价值工程分析在建筑设计中的应用研究

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摘要：建筑产品的设计方案是关系到产品资源是否合理配置的关键，也是决定产品成本大小的基础。因此，从设计方案入手，寻找方案在保证产品功能的前提下，使成本最低的创新点，成为每一位建筑设计者想突破的问题。其分析的理论根据怎样？价值工程分析能从设计产品的功能入手，选择价值工程分析对象，作为改革、创新点，为建筑设计方案的优化提供了理论和实践上的指导。

关键词：建筑设计；价值工程原理；应用研究；寻找创新点

中图分类号：F22文献标识码：A文章编号：1003-949X（2008）-08-0090-04

建筑产品的设计是一种关于资源配置的设计。一项建筑设计方案转化为建筑产品需要成千上万吨物质的堆积，怎样使设计方案创新，优化资源配置，降低成本，找到设计方案的改革、创新点，是每一个建筑设计者在方案设计之初都想突破的问题。产品的价值工程分析就是站在这么一个角度对产品的功能重新分析、定义，更新方案设计。其核心不是以产品为中心，而是以产品应具备的功能为中心。认为消费者购买某种产品的目的是为了满足其用途而来，在现有建筑技术和消费水平下，对需设计的建筑产品应具备怎样的功能，重新进行定义与分类，打破原来的设计方案对产品功能定位习惯的局限性，在正确、合理地确定设计产品的必要功能（使用功能、美学功能、基本功能、辅助功能等）的前提下，消除多余的不必要功能（多余功能、重复功能、过剩功能等），加强不足功能，改进设计，降低产品成本，找到使设计方案优化的切入点。

产品形成的各阶段都可以应用价值工程提高产品的价值，但在不同阶段进行的价值工程活动，其经济效果提高的幅度却是不同的。对于大型的产品，应用价值工程分析的重点是在产品的研究设计阶段，一旦图纸已经设计完成并投产，产品的价值就基本决定了，这时再进行分析就变得更加复杂，不仅原来的许多工作成果付之东流，而且改变生产、工艺、设备、工具等可能会造成很大的浪费，使价值工程活动技术经济效益大大下降。建筑产品大都属于大型的产品生产，因此，在建筑方案设计阶段采用价值工程分析找到设计方案改革的创新点，在满足设计产品必备功能的前提下，降低生产成本，取得最佳的综合效果，是有很大的现实意义的。

一、价值工程分析的原理

1.产生的背景

价值工程分析自20世纪40年代末起源于美国，创始人是美国通用电气公司工程师麦尔斯（L.D.Miles），当时，由于美国的军用工业发展很快，同时出现了原材料供应紧张的问题，麦尔斯在寻找和采购军工生产中的短缺材料时，碰到了不少困难。于是他从这些短缺材料是否可以代用出发，着手研究材料，逐渐发展到改进产品设计、改进工艺、改进生产等领域，麦尔斯在研究过程中注意到一个很重要的问题：顾客购买的不是这个实物，而是购买产品的功能。于是，他对功能进行了科学的研究，创立了功能分析、功能定义和功能评价的方法，使功能成为可以衡量的东西。并通过实践总结出一套在保证功能不变的前提下，降低成本的比较完成的体系。

2. 价值工程的基本原理

价值工程（简称VE），也称价值分析（VA），它与一般的投资决策理论不同，一般的投资决策理论研究的是项目的投资效果，强调项目的可行性，而价值工程是以研究获得产品必要功能所采取的省时、省钱、省力的技术经济分析法，以功能分析和功能改进为研究目标。按GB8283-87《价值工程基本术语和一般工作程序》所定义，价值工程是指通过各相关领域的协作，对所研究对象的功能与作用进行系统分析，不断创新，旨在提高所研究价值的思想方法和管理技术，其目的是以研究对象的最低寿命周期成本，可靠地实现使用者所需功能，以便获得最佳综合效益。其核心内容是：以提高产品实用价值为目的，以功能分析为核心，以开发集体智慧为动力，以定量计算为手段，研究用最少的代价以取得最合适的功能。因此，价值工程是从技术与经济相结合的角度上去改进和创新产品，既要使产品在技术上可靠地实现，又要在经济上成本最低。这不但反映了生产者、用户的共同利益，而且反映了有效利用社会资源的要求。

