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1綜合評價

在這兩個理論模型中，最低成本理論模型是經(jīng)濟(jì)性最好的，也是目前大多數(shù)學(xué)者所推崇的理念。但在工程應(yīng)用中，通常很難精確地實(shí)現(xiàn)最低成本，并可靠地實(shí)現(xiàn)工程系統(tǒng)所需的功能，反而有時會出現(xiàn)建成工程的功能低于所需功能的情況，這大多是因壓減成本、縮短工期、優(yōu)化失當(dāng)?shù)冗^于追求最低成本而引起的，工程上應(yīng)盡量避免此類情況的發(fā)生。最大價值模型是性價比最高的，但它卻有可能會因功能過剩而引起的資源浪費(fèi)問題。

2價值工程理論的新探索

2.1功能區(qū)間的提出價值工程的目的是“以對象的最低壽命周期成本，可靠地實(shí)現(xiàn)使用者所需的功能，以獲取最佳的綜合效益[5]”。在以往的價值工程理論研究中，學(xué)者們通常會緊扣“最低壽命周期成本”、“所需的功能”和“最佳的綜合效益”，即成本、功能、價值這三方面進(jìn)行深入研究，而比較少人會關(guān)注到“可靠”兩字，所以可靠性未能在價值工程理論中更好地體現(xiàn)。本文認(rèn)為，要實(shí)現(xiàn)價值工程中功能的可靠性，就要引進(jìn)功能區(qū)間的概念，所謂功能區(qū)間，即在成本一定的情況下，所能實(shí)現(xiàn)的產(chǎn)品功能范圍。在數(shù)學(xué)方程上，可表達(dá)為F（C）∈（Fmin,Fmax）（13）式中，F(xiàn)（C）為成本C在功能F上的相關(guān)函數(shù)，F(xiàn)min和Fmax分別是在成本為C情況下，系統(tǒng)達(dá)到的最小功能和最大功能。工程是個龐大的系統(tǒng)，里面的諸多子系統(tǒng)既復(fù)雜又各有差異，所以它是一個很難被量化的系統(tǒng)，而且在系統(tǒng)功能變動時，工程也會呈現(xiàn)出不一樣的狀態(tài)。簡而言之，工程系統(tǒng)所實(shí)現(xiàn)功能并不是一個一成不變的功能點(diǎn)，而是一個功能區(qū)間。

2.2基于功能區(qū)間的價值工程理論模型功能與成本在微觀上是不確定的，但在宏觀上是統(tǒng)計相關(guān)的，這也就是說，當(dāng)一個成本（即建設(shè)成本、運(yùn)營成本和維修成本）確定時，工程系統(tǒng)的功能體現(xiàn)是一個功能區(qū)間，而非穩(wěn)定在一個功能點(diǎn)上，導(dǎo)致系統(tǒng)功能不穩(wěn)定的因素有很多，比如工藝、設(shè)備、人員等，所以功能區(qū)間的范圍大小是一系列因素綜合作用的結(jié)果。根據(jù)概率學(xué)的中心極限定理，當(dāng)隨便變量的統(tǒng)計量趨于無窮大的時候，隨機(jī)變量的分布呈正態(tài)分布規(guī)律[8]。也就是說在成本一定的情況下，隨著關(guān)于功能的統(tǒng)計數(shù)量的增加，功能值將呈現(xiàn)正態(tài)分布，并出現(xiàn)一個功能值的高頻值，這個功能值就是正態(tài)分布的期望值。在這個等式中，有P、A、μ和σ四個變量，知道其中三個就能推出最后一個。P和A是系統(tǒng)要求，是明確的數(shù)值，而μ和σ是每個確定成本所對應(yīng)的系統(tǒng)功能及其分布幅度，不同的成本有著不同的系統(tǒng)功能，但不同的功能卻又可能有相同的分布幅度，假定所有的功能點(diǎn)有著相同的分布幅度，那么功能區(qū)間上的概率密度則如圖3所示。

但當(dāng)功能點(diǎn)的分布幅度不同時，那么只能通過實(shí)驗(yàn)的方式進(jìn)行分析，在這有必要引進(jìn)一下科學(xué)方法的概念?？茖W(xué)方法的發(fā)展主要?dú)w功于17世紀(jì)的英國政治家、哲學(xué)家弗蘭西斯•培根。他認(rèn)為，只有通過對原始數(shù)據(jù)的收集，并且對其進(jìn)行詳盡的邏輯加工，使它成為一句簡短精辟的句子，才能夠獲得知識[4]?？茖W(xué)方法包括以下四個步驟（詳見圖4）。整個過程如下：通過觀察工程的實(shí)際情況，先假設(shè)一個使公式成立的功能點(diǎn)F（''''即μ''''值），并通過實(shí)驗(yàn)的方式求取該功能點(diǎn)的σ''''值，接下來把A值帶入公式中，便可得到P''''，最后進(jìn)行總結(jié)，當(dāng)P''''＞P時，說明系統(tǒng)可用率偏高，可返回第一個步驟并選取更低的功能點(diǎn)，當(dāng)P''''＜P時，說明系統(tǒng)可用率達(dá)不到要求，應(yīng)返回第一個步驟并選取更高的功能點(diǎn)，當(dāng)P''''=P時，系統(tǒng)可用率恰好吻合，我們假定這時的功能點(diǎn)為Fmid，實(shí)現(xiàn)的最小功能Fmin、最大功能Fmax。通過以上過程，我們推算出了恰好滿足性能要求的功能點(diǎn)Fmid，當(dāng)Fmid＜F0時，應(yīng)該選取功能點(diǎn)F0作為最佳功能點(diǎn)，因?yàn)镕0的功能值不但比Fmid大，而且其對應(yīng)的成本是最小全壽命周期成本Cmin，如圖5所示。當(dāng)Fmid＞F0時，則選取功能點(diǎn)Fmid作為最佳功能點(diǎn)，因?yàn)镕mid是所有提供可靠必要性能中，成本最小的一個，圖6所示。根據(jù)以上分析，工程系統(tǒng)保證值A(chǔ)并不能作為工程決策和設(shè)計的功能點(diǎn)，通常選取的功能點(diǎn)要高于保證值A(chǔ)，具體高出多少得根據(jù)功能點(diǎn)的功能區(qū)間和概率密度而定。而且，當(dāng)工程系統(tǒng)可用率為100%時，F(xiàn)min=A，當(dāng)系統(tǒng)可用率小于100%時，A∈（Fmin，F(xiàn)max）。

3結(jié)論

功能區(qū)間的提出很好地詮釋了性能保證值與設(shè)計值之間的關(guān)系，有利于在工程決策中選取合適的功能水平，在系統(tǒng)功能得到保障的同時，避免功能過剩所引起的成本增加。換言之，功能區(qū)間理論模型并不是純粹地追求“最低成本”，也不是純粹地追求“最大價值”，它是一個以工程系統(tǒng)可靠性為前提，尋求成本最小化，使得資源得到合理充分利用的價值工程模型。它不存在最低成本理論模型的精確性、穩(wěn)定性問題，也沒有最大價值理論模型的資源浪費(fèi)問題。它來源于實(shí)際工程項(xiàng)目，與工程項(xiàng)目緊密聯(lián)系，更加符合工程項(xiàng)目的實(shí)際情況并為其提供科學(xué)的指引。綜上所述，相對于最低成本和最大價值理論模型而言，功能區(qū)間理論模型是更加符合工程實(shí)際情況的價值工程模型。

作者：梁永寬高沛榮單位：中山大學(xué)工學(xué)院