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1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。在數學方程上,可表達為F(C)∈(Fmin,Fmax)(13)式中,F(C)為成本C在功能F上的相關函數,Fmin和Fmax分別是在成本為C情況下,系統達到的最小功能和最大功能。工程是個龐大的系統,里面的諸多子系統既復雜又各有差異,所以它是一個很難被量化的系統,而且在系統功能變動時,工程也會呈現出不一樣的狀態。簡而言之,工程系統所實現功能并不是一個一成不變的功能點,而是一個功能區間。
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。在這個等式中,有P、A、μ和σ四個變量,知道其中三個就能推出最后一個。P和A是系統要求,是明確的數值,而μ和σ是每個確定成本所對應的系統功能及其分布幅度,不同的成本有著不同的系統功能,但不同的功能卻又可能有相同的分布幅度,假定所有的功能點有著相同的分布幅度,那么功能區間上的概率密度則如圖3所示。
但當功能點的分布幅度不同時,那么只能通過實驗的方式進行分析,在這有必要引進一下科學方法的概念。科學方法的發展主要歸功于17世紀的英國政治家、哲學家弗蘭西斯•培根。他認為,只有通過對原始數據的收集,并且對其進行詳盡的邏輯加工,使它成為一句簡短精辟的句子,才能夠獲得知識[4]。科學方法包括以下四個步驟(詳見圖4)。整個過程如下:通過觀察工程的實際情況,先假設一個使公式成立的功能點F(''''即μ''''值),并通過實驗的方式求取該功能點的σ''''值,接下來把A值帶入公式中,便可得到P'''',最后進行總結,當P''''>P時,說明系統可用率偏高,可返回第一個步驟并選取更低的功能點,當P''''<P時,說明系統可用率達不到要求,應返回第一個步驟并選取更高的功能點,當P''''=P時,系統可用率恰好吻合,我們假定這時的功能點為Fmid,實現的最小功能Fmin、最大功能Fmax。通過以上過程,我們推算出了恰好滿足性能要求的功能點Fmid,當Fmid<F0時,應該選取功能點F0作為最佳功能點,因為F0的功能值不但比Fmid大,而且其對應的成本是最小全壽命周期成本Cmin,如圖5所示。當Fmid>F0時,則選取功能點Fmid作為最佳功能點,因為Fmid是所有提供可靠必要性能中,成本最小的一個,圖6所示。根據以上分析,工程系統保證值A并不能作為工程決策和設計的功能點,通常選取的功能點要高于保證值A,具體高出多少得根據功能點的功能區間和概率密度而定。而且,當工程系統可用率為100%時,Fmin=A,當系統可用率小于100%時,A∈(Fmin,Fmax)。
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。
作者:梁永寬高沛榮單位:中山大學工學院