基于功能区间的价值工程论文范文

1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。在数学方程上，可表达为F（C）∈（Fmin,Fmax）（13）式中，F（C）为成本C在功能F上的相关函数，Fmin和Fmax分别是在成本为C情况下，系统达到的最小功能和最大功能。工程是个庞大的系统，里面的诸多子系统既复杂又各有差异，所以它是一个很难被量化的系统，而且在系统功能变动时，工程也会呈现出不一样的状态。简而言之，工程系统所实现功能并不是一个一成不变的功能点，而是一个功能区间。

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。在这个等式中，有P、A、μ和σ四个变量，知道其中三个就能推出最后一个。P和A是系统要求，是明确的数值，而μ和σ是每个确定成本所对应的系统功能及其分布幅度，不同的成本有着不同的系统功能，但不同的功能却又可能有相同的分布幅度，假定所有的功能点有着相同的分布幅度，那么功能区间上的概率密度则如图3所示。

但当功能点的分布幅度不同时，那么只能通过实验的方式进行分析，在这有必要引进一下科学方法的概念。科学方法的发展主要归功于17世纪的英国政治家、哲学家弗兰西斯•培根。他认为，只有通过对原始数据的收集，并且对其进行详尽的逻辑加工，使它成为一句简短精辟的句子，才能够获得知识[4]。科学方法包括以下四个步骤（详见图4）。整个过程如下：通过观察工程的实际情况，先假设一个使公式成立的功能点F（''''即μ''''值），并通过实验的方式求取该功能点的σ''''值，接下来把A值带入公式中，便可得到P''''，最后进行总结，当P''''＞P时，说明系统可用率偏高，可返回第一个步骤并选取更低的功能点，当P''''＜P时，说明系统可用率达不到要求，应返回第一个步骤并选取更高的功能点，当P''''=P时，系统可用率恰好吻合，我们假定这时的功能点为Fmid，实现的最小功能Fmin、最大功能Fmax。通过以上过程，我们推算出了恰好满足性能要求的功能点Fmid，当Fmid＜F0时，应该选取功能点F0作为最佳功能点，因为F0的功能值不但比Fmid大，而且其对应的成本是最小全寿命周期成本Cmin，如图5所示。当Fmid＞F0时，则选取功能点Fmid作为最佳功能点，因为Fmid是所有提供可靠必要性能中，成本最小的一个，图6所示。根据以上分析，工程系统保证值A并不能作为工程决策和设计的功能点，通常选取的功能点要高于保证值A，具体高出多少得根据功能点的功能区间和概率密度而定。而且，当工程系统可用率为100%时，Fmin=A，当系统可用率小于100%时，A∈（Fmin，Fmax）。

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。

作者：梁永宽高沛荣单位：中山大学工学院