3．价值工程中“价值”的特定内涵

价值工程中的价值不同于政治经济学中的“价值”（交换价值、使用价值）概念，它是“功能”与“成本”的比值，即单位成本实现的功能。是一种比较结果，接近于日常生活中“值不值”的概念。其表达识式为：V=F/C（式中V：产品价值，F：产品功能，C：产品成本）。在建筑产品的设计方案中，通过价值工程分析，在保证建筑产品必备功能的前提下，达到成本最省，价值最大的目的。即投入一定量成本的设计方案具备了哪些功能，是否是成本最省，功能最多，经济上是否划算，这是价值工程分析中“价值”含义的核心。因此，价值工程分析的目标是怎样使建筑设计产品的价值最大。从理论上分析，提高设计产品价值的途径有以下5种：

（1）降低成本，功能保持不变；

（2）成本保持不变，提高功能；

（3）成本略有增加，功能提高很多；

（4）功能减少一部分，成本大幅下降；

（5）成本降低，功能提高。这可使价值大幅度提高，是最理想的提高价值的途径。

一般来说，生产成本是随着产品功能的提高而不断增加的。而产品功能越好，则使用成本越低，因此，在产品功能-成本分析中，把成本作为全寿命周期成本来考虑。如下图所示：产品总成本、生产成本、使用成本的相互关系，称之为“成本-功能”特性曲线。

若采取一定的技术措施，使功能成本点从M2 移到了M0，则提高了功能又降低了成本，属于第5种特征，当由M0移到 M1，也提高了功能，但增加了成本。

综上所述，提高产品价值应有两方面的含义：一是从功能出发，完善、提高产品的必要功能，去掉其不必要功能；另一方面是从成本出发，在实现必要功能的前提下，降低产品的总成本，即从功能入手，以全过程寿命周期内成本为着眼点。因此，对于一个建筑设计方案来说，设计产品具备的功能是否完善、资源配置是否合理，是建筑设计方案优化的一个创新点。

二、应用研究

1．建筑设计产品功能分析

建筑设计方案要创新，首先必须打破以往建筑设计者对设计方案只注重产品分析的常规，突破对产品功能分析的传统设计思维，从设计对象在新的市场需求中应具备的功能出发，重新分析设计的产品应具备的必要功能、辅助功能或使用功能、品位功能，正确表达设计对象的功能体系，明确其功能特性要求，通过这样的分析往往能找到设计方案优化的新思路，设计出功能完善、成本合理的方案。价值工程分析就是从这个角度出发，形成了一套对设计对象功能分析的方法：即在现有技术和资源条件下，通过分析研究设计对象的资料，弄清产品与组成部件各功能之间的关系，去掉不合理的功能，使产品功能结构更加合理化，这是价值工程分析的核心。功能分析的步骤包括：第一步是“功能定义与分类”。功能定义就是根据已有信息资料，用简洁、准确的语言从本质上解释说明对象具有哪些功能，是从定性的角度对功能进行说明。功能分类是根据功能的特性不同，可将功能分为使用功能与美学功能、基本功能与辅助功能、必要功能与不必要功能、过剩功能与不足功能等多种类型。第二步是“功能整理”。功能整理就是根据功能之间的逻辑关系，对功能进行分析归类，画出反映功能关系的功能系统图，为功能评价和方案构思提供依据。第三步是“功能计算”。功能计算是以功能系统图为基础，依据各功能之间的关系，以对象整体功能定量出发，由左向右逐级分析测算，定出各功能程度的数量指标，揭示各级功能领域有无不足或过剩，从而保证必要功能的基础上剔除剩余功能，补足不足功能。其中，功能分类是基础，功能整理是依据，功能计算是关键。

现以建筑物房顶设计为例进行功能分析：首先对房屋屋顶进行功能定义与分类。如房顶需要遮盖室内空间、保温隔热、防水排雨、美化房屋外观等功能。在此基础上逐项进行功能分类，再加以功能整理和计算。见下图所示：为了使以上功能完成，其设计方案可能很多，如以遮盖室内空间功能为例，当遮盖室内空间的设计思维不局限于设计房顶的习惯模式，只从这种遮盖功能出发进行思考设计时，就会打开了设计思维的想象空间，设计的方案不一定只有现在常见的平顶、人字型顶或少加变化的房顶造型，可能会丰富多彩，达到方案设计的创新目的。同样，从功能分析入手完成房顶的其他功能设计，然后将各功能加以整理，形成综合方案，审查方案中设计对象的功能满足程度如何，哪些功能过剩，哪些功能不足等加以计算、调整，达到设计方案具有新意的基础上，是设计对象的功能进一步完善。

