洪群利HONG Qun-li

（深圳市浩瑞泰科技有限公司，深圳 518063）

0 引言

《中國制造2025》強調(diào)“創(chuàng)新驅(qū)動、質(zhì)量為先、綠色發(fā)展”這三點要求表明：建立健全綠色制造體系勢在必行。同時也強調(diào)了綠色制造過程中加快推行產(chǎn)品全生命周期管理和數(shù)字化研發(fā)設計[1]。本文以“產(chǎn)品系統(tǒng)”的創(chuàng)新設計為理論框架，探討價值工程實施應以產(chǎn)品生命周期綠色管理為指引，以規(guī)劃開發(fā)階段為主，其他階段為輔，踐行全生命周期成本管理理念的建議；最后，給出運用“八何效能分析法”和“VE＆DFC聯(lián)合方法”對“產(chǎn)品系統(tǒng)”實施價值工程的建議。

1 基于價值工程產(chǎn)品設計理念

1.1 價值工程與人和環(huán)境的關(guān)系

價值工程的理論支撐是“系統(tǒng)”理論，其靈魂是“創(chuàng)新”。它研究的是人與物以及環(huán)境之間這個大系統(tǒng)的關(guān)系。企業(yè)要獲取可持續(xù)發(fā)展的競爭優(yōu)勢，必須通過系統(tǒng)性價值創(chuàng)新，實現(xiàn)綠色低碳發(fā)展，營造良好的人－機-環(huán)境這個大的“產(chǎn)品系統(tǒng)”。

機電制造企業(yè)通過對其主打產(chǎn)品實施價值工程，即意味著要通過人這個主體的“方案創(chuàng)新”，打造出既能滿足用戶的需求，又符合環(huán)保要求的綠色高價值產(chǎn)品，實現(xiàn)綜合收益最大化目標，實現(xiàn)“產(chǎn)品系統(tǒng)”的正循環(huán)發(fā)展。

1.2 價值工程的工作重點

價值、功能和生命周期成本是VE的三要素。開展VE必須將三要素作為一個系統(tǒng)來考量。它具有以下特點：

①目標：以方案創(chuàng)新為最高目標，實現(xiàn)用戶所需的必要功能且壽命周期成本（LCC）最低為基本目標。

②方法：以定量化分析與定性分析為主要方法，核心工作是功能分析。

③階段：側(cè)重于在產(chǎn)品的設計與研發(fā)階段開展活動，并持續(xù)實施方案創(chuàng)新和評價。

④組織：以團隊的創(chuàng)新開展跨部門和跨專業(yè)協(xié)作，關(guān)注全生命周期需求并貫徹執(zhí)行[2]。

1.3 價值工程對象的選擇方法

任何方法都有自身的局限和優(yōu)缺點，企業(yè)應根據(jù)產(chǎn)品的特點和用戶的核心需求選擇合適的方法。建議采用定性分析和定量分析的組合方法來提高效果[3]。例如：利用團隊經(jīng)驗選擇經(jīng)驗分析法和功能重要性分析法或ABC分析法這種組合方法，并輔助壽命周期分析法[4]。

2 機電產(chǎn)品全生命周期設計關(guān)鍵技術(shù)

2.1 機電產(chǎn)品全生命周期設計主要內(nèi)容

全生命周期設計（以下簡稱LCD）的實施需要專業(yè)的知識和技術(shù)做支撐，需要多部門協(xié)同參與，發(fā)現(xiàn)問題并提出創(chuàng)新方案。機電產(chǎn)品企業(yè)應貫徹LCD理念，應用生態(tài)環(huán)保新材料，建設基于價值工程的綠色設計、綠色工藝和綠色供應鏈體系。大力支持零部件標準化、模塊化、智能化等綠色制造系統(tǒng)集成推進工作[5]。從理念與實踐兩個層面推動企業(yè)綠色發(fā)展。

