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0引言
《中國制造2025》強調“創新驅動、質量為先、綠色發展”這三點要求表明：建立健全綠色制造體系勢在必行。同時也強調了綠色制造過程中加快推行產品全生命周期管理和數字化研發設計[1]。本文以“產品系統”的創新設計為理論框架，探討價值工程實施應以產品生命周期綠色管理為指引，以規劃開發階段為主，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聯合方法”對“產品系統”實施價值工程的建議。
1基于價值工程產品設計理念
1.1價值工程與人和環境的關系
價值工程的理論支撐是“系統”理論，其靈魂是“創新”。它研究的是人與物以及環境之間這個大系統的關系。企業要獲取可持續發展的競爭優勢，必須通過系統性價值創新，實現綠色低碳發展，營造良好的人－機-環境這個大的“產品系統”。機電制造企業通過對其主打產品實施價值工程，即意味著要通過人這個主體的“方案創新”，打造出既能滿足用戶的需求，又符合環保要求的綠色高價值產品，實現綜合收益最大化目標，實現“產品系統”的正循環發展。
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來考量。它具有以下特點：1目標：以方案創新為最高目標，實現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：側重于在產品的設計與研發階段開展活動，并持續實施方案創新和評價。4組織：以團隊的創新開展跨部門和跨專業協作，關注全生命周期需求并貫徹執行[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缺點，企業應根據產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：利用團隊經驗選擇經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]。
2.1機電產品全生命周期設計主要內容
全生命周期設計（以下簡稱LCD）的實施需要專業的知識和技術做支撐，需要多部門協同參與，發現問題并提出創新方案。機電產品企業應貫徹LCD理念，應用生態環保新材料，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集成推進工作[5]。從理念與實踐兩個層面推動企業綠色發展。
2.2VE與LCD之間的關系
實施VE的目標是實現“三低”：即在保證實現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，它是戰略目標正確的保障，也是價值最高的體現。產品全生命周期中，有80％的成本在規劃、開發階段就已經決定[6]，如果在設計階段實施VE的設計方案創新，可極大地降低成本，保障企業綜合效益最大化。LCD的首要工作是識別用戶需求，對產品生命周期的所有階段進行分析，以確保實現企業戰略目標和社會責任目標。它是戰術層面的、執行方式方法正確的保障。綜上所述，VE是定正確的戰略目標；LCD是用正確的方法，高效執行并實現戰略目標。將LCD理念與VE理念相結合應用，以提高效能，實現價值創新。
3價值工程在機電產品全生命周期設計中的應用方法
3.1戰略決策支持工具：“八何效能分析法”
在企業和個人日常決策中經常使用“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，總結出“八何效能分析法”。方法簡述：在設計階段實施VE，并在產品形成全階段實施VE工作程序，以PDCA循環和過程閉環為持續創新的源動力，以保證實施的高效能和持續改進，并得出必要的功能和高質量；以價值創新為導向，以LCC最低為出發點，以標準化、結構化思維流程和SMART法則為準則，循環的核心是What（功能）；循環的假定是：個體或企業，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，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的功能等；價值創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、創造和剔除，并籌劃如何降本增效與資源整合和優化（Howtodo），最終實現成本最低，性價比最高的價值創新目標（Howmuch）[7]。具體流程如下：
3.1.1準備階段至創新階段流程
正確的對象-戰略目標（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Howtodo）→怎么證明做對-提高價值（何收益Howmuch）。
3.1.2實施階段流程
正確的對象-戰略目標（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Howtodo）→怎么證明做對-成果鑒定（何收益Howmuch）。在創新階段，“Howmuch”問完之后，在實施階段的“Why”處開啟循環模式，進行實踐檢驗，以保證目標的達成。新循環開始的實施對象不變，因為正確的戰略目標是不會變的，按照既定的目標繼續問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容并不是固定不變的，可以根據不同分析角度提出差異化問題，或在一個要素內可以提多個問題。但是，所有提問的本質都是相同的，即必須是符合特定標準的優質提問。在成果鑒定環節，如果技術經濟效果顯著，達到預定的目標，則VE實施成功，在產品生命周期的下一階段繼續用此法完成分析，直到產品成功發布為止；否則，需要反思并總結經驗，繼續用“八何分析法”開始新的循環，直到產品生命周期的發布階段為止。并將VE的成果標準化和流程化為后續產品的VE提供指導。3.2戰略實施與評估的技術手段：VE&DFC聯合方法產品的使用階段在產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，則制造過程中節省的成本與整個設計階段節省的成本相比，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）聯合方法，利用協同效應實現LCC最低，使企業的綜合效益最大化。
3.2.1DFC的關鍵技術與方法
3.2.1.1基于并行工程的全生命周期成本模型
此方法的優點是能兼顧產品生命周期中各階段的需求，并在產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為主的設計思想，力爭第一次把事情作對，在設計前端構建質量標準，實現質量成本改進。如何讓產品設計覆蓋到產品的全生命周期、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果負責，各階段的成本改進要點如下：①采購環節：在初設階段考慮原材料采購成本，推動設計成本改進，以實現價值采購；②供應環節：關鍵設備或器件、原材料能否正常供應；③生產階段，生產成本是否過高；④售后階段：用戶使用的過程中，產品的質量和性能是否穩定。上述各個階段，都是設計環節需要關注的因素。都需要用數字化（3D模型）的方式承載在知識庫里。應用DFC技術，企業必須進行數字化轉型，建立強大的數字化研發與管理平臺是根本。推薦參考華為公司的數字化轉型經驗。
