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价值工程
2.VE的定义 VE的定义 价值工程是以最低寿命周期成本 以最低寿命周期成本， 价值工程是以最低寿命周期成本，确实达成产品或 服务的必要功能的有组织的价值研究。 服务的必要功能的有组织的价值研究。 国家标准GB8223 87《 GB8223国家标准GB8223-87《价值工程基本术语和一般工作 程序》中的定义： 程序》中的定义：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费用进行系统分析， 协作，对所研究对象的功能与费用进行系统分析， 不断创新， 不断创新，旨在提高所研究对象价值的思想方法和 管理技术。 管理技术。 Value=Function/Cost 价值﹑功能﹑ 价值﹑功能﹑成本 价值分析 → 价值工程 → 价值链管理
价值工程的特点
1.价值工程以提高对象价值为目的，以最低的寿 价值工程以提高对象价值为目的， 价值工程以提高对象价值为目的 命周期成本，实现产品的必要功能。 命周期成本，实现产品的必要功能 2.价值工程以功能分析为核心 价值工程以功能分析为核心。 2.价值工程以功能分析为核心。 3.价值工程是一项集体智慧的有组织的活动。 价值工程是一项集体智慧的有组织的活动。 价值工程是一项集体智慧的有组织的活动 4.活动领域上价值工程侧重于产品的研制设计阶 活动领域上价值工程侧重于产品的研制设计阶 段。
二﹑价值工程的基本原理
1.价值工程的理论基础 1.价值工程的理论基础 功能本质性原理 客户需求的本质内涵。 客户需求的本质内涵。 消费者为什么要购买这个产品? 消费者为什么要购买这个产品? 必要功能﹑基本功能﹑ 必要功能﹑基本功能﹑使用功能 2)功能与成本相关性原理 2)功能与成本相关性原理 功能与成本之间存在不确定的相关关系 功能与成本是一一对应的， 功能与成本是一一对应的，什么样的价格就有什么样的质 量 3)价值准则性原理 3)价值准则性原理 使用者和生产者衡量对象价值的共同标准 双方都能接受的标准么， 双方都能接受的标准么，大多数时候表现的形式就是双方 都接受的价格。 都接受的价格。
_价值工程方法解读
——
——
解：1.计算功能得分
A=90.25+8 0.35+10 0.25+9 0.1+8 0.05=8.85 同理 B=8.90 C=8.95
2.功能总得分 8.85+8.9+8.95=26.7
3.功能系数
FA=
8.85 26.7
= 0.332;
同理 FB=0.333;
FC=0.335
4.成本系数
价值指数Vi =
功能指数Fi 成本指数Ci
•功能评价的方法：01评分法、直接评分 法、04评分法、倍比法
（1）强制确定法（01，04评分法）
01评分法：
重要者得1分，
不重要者得0分，
自出现指标得分为零的情况，
对所有指标总得分加1进行修正，最后用各指标修正得分除以所有指 标得分之和即为该指标的权重值。 )
方案 单方造价 成本系数 功能系数 价值系数 最优方案
A B C 合计
方案
单方造 价
成本系数
功能系 数
价值系 数
最优方 案
A 1325 0.361 0.332 0.92
B 1118 0.305 0.333 1.09 B
C 1226 0.334 0.335 1.00
合 计
3669
1.000 1.000
F2 1 0 2 2 5
F3 3 4 4 4 15
F4 1 2 0 2 5
F5 1 2 0 2 5
——
40
功能指数 0.25 0.125 0.375 0.125 0.125 1.000
倍比法(环比评分法)
• 先从上至下依次比较相邻两个指标的重要程度， 给出功能重要度值，然后令最后一个被比较的指标的 重要度值为1(作为基数)，依次修正重要性比值，以 排列在下面的指标的修正重要度比值乘以与其相邻的 上一个指标的重要度比值，得出上一指标修正重要度 比值。用各指标修正重要度比值除以功能修正值总和， 即得。
价值工程 ppt课件
种产品都有着一定的功能，它是消费者购买的基本目的。正 如价值工程的创始人麦尔斯指出：“人们需要的不是产品本 身，而是产品的功能。”确实，人们举不出任何一件人们所 需要的但又没有适当功能的产品或服务。
一个产品可以具有多种功能，这些功能并不是同等重要 的。所以，有必要对功能进行分类，以便抓住主要矛盾。
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ppt课件
整个价值工程活动可归纳为围绕以下七个问题开展。 （1）这是什么？ （2）这是做什么用的？ （3）它的成本是多少？ （4）它的价值有多大？ （5）有其他方案能够实现这个功能吗？ （6）这个方案的成本是多少？ （7）新方案能满足功能要求吗？
顺序回答和解决这七个问题的过程，就是价值工程的工 作程序和步骤。即：选定目标对象，收集情报资料，进行功 能分析，提出改进方案，分析和评价方案，实施方案，评价 活动的成果。
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ppt课件
（2）ABC分析法
这是一种运用数理统计的分析原理，按照局部成本在总 成本中比重的大小来选定价值工程对象的方法。通过对某一 产品的全部零部件的成本比重进行分析，往往发现有少数几 种零件在产品总成本中占的比重很大，即所谓“关键的少 数”。如果将零件种数（或比率）与相应的累计成本值（或 比率）的关系一一对应画在坐标轴上，就形成一条零件成本 分配曲线。再运用ABC分类原则，将曲线图分为A、B、C三个 区域，就可相应地将零件分为A、B、C三类。A类零件种数少 而成本比重大，是对产品成本举足轻重的关键零件类，应列 为VE对象；B类零件是次要零件类，有时亦可选（A+B）类作 为VE对象；C类零件虽然种数很多，但对整体成本影响不大， 暂可不作专门研究；这一曲线图能直观地表达产品成本中的 主次因素，所以，也称主次因素图或ABC分析图。这种分析 方法又称为成本比重分析法。
NTC_VW99000,Alternative=1-7
Übergreifende Anforderungen zur Leistungserbringung im Rahmen der BauteilentwicklungVorwortDiese Norm ersetzt die VW 01154 …Entwicklungsbedingungen; Allgemeine Anforderungen“.Diese Norm lehnt sich an den VDA-Band KLH …Automotive VDA-Standardstruktur Komponentenlas‐tenheft: Modul 1“ und beschreibt übergreifende allgemeine Anforderungen zur Leistungserbringung im Rahmen der Bauteilentwicklung.Die Betriebsstoffe wie Motor- und Getriebeöle, Bremsflüssigkeiten oder Kühlflüssigkeiten sind in die‐sem Sinne als Normteile wie Bauteile zu behandeln. Das VDA-Modul 2 …Komponentenlastenheft für Mechanik und E/E-Komponenten“ beschreibt komponentenspezifische Anforderungen zur Entwick‐lung von Bauteilen, Modulen oder Komponenten und wird in der im Volkswagen Konzern zur Verfü‐gung stehenden Bauteil-Lastenheft-Vorlage abgebildet.Das jeweilige Bauteil-Lastenheft (BT-LAH), und diese Norm sind zusammen Grundlage des zu er‐bringenden Leistungsumfanges des Auftragnehmers.Frühere AusgabenVW 01154: 1996-12, 2000-06, 2001-05, 2002-06, 2003-12; VW 99000: 2006-10, 2007-10, 2008-05,2008-07, 2008-10, 2009-08ÄnderungenGegenüber der VW 99000: 2009-08 wurden folgende Änderungen vorgenommen:–Siehe Anhang A …Änderungsdokumentation“: Tabelle A.1Konzernnorm VW 99000Ausgabe 2011-05Klass.-Nr.:01191Schlagwörter:Allgemeine Anforderungen, Bauteilentwicklung, Bauteil-Lastenheft, BT-LAH,Entwicklungsanforderungen, Entwicklungsbedingungen, LAH, LastenheftNorm vor Anwendung auf Aktualität prüfen.Seite 1 von 47Vertraulich. Alle Rechte vorbehalten. Weitergabe oder Vervielfältigung ohne vorherige Zustimmung einer Normenabteilung des Volkswagen Konzerns nicht gestattet.Vertragspartner erhalten die Norm nur über die B2B Lieferantenplattform .© Volkswagen Aktiengesellschaft VWNORM-2010-08f-patch1QU E L L E : N O L I SInhalt SeiteAnwendungsbereich ...................................................................................................3Allgemeine Projektvorgaben ......................................................................................4Zielsetzung .................................................................................................................4Organisation ...............................................................................................................5Entwicklungsbegleitende Reviews .............................................................................5Risikomanagement ....................................................................................................5Fehlermanagement ....................................................................................................6Unterlieferantenmanagement .....................................................................................7Produktionsprozess- und Produktfreigabe .................................................................8P-Freigabe .................................................................................................................8B-Freigabe .................................................................................................................8K-Freigabe .................................................................................................................8Baumustergenehmigung ............................................................................................8Erstmusterfreigabe .....................................................................................................9Rechtliche Vereinbarungen ........................................................................................9Verpflichtung von Mitarbeitern .................................................................................10Entwicklung für den Konzern ...................................................................................10Schutzrechtrecherchen, Schutzrechte Dritter ..........................................................10Arbeitnehmererfindervergütung ...............................................................................10Verteilung von Schutz- und Urheberrechten sowie Know-How ...............................11Pflichtenheft .............................................................................................................13Variantenmanagement .............................................................................................13Erprobungsmanagement ..........................................................................................14Erprobungsplan ........................................................................................................14Erprobungsspezifikation ...........................................................................................14Erprobungsdokumentation .......................................................................................14Allgemeiner Entwicklungs- und Lieferumfang ..........................................................15Änderungsmanagement ...........................................................................................15Terminplanung im Projekt ........................................................................................16Berichtswesen und Dokumentation ..........................................................................17Informationsaustausch .............................................................................................17To-Do-Liste (Offene-Punkte-Liste) ...........................................................................17Besprechungsdokumentation ...................................................................................17Dokumentations- und Archivierungspflichten ...........................................................18Priorität und Aktualität von Dokumenten ..................................................................19Fahrzeugdokumentation ..........................................................................................19Rückverfolgbarkeit ...................................................................................................19Kennzeichnung von Teilen .......................................................................................20Serienteile und Originalteile .....................................................................................20Versuchs- und Prototypenteile .................................................................................20Qualitätsanforderungen ............................................................................................21Qualítätsbeitrag ........................................................................................................21Qualitätsmanagementsystem ...................................................................................21Präventive QM-Methoden und Risikoabsicherung ...................................................22FMEA .......................................................................................................................22DfMAS ......................................................................................................................23Änderungsmanagement für elektronische Baugruppen ..........................................23Statistische Toleranzanalyse ...................................................................................24Reifegradabsicherung in der Lieferkette ..................................................................24Produktsicherheit, Produkthaftung (25)122.12.22.2.12.2.22.2.32.32.42.4.12.4.22.4.32.4.42.4.52.52.5.12.5.22.5.32.5.42.5.52.62.72.82.8.12.8.22.8.32.92.10344.14.1.14.1.24.24.34.44.54.64.6.14.6.255.15.25.35.3.15.3.25.3.35.3.45.46Seite 2VW 99000: 2011-05Produktdatenmanagement .......................................................................................26CAD-Anforderungen .................................................................................................26DMU-Anforderungen ................................................................................................26Referenzpunktsystem und Funktionsmaße ..............................................................26Erforderliche Inhalte der Zeichnungen .....................................................................27Umweltverträglichkeit ...............................................................................................27Allgemeine Anforderungen .......................................................................................27Recyclinganforderungen ..........................................................................................27Umwelteigenschaften der Werkstoffe ......................................................................27Werkstoffspezifikation und Oberflächen ...................................................................28Werkstoffgebote und -verbote ..................................................................................28Werkstoffanforderungen ...........................................................................................28Anforderungen an die Witterungsbeständigkeit .......................................................29Anforderungen an elektrische Bauteile ....................................................................29Weitere allgemeine Anforderungen ..........................................................................30Oberflächenschutz, Oberflächen, Kanten ................................................................30Korrosionsschutz ......................................................................................................31Logistik-Anforderungen ............................................................................................32Kundendienst- und Serviceanforderungen ...............................................................32Kundendienst ...........................................................................................................32Original-Teile ............................................................................................................33Normteile und Wiederholteile ...................................................................................33Anforderungen an Werkzeuge und Teile .................................................................34Werkzeuge ...............................................................................................................34Versuchs- und Prototypenwerkzeuge ......................................................................34Eigentum an Versuchswerkzeugen, Prototypenwerkzeugen und Serienwerkzeugen ...................................................................................................34Eignungsnachweis ...................................................................................................34Versuchs- und Prototypenteile .................................................................................35Definitionen, Begriffe, Abkürzungen .........................................................................36Begriffe .....................................................................................................................36Abkürzungen ............................................................................................................36Mitgeltende Unterlagen ............................................................................................37Änderungsdokumentation . (417)7.17.27.37.488.18.28.399.19.29.39.49.59.69.7101111.111.2121313.113.1.113.1.213.1.313.21414.114.215Anhang AAnwendungsbereichDie hier beschriebenen Anforderungen gelten für alle im BT-LAH näher definierten ausgeschriebenen oder beauftragten Bauteile, Module, Komponenten oder Entwicklungsleistungen.Diese Norm-Reihe VW 99000 beschreibt Anforderungen, nach denen durch den Auftragnehmer Bauteile entwickelt werden sollen, während die Zeichnung Bedingungen beschreibt, nach denen ein Serienteil geliefert werden soll.1 Seite 3VW 99000: 2011-05Allgemeine Projektvorgaben ZielsetzungDie Verantwortung hinsichtlich der Erfüllung aller Anforderungen aus dem BT-LAH und mitgeltenden Unterlagen liegt beim Auftragnehmer.Im Rahmen einer Entwicklung sind gemäß den Konzernvorgaben des Auftraggebers für den ge‐samten Entwicklungsumfang folgende Punkte hinsichtlich Entwicklung und Fertigung zu realisieren:–Einhaltung der jeweils aktuell vereinbarten Terminvorgaben–Einhaltung der vereinbarten Kostenziele–Entwicklung der gesamtwirtschaftlich (z. B. inkl. Verwertung und Entsorgung) preiswertestenLösung in Abstimmung mit dem Auftraggeber bei mehreren technisch gleichwertigen Lösungen –Erfüllung von Funktion und Qualität entsprechend der vom Auftraggeber definierten und spezi‐fizierten Merkmale–Erfüllung aller gesetzlichen Bestimmungen und sicherheitsrelevanten Vorschriften für die im BT-LAH aufgeführten Märkte und Länder–Einhaltung aller relevanten Normen und Richtlinien–Umsetzung aller Erkenntnisse aus den Prototypenwerkzeugen und -teilen in die Serienwerk‐zeuge und -teile–Alle vorgegebenen Prüftechniken und Prüfkonzepte für die Entwicklung und Planung –Service- und ReparaturfreundlichkeitVom Auftragnehmer wird ein wesentlicher Beitrag zur Produkt- und Technologieentwicklung sowie zur kontinuierlichen Verbesserung der Produktinhalte und der angewendeten Prozesse im gesamten Produktlebenszyklus erwartet. Dies gilt insbesondere für:–Optimaler Kundennutzen (Gebrauchsfähigkeit)–Optimierung verbrauchsbeeinflussender Faktoren–Gewicht–Stromverbrauch–Luftwiderstand–Wirkungsgrad–Rollwiderstand–Optimierte Umweltverträglichkeit, auch bei der Herstellung–Qualitätsverbesserung–Optimale Montierbarkeit und Demontierbarkeit (einfache und einheitliche