第五章 設計方法學-價值設計

1、第五章第五章 價值設計價值設計5-1 5-1 概述概述5-2 5-2 價值分析對象的選擇價值分析對象的選擇5-3 5-3 功能分析功能分析5-4 5-4 成本分析成本分析5-5 5-5 降低成本的途徑降低成本的途徑5-1 5-1 概述概述 價值工程價值工程是以功能分析為核心、以開發(fā)創(chuàng)造性為基礎，以科學分析方法為工具，尋求功能與成本最佳比例以獲得最優(yōu)價值的一種設計方法和管理科學。 注：功能是價值分析的基礎，用戶對功能的要求并不是越高越好，而注：功能是價值分析的基礎，用戶對功能的要求并不是越高越好，而是在一個適當?shù)姆秶鷥炔粩喟l(fā)展的過程。是在一個適當?shù)姆秶鷥炔粩喟l(fā)展的過程。 宗旨：用最低的成本向用戶

2、提供必要的功能。宗旨：用最低的成本向用戶提供必要的功能。一、產品價值的構成產品價值的構成 V=F/C 可見產品價值是功能與成本的綜合體現(xiàn)。二、提高產品價值的思路提高產品價值的思路 功能分析：從用戶出發(fā)，保證產品的必要功能、去除多余功能、調整過剩功能、必要時增加新功能； 成本分析：分析成本的構成，從各方面探求降低成本的途徑； 性能分析：在滿足功能的前提下，提高性能。如傳力元件要保證強度和剛度；精密機械要保證精度；高速機械要控制振動和噪聲等。 5-2 5-2 價值分析對象的選擇價值分析對象的選擇 二、選擇原則二、選擇原則 從功能考慮從功能考慮 (1)主要性能指標不能滿足用戶要求，用戶意見大，反映強

3、烈； (2)效率低、能耗大的產品； (3)結構過于復雜、體積大、重量大、操作性、維修性等性能差； (4)產品本身技術落后，有新技術出現(xiàn)使現(xiàn)有產品需改進和換代； (5)屬開發(fā)研制的新產品，功能尚不完善或還沒有達到預計目標的； 從成本方面考慮從成本方面考慮 (1)產品本身材料消耗高或能源消耗大； (2)加工費時費工； (3)使用貴重原材料或稀缺資源。 一、選擇原因一、選擇原因 抓住主要矛盾。一個復雜的系統(tǒng)，對其進行面面俱到的價值分析，會導致投入與收益極不平衡。因而要選擇投入產出比高的對象進行分析。分析對象選擇的合理與否是分析成敗的關鍵。分析對象選擇的合理與否是分析成敗的關鍵。 從企業(yè)外部環(huán)境方面考

4、慮從企業(yè)外部環(huán)境方面考慮 (1)市場需求量大，生產量大的產品； (2)國家安排的重點產品，或對整個國計民生影響大或屬填補國家空白的產品； (3)出口產品、國際市場需求量大，創(chuàng)匯額高有改進潛力的產品； (4)生產廠家多，市場競爭比較激烈的產品； (5)能夠采用新技術，以實現(xiàn)產品改造。三、選擇方法三、選擇方法 綜合加權評分法 (1)找出影響價值的各有關因素，并分析各因素對價值的影響程度，確定權重系數(shù)； (2)根據(jù)各因素實現(xiàn)的情況，對不同方案評分； (3)用綜合評分法計算出各因素加權評分值； (4)計算出各方案的總分，依據(jù)其得分多少選擇價值分析的對象。例5-1. 從A、B、C、D四種產品中選擇價值工

5、程對象權重可靠性操作性維修性工藝性重量安全性成本合理性 盈利水平0.350.080.070.090.040.020.200.15產品由企業(yè)人員和用戶進行評分A210101010286B88486457C810810108108D8881010499根據(jù)計算公式：N=GiSi，其中Gi是各因素的權重，Si是各因素的評分值，計算后各產品的分值分別為 NA=6.04，NB=6.81，NC=8.82，ND=8.53可知A產品相對得分最低，可作為價值分析對象。 ABC分類法：分類法：Italian巴雷托(Pareto)的“不均勻分布理論”，將零件分為ABC三類。 A類：占零件總數(shù)10-20，成本占產品成

