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0引言
《中国制造2025》强调“创新驱动、质量为先、绿色发展”这三点要求表明：建立健全绿色制造体系势在必行。同时也强调了绿色制造过程中加快推行产品全生命周期管理和数字化研发设计[1]。本文以“产品系统”的创新设计为理论框架，探讨价值工程实施应以产品生命周期绿色管理为指引，以规划开发阶段为主，其他阶段为辅，践行全生命周期成本管理理念的建议；最后，给出运用“八何效能分析法”和“VE&DFC联合方法”对“产品系统”实施价值工程的建议。
1基于价值工程产品设计理念
1.1价值工程与人和环境的关系
价值工程的理论支撑是“系统”理论，其灵魂是“创新”。它研究的是人与物以及环境之间这个大系统的关系。企业要获取可持续发展的竞争优势，必须通过系统性价值创新，实现绿色低碳发展，营造良好的人－机-环境这个大的“产品系统”。机电制造企业通过对其主打产品实施价值工程，即意味着要通过人这个主体的“方案创新”，打造出既能满足用户的需求，又符合环保要求的绿色高价值产品，实现综合收益最大化目标，实现“产品系统”的正循环发展。
1.2价值工程的工作重点
价值、功能和生命周期成本是VE的三要素。开展VE必须将三要素作为一个系统来考量。它具有以下特点：1目标：以方案创新为最高目标，实现用户所需的必要功能且寿命周期成本（LCC）最低为基本目标。2方法：以定量化分析与定性分析为主要方法，核心工作是功能分析。3阶段：侧重于在产品的设计与研发阶段开展活动，并持续实施方案创新和评价。4组织：以团队的创新开展跨部门和跨专业协作，关注全生命周期需求并贯彻执行[2]。1.3价值工程对象的选择方法任何方法都有自身的局限和优缺点，企业应根据产品的特点和用户的核心需求选择合适的方法。建议采用定性分析和定量分析的组合方法来提高效果[3]。例如：利用团队经验选择经验分析法和功能重要性分析法或ABC分析法这种组合方法，并辅助寿命周期分析法[4]。
2.1机电产品全生命周期设计主要内容
全生命周期设计（以下简称LCD）的实施需要专业的知识和技术做支撑，需要多部门协同参与，发现问题并提出创新方案。机电产品企业应贯彻LCD理念，应用生态环保新材料，建设基于价值工程的绿色设计、绿色工艺和绿色供应链体系。大力支持零部件标准化、模块化、智能化等绿色制造系统集成推进工作[5]。从理念与实践两个层面推动企业绿色发展。
2.2VE与LCD之间的关系
实施VE的目标是实现“三低”：即在保证实现用户必要功能的前提下LCC最低、制造成本与用户使用成本之和最低，它是战略目标正确的保障，也是价值最高的体现。产品全生命周期中，有80％的成本在规划、开发阶段就已经决定[6]，如果在设计阶段实施VE的设计方案创新，可极大地降低成本，保障企业综合效益最大化。LCD的首要工作是识别用户需求，对产品生命周期的所有阶段进行分析，以确保实现企业战略目标和社会责任目标。它是战术层面的、执行方式方法正确的保障。综上所述，VE是定正确的战略目标；LCD是用正确的方法，高效执行并实现战略目标。将LCD理念与VE理念相结合应用，以提高效能，实现价值创新。
3价值工程在机电产品全生命周期设计中的应用方法
3.1战略决策支持工具：“八何效能分析法”
在企业和个人日常决策中经常使用“八何分析法”这种工具，也叫“6W2H标准化决策&评价模型”[7]。本文参考并深化了这一方法，总结出“八何效能分析法”。方法简述：在设计阶段实施VE，并在产品形成全阶段实施VE工作程序，以PDCA循环和过程闭环为持续创新的源动力，以保证实施的高效能和持续改进，并得出必要的功能和高质量；以价值创新为导向，以LCC最低为出发点，以标准化、结构化思维流程和SMART法则为准则，循环的核心是What（功能）；循环的假定是：个体或企业，希望用正确的方法，选择正确的对象做正确的事，并正确地做事，且“第一次就把事情做对（Which对象）”。这是最理想的状态，期望能选择最佳方案和路径。该方法有Who、When、Where和What价值四要素，其中What是核心要素，是指设定的目标和要实现的功能等；价值创新的途径是对价值四要素实施四步动作框架策略：即增加和减少、创造和剔除，并筹划如何降本增效与资源整合和优化（Howtodo），最终实现成本最低，性价比最高的价值创新目标（Howmuch）[7]。具体流程如下：
3.1.1准备阶段至创新阶段流程
正确的对象-战略目标（将要做何事Which）→原因（为什么做Why）→人或组织（谁来做Who）→执行时间（何时做When）→做正确的事-功能范围（明确做何事What）→正确地做事-流程、工具、资源配置（何处做Where）→把事情做对-做事方法（如何做Howtodo）→怎么证明做对-提高价值（何收益Howmuch）。
3.1.2实施阶段流程