Verbindungstechnikenggf. Trockenlegung)–Reduzierung der Variantenvielzahl auf das absolute Minimum (Reduzierung der Komplexität)Dabei ist das Bauteil stets als Teil des gesamten Systems d. h. inkl. sämtlicher Außen-, Innen-,Anschluss- und Verbindungsteile zu betrachten.22.1 Seite 4VW 99000: 2011-05OrganisationDer Auftragnehmer erstellt einen detaillierten Projektplan mit mindestens folgendem Inhalt:–Projektstrukturplan in Übereinstimmung mit den Projektvorgaben des Auftraggebers.Für alle Tätigkeitsfelder und Entwicklungsphasen sind einzelne Arbeitspakete zu definieren. Je‐dem Arbeitspaket sind materielle und personelle Ressourcen zuzuordnen (Terminplanung siehe Abschnitt 3).Ein Arbeitspaket muss im Rahmen der regelmäßigen Projektberichterstattung verfolgbar sein,einem Meilenstein zugeordnet sein und Kriterien enthalten, die den erfolgreichen Abschluss de‐finieren. Abhängigkeiten zwischen den Arbeitspaketen sind darzustellen.–Verantwortlichkeitsstrukturplan, der die Verantwortlichen in dem Projekt benennt und den Ar‐beitspaketen zuordnet. Die Verantwortlichkeiten sind darzustellen (z. B. in Form eines projekt‐spezifischen Organigramms). Unterauftragnehmer sind mit aufzuführen.–Eine Kontaktliste der Personen aus dem Verantwortlichkeitsstrukturplan ist zu erstellen.Die Entwicklung erfolgt in Simultaneous Engineering Teams (SET). Eine aktive Mitarbeit des Auf‐tragnehmers im SE-Prozess ist notwendig. In gemeinsamer Abstimmung werden die Einzelaufgaben im Rahmen der SET-Arbeiten für Auftragnehmer und Auftraggeber festgelegt.Darüber hinaus können bei Bedarf Projektstatus-Besprechungen zwischen den Projektverantwort‐lichen von Auftrageber und Auftragnehmer vereinbart werden, in denen auch Projektfortschritt, Zeit‐pläne, Meilensteine, Risiken usw. bewertet werden.Ein Managementsteuerkreis mit Beteiligung der Geschäftsleitung des Auftragnehmers wird vom Auf‐traggeber bei Bedarf einberufen.Entwicklungsbegleitende ReviewsDer Auftragnehmer führt intern Reviews für die Arbeitsprodukte aller Entwicklungsphasen durch (An‐forderungs-, Design-, Erprobungs-/Test-, Hard- und Softwarerobustheits-, Konfigurationsmanage‐ment-, Projektabschlussreviews usw.).Der Auftraggeber behält sich die Teilnahme an den explizit produktbezogenen Reviews sowie die Aushändigung der Reviewergebnisse (Ergebnisprotokolle, Abschlussberichte) vor.Alle offenen Punkte aus den Reviews werden in der To-Do-Liste dokumentiert.RisikomanagementDer Auftragnehmer führt für die Dauer des Projektes eine Risikomanagement-Methode ein.Der Auftragnehmer identifiziert und priorisiert vorausschauend Risiken bezüglich technischer Fragen,Zeitplan und Kosten, die das Projekt betreffen.Der Auftragnehmer trifft Maßnahmen zur Vermeidung bzw. Minimierung der erkannten Risiken.Sowohl die Risiken als auch die Maßnahmen zur Risikominimierung werden regelmäßig aktualisiert und dokumentiert.2.2 2.2.1 2.2.2 Seite 5VW 99000: 2011-05FehlermanagementDer Auftragnehmer führt für die Dauer des Projektes eine Methodik zur Steuerung und Verfolgung der Fehlerbearbeitung ein.Diese Methode muss adäquat werkzeugunterstützt durchgeführt werden und alle beim Auftraggeber und Auftragnehmer auftretenden Fehler berücksichtigen.Die Methodik beinhaltet mindestens:–Eindeutig zuordenbare Fehler-ID–Fehlerprioritäten (in Abstimmung mit den Fehlerprioritäten des Auftraggebers)–Mögliche Bearbeitungsstatus (in Abstimmung mit dem Fehlerstatus des Auftraggebers)–Abstimmungsprozess bezüglich Fehlerpriorisierung und Vereinbarung von verbindlichen Ab‐stellterminenDie Dokumentation der Fehler inklusive deren Abarbeitungsfortschritt sowie die Ursachen und Maß‐nahmen erfolgt in der dafür vorgesehenen Datenbank des Auftraggebers, welche gleichzeitig die Datenbasis aller Fehlerreports ist.Auftragnehmer in Absprache mit dem Auftraggeber.Spätestens ab Verfügbarkeit erprobungsfähiger Grundsatzmuster (B-Muster) legt der Auftragnehmer wöchentlich den Fehlerabarbeitungsstand in Form eines Fehlerreports offen.Dieser Fehlerreport enthält eine detaillierte Auflistung jeden Fehlers und enthält mindestens folgende Angaben:–Fehler ID–Kurzbeschreibung–Ausführliche Beschreibung und ggf. Verweise auf weiterführende Dokumentation–Einstelldatum (Datum, an dem der Fehler aufgetreten ist)–Person, die den Fehler gefunden hat–Verweis, in welchem Stand der Fehler aufgetreten ist–Bearbeitungsstatus–Fehlerpriorität–Fertigstellungstermin und Release, welches die Fehlerbehebung enthalten wird–Verweis auf die Fehler-ID des AuftraggebersMaßnahmen zur Beseitigung der Fehler sind in der To-Do-Liste aufzunehmen.2.2.3 Seite 6VW 99000: 2011-05Unterlieferantenmanagement Unterauftragnehmer und alle Fertigungsstätten des Auftragnehmers sind dem Auftraggeber nament‐lich zu benennen 1).Stehen die Unterauftragnehmer noch nicht fest, ist ein entsprechender Beschaffungsplan vorzulegen.Der Auftragnehmer hat durch vertragliche Vereinbarungen mit seinen Unterauftragnehmern sicher‐zustellen, dass diese alle zwischen Auftragnehmer und Auftraggeber vereinbarten Anforderungen erfüllen.Der Auftragnehmer erstellt für die von ihm zur Herstellung und Belieferung benötigten Einzelteile ein Absicherungskonzept, das beschreibt, wie bei Ausfall eines Unterauftragnehmers zu verfahren ist.Auf Anfrage des Auftraggebers ist das Konzept durch den Auftragnehmer vorzustellen.Der Auftragnehmer muss sicherstellen, dass seine Unterauftragnehmer qualitätsfähig sind und die geforderte