2．选择创新对象（价值工程分析对象）

在建筑设计产品功能重新定位的基础上，设计师能否找准方案改革与创新点是方案优化的关键，其选择正确与否影响价值工程收效大小与成败。方案创新点即价值工程分析对象，寻找的对象在方案中或是成本较大、功能较小，或是成本较大、功能过剩，或是成本较小、功能不足等功能与成本不相匹配的部件，其价值工程分析产生的效果就大。如何确定呢？选择方法较多，下面从定性分析与定量分析的角度加以说明。

（1）定性分析法

从定性分析来看，可以针对现有设计产品的功能要求或原有设计习惯中存在问题，可以从以下几个方面加以思考：

①设计方面：选择设计因素多，产品结构复杂，性能和技术指标差距大、体积大、重量大的产品作为分析对象，可以使产品结构、性能、技术水平得到优化，从而提高产品价值。如建筑物空间布局的设计：不同用途的建筑物所需功能（大开敞空间、小面积的私密空间）与房屋结构、承载方式、墙体结构（内墙与外墙）、材料等的要求是不相同的，并且这部分成本决定建筑物主要造价，若将其选为分析对象，结合不同空间的功能与成本的关系，有区别地对待，能够取得较好的经济效益。又如，建筑物的外形设计：在分析建筑物的外形使用功能（如防水、保温、耐用等）要求的前提下，针对不同的建筑物的设计品位要求不同，利用价值工程分析，是否具有过分张扬的外显功能，尽量避免“黄金包稻草”的功能主次颠倒的装饰效果。

②生产方面：对在生产中出现的量多面广、关键部件、工艺复杂、原材料消耗高和废品率高的产品或零部件作为价值工程分析的研究重点，如建筑物生产中钢筋、水泥、砌块等材料，是量多面广，且构成产品成本的主要部分，是否可以通过改进设计方案、施工方案或通过科技手段对砌块材料进行更新（如质轻、通透性小的新墙材）、找替代产品等手段，在保证这些部件应具备的功能的前提下，降低生产成本，或生产成本不变，产品功能提升，使用费用降低，这样都能使产品总的经济效益增大。

③市场销售：建筑产品的销售方式大都是面对面的直销，设计、生产单位容易捕捉市场信息，将用户意见多、系统配套差、维护能力低、竞争力差、利润率低、生命周期较长、市场上畅销但竞争激烈的新产品、新工艺等作为价值工程分析对象，分析研究改变原有的设计方案，可以解决一些售后质量问题，降低消费者使用成本，赢得消费者认同，占领更大的市场份额。

④成本方面：建筑产品成本较大，少则几十万，多则上亿的资金，是价值工程分析关注的一个焦点。选择成本高于同类产品、成本比重大,如材料费、管理费、人工费等，在产品形成的整个构成推行价值工程分析手段，让全员参加，集合集体智慧的结晶，以最低的寿命周期成本可靠地实现必要功能。

（2）定量分析法

采用定性分析法选择价值工程分析对象，虽有一定的规律可寻，但缺乏数据支撑，应尽量采取定量分析法，使选择的对象更加准确。定量分析法是从设计方案的具体数据出发，比较分析各组成部件的功能与成本在设计方案中的比例关系，即价值指数偏离1的程度，寻找创新改革点。定量分析法较多，现以强制确定（01）法为例说明价值工程分析对象的选择：

强制确定法（Forcedecision），又叫FD法。它是以功能重要性程度作为选择价值工程对象的决策指标。当若干个产品或组成产品的若干个部件中功能成本对比关系不突出，因而不易从功能成本对应关系中确定价值工程对象时，可以产品或组成产品部件的重要程度代替其功能，再以这种重要性与相关的产品或部件成本来确定价值工程对象。基本步骤为：确定功能指数、成本指数、价值指数，从而确定价值工程分析对象。

例如某建筑物人字型现浇房顶设计方案，其主要成分由现浇面（A）、琉璃瓦（B）、墙体砌块（C）、墙面装饰砖（D）、装饰饰品（E）、排雨设施（F）等6个部分组成，它们的实际成本每平方米分别为：160元、120元、50元、70元、100元、60元，请用强制确定（01）法分析，确定价值工程分析对象，作为创新点，优化方案设计。分析过程如下：

