最高的，但它却有可能会因功能过剩而引起的资源浪费问题。

2 价值工程理论的新探索

2.1 功能区间的提出

价值工程的目的是“以对象的最低寿命周期成本，可靠地实现使用者所需的功能，以获取最佳的综合效益[5]”。在以往的价值工程理论研究中，学者们通常会紧扣“最低寿命周期成本”、“所需的功能”和“最佳的综合效益”，即成本、功能、价值这三方面进行深入研究，而比较少人会关注到“可靠”两字，所以可靠性未能在价值工程理论中更好地体现。本文认为，要实现价值工程中功能的可靠性，就要引进功能区间的概念，所谓功能区间，即在成本一定的情况下，所能实现的产品功能范围。

2.2 基于功能区间的价值工程理论模型

功能与成本在微观上是不确定的，但在宏观上是统计相关的，这也就是说，当一个成本（即建设成本、运营成本和维修成本）确定时，工程系统的功能体现是一个功能区间，而非稳定在一个功能点上，导致系统功能不稳定的因素有很多，比如工艺、设备、人员等，所以功能区间的范围大小是一系列因素综合作用的结果。

根据概率学的中心极限定理，当随便变量的统计量趋于无穷大的时候，随机变量的分布呈正态分布规律[8]。也就是说在成本一定的情况下，随着关于功能的统计数量的增加，功能值将呈现正态分布，并出现一个功能值的高频值，这个功能值就是正态分布的期望值。

3 结论

功能区间的提出很好地诠释了性能保证值与设计值之间的关系，有利于在工程决策中选取合适的功能水平，在系统功能得到保障的同时，避免功能过剩所引起的成本增加。换言之，功能区间理论模型并不是纯粹地追求“最低成本”，也不是纯粹地追求“最大价值”，它是一个以工程系统可靠性为前提，寻求成本最小化，使得资源得到合理充分利用的价值工程模型。它不存在最低成本理论模型的精确性、稳定性问题，也没有最大价值理论模型的资源浪费问题。它来源于实际工程项目，与工程项目紧密联系，更加符合工程项目的实际情况并为其提供科学的指引。

综上所述，相对于最低成本和最大价值理论模型而言，功能区间理论模型是更加符合工程实际情况的价值工程模型。

参考文献：

[1]刘玉杰.价值工程在港口规划设计中的应用研究[D].天津大学，2009.

[2]刘家友.基于价值工程的城镇燃气输配系统评价[D].山东科技大学，2008.

[3]吴云祥.价值工程在项目设计阶段的优选方案研究[D].浙江工业大学，2011.

[4]罗伯特B.斯图尔特，邱菀华.价值工程方法基础[M].机械工业出版社，2007.

[5]张彩江.复杂价值工程理论与新方法应用[M].科学出版社，2006.

[6]王飞.关于价值工程的“最大价值”与“最低费用”[J].价值工程，2010.

[7]王飞.实现全社会最大价值是价值工程的最高目标[J].价值工程，2011.

[8]沈恒范.概率论与数理统计教程[M].高等教育出版社，2004.endprint