Qualitätsleistung kontinuierlich erbringen und verbessern.Die Absicherung der Qualitätsfähigkeit der Unterauftragnehmer bezogen auf System, Prozess und Produkt hat grundsätzlich mit der evtl. notwendigen Aufqualifizierung zu erfolgen und muss bis PVS abgeschlossen sein.Die Absicherung der Qualitätsfähigkeit ist nachzuweisen durch:–QM-System Nachweis durch Zertifikat–Prozess Nachweis durch Audit oder Referenz–Produkt Nachweis durch Q-LeistungEine Auditierung muss durch einen qualifizierten Auditor durchgeführt werden (Qualifikation nach VDA-Standard oder vergleichbar).Der Auftraggeber behält sich vor, dem Auftragnehmer einen Unterauftragnehmer vorzugeben.Der Auftragnehmer ist verpflichtet, die FMEAs seiner Unterauftragnehmer abzunehmen und ein Ab‐schlussprotokoll diesbezüglich an den Auftraggeber auszuhändigen. Nach Bedarf ist dem Auftrag‐geber die Einsichtnahme in die FMEAs des Unterauftragnehmers zu gewähren.Der Auftragnehmer bleibt in jedem Fall verantwortlich für das gelieferte Endprodukt und ist der An‐sprechpartner des Abnehmers im Volkswagen Konzern.2.3 1)Siehe auch Kapitel 11 "Unterlieferantenmanagement" der Formel Q-Fähigkeit.Seite 7VW 99000: 2011-05Produktionsprozess- und ProduktfreigabeJedes Bauteil muss bis zur Serienlieferung jeweils die P-, B- und K-Freigabe sowie, falls gefordert,die Baumustergenehmigung (BMG) erreichen.Abschluss: Erstmusterfreigabe durch die Qualitätssicherung des Auftraggebers.P-FreigabeDie Planungsfreigabe erfolgt bauteilbezogen entsprechend der vereinbarten Prioritätenliste im BT-LAH.Der Technische Inhalt zur P-Freigabe ist im Teil 1 dieser Norm geregelt (siehe VW 99000-1).B-FreigabeDie Beschaffungsfreigabe erfolgt bauteilbezogen entsprechend der vereinbarten Prioritätenliste im BT-LAH.Der Technische Inhalt zur B-Freigabe ist im Teil 2 dieser Norm geregelt (siehe VW 99000-2).K-FreigabeDie Konstruktionsfreigabe erfolgt bauteilbezogen entsprechend der vereinbarten Prioritätenliste im BT-LAH.Der Technische Inhalt zur K-Freigabe ist im Teil 3 dieser Norm geregelt (siehe VW 99000-3).BaumustergenehmigungDer Auftraggeber legt fest, ob ein Bauteil baumustergenehmigungspflichtig ist.Die Dokumentation der Genehmigungspflicht erfolgt auf der Zeichnung, Stammdatenliste oder in der Technischen Lieferbedingung.Der Technische Inhalt zur Baumustergenehmigung (BMG) ist im Teil 4 dieser Norm geregelt (siehe VW 99000-4).2.4 2.4.1 2.4.2 2.4.3 2.4.4 Seite 8VW 99000: 2011-05Erstmusterfreigabe Voraussetzung zur Freigabe durch die Qualitätssicherung des Auftraggebers ist eine durch den Auf‐tragnehmer positiv abgeschlossene Erstmusterprüfung nach VDA-Band 2 …Sicherung der Qualität von Lieferungen“ sowie die Erfüllung der Vorgaben aus der Formel Q-Konkret …Konzern-Richtlinie der Qualitätssicherung Beschaffung“.Der Erstmusterprüfbericht enthält sowohl die maßlichen als auch die werkstofflichen Prüfungen.Der Werkstoffprüfbericht muss folgende Kriterien erfüllen:–Inhaltlich vollständig – alle in der Zeichnung oder den mitgeltenden Unterlagen formulierten An‐forderungen an den Werkstoff müssen durch Messwerte belegt sein–Prüftechnisch korrekt – die verwendeten Prüfgeräte und Prüfparameter sind jeweils zu benen‐nen. Die Eignung des Prüfprozesses ist auf Verlangen nachzuweisen–Fachlich nachvollziehbar – grundsätzlich sind Lage, Orientierung und Nummerierung der Pro‐beentnahme- oder Messorte fotographisch zu dokumentieren. Visuelle Beurteilungen (Gefüge,Porositäten, Schweißqualitäten, Deformationen u. a.) sind fotographisch (mit Maßstab) zu be‐legen. Erweiterte Dokumentationsvorgaben können ggf. notwendig werden.Bei Baumustergenehmigungspflicht ist die Baumustergenehmigung Voraussetzung für die Erst‐musterfreigabe (Note ≤ 3).Abschluss: Erstmusterfreigabe durch die Qualitätssicherung des Auftraggebers.Rechtliche VereinbarungenDie Parteien verpflichten sich, alle aus Anlass oder gelegentlich der Zusammenarbeit erhaltenen Informationen, gewonnenen Erkenntnisse, sowie ausgehändigtes oder erarbeitetes Material ver‐traulich zu behandeln.Vertraulich sind nicht nur Informationen, Erkenntnisse oder Materialien, die von den Parteien als solche ausdrücklich gekennzeichnet worden sind, sondern auch diejenigen, deren Bekanntwerden – insbesondere deren Veröffentlichung – geeignet ist, sich nachteilig auszuwirken.Diese Geheimhaltungsverpflichtung gilt nicht für solche Informationen, Erkenntnisse oder Mate‐rialien, die zur Zeit ihrer Übermittlung bereits offenkundig gewesen sind oder zumindest der Empfän‐gerpartei bereits bekannt waren oder nach ihrer Übermittlung ohne Verschulden der Empfängerpartei offenkundig werden oder von dritter Seite auf gesetzliche Weise und ohne Einschränkung in Bezug auf Geheimhaltung bekannt gemacht wurden.Ausgehändigtes oder erarbeitetes Material ist gesichert aufzubewahren.Es darf nicht zur Einsichtnahme an Dritte weitergegeben werden.Sofern der Geheimhaltungsträger zur Erfüllung seiner vertraglichen Verpflichtungen berechtigter‐weise Unterauftragnehmer einschaltet, verpflichtet er diese entsprechend o. a. Geheimhaltungsver‐einbarung ebenfalls in schriftlicher Form.Der Auftragnehmer muss alle Anforderungen des BT-LAHs und mitgeltenden Unterlagen auf Voll‐ständigkeit, Widerspruchsfreiheit, Realisierbarkeit und Stand der Technik überprüfen.Die Überprüfung des BT-LAHs darf sich nicht auf die technischen Vorgaben beschränken. Vielmehr hat der Auftragnehmer ihm bekannte Marktgegebenheiten