第1篇 设备更新与价值工程

1 产品设计和价值分析概述*1

*1 本文刊载于《机床》1981年第8期第43-45页。

广大的设计人员对技术上的先进性是很重视的，往往忽视经济上的合理性。近些年来，各工业发达的国家，都十分重视降低产品成本的研究，产生了六大管理新技术：系统工程、电子计算机在管理中的应用、价值工程、质量管理、行为科学和工业工程。这些都是属于降低产品成本、提高企业经济效果的重大管理技术。价值工程是提高产品设计质量，并把降低产品成本和产品功能相结合的有效方法。它是通过对产品的功能分析，在充分满足用户提出的功能要求前提下，进一步达到降低成本的目的。这一新的管理技术对我国当前产品发展具有现实指导意义，为此，我们特开设此讲座，结合机床设计的例子，介绍价值工程的基本内容，以供学习和参考。

一、产品设计的要求

用户对产品的要求是多方面的，而最根本的要求是物美价廉。只有既物美又价廉的产品才具有较强的生命力，才具备较强的竞争能力。

对机床来说，物美也就是指其具有效率高、精度适宜、可靠性好、操作方便和便于维修等所必需的功能。任何一种产品，之所以能实际应用，都是因其在技术性能方面达到了最低限度的要求。如果低于这个限度，用户不会买它。因此设计人员对产品技术的要求十分重视。

但是，一种产品只具备最低限度的技术性能要求，还不能认为是一种好产品。产品设计的标准，除物美之外，还必须价廉。价廉就是成本低。成本指标在客观上往往有个最大极限，超过这个极限，同样，用户是不能接受的。例如，美国贝尔研究所研制成功一种新型电子交换机，经实验证明，性能良好，而且根据技术发展趋势，预计必将代替当时广泛使用的5#纵横式交换机。然而由于新产品的成本高，他们不仅不当即投产，而且向设计人员提出要求新产品成本至少要与老产品相当，也就是要求一种尚未投产的新产品和生产历史久、技术上成熟、工艺上合理、又得到不断改善的老产品相竞争。这样做，自然难度较大。但是它是产品设计不可缺少的基本要求。当新产品的成本与老产品相当后，这时才正式批准新产品投产。从这个例子可以看出，任何功能完好的产品，技术上再先进，只要成本高也是没有竞争能力。

上面讲的成本是广义的，它既包括产品的制造成本，又包括产品的使用成本。一种产品，例如一台机床，通过修理，可以使用10年、20年，甚至更长，但是在科学技术迅速发展的条件下，无限延长它的使用寿命并不经济，这里有一个最佳的经济使用期限，也就是最经济的寿命周期（图1）。这个寿命周期就是从产品规划开始，经设计、制造、安装和使用，直至报废为止的全部期限，在产品寿命周期中所需要的全部费用叫寿命周期费用（图中曲线下面包括的面积）。这个费用主要由两部分组成：一部分是生产厂进行产品规划、设计和制造阶段的费用，它是递增的。另一部分是用户的购置费、安装费和使用费。产品安装后，使用费用就降至正常使用水平，而且随着寿命围期的加长而缓慢变化，开始增长不甚显著，到接近或处在更换阶段，增长较快，甚至再继续使用就不经济了。

产品安装前的费用，即产品的售价（或成本），通常称为一次性投资。设计人员对此十分重视。

在产品使用期间，运转费用虽比产品售价要低，但这项费用再加上大中小修理费用，往往是产品购置费的几倍。因此，对产品设计人员来说，追求制造成本最低，远远没有追求寿命周期费用最低重要。

总之，产品设计的任务，就是用最低的寿命周期费用来实现用户对产品的功能要求。也就是在产品性能最低要求和寿命周期费用最高极限之间寻找最佳解决方案。价值分析正是一种综合的有效方法。

二、价值分析的概念

一个企业确保收益的方法有三：一是靠提高产品价格；二是靠扩大产品的销售额；三是靠降低产品的成本。简单地靠提高产品的价格，这会削弱产品的竞争能力。靠扩大产品的销售额，也会受到竞争对手的抵抗。上述两种方法都不是一个企业所能控制的因素。而用降低产品的成本来增加企业利益，却是企业自身能够努力达到的，可以收到显著效果。

降低产品成本的方法很多，如原材料代用、改善加工方法等。虽然产品成本主要是花费在制造阶段，然而它却是在设计阶段所决定的。所以，要大幅度降低产品的成本，单靠上述的方法是不够的。近年来，比较广泛采用的一种降低成本的科学方法，就是价值分析技术。

价值分析也叫价值工程。它是美国通用电气公司设计工程师麦尔斯（L.D. Miles）最先提出的。第二次世界大战期间，由于物资供应不足，经常被迫采用代用品。麦尔斯从中发现，这种代用不仅可以保证质量，而且又可以降低成本。于是麦尔斯总结出一套在保证产品功能前提下，降低成本的技术，也就是早期的价值分析。后来，价值分析由原材料的代用，被推广到产品设计阶段。