2.2 VE與LCD之間的關(guān)系

實施VE的目標是實現(xiàn)“三低”：即在保證實現(xiàn)用戶必要功能的前提下LCC最低、制造成本與用戶使用成本之和最低，它是戰(zhàn)略目標正確的保障，也是價值最高的體現(xiàn)。產(chǎn)品全生命周期中，有80%的成本在規(guī)劃、開發(fā)階段就已經(jīng)決定[6]，如果在設計階段實施VE的設計方案創(chuàng)新，可極大地降低成本，保障企業(yè)綜合效益最大化。

LCD的首要工作是識別用戶需求，對產(chǎn)品生命周期的所有階段進行分析，以確保實現(xiàn)企業(yè)戰(zhàn)略目標和社會責任目標。它是戰(zhàn)術(shù)層面的、執(zhí)行方式方法正確的保障。綜上所述，VE是定正確的戰(zhàn)略目標；LCD是用正確的方法，高效執(zhí)行并實現(xiàn)戰(zhàn)略目標。將LCD理念與VE理念相結(jié)合應用，以提高效能，實現(xiàn)價值創(chuàng)新。

3 價值工程在機電產(chǎn)品全生命周期設計中的應用方法

3.1 戰(zhàn)略決策支持工具：“八何效能分析法”

在企業(yè)和個人日常決策中經(jīng)常使用“八何分析法”這種工具，也叫“6W2H標準化決策&評價模型”[7]。本文參考并深化了這一方法，總結(jié)出“八何效能分析法”。

方法簡述：在設計階段實施VE，并在產(chǎn)品形成全階段實施VE工作程序，以PDCA循環(huán)和過程閉環(huán)為持續(xù)創(chuàng)新的源動力，以保證實施的高效能和持續(xù)改進，并得出必要的功能和高質(zhì)量；以價值創(chuàng)新為導向，以LCC最低為出發(fā)點，以標準化、結(jié)構(gòu)化思維流程和SMART法則為準則，循環(huán)的核心是What（功能）；循環(huán)的假定是：個體或企業(yè)，希望用正確的方法，選擇正確的對象做正確的事，并正確地做事，且“第一次就把事情做對（Which對象）”。這是最理想的狀態(tài)，期望能選擇最佳方案和路徑。該方法有Who、When、Where和What價值四要素，其中What是核心要素，是指設定的目標和要實現(xiàn)的功能等；價值創(chuàng)新的途徑是對價值四要素實施四步動作框架策略：即增加和減少、創(chuàng)造和剔除，并籌劃如何降本增效與資源整合和優(yōu)化（How to do），最終實現(xiàn)成本最低，性價比最高的價值創(chuàng)新目標（How much）[7]。具體流程如下：

3.1.1 準備階段至創(chuàng)新階段流程

正確的對象-戰(zhàn)略目標（將要做何事Which）→原因（為什么做Why）→人或組織（誰來做Who）→執(zhí)行時間（何時做When）→做正確的事-功能范圍（明確做何事What）→正確地做事-流程、工具、資源配置（何處做Where）→把事情做對-做事方法（如何做How to do）→怎么證明做對-提高價值（何收益How much）。

3.1.2 實施階段流程

正確的對象-戰(zhàn)略目標（將要做何事Which）→審批方案（為什么選Why）→檢查（誰檢查Who）→檢查時間（何時查When）→做正確的事-實施重點（明確做何事What）→正確地做事-流程、工具、資源配置（何處查Where）→把事情做對-做事方法（如何查How to do）→怎么證明做對-成果鑒定（何收益How much）。

在創(chuàng)新階段，“How much”問完之后，在實施階段的“Why”處開啟循環(huán)模式，進行實踐檢驗，以保證目標的達成。新循環(huán)開始的實施對象不變，因為正確的戰(zhàn)略目標是不會變的，按照既定的目標繼續(xù)問7個促進目標達成的不同問題。上述兩個流程中的所有提問內(nèi)容并不是固定不變的，可以根據(jù)不同分析角度提出差異化問題，或在一個要素內(nèi)可以提多個問題。但是，所有提問的本質(zhì)都是相同的，即必須是符合特定標準的優(yōu)質(zhì)提問。在成果鑒定環(huán)節(jié)，如果技術(shù)經(jīng)濟效果顯著，達到預定的目標，則VE實施成功，在產(chǎn)品生命周期的下一階段繼續(xù)用此法完成分析，直到產(chǎn)品成功發(fā)布為止；否則，需要反思并總結(jié)經(jīng)驗，繼續(xù)用“八何分析法”開始新的循環(huán)，直到產(chǎn)品生命周期的發(fā)布階段為止。并將VE的成果標準化和流程化為后續(xù)產(chǎn)品的VE提供指導。