bzw. -erfordernisse sowie sonstige rele‐vante Kenntnisse einfließen zu lassen.Der Auftragnehmer ist innerhalb der vereinbarten Gewährleistungsfrist – sowohl in der Entwicklungs-als auch in der Produktionsphase – grundsätzlich zur kostenlosen Nacharbeit oder Fehlerbeseitigung hinsichtlich aller Mängel verpflichtet.2.4.5 2.5 Seite 9VW 99000: 2011-05Abweichungen vom BT-LAH oder mitgeltenden Unterlagen bedürfen einer gesonderten Begründung des Auftragnehmers und bedürfen der Zustimmung durch die Beschaffung und die Fachabteilung der Technischen Entwicklung des Auftraggebers.Ohne eine entsprechende Vereinbarung wird davon ausgegangen, dass der Auftragnehmer alle An‐forderungen des BT-LAHs und mitgeltenden Unterlagen erfüllt.Die entstehenden Kosten für nicht erfüllte Anforderungen gehen in diesem Fall zu Lasten des Auf‐tragnehmers.Verpflichtung von MitarbeiternDer Auftragnehmer wird mit allen Mitarbeitern und Erfüllungsgehilfen, die er zur Durchführung der vertragsgegenständlichen Arbeiten heranzieht, Vereinbarungen treffen, durch die sie die hier be‐schriebenen Bestimmungen als für sich verbindlich anerkennen und diese Vereinbarungen auf An‐frage nachweisen.Entwicklung für den KonzernSämtliche dem Auftraggeber aufgrund des Abschnittes 2.5 ff. zustehenden Rechte stehen gleicher‐maßen allen verbundenen Unternehmen von Volkswagen gemäß §§ 15 ff. Aktiengesetz und den Beteiligungsgesellschaften FAW-Volkswagen Automotive Company Ltd., Changchun, Volksrepublik China; Shanghai Volkswagen Automotive Company Ltd., Shanghai, China, MAN AG, München zu.Schutzrechtrecherchen, Schutzrechte DritterDer Auftragnehmer wird durch entsprechende Recherchen unter Beachtung branchenüblicher Sorg‐falt sicherstellen, dass durch die von ihm zu erbringenden Leistungen und deren Ergebnisse nicht in Rechte Dritter eingegriffen wird.Werden durch die beabsichtigte Gestaltung des Arbeitsergebnisses Rechte Dritter verletzt, so suchen die Vertragspartner gemeinsam nach einer anderen Gestaltung des Arbeitsergebnisses.Soweit Schutzrechte Dritter nicht zu umgehen sind, wird der Auftraggeber entscheiden, ob das be‐troffene Schutzrecht im Wege einer Lizenz benutzt wird. Über die Verteilung der dabei anfallenden Kosten werden die Vertragspartner sich abstimmen.Soweit der Auftragnehmer den Auftraggeber nicht über entgegenstehende Rechte Dritter informiert,die ihm bekannt sind oder von ihm bei Einhaltung der branchenüblichen Sorgfalt hätten erkannt werden müssen, stellt der Auftragnehmer den Auftraggeber von jedweden Ansprüchen Dritter frei,die auf entgegenstehende Rechte an dem Entwicklungsgegenstand gestützt werden.ArbeitnehmererfindervergütungDie Arbeitnehmererfindervergütung trägt der jeweilige Arbeitgeber.2.5.1 2.5.2 2.5.3 2.5.4 Seite 10VW 99000: 2011-05。
【精品文档】价值工程及其应用_OK
180
功能 评价 系数 （2）
0.293
根据现实成本和 功能评价 成本降低
功能评价系数重 价值（目 目标 新分配的成本 标成本） （H=C-F）
（3）=（2）×700 （F）（4） (5)=(1)-(4)
205
180
——
功能 改善 优先 顺序
——
B
80
0.120
84
C
80
0.280
196
评委a对各分项工程重要性一对一比较的评分结果如表
分项工 程名称
A
A
×
B
0
C
1
D
0
E
0
一对一比较评分
B
C
D
1
0
1
×
0
1
1
×
1
0
0
×
0
0
1
累计得 得分修
分
正值
E
1
3
4
1
2
3
1
4
5
0
0
1
×
1
2
27
第三节 功能分析与评价
评分结果综合与确定功能评价系数
分项工 程名称
A B C D E 累计
a 分值
4 3 5 1 2
⑷创新和提高；
⑾利用生产工艺；
⑸发挥独创性；
⑿合适的技术标准；
⑹辨明、克服障碍；
⒀判断准则。
⑺利用专家，扩大专业知识；
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7
第一节 价值工程概述
价值工程的步骤
工作阶段
具体步骤
提问
１确定对象
（１）选择分析对象 （２）收集情报
价值工程基本原理公式
价值工程基本原理公式价值工程（Value Engineering，简称 VE）是一门致力于提高产品或服务价值的学科。
其基本原理公式为：价值（V）=功能（F）/成本（C）。
咱们先来聊聊这个“功能（F）”。
功能啊，可不是简单地指一个东西能干啥，而是要从用户的需求和期望出发，去全面考虑它能带来的各种实际作用和效果。
比如说，一支普通的铅笔，它的基本功能是能让我们写字、画图。
但如果从更广泛的角度看，对于一个喜欢画画的孩子来说，这支铅笔可能还能给他带来创作的乐趣和满足感，这也是它的一种功能。
就像我之前遇到的一件事儿，我们学校组织了一次手工制作活动。
有个小组要做一个小型的书架，他们一开始只想着能放书就行，这就是他们最初理解的功能。
但在制作过程中，他们发现如果能加上一些分隔区域，方便分类放置不同类型的书，而且再把书架的外观做得漂亮一点，不仅实用还能当装饰品，那这个书架的功能可就大大提升了。
再来说说“成本（C）”。
成本可不只是买材料花的钱，还包括生产过程中的人力、时间、设备损耗等等。
还拿那个书架举例，买木材的钱是一部分成本，同学们花费的时间和精力也是成本。
如果为了追求过于复杂的设计，导致花费大量的时间和精力，成本就上去了，可不一定划算。
价值（V）呢，就是功能和成本的比值。
当价值高的时候，说明我们用相对较少的成本实现了较大的功能；价值低的时候，可能就意味着我们花了不少钱，却没得到相应的满足。
比如说，现在市场上有两款手机，一款价格便宜，但功能简单；另一款价格贵，但功能强大。
这时候我们就得用价值工程的原理来衡量一下，看看哪一款手机对于我们来说价值更高。
是愿意为了更多的功能多花钱，还是觉得简单的功能就够用，不想花那么多成本。
在日常生活中，咱们也能经常用到价值工程的原理。
比如说买衣服，有的衣服便宜但质量不好，穿几次就变形了；有的衣服贵一点，但材质好，款式经典能穿很久。
这时候就得好好盘算盘算，哪件衣服的价值更高。
还有装修房子的时候，是选择昂贵但美观耐用的材料，还是选择便宜但可能需要经常更换的材料。
2015--TiZrSiN-s2.0-S0040609014011225-main
Structure and hardness of quaternary TiZrSiN thin films deposited by reactive magnetron co-sputteringI.A.Saladukhin a ,⁎,G.Abadias b ,A.Michel b ,V.V.Uglov a ,c ,S.V.Zlotski a ,S.N.Dub d ,G.N.Tolmachova eaBelarusian State University,4Nezavisimosti Ave.,220030Minsk,BelarusbInstitut P ’,Universitéde Poitiers-CNRS-ENSMA,SP2MI,Téléport 2,F86962Chasseneuil-Futuroscope,France cTomsk Polytechnic University,2a Lenina Ave.,634028Tomsk,Russia dInstitute for Superhard Materials,NAS of Ukraine,04074Kiev,Ukraine eKharkov Institute of Physics and Technology,61108Kharkov,Ukrainea b s t r a c ta r t i c l e i n f o Available online 13November 2014Keywords:Phase formation Nanocomposite Stress HardnessMagnetron sputteringTitanium zirconium silicon nitrideThe addition of Si into (Ti,Zr)N films is considered to be perspective for their hardness enhancement as well as improvement of oxidation and wear resistance.In the present work,the in fluence of the silicon content and deposition temperature (270and 600°C)on the structural and mechanical properties of magnetron sputtered TiZrSiN films is investigated.The elemental composition was determined by Rutherford backscattering and wavelength dispersive X-ray spectrometry methods,the structure and phase formation were analyzed by trans-mission electron microscopy,X-ray diffraction and X-ray photoelectron spectroscopy.Depending on Si content,x,and deposition temperature,T s ,(Ti,Zr)1−x Si x N y films were formed in the following states:i)single-phase,cubic (Ti,Zr)N solid solution,ii)dual-phase nanocomposite consisting of nanograins of c-(Ti,Zr)N solid solution surrounded by an amorphous SiN z phase,iii)amorphous phase.Higher deposition temperature (T s =600°C)promotes the formation of nanocomposite structure and reduces the intrinsic compressive stress.The maximum hardness values (26–29GPa)are observed when Si content is in the range 0.07≤x ≤0.15for both deposition temperatures.