正确的对象-战略目标（将要做何事Which）→审批方案（为什么选Why）→检查（谁检查Who）→检查时间（何时查When）→做正确的事-实施重点（明确做何事What）→正确地做事-流程、工具、资源配置（何处查Where）→把事情做对-做事方法（如何查Howtodo）→怎么证明做对-成果鉴定（何收益Howmuch）。在创新阶段，“Howmuch”问完之后，在实施阶段的“Why”处开启循环模式，进行实践检验，以保证目标的达成。新循环开始的实施对象不变，因为正确的战略目标是不会变的，按照既定的目标继续问7个促进目标达成的不同问题。上述两个流程中的所有提问内容并不是固定不变的，可以根据不同分析角度提出差异化问题，或在一个要素内可以提多个问题。但是，所有提问的本质都是相同的，即必须是符合特定标准的优质提问。在成果鉴定环节，如果技术经济效果显著，达到预定的目标，则VE实施成功，在产品生命周期的下一阶段继续用此法完成分析，直到产品成功发布为止；否则，需要反思并总结经验，继续用“八何分析法”开始新的循环，直到产品生命周期的发布阶段为止。并将VE的成果标准化和流程化为后续产品的VE提供指导。3.2战略实施与评估的技术手段：VE&DFC联合方法产品的使用阶段在产品生命周期中占时最长，如果不在设计阶段实施目标成本管理，则制造过程中节省的成本与整个设计阶段节省的成本相比，就显得微不足道。因此，建议在设计阶段应用VE&DFC（面向成本的设计）联合方法，利用协同效应实现LCC最低，使企业的综合效益最大化。
3.2.1DFC的关键技术与方法
3.2.1.1基于并行工程的全生命周期成本模型
此方法的优点是能兼顾产品生命周期中各阶段的需求，并在产品的不同设计阶段进行成本估算。因此也称为“生命周期工程”。并行设计是预防故障出现为主的设计思想，力争第一次把事情作对，在设计前端构建质量标准，实现质量成本改进。如何让产品设计覆盖到产品的全生命周期、全流程？在设计阶段可采用端到端的方法，即对最终成本改进结果负责，各阶段的成本改进要点如下：①采购环节：在初设阶段考虑原材料采购成本，推动设计成本改进，以实现价值采购；②供应环节：关键设备或器件、原材料能否正常供应；③生产阶段，生产成本是否过高；④售后阶段：用户使用的过程中，产品的质量和性能是否稳定。上述各个阶段，都是设计环节需要关注的因素。都需要用数字化（3D模型）的方式承载在知识库里。应用DFC技术，企业必须进行数字化转型，建立强大的数字化研发与管理平台是根本。推荐参考华为公司的数字化转型经验。
3.2.1.2目标成本管理法
目标成本是实施VE的重要参考目标。目标成本管理则是以目标成本为基础所实施的一系列成本管理工作[8]。在产品和工序的设计阶段，设计人员应该使用目标成本的计算来推动设计方案的改进，达到降低产品成本的目的。目标成本的确定是循序渐进的，并且需要将目标管理与成本管理相结合，通过设定目标成本、分解目标成本、设计目标成本、实现/验证目标成本这样一个目标成本管理过程有效实施[7]。
3.2.2DFC的实现方案
3.2.2.1利用成组技术建立模型
成组技术在设计阶段利用相似性原则进行标准化设计，以减少零部件品种，并可在原有相似零件和产品的基础上做适当修改后形成新零件或新产品，为并行工程实施提供良好的基础[7]。
3.2.2.2利用产品的“三化”实现模块化设计
产品的“三化”是指系列化、通用化和标准化。其中通用化促进了模块化设计理念的诞生，也为模块化技术打下了坚实基础。模块化设计思想已经在模块化软件、模块化机器人以及模块化组合机床等机电一体化领域得到成功运用。
4价值工程的实践应用
Y企业为国内环境监测设备研发与生产企业，所生产的产品大部分为工程项目定制化系统集成产品。为了实现降低产品系统成本，提升效能与产品价值的目标，决定实施VE，本文用“八何效能分析法”与VE&DFC联合法总结实施过程，具体方法与实施步骤如下：4.1准备阶段———功能定义1Which：实施对象为该企业中标的国家级项目（以下简称A项目）所采购的一批水质在线监测系统，该系统由4个独立的功能单元组合而成。因为对象非常明确，不需要做任何定量或定性分析来选择实施对象。2Why：因为原有产品在设计研发过程中没有实施价值工程，成本高利润低，同时受生产制造费用上涨等因素影响，产品成本又升高很多，因此公司本着降低成本，保证质量、提升价值的原则实施VE。3Who：成立10人VE小组，设计中心2人、研发中心2人、项目部1人、生产部1人、财务部1人、供应链1人、销售部1人、运维中心1人。在设计中心与研发中心分别选择1名经验丰富，能力较强者担任组长与副组长，负责总体的统筹安排和绩效考核。4When：收到中标通知后立即启动准备工作。5What：分析招投标文件中的技术需求，确定全部功能范围。
4.2分析阶段———功能评价