3.2 戰(zhàn)略實施與評估的技術(shù)手段：VE&DFC聯(lián)合方法

產(chǎn)品的使用階段在產(chǎn)品生命周期中占時最長，如果不在設計階段實施目標成本管理，則制造過程中節(jié)省的成本與整個設計階段節(jié)省的成本相比，就顯得微不足道。因此，建議在設計階段應用VE&DFC（面向成本的設計）聯(lián)合方法，利用協(xié)同效應實現(xiàn)LCC最低，使企業(yè)的綜合效益最大化。

3.2.1 DFC的關(guān)鍵技術(shù)與方法

3.2.1.1 基于并行工程的全生命周期成本模型

此方法的優(yōu)點是能兼顧產(chǎn)品生命周期中各階段的需求，并在產(chǎn)品的不同設計階段進行成本估算。因此也稱為“生命周期工程”。并行設計是預防故障出現(xiàn)為主的設計思想，力爭第一次把事情作對，在設計前端構(gòu)建質(zhì)量標準，實現(xiàn)質(zhì)量成本改進。

如何讓產(chǎn)品設計覆蓋到產(chǎn)品的全生命周期、全流程？在設計階段可采用端到端的方法，即對最終成本改進結(jié)果負責，各階段的成本改進要點如下：

①采購環(huán)節(jié)：在初設階段考慮原材料采購成本，推動設計成本改進，以實現(xiàn)價值采購；

②供應環(huán)節(jié)：關(guān)鍵設備或器件、原材料能否正常供應；

③生產(chǎn)階段，生產(chǎn)成本是否過高；

④售后階段：用戶使用的過程中，產(chǎn)品的質(zhì)量和性能是否穩(wěn)定。

上述各個階段，都是設計環(huán)節(jié)需要關(guān)注的因素。都需要用數(shù)字化（3D模型）的方式承載在知識庫里。應用DFC技術(shù)，企業(yè)必須進行數(shù)字化轉(zhuǎn)型，建立強大的數(shù)字化研發(fā)與管理平臺是根本。推薦參考華為公司的數(shù)字化轉(zhuǎn)型經(jīng)驗。

3.2.1.2 目標成本管理法

目標成本是實施VE的重要參考目標。目標成本管理則是以目標成本為基礎所實施的一系列成本管理工作[8]。在產(chǎn)品和工序的設計階段，設計人員應該使用目標成本的計算來推動設計方案的改進，達到降低產(chǎn)品成本的目的。目標成本的確定是循序漸進的，并且需要將目標管理與成本管理相結(jié)合，通過設定目標成本、分解目標成本、設計目標成本、實現(xiàn)/驗證目標成本這樣一個目標成本管理過程有效實施[7]。

3.2.2 DFC的實現(xiàn)方案

3.2.2.1 利用成組技術(shù)建立模型

成組技術(shù)在設計階段利用相似性原則進行標準化設計，以減少零部件品種，并可在原有相似零件和產(chǎn)品的基礎上做適當修改后形成新零件或新產(chǎn)品，為并行工程實施提供良好的基礎[7]。

3.2.2.2 利用產(chǎn)品的“三化”實現(xiàn)模塊化設計

產(chǎn)品的“三化”是指系列化、通用化和標準化。其中通用化促進了模塊化設計理念的誕生，也為模塊化技術(shù)打下了堅實基礎。模塊化設計思想已經(jīng)在模塊化軟件、模塊化機器人以及模塊化組合機床等機電一體化領(lǐng)域得到成功運用。