①确定功能指数Ff

组织5－10位专家及相关人员作为评判人员，对产品或部件按其重要性一对一的比较，重要的给1分，不重要的给0分。逐次比较后，将产品或部件的结果累计，然后，求出参评人员对同一产品或部件的评分的平均值。用平均值除以得分总和，即得此功能系数。

本例中，组织甲、乙、丙、丁、戊五位专家及相关人员对各部件功能重要程度评分并计算功能指数F1。

②确定成本指数Cf

将产品或部件的成本之和除以各产品或部件的成本总和，即得成本指数。成本指数的表达式为：CI=Ci/∑Ci 。成本指数的计算见下表：

③求价值系数Vf

某构配件的功能重要性指数除以该构配件的成本指数。由V=F/C得VI=FI/CI。价值指数的计算见下表：

④分析价值指数

对产品进行价值工程分析，就是使每个部件的价值指数尽可能趋于1。为此，当Vf=1时，表明实现评价对象功能的目前成本与实现此对象功能的最低成本（即目标成本）大致相当，一般无需改进；

当Vf＜1时，此时评价对象的成本比重大于其功能比重，表明相对系统内的其他对象而言，目前所占的成本偏高，从而会导致该对象的功能过剩，应作为价值工程分析的首选对象。

Vf＞1时，表明评价对象的成本比重小于其功能比重。出现的结果可能有三种原因：其一是由于现实成本偏低，不能满足评价对象实现其应有的功能要求，致使对象功能偏低；其二是对象目前具有的功能已经超过了其应该具有的水平，也即存在过剩功能；其三是对象在技术、经济等方面具有某些特征，在客观上存在着功能很重要而需要消耗的成本却很少的情况。若Vf很大时，应选为价值工程分析对象，可能是产品功能过剩，导致资源浪费，应更改设计方案，减少用量，来降低成本；或该对象目前成本低于所应投入的最低成本（目标成本或功能评价成本），从而评价对象的功能不足，没有达到用户的功能要求，应增加投资。

就本例而言：A、D、E部件价值指数均小于1，说明其实际成本大于目标成本，即成本比重大于其功能比重，都应列为改进对象，考虑降低实际成本。但其中，装饰饰品（E）的价值指数0.48为最低，实际成本大于目标成本较多，是否采用的装饰饰品过分豪华、或装饰设计过分张扬，与本设计方案的整体品位要求的效果差距较大，因此，作为价值工程分析对象的首选，即从减少装饰饰品（E）的数量或档次或更换材料或改变设计方案等手段入手，降低成本，有较大的经济效益节约前景。现浇面（A）、墙面装饰砖（D）的价值指数分别为0.934和0.912，接近1，说明虽然成本大于功能，但二者较为接近，暂时可延后考虑。琉璃瓦（B）、墙体砌块（C）、排雨设施（F）部件的价值指数VI分别为1.07、1.6和1.51，均大于1，属于其功能重要程度高而成本低的部件，应分析产生的原因。若Vf很大时，应选为价值工程分析对象，如墙体砌块（C）VI为 1.6、排雨设施（F）VI为 1.51，在本例中，是否是墙体砌块和排雨设施在房顶设计中投入量较少，目前成本低于所应投入的最低成本（目标成本或功能评价成本），从而使房顶高度空间不够，影响隔热保温功能的发挥；或排雨设施过分简单，使排雨的功能得不到保证，而成本低，给消费者使用带来不便。以上应结合实际，具体分析，找出使方案优化的创新点。

3．优化设计方案

价值工程的活动能否取得成功，关键在于在功能分析后能否构思出可行的方案。因此，在确定价值工程分析对象的基础上，如上例中首选分析对象装饰饰品（E），从提高装饰饰品（E）的功能出发，在正确的功能分析和评价的基础上，针对应改进的具体目标，即降低装饰饰品（E）的成本，通过创造性的思维活动，提出能够可靠地实现必要功能的新方案，进一步优化设计设计产品的价值。常见的引导和启发进行创造性思考的方法有：头脑风暴法、哥顿法（模糊目标法）、专家意见法（德尔菲法）、专家检查法等。总的精神是要充分发挥各有关人员的智慧，集思广益，多提方案，从而为评价方案创造条件。

参考文献：

[1] 黄有亮主编.工程经济学[M].东南大学出版社,2002.

[2] 全国一级建造试执业资格考试用书编写委员会编写.建筑工程经济[M].中国建筑工业出版社,2004.

[3] 刘云月主编.建筑经济[M].中国建筑工业出版社,2004.