Where：由于A项目属于国家级项目，产品的功能要求都是基于招投标文件以及相关国家标准确定的，采用寿命周期分析法和经验分析法以及价值测定（检查提问）法等定性分析法后得出如下结论：1不能做任何功能的减少和剔除，不存在不必要功能和过剩功能，基于项目需求分析，尚存在不足功能和品味功能缺失。2产品原有对象的各项功能目前成本高于行业平均水平5%左右，主要原因有2点：第一，产品的核心设备与器件在选型期间为了提升性能，大部分选用的为进口产品，忽略了综合成本；第二，制造成本偏高，原因在于设计环节成本考虑不足。为此，我们的工作重点是提出必要功能的方案创新，功能不足的改善功能；降低总成本、提升系统价值。由于本产品属于一套产品系统，其价值（V）的高低取决于整个系统所具有的创造性必要功能（F）和其全生命周期成本（C）的比值，因此需要应用LCD方法对产品系统全生命周期做方案创新，并制定改进方案。
4.3创新阶段———制定改进方案
4.3.1Howtodo
1方案创新：充分利用集体的智慧和创造力，由VE组长组织在小组内开展头脑风暴；在全公司范围内征求合理化建议。在征求建议之前，小组内的设计与研发2位成员负责做VE的启蒙培训，以教促学，提升自身和公司全员的创造力。2方案具体化：分类汇总收集到的提案，在技术与经济两个方面先做初步的概略评价，按价值大小分成三类：有价值提案、种子提案和无价值提案。筛掉技术先进性小和综合效益差的无价值提案，以减小最终评价的工作量，为最终的优选和决策创造良好条件。对于有价值提案和种子提案，需要进行调查分析和试验研究，使提案更具体化。试验研究是我们确定改进方案的重要步骤。例如：利用DFC的数字化建模技术模拟演示，并生产一整套样机做结构试验来验证技术方案和生产方案；对重要零部件或新材料、新工艺进行施工试验来验证施工方案。
4.3.2Howmuch
1方案评价：对已经具体化的和试验研究过的方案进行详细评价，筛选出最优方案。具体做法是从技术、经济、社会和综合评价四个方面，利用目标成本法和优缺点列举法，立足于产品的全生命周期来评价提案所能创造的效益。2提案编写：将选出的方案A和方案B列为最优方案，按照LCD、成本控制和施工分析三方面的内容编写提案。成本控制方法主要采用指标分解法，按照构成产品的4个功能单元分解成4个目标成本，从而构成产品设计的目标成本网络；零部件的选型和设计，均以目标成本为依据。两个方案的所有内容编写完成后形成的总体实施报告交给全体员工讨论补充；最后由VE小组会审，最终B方案因综合效益最高胜出。填写提案审批表，报送主管部门审批。
4.4实施阶段———实践检验
4.4.1Why
为什么认为方案B最优？主要由于此方案综合效益最优，LCD方面考虑比较全面。
4.4.2实施与检查
1What：实施的重点是方案B。在设计工作开始前设定功能和目标成本的要求。2Who：由VE小组牵头，组织各相关部门人员协同实施。在实施过程中如果有新的创造性建议产生，VE小组可以从“步骤3”处发起新一轮的循环直至成果鉴定结束。3When：审批流程通过后开始实施。4Where：在外协加工厂打样，在公司的组装车间进行系统组装测试。5Howtodo：为负责实施VE的所有成员设定基于“SMART原则”的目标，并以“PDCA循环”进行质量管控。具体实施方法以组装车间员工为例：SMART目标：计划用14个工作日完成整套水站系统4组功能单元的组装，每组功能单元用时2天，并保证完成的质量；用6天时间进行功能测试并转下一道工序。PDCA循环：每完成一组功能单元的组装，当天进行通水通电测试，发现问题点并记录到“核查表”内并分析总结出现问题的原因；工作中总结的好的经验记录在“金点子”登记册内。对于员工的成功经验通报表扬并适当推广和标准化；失败的教训总结成《经验教训登记册》，避免重现，未解决的问题放到下一个PDCA循环。Howmuch：成果鉴定。技术性能评价主要包括性能指标和产品质量、外观效果、可靠性和人机工程等指标；经济效评价主要包括成本指标和节约指标；社会效能评价主要包括资源和能源消耗指标、环境保护指标和提供的新技术招标等。最终成果表明方案B达到目标要求。由于VE的内容比较繁杂，见“表1”的简要举例说明。
5结论
对于价值工程的实施方法，本文给出了两种基于本人实践经验的理论联系实践的综合方法：“八何效能分析法”和“VE&DFC联合方法”。两种方法的贡献在于为实施VE的企业提供一个新的视角和工具，揭示价值工程的普遍意义。“八何效能分析法”作用就是帮助个人和组织找到正确的“北极星”目标，做出正确的战略决策，用正确的方法实现高效能地工作和高价值地产出；“VE&DFC联合方法”是战略实施与评估的技术手段。实践证明，这两种方法是切实有效的，但也存在定性分析居多，定量分析不足的缺点，需要后续加强研究，补足短板，并实践应用和验证。
参考文献：
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作者:洪群利 单位:深圳市浩瑞泰科技有限公司
