运用价值工程优化设计方案

3．3　运用价值工程优化设计方案

3．3．1　价值工程的含义

价值工程（Value Engineering，VE）又称为价值分析（Value Analysis，VA），是一门新兴的管理技术，是降低成本、提高经济效益的有效方法。20世纪40年代，价值工程起源于美国，麦尔斯（L．D．Miles）是其创始人。1961年美国价值工程协会成立，麦尔斯当选为该协会第一任会长。二战之后，由于原材料供应短缺，采购工作常常碰到难题。经过实际工作中孜孜不倦的探索，麦尔斯发现有一些相对不太短缺的材料可以很好地替代短缺材料的功能。后来，麦尔斯逐渐总结出一套解决采购问题的行之有效的方法，并且把这种方法的思想及应用推广到其他领域，例如，将技术与经济价值结合起来研究生产和管理的其他问题，这就是早期的价值工程。1955年这一方法传入日本后与全面质量管理相结合，进一步发扬光大，成为一套更加成熟的价值分析方法。麦尔斯发表的专著《价值分析的方法》使价值工程很快在世界范围内产生巨大影响。

这里价值工程中“工程”的含义是指为实现提高价值的目标所进行的一系列分析研究的活动。“价值”是一个相对的概念，是指作为某种产品（或作业）所具有的功能与获得该功能的全部费用的比值。它不是对象的使用价值，也不是对象的交换价值，而是对象的比较价值，是作为评价事物有效程度的一种尺度。

价值工程可以表示为一个数学公式，如下：

V＝F／C

式中：V——价值系数；

F——功能系数；

C——成本系数。

价值工程的三个基本要素包括：价值、功能和寿命周期成本。

3．3．2　价值工程的目的

1．价值工程的特点

（1）价值工程的目标是以最低的寿命周期成本，使产品具备它所必须具备的功能。产品的寿命周期成本由生产成本和使用及维护成本组成。

①产品生产成本是指发生在生产企业内部的成本，也是用户购买产品的费用，包括产品的科研、实验、设计、试制、生产、销售等费用及税金等。

②产品使用及维护成本是指用户在使用过程中支付的各种费用的总和，它包括使用过程中的能耗费用、维修费用、人工费用、管理费用等，有时还包括报废拆除所需费用（扣除残值）。

（2）价值工程的核心是对产品进行功能分析。

（3）价值工程将产品价值、功能和成本作为一个整体，同时来考虑。

（4）价值工程强调不断改革和创新。

（5）价值工程要求将功能定量化。

（6）价值工程是以集体的智慧开展的有计划、有组织的管理活动。

2．价值工程的意义

在工程寿命周期的各个阶段都可以实施价值工程，但在设计阶段实施价值工程的意义更加重大，不仅可以保证各专业的设计符合国家和用户的要求，而且可以解决各专业设计的协调问题，得到全局合理优良的方案，具体意义如下。

（1）可以使建筑产品的功能更合理。工程设计实质上是对建筑产品的功能进行设计，而价值工程的核心，是对产品进行功能分析。通过实施价值工程，可以使设计人员更准确地了解建筑产品之间的比重，使设计更合理。

（2）可以有效地控制目标成本。工程设计决定建筑产品的目标成本，目标成本是否合理，直接影响产品的经济效益。目标成本的确定主要取决于有关信息情报的完全程度。通过价值工程，在设计阶段收集和掌握先进技术和大量信息，追求更高的价值目标，设计出优秀的产品。

（3）可以通过投资效益，节约社会资源。建筑工程成本的70%～90%取决于设计阶段。当设计方案确定或设计图纸完成后，其结构、施工方案、材料等也限制在一定条件内了。设计水平的高低，直接影响投资效益。同时，工程设计本身就是一种创造性的活动。而价值工程作为有组织的创新活动，强调创新，鼓励创造出更多更好的设计方案。通过应用价值工程，在工程设计阶段就可以发挥设计人员的创新精神，设计出物美价廉的建筑产品，提高投资效益。