4 價值工程的實踐應用

Y企業(yè)為國內(nèi)環(huán)境監(jiān)測設備研發(fā)與生產(chǎn)企業(yè)，所生產(chǎn)的產(chǎn)品大部分為工程項目定制化系統(tǒng)集成產(chǎn)品。為了實現(xiàn)降低產(chǎn)品系統(tǒng)成本，提升效能與產(chǎn)品價值的目標，決定實施VE，本文用“八何效能分析法”與VE&DFC聯(lián)合法總結(jié)實施過程，具體方法與實施步驟如下：

4.1 準備階段——功能定義

①Which：實施對象為該企業(yè)中標的國家級項目（以下簡稱A項目）所采購的一批水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)由4個獨立的功能單元組合而成。因為對象非常明確，不需要做任何定量或定性分析來選擇實施對象。

②Why：因為原有產(chǎn)品在設計研發(fā)過程中沒有實施價值工程，成本高利潤低，同時受生產(chǎn)制造費用上漲等因素影響，產(chǎn)品成本又升高很多，因此公司本著降低成本，保證質(zhì)量、提升價值的原則實施VE。

③Who：成立10人VE小組，設計中心2人、研發(fā)中心2人、項目部1人、生產(chǎn)部1人、財務部1人、供應鏈1人、銷售部1人、運維中心1人。在設計中心與研發(fā)中心分別選擇1名經(jīng)驗豐富，能力較強者擔任組長與副組長，負責總體的統(tǒng)籌安排和績效考核。

④When：收到中標通知后立即啟動準備工作。

⑤What：分析招投標文件中的技術(shù)需求，確定全部功能范圍。

4.2 分析階段——功能評價

Where：由于A項目屬于國家級項目，產(chǎn)品的功能要求都是基于招投標文件以及相關(guān)國家標準確定的，采用壽命周期分析法和經(jīng)驗分析法以及價值測定（檢查提問）法等定性分析法后得出如下結(jié)論：

①不能做任何功能的減少和剔除，不存在不必要功能和過剩功能，基于項目需求分析，尚存在不足功能和品味功能缺失。

②產(chǎn)品原有對象的各項功能目前成本高于行業(yè)平均水平5%左右，主要原因有2點：第一，產(chǎn)品的核心設備與器件在選型期間為了提升性能，大部分選用的為進口產(chǎn)品，忽略了綜合成本；第二，制造成本偏高，原因在于設計環(huán)節(jié)成本考慮不足。為此，我們的工作重點是提出必要功能的方案創(chuàng)新，功能不足的改善功能；降低總成本、提升系統(tǒng)價值。由于本產(chǎn)品屬于一套產(chǎn)品系統(tǒng)，其價值（V）的高低取決于整個系統(tǒng)所具有的創(chuàng)造性必要功能（F）和其全生命周期成本（C）的比值，因此需要應用LCD方法對產(chǎn)品系統(tǒng)全生命周期做方案創(chuàng)新，并制定改進方案。

4.3 創(chuàng)新階段——制定改進方案

4.3.1 How to do

①方案創(chuàng)新：充分利用集體的智慧和創(chuàng)造力，由VE組長組織在小組內(nèi)開展頭腦風暴；在全公司范圍內(nèi)征求合理化建議。在征求建議之前，小組內(nèi)的設計與研發(fā)2位成員負責做VE的啟蒙培訓，以教促學，提升自身和公司全員的創(chuàng)造力。

②方案具體化：分類匯總收集到的提案，在技術(shù)與經(jīng)濟兩個方面先做初步的概略評價，按價值大小分成三類：有價值提案、種子提案和無價值提案。篩掉技術(shù)先進性小和綜合效益差的無價值提案，以減小最終評價的工作量，為最終的優(yōu)選和決策創(chuàng)造良好條件。對于有價值提案和種子提案，需要進行調(diào)查分析和試驗研究，使提案更具體化。試驗研究是我們確定改進方案的重要步驟。例如：利用DFC的數(shù)字化建模技術(shù)模擬演示，并生產(chǎn)一整套樣機做結(jié)構(gòu)試驗來驗證技術(shù)方案和生產(chǎn)方案；對重要零部件或新材料、新工藝進行施工試驗來驗證施工方案。