©2014Elsevier B.V.All rights reserved.1.IntroductionMulticomponent alloying of transition metal (TM)nitride systems is attracting considerable interest to enhance the performance of hard and wear-resistant coatings [1–6].The presence of alloying elements such as Cr and Al drastically improves the oxidation resistance,Zr and V contrib-ute to a better wear resistance,whereas Si increases the hardness and thermal stability [7].Depending on elemental composition,the hard-ness of multinary TM nitride coatings may span a broad range of values,but a hardening is usually achieved compared to parent binary systems,with a maximum hardness between 20and 40GPa [7–12].In particular,(Ti,Zr)N coatings show an enhanced hardness compared to TiN and ZrN coatings deposited under the same conditions [7,13,14].The increased hardness reported in (Ti,Zr)N coatings is due to a solid solution strengthening mechanism which provides an energy barrier to the movement of dislocations throughout the distorted lattice as larger Zr atoms substitute for Ti ones [13].Recently,quaternary TiZrAlN coatings were found to exhibit distinct microstructures depending on their composition and deposition conditions and a signi ficant hardnessenhancement was reported for nanocomposite structures [15,16].Therefore,when forming multicomponent TM nitride films the deter-mination of correlation of their structural and phase state with the mechanical properties is essential.Protective coatings based on ternary and quaternary nitride systems,such as Ti –Zr –N,Ti –Al –N,Ti –Si –N,Ti –Al –V –N,Ti –Al –Si –N and others,are perspective as wear-resistant coatings for metal-machining opera-tions at elevated temperatures [7,8,17,18].(Ti,Zr)N coatings exhibited better wear resistance as compared with TiC,TiN and (Ti,Al)N coatings [7].The improved cutting performance of the (Ti,Zr)N coatings was attributed to the stabilization effect of zirconium in the fcc TiN lattice,and to the formation of very thin zirconium oxide layer on top of the coating that reduced diffusion wear.It was reported that,besides higher values of hardness (N 30GPa),the oxidation resistance of TiSiN films at elevated temperatures was superior to that of TiN [9].The formation of amorphous SiN x interlayers at the TiN grain boundaries [9,11,12]is thought to suppress the oxida-tion process along these high diffusive paths,thus protecting the surrounded two-phase TiN/SiN x structure.This is why the addition of Si into (Ti,Zr)N films is foreseen to be bene ficial for their hardness,corrosion and radiation stability enhancement.Meanwhile,there are no data reported on the equilibrium phases in the Ti –Zr –Si –N system.Here we attempt to synthesize TiZrSiN alloys in thin film form using magnetron sputter co-deposition from elemental targets under reactiveThin Solid Films 581(2015)25–31⁎Corresponding author at:Faculty of Physics,Belarusian State University,4Nezavisimosti ave.,220030Minsk,Belarus.Tel.:+375172095067;fax:+375172095445.E-mail address:solodukhin@bsu.by (I.A.Saladukhin)./10.1016/j.tsf.2014.11.0200040-6090/©2014Elsevier B.V.All rightsreserved.Contents lists available at ScienceDirectThin Solid Filmsj o u r n a l h o me p a g e :ww w.e l s e v i e r.c o m /l o c a t e /t s fatmosphere.The objective of the present study is to provide some infor-mation on the phase formation,crystal structure and mechanical properties(hardness)depending onfilm composition and substrate temperature.2.Experimental detailsTiZrSiN thinfilms were deposited on(001)Si wafer covered with native SiO2(~2nm thick)layer using reactive unbalanced magne-tron co-sputtering from elemental targets under Ar+N2plasma discharges[16].Deposition was carried out at two different substrate temperatures T s=270°C and600°C in a high vacuum chamber (base pressure~10−5Pa)designed by Alliance Concept and equipped with7.5cm diameter water-cooled planar magnetron sources.Ti (99.995%purity),Zr(99.2%purity)and Si(99.995%purity,p-type doped)targets,placed in a confocal configuration at a distance of 18cm from the substrate holder,were used for co-sputtering.Prior to deposition,all targets were sputter-cleaned for3min in pure Ar plasma discharge,while the substrate was shielded by a shutter.The Si content, x,in thefilms was varied by changing the rf power supply of the Si target,P Si,from0up to250W,while maintaining the dc power supply of Ti and Zr targets constant(see Tables1and2).The Ti and Zr target powers were adjusted so as to obtain practically equal Ti and Zr concen-tration in the synthesizedfilms that corresponds to the optimal Ti:Zr ratio of ternary TiZrNfilms which possess enhanced