3．3．3　提高价值的途径

提高价值有以下五种途径。

（1）在提高产品功能的同时，又降低产品成本，这是提高价值最为理想的途径。

（2）在产品成本不变的条件下，通过提高产品的功能，提高利用资源的成果或效用。

（3）在保持产品功能不变的前提下，通过降低成本达到提高价值的目的。

（4）较大幅度提高产品功能，较少提高产品成本。

（5）在产品功能略有下降、产品成本大幅度降低的情况下，也可达到提高产品价值的目的。

3．3．4　价值工程的工作程序

价值工程是一项有组织的系统活动，其思维过程和工作过程都遵循着一定的程序，详细内容如表3－1所示。

从思维过程来讲，人们总结了进行价值工程活动的思维方法和逻辑步骤，把它归纳成为提出并回答七个问题的过程。通过逐步深入的一系列问题的回答，找出解决问题的最佳方案。结合系统工程方法论来看，提出和回答前四个问题的过程就相当于系统分析；提出和回答第五个问题的过程就相当于系统综合；提出和回答第六、七个问题的过程就相当于系统评价决策。

从工作过程来讲，价值工程活动的过程可划分为选择对象、功能分析和制定改进方案三大基本步骤，并进一步划分成十个详细步骤。为保证开展价值工程活动的质量和效果，这十个步骤所包含的内容一般不应省略。

表3－1　价值工程的实施程序

3．3．5　应用价值工程进行设计方案优化、选择

一切发生费用的地方都可以应用价值工程。据大量统计，运用价值工程约可降低成本20%，用于价值工程的投资与其效益之比约为1∶12。建筑工程需要投入大量的人、财、物，因而价值工程在建筑工程设计中大有可为。

打破原有框框，发挥彻底的创新精神是价值工程的重要特征。价值工程在工程设计中的推广和应用，可以充分激发设计人员的创造性，不断改进设计方案，在此过程中，一些新颖别致的设计方案常常脱颖而出，大大提高了工程设计水平和工程投资效益。同一建设项目，同一单项、单位工程，在满足使用功能的前提下，可以采用不同的建筑材料，选择不同的结构形式，设计出不同的方案，从而有不同的造价。因此，应用价值工程可进行设计方案的优化、选择。

下面介绍北京市大模板高层住宅外墙板的价值工程分析过程，说明价值工程在建筑工程设计中的应用。

1．选择工作对象

北京市用大模板工艺建造了一批高层住宅楼，分析其造价，发现结构造价占土建工程总造价的70%，而外墙造价又占结构造价的1／3，但外墙体积在结构混凝土量中只占1／4。从造价的构成来看，外墙是降低造价的主要问题，应作为价值工程的主要目标。

2．功能分析

通过调研和功能分析，可以明确回答以下问题。

（1）在大模板住宅建筑体系中，外墙的功能是什么？

答：作为受力部件，抵抗水平力；作为围护部件，挡风防雨，隔热防寒。

（2）这种外墙是用什么材料做成的？

答：配钢筋的陶粒混凝土墙板。

（3）规格尺寸如何？

答：长×高×厚＝3300mm×2900mm×280mm，重量约4t，净面积7．3m²。

（4）有几道生产工艺？成本如何分配？

答：构件厂预制板材，300元，占87%；专用拖车运到工地，30元，占8．7%；塔式起重机吊装，15元，占4．3%。

（5）有哪些可供选择的代替方案？

答：现浇混凝土贴钙塑保暖板，加气混凝土拼装整间大板，玻璃纤维增强水泥复合板。

3．评价代替方案

经过建筑师、结构工程师、混凝土制品工艺技术人员及工人、施工技术人员和材料供应人员，以及预算人员的共同分析后，选出以膨胀珍珠岩做保暖层的玻璃纤维增强水泥复合板，作为优先考虑的代替方案，并拟定产品规格为：长×高×厚＝6300 mm×2900mm×120mm，重量约5t，净面积13m²。