4.3.2 How much

①方案評價：對已經(jīng)具體化的和試驗研究過的方案進行詳細評價，篩選出最優(yōu)方案。具體做法是從技術(shù)、經(jīng)濟、社會和綜合評價四個方面，利用目標成本法和優(yōu)缺點列舉法，立足于產(chǎn)品的全生命周期來評價提案所能創(chuàng)造的效益。

②提案編寫：將選出的方案A和方案B列為最優(yōu)方案，按照LCD、成本控制和施工分析三方面的內(nèi)容編寫提案。成本控制方法主要采用指標分解法，按照構(gòu)成產(chǎn)品的4個功能單元分解成4個目標成本，從而構(gòu)成產(chǎn)品設計的目標成本網(wǎng)絡；零部件的選型和設計，均以目標成本為依據(jù)。兩個方案的所有內(nèi)容編寫完成后形成的總體實施報告交給全體員工討論補充；最后由VE小組會審，最終B方案因綜合效益最高勝出。填寫提案審批表，報送主管部門審批。

4.4 實施階段——實踐檢驗

4.4.1 Why

為什么認為方案B最優(yōu)？主要由于此方案綜合效益最優(yōu)，LCD方面考慮比較全面。

4.4.2 實施與檢查

①What：實施的重點是方案B。在設計工作開始前設定功能和目標成本的要求。

②Who：由VE小組牽頭，組織各相關(guān)部門人員協(xié)同實施。在實施過程中如果有新的創(chuàng)造性建議產(chǎn)生，VE小組可以從“步驟3”處發(fā)起新一輪的循環(huán)直至成果鑒定結(jié)束。

③When：審批流程通過后開始實施。

④Where：在外協(xié)加工廠打樣，在公司的組裝車間進行系統(tǒng)組裝測試。

⑤How to do：為負責實施VE的所有成員設定基于“SMART原則”的目標，并以“PDCA循環(huán)”進行質(zhì)量管控。具體實施方法以組裝車間員工為例：

SMART目標：計劃用14個工作日完成整套水站系統(tǒng)4組功能單元的組裝，每組功能單元用時2天，并保證完成的質(zhì)量；用6天時間進行功能測試并轉(zhuǎn)下一道工序。

PDCA循環(huán)：每完成一組功能單元的組裝，當天進行通水通電測試，發(fā)現(xiàn)問題點并記錄到“核查表”內(nèi)并分析總結(jié)出現(xiàn)問題的原因；工作中總結(jié)的好的經(jīng)驗記錄在“金點子”登記冊內(nèi)。

對于員工的成功經(jīng)驗通報表揚并適當推廣和標準化；失敗的教訓總結(jié)成《經(jīng)驗教訓登記冊》，避免重現(xiàn)，未解決的問題放到下一個PDCA循環(huán)。

How much：成果鑒定。技術(shù)性能評價主要包括性能指標和產(chǎn)品質(zhì)量、外觀效果、可靠性和人機工程等指標；經(jīng)濟效評價主要包括成本指標和節(jié)約指標；社會效能評價主要包括資源和能源消耗指標、環(huán)境保護指標和提供的新技術(shù)招標等。

最終成果表明方案B達到目標要求。由于VE的內(nèi)容比較繁雜，見“表1”的簡要舉例說明。

表1 VE方案綜合評價與選定實施表

5 結(jié)論

對于價值工程的實施方法，本文給出了兩種基于本人實踐經(jīng)驗的理論聯(lián)系實踐的綜合方法：“八何效能分析法”和“VE&DFC聯(lián)合方法”。兩種方法的貢獻在于為實施VE的企業(yè)提供一個新的視角和工具，揭示價值工程的普遍意義。“八何效能分析法”作用就是幫助個人和組織找到正確的“北極星”目標，做出正確的戰(zhàn)略決策，用正確的方法實現(xiàn)高效能地工作和高價值地產(chǎn)出；“VE&DFC聯(lián)合方法”是戰(zhàn)略實施與評估的技術(shù)手段。實踐證明，這兩種方法是切實有效的，但也存在定性分析居多，定量分析不足的缺點，需要后續(xù)加強研究，補足短板，并實踐應用和驗證。