6、本的60-70； B類：占零件總數(shù)與成本占總成本的比例基本適當； C類：占零件總數(shù)60-70，成本占產品成本的10-20； 引申到企業(yè)管理：引申到企業(yè)管理：A類人才占公司總數(shù)10-20，卻創(chuàng)造60-70的價值，這一類人才是要優(yōu)先保護的。如：雙級齒輪減速器進行改進設計時，整個部件由108個零件組成，按成本高低排列， 其中箱體，箱蓋，4個齒輪，軸等7個零件 零件個數(shù)占6.48 成本比例占83.16 屬A類零件，因此是從價值分析主要對象。 例5-2 用ABC分類法選擇透平機零件中的價值分析對象。零件序號零件名稱零件件數(shù)累計零件累計分類件數(shù)成本金額1機座115.88134201342027.73A類2

7、人字齒輪1211.76126002602053.76零件比17.65%3齒輪軸1317.65100003602074.42成本比74.424軸1423.5366804270088.22B類5軸承2632.2924004510093.18零件比29.416軸承2847.0620004710097.31成本比22.897端蓋41270.598004790098.97C類8油管11376.473004820099.59零件比52.949密封417100.020048400100.0成本比2.69合計1748400 價值系數(shù)分析法價值系數(shù)分析法 某功能的價值系數(shù)： vi=fi/ci，選擇價值系數(shù)大的作

8、分析對象。其中 fi功能系數(shù)，某功能的重要程度； ci成本系數(shù)，實現(xiàn)某功能所需成本，ci=Ci/Ci 功能系數(shù)的確定是應用該方法的基礎，常用的方法有三種： (1)強制確定法(Forced Decision法，F(xiàn)D法) 特點：原理簡單、操作方便，但難以比較兩功能重要性強度，打分較死，數(shù)值間差異較固定。 (2)間接評分法(Decision Alternative Ratio Evaluation，DARE法) 特點：是一種相對值方法，可以克服前法的缺點。例5.3 FD法確定功能系數(shù)，假定一產品有AF六個分功能構成。序號 功能號評價人員總評分值功能系數(shù)123456781A15141614151616

9、161220.2542B111212816101218890.1853C95768568540.1134D12121110810128830.1735E57565768490.1026F810916812812830.173總計60606060606060604801.000注：表中每一列都是由判別表法按0-4評分獲得，每個人評分總計為： N=4n(n-1)/2=60例5.4 用DARE法確定功能系數(shù)。 (各分功能的重要性為：A=1.5B，B=3.0C，C=0.8D，D=2.5E)功能代號相對比值修正比值功能系數(shù)A1.59.000.439B3.06.000.292C0.82.000.098D2

10、.52.500.122E1.000.049合計20.501.000(3)最合適區(qū)域法：在進行對象選擇時，要選擇功能系數(shù)和成本系數(shù)都大的對象進行分析。也就是說，我們必須從嚴控制那些功能和成本系數(shù)都比較大的零部件。注：區(qū)域確定計算式由PQR有SX，YYXSX，YYX，constYXLRSYXOQLYXOQRiiiiiiiiiiiiii222145cos45cos45sin45sin222222002200時當時當因此成本系數(shù)功能系數(shù)QPOLR450由此可以確定最合適區(qū)域。例：某保溫瓶生產廠生產一種氣壓式保溫瓶，該產品共有28個零件。以零件為基礎選擇價值分析對象，先采用ABC分類法進行分析，從中選擇

11、9個零件作為分析對象，計算出各零件的功能系數(shù)和成本系數(shù)見下表，現(xiàn)用最合適區(qū)域法進行對象選擇。編號零件名稱功能得分功能系數(shù)目前成本成本系數(shù)價值系數(shù)1咀肩15.30.1134.050.2710.4072吸水管12.80.0942.910.1950.4823氣泵殼140.1031.930.1290.7984殼體200.1471.840.1231.1955塞圈11.60.0851.110.0741.1496轉座100.0741.150.0770.9617瓶膽170.1250.790.0532.3588氣泵體24.50.1800.580.0394.6159提環(huán)10.50.0770.570.0382.02

12、6根據(jù)最合適區(qū)域法： (1)提環(huán)、轉座、塞圈、氣泵殼和殼體不可作為分析對象； (2)氣泵體、瓶膽、吸水管、咀肩4個零件可作為分析對象。結論：結論： (1)最合適區(qū)域法一般不能獨立使用，必須與其它對象選擇方法配合使用； (2)S值影響區(qū)域大小：S值越小，區(qū)域越大，一般取值范圍S=12.5-50.最合適區(qū)域函數(shù)： 1002iicf5-3 5-3 功能分析功能分析 功能定義功能定義：用準且簡明的語言對價值工程的對象做出一個確切的表述。 功能分類功能分類：將各種功能依其重要性、性質、必要性等進行分類。 功能整理功能整理：將實物結構系統(tǒng)轉化為功能系統(tǒng)。 功能評價功能評價：找出實現(xiàn)某一必要功能的最低成本即