生产工艺及成本分配预计为：构件厂预制板材，320元，占93．3%；专用拖车运到工地，8元，占2．3%；塔式起重机吊装，15元，占4．4%。

代替方案与原方案的成本比较，如表3－2所示。

表3－2　不同方案的成本比较　（单位：元）

经过测试，代替方案的物理性能和力学性能都可满足功能要求，且从上表可以看出，每平方米墙体可节约成本（47．26－26．39）元＝20．87元，节约率高达44．2%，那么代替方案的经济效果是很显著的。因此，建议采用该代替方案。

大量的工程建设实践证明，在建筑工程设计中利用价值工程控制造价，提高工程“价值”，是大有可为的。

【例3－1】 某市高新技术开发区有两幢科研楼和一幢综合楼，其设计方案对比项目如下。

A楼方案：结构方案为大柱网框架轻墙体系，采用预应力大跨度叠合楼板，墙体材料采用多孔砖及移动式可拆装式分室隔墙，窗户采用单框双玻璃钢塑窗，面积利用系数为93%，单方造价为1438元／m²。

B楼方案：结构方案同A方案，墙体采用内浇外砌，窗户采用单框双玻璃腹钢塑窗，面积利用系数为87%，单方造价为1108元／m²。

C楼方案：结构方案采用砖混结构体系，采用多孔预应力板，墙体材料采用标准黏土砖，窗户采用单玻璃空腹钢塑窗，面积利用系数为79%，单方造价为1082元／m2。

表3－3　方案各功能和权重及各方案的功能得分

问题：

1．试应用价值工程方法选择最优设计方案。

2．为控制工程造价和进一步降低费用，拟针对所选的最优设计方案的土建工程部分，以工程材料费为对象开展价值工程分析。将土建工程划分为四个功能项目，各功能项目评分值及其目前成本见表3－3，按限额设计要求，目标成本额应控制为12170万元。

试分析各功能项目和目标成本及其可能降低的额度，并确定功能改进顺序。

分析要点：价值工程要求在运用价值工程对方案的功能进行分析时，各功能和价值指数有以下三种情况。

（1）Ⅵ＝1，说明该功能的重要性与其成本的比重大体相当，是合理的，无须再进行价值工程分析。

（2）Ⅵ＜1，说明该功能不太重要，而目前成本比重偏高，可能存在过剩功能，应作为重点分析对象，寻找降低成本的途径。

（3）Ⅵ＞1，出现这种结果的原因较多，其中较常见的是：该功能较重要，而目前成本偏低，可能未能充分实现该重要功能，应适当增加成本，以提高该功能的实现程度。

各功能目标成本的数值为总目标成本与该功能指数的乘积，见表3－4 。

表3－4　各功能项目评分值及其目前成本

解 问题1：分别计算各方案的功能指数、成本指数和价值指数，并根据价值指数选择最优方案。

（1）计算各方案的功能指数，见表3－5。

（2）计算各方案的成本指数，见表3－6。

（3）计算各方案的价值指数，见表3－7。

表3－5　方案的功能指数

表3－6　方案的成本指数

表3－7　各方案的价值指数

由表3－7的计算结果可知，B方案的价值指数最高，为最优方案。

问题2：

根据表3－4所列数据，分别计算桩基围护工程、地下室工程、主体结构工程和装饰工程的功能指数、成本指数和价值指数；再根据给定的总目标成本额，计算各工程内容的目标成本，如表3－8所示。

表3－8　成本降低额度

由表3－8的计算结果可知，桩基围护工程、地下室工程、主体结构工程和装饰工程均应通过适当方式降低成本。根据成本降低额的大小，功能改进顺序依次为：桩基围护工程、装饰工程、主体结构工程、地下室工程。