价值分析是一种利用有组织的力量和集体智慧，在对产品进行功能分析的基础上，以最低的寿命周期成本，来实现产品必要功能的方法。

三、功能、寿命周期成本及价值

1．产品的功能

研究产品的功能是价值分析的核心。企业根据社会上的需要，设计和生产具有特定用途及功用的产品，这种特定用途和功用就是产品的功能。产品功能就是对“这个产品是做什么用的？”提问的回答。

用户需要的不是产品本身，而是它的功能。例如用户想买一台钻床，他所需要的并不是钻床本身，而是需要钻床所具备的“钻孔”功能。“钻孔”就是钻床这个产品的用途和功用。自然，用户要求的功能，往往是有很多制约条件的。如对“钻孔”来说，究竟是钻小孔还是钻大孔？是深孔还是浅孔？是钻钢材还是钻木料？是用在单件、小批生产，还是大批量生产？除此之外，还有诸如操作方便、安全可靠、便于维修等附加的制约条件。设计人员必须根据这些条件来使“钻孔”功能得以实现。当然，在很多情况下，用户所要求的功能并不只是一项，像万能外圆磨床，它的功能（F）除磨削外圆（F1）之外，还有磨削锥度（F2）及磨削内孔（F3）等功能。这时F=F1+F2+F3+…。

在产品设计过程中，重要的任务在于辨别产品功能是必要的，还是不必要的，因为任何功能，不管是必要的，还是不必要的，都要支付费用。价值分析就在于明确产品中不必要的功能，并给予剔除，从而达到降低成本的目的。

2．寿命周期成本

价值分析中所指的成本是寿命周期成本（C）。它既包括产品的制造成本（Cm），又包括产品的使用成本（Cu）。图2为产品功能与成本的关系。从图2可以看出，一方面，要使功能F提高，其制造成本（Cm）自然也随之提高；另一方面，功能好的产品，一般说来，其使用成本（Cu）也是偏低的。从而可知，制造成本和使用成本之和，必然有一个最小值。这个最小值（即图中的B点）表示了最适宜的功能水平和成本水平，此时的寿命周期成本是最小的。价值分析目的，就在于找出制造成本高的因素，并从各种不同的设计方案中，寻求寿命周期成本最低的解决方法。如果A点表示价值分析前的寿命周期成本，F opt表示价值分析后最适宜的功能水平，则AD表示成本降低的幅度，BD表示功能提高的幅度。

3．产品价值及其测定

在商品生产条件下，任何产品成本的高低，都主要取决于其功能实现的难易程度，对于难实现的功能，成本必然是高的，反之亦然。

当然在具体生产的条件下，实现同样的功能，各厂的成本不尽相同。同样，成本相近，也会有功能水平不同的情况。这里用价值这一概念来表示功能与成本的关系，即

式中：V——产品的价值；

F——产品的功能；

C——产品的寿命周期成本。

通常提高价值的方法有四：（1）功能保持不变，降低产品成本；（2）成本基本不变，提高产品的功能；（3）成品既适当降低，功能又有所提高；（4）允许产品成本有所提高，获得功能更大的提高。

价值分析就是在研究过去和目前生产产品功能的基础上，进行产品改进以至重新设计，在不削减原有功能，或对原有功能做必要的提高的前提下，来降低产品成本，以达到提高价值（V）的目的。图3表示了成本与功能的关系。一个好的设计方案，在充分利用各种技术的条件下，通过价值分析，可以做到成本既有所降低，功能又有提高。

在价值分析中，通常力求使。其含义是功能要与成本相适应。对功能水平高或难于实现的功能，应多支付费用；对功能水平低或易于实现的功能，则应少支付费用。同理，对一种产品，应按其零件功能重要程度或其实现的难易程度来支付费用，也就是按功能重要程度分摊成本。超过零件功能重要强度而多支付的成本，是不合理的，应设法予以降低。

要想提高产品价值（V），首先应该能够测定它，以便从中找出价值（V）不高的原因，进而加以改善。由于成本的大小是用货币来表示的，所以功能也应货币化，以便进行比较。功能虽是一种用途属性，但是实现功能是要支付费用的，而货币的多少是可以用来表示实现功能的必要程度。例如，“钻孔”这一功能，根据它的必要程度，判断应为2000元时，在某个企业中需用3000元成本才能实现它，则其价值为

上式表明，这种产品的价值不高，应该设法降低成本，使V→1。关于功能的货币表现，下面将专门进行讨论。

四、价值分析的程序

为了有效地推行价值分析，通常利用表1所列的程序。

表1中的步骤和提问，是根据产品设计的程序制定的。在选好价值分析的对象之后，应从分析产品功能开始，研究功能规定得是否合理，在此基础上，再估算实现功能的成本。在估算成本时，要充分利用专业化厂的产品和技术，包括专门的生产工艺和标准化的零部件；同时要充分利用和发挥各方面专家的智慧和创造性，提出各种新方案，然后再进行评价和比较，以选出价值（V）较高的设计方案。