13、功能評價值。功能定義的表述方法采用動賓式結構，說明功能特性產品或部件名稱功能定義（主語）（謂語）動詞（賓語）名詞鐘表指示時間杯子盛水鉆床鉆孔自行車代替步行桌腿支撐重量功能分類功能分類基本功能和輔助功能(按功能的重要程度)使用功能和外觀功能(按功能性質)必要功能與不必要功能(按用戶需要) 多余功能：不符合實際需要的功能。 過剩功能：功能屬必要，但超過適宜程度。功能整理將實物結構系統(tǒng)轉化為功能系統(tǒng)。方法：邏輯功能圖目標：找出各功能間的邏輯關系，分清功能的目的與手段功能評價功能評價值：實現(xiàn)某一必要功能的最低成本（功能目標成本）功能實際值：實現(xiàn)該功能的當前實際成本改善期望值：功能評價值與功能實際值的比

14、值，又能夠反映功能的價值功能價值=功能評價值（功能目標成本）功能實際值（功能當前成本）5-4 5-4 成本分析成本分析一、功能成本的確定一、功能成本的確定定義：實現(xiàn)某一功能所需的費用，為全壽命周期成本。計算方法： 某一功能由一個或多個零件完成，這些零件除此功能外無它用，則這些零件的現(xiàn)實成本為該功能成本。 若一零件完成多個功能，則按各功能重要程度將其分攤到各功能中。 各多個零件共同完成多個功能，則這些零件的成本應交叉分攤到各個功能中。 例5-8：某產品有5個零件，共同完成6個功能，表5-11（見下頁）是該產品功能成本的分析情況。表5-11 功能成本分析舉例序號零件名稱零件成本功能區(qū)域F1F2F3

15、F4F5F61A300100-100-1002B500-50150200-1003C60-40-204D804030-10-5E1405060-30-合計108019014025024040220二、產品生產成本估算方法二、產品生產成本估算方法 產品成本估算方法 (1)按重量估算法按重量估算法 針對針對：純機械產品 原理原理：這類產品的成本是重量的函數(shù) 計算式計算式：C=WfW 因此確定k和p之后，即可以確定重量成本系數(shù)，若已知Wi和Wi+1，fWi和fWi+1,則當WiWWi+1時，iiWiWiWWfftgplglglglg11其中piWiWfkpWkWf C:生產成本（元） W:產品重量（

16、） :重量成本系數(shù)（元/），Wf例：某零件在不同重量下的生產成本如下表所示，試求重量為76公斤的該零件成本。零件號重量(Kg)生產成本(元)重量成本系數(shù)14.967.6213.8211.8123.9110.5329.8244.368.24109577.715.35204938.454.63365.08 .29lg109lg2 .8lg3 .5lgtgp計算：因為29.876109，所以6953.258.292.83365.0k故系數(shù)fW=98. 5766953.253365. 0pkw故成本C=fwW=5.9876=454.48元 (2)材料成本折算法材料成本折算法 原理原理：某一類材料成本與

17、生產成本的比例是一致的。 計算式計算式：C=CM /m其中其中 ： C表示生產成本(元)； CM表示材料成本(元)； m表示材料成本率()；CM=1.25W+1.15Z自制件成本(元)Viriki體積乘密度乘單位重量價格外購件成本(元)Zj所有外購件成本之和表5-13：不同產品的材料成本率產品材料成本率產品材料成本率產品材料成本率吸塵器80臺式電話58電動機 45-47起重機78鐵路客車57重型機床44小汽車65-75水輪機56電視機38卡車68-72柴油馬達53電測儀 26%-38鐵路貨車68蒸汽透平 44-49中型機床34%縫紉機62掛鐘47精密鐘表31%(3)相似產品成本估算法相似產品成

18、本估算法 原理原理：相似產品的成本之間滿足一定的關系。 單件產品成本構成單件產品成本構成： C=CR+CF+CM 表示生產準備成本表示生產成本表示材料成本RCFCMC設已知基型產品的各成本為CR0，CF0，CM0，則當前產品成本與基型產品各成本之間滿足：30205 .000,LMMLFFLRRCCCCCnnC30205.000LMLFLRCCCnnC0n表示基型件數(shù)，n表示當前件數(shù)例5-11 已知單件生產的單級齒輪減速器中心距A0=200mm，箱底座尺寸S0B0=710500mm，重量W0=500Kg，輸入轉速n0=3000r/min，傳遞功率P0=20kw，生產成本4875元(其中生產準備成本占20%，材料成本占30%，加工成本占50%)，現(xiàn)擬制造P=40Kw，轉速、材料相同，與原機相似的減速器5臺。試估算其成本。解：求相似比 1、功