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合，通過設定目標成本、分解目標成本、設計目標成本、實現/驗證目標成本這樣一個目標成本管理過程有效實施[7]。
3.2.2DFC的實現方案
3.2.2.1利用成組技術建立模型
成組技術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品的基礎上做適當修改后形成新零件或新產品，為并行工程實施提供良好的基礎[7]。
3.2.2.2利用產品的“三化”實現模塊化設計
產品的“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，也為模塊化技術打下了堅實基礎。模塊化設計思想已經在模塊化軟件、模塊化機器人以及模塊化組合機床等機電一體化領域得到成功運用。
4價值工程的實踐應用
Y企業為國內環境監測設備研發與生產企業，所生產的產品大部分為工程項目定制化系統集成產品。為了實現降低產品系統成本，提升效能與產品價值的目標，決定實施VE，本文用“八何效能分析法”與VE&DFC聯合法總結實施過程，具體方法與實施步驟如下：4.1準備階段———功能定義1Which：實施對象為該企業中標的國家級項目（以下簡稱A項目）所采購的一批水質在線監測系統，該系統由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：因為原有產品在設計研發過程中沒有實施價值工程，成本高利潤低，同時受生產制造費用上漲等因素影響，產品成本又升高很多，因此公司本著降低成本，保證質量、提升價值的原則實施VE。3Who：成立10人VE小組，設計中心2人、研發中心2人、項目部1人、生產部1人、財務部1人、供應鏈1人、銷售部1人、運維中心1人。在設計中心與研發中心分別選擇1名經驗豐富，能力較強者擔任組長與副組長，負責總體的統籌安排和績效考核。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，產品的功能要求都是基于招投標文件以及相關國家標準確定的，采用壽命周期分析法和經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產品原有對象的各項功能目前成本高于行業平均水平5%左右，主要原因有2點：第一，產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品，忽略了綜合成本；第二，制造成本偏高，原因在于設計環節成本考慮不足。為此，我們的工作重點是提出必要功能的方案創新，功能不足的改善功能；降低總成本、提升系統價值。由于本產品屬于一套產品系統，其價值（V）的高低取決于整個系統所具有的創造性必要功能（F）和其全生命周期成本（C）的比值，因此需要應用LCD方法對產品系統全生命周期做方案創新，并制定改進方案。
4.3創新階段———制定改進方案
4.3.1Howtodo
1方案創新：充分利用集體的智慧和創造力，由VE組長組織在小組內開展頭腦風暴；在全公司范圍內征求合理化建議。在征求建議之前，小組內的設計與研發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造力。2方案具體化：分類匯總收集到的提案，在技術與經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，為最終的優選和決策創造良好條件。對于有價值提案和種子提案，需要進行調查分析和試驗研究，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的數字化建模技術模擬演示，并生產一整套樣機做結構試驗來驗證技術方案和生產方案；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。
4.3.2Howmuch
1方案評價：對已經具體化的和試驗研究過的方案進行詳細評價，篩選出最優方案。具體做法是從技術、經濟、社會和綜合評價四個方面，利用目標成本法和優缺點列舉法，立足于產品的全生命周期來評價提案所能創造的效益。2提案編寫：將選出的方案A和方案B列為最優方案，按照LCD、成本控制和施工分析三方面的內容編寫提案。成本控制方法主要采用指標分解法，按照構成產品的4個功能單元分解成4個目標成本，從而構成產品設計的目標成本網絡；零部件的選型和設計，均以目標成本為依據。兩個方案的所有內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
4.4.1Why
為什么認為方案B最優？主要由于此方案綜合效益最優，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，組織各相關部門人員協同實施。在實施過程中如果有新的創造性建議產生，VE小組可以從“步驟3”處發起新一輪的循環直至成果鑒定結束。3When：審批流程通過后開始實施。4Where：在外協加工廠打樣，在公司的組裝車間進行系統組裝測試。5Howtodo：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”進行質量管控。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，并保證完成的質量；用6天時間進行功能測試并轉下一道工序。PDCA循環：每完成一組功能單元的組裝，當天進行通水通電測試，發現問題點并記錄到“核查表”內并分析總結出現問題的原因；工作中總結的好的經驗記錄在“金點子”登記冊內。對于員工的成功經驗通報表揚并適當推廣和標準化；失敗的教訓總結成《經驗教訓登記冊》，避免重現，未解決的問題放到下一個PDCA循環。Howmuch：成果鑒定。技術性能評價主要包括性能指標和產品質量、外觀效果、可靠性和人機工程等指標；經濟效評價主要包括成本指標和節約指標；社會效能評價主要包括資源和能源消耗指標、環境保護指標和提供的新技術招標等。最終成果表明方案B達到目標要求。由于VE的內容比較繁雜，見“表1”的簡要舉例說明。
5結論
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驗的理論聯系實踐的綜合方法：“八何效能分析法”和“VE&DFC聯合方法”。兩種方法的貢獻在于為實施VE的企業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，做出正確的戰略決策，用正確的方法實現高效能地工作和高價值地產出；“VE&DFC聯合方法”是戰略實施與評估的技術手段。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，需要后續加強研究，補足短板，并實踐應用和驗證。
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作者:洪群利 單位:深圳市浩瑞泰科技有限公司