physical-mechanical properties[14,19,20].A constant bias voltage of−60V was applied to the substrate using an rf power supply.The Ar+N2 working pressure wasfixed at0.20Pa,corresponding to10sccm of Ar.N2flow was varied from1.3to1.5sccm(T s=270°C)and from1.1to1.9sccm(T s=600°C).This corresponds to N2partial pressure in the range of(2.3–2.7)×10−3Pa(T s=270°C)and (8.3–16)×10−3Pa(T s=600°C),as measured using MKS MicroVisionPlus mass spectrometer.The substrate stage was rotated at15rpm to ensure thickness and composition uniformity during all deposition.At T s=270°C thefilm thickness was~320nm both for X-ray diffraction(XRD)analysis and hardness measurements.At T s= 600°C thefilm thickness was~430nm(for XRD analysis)and~1μm (for hardness measurements).The elemental composition of the as-deposited TiZrSiNfilms was determined using Rutherford backscattering(RBS)or wavelength dis-persive X-ray spectrometry(WDS).RBS was performed at the High Voltage Engineering tandetron accelerator system(Skobeltsyn Institute of Nuclear Physics,Lomonosov Moscow State University)using2.0MeV He+ions.The obtained spectra werefitted using SIMNRA software[21]. WDS was carried out using an Oxford Instruments spectrometer unit attached to a JEOL7001F-TTLS scanning electron microscope.WDS scans were acquired sequentially on Ti,Zr,Si,N,O and C elements using a10kV high voltage,a probe current of20nA and a typical image magnification of12,000×.The quantification was carried out using INCA Energy+software.The characteristic peaks and background intensities were registered at optimized wavelengths using appropriate analyser crystals and normalized to commercial standards.In particular,for the determination of the N content,a systematic correction proce-dure accounting for Ti L l and N Kαlines overlap was implemented using a bulk TiAlC homemade standard sample.Plan-view transmission electron microscopy(TEM)study was performed for selected samples,of two types.Thin(~60nm)TiZrSiN film was deposited either directly onto a TEM copper grid,covered with an amorphous SiO x-on-carbon membrane,or onto a crystalline rock-salt piece.Thefirst type of the samples could be directly observed while for the second type it was necessary to dissolve the NaCl in distilled water in order to place the thinfilm on a Cu grid.A JEOL3010 ARP microscope operating at300kV was used to observe the micro-structure of the thinfilms either in the conventional brightfield,select-ed area electron diffraction(SAED)or high resolution mode(point resolution of0.185nm).In the latter case,the obtained images are directly interpretable without further simulation.XRD analysis was employed for structural identification using a D8 Bruker AXS X-ray diffractometer operating in Bragg–Brentano configu-ration and equippedwith Cu Kαwavelength(0.15418nm)and an energy dispersive Si(Li)detector(Sol-X detector)defined with a0.2mm open-ing angle slit.The size of coherently diffracting domains for evaluation of the grain size(along the growth direction)was calculated from the broadening of the(200)diffraction peak of TM nitride solid solution using the Scherrer's equation,i.e.ignoring in afirst approximation the contribution of microstrain.The mass density of thefilms was deter-mined from X-ray reflectivity(XRR)measurements using a procedure described elsewhere[16].X-ray photoelectron spectroscopy(XPS)data for TiZrSiN thinfilms were obtained using the upgraded vacuum generator ESCALAB MKII spectrometerfitted with XR3twin anode.The non-monochromated MgKαX-ray source was operated at hν=1253.6eV with300W power(20mA/15kV),and the pressure in the analytic chamber was lower than5×10−7Pa during the spectral acquisition.Core level lines were acquired with the electron analyser pass energy of20eV for narrow scans and resolution of0.05eV.The binding energies employed for calibration were83.96eV for Au4f7/2and932.6eV for Cu2p3/2.The spectra calibration,processing andfitting routines were done using Thermo Scientific Avantage software(5.918).All spectra were recorded at90°take-off angle and referenced to the C(1s)line of the adventitious carbon set at the binding energy of284.6eV.The “smart background”was used for background subtraction which itera-tively adjusts the background.Standard Scofield factors were used for calculation of the elemental composition.The intrinsic stress developing during growth was investigated using real-time in situ wafer curvature technique based on multiple beam optical stress sensor(MOSS).The set-up implemented in the deposition chamber has been described elsewhere and previously employed during reactive magnetron sputter-deposition of TiZrN and TiZrAlNfilms(see[16,22,23]).Measurements were performed on 175–200μm thick Si substrates.The hardness and elastic modulus of thefilms were studied by nano-indentation using a Nano Indenter-G200system(Agilent Technologies, USA)equipped with a continuous stiffness measurement attachmentTable1Process parameters and elemental composition determined by RBS of as-deposited magnetron sputtered TiZrSiNfilms atfixed working pressure(0.20Pa),substrate temperature T s=270°C and bias voltage V s=−60V.Si target RF power supply (W)N2flow(sccm)N2partialpressure(mPa)Concentration,at.%(RBS method)Si/(Ti+Zr+Si)concentration ratio,xGrain size(nm)Ti Zr Si N0 1.3 2.326.323.4–50.3–20.560 1.4 2.028.326.5 4.241.00.0711.880 1.5 2.229.626.4 6.837.20.118.8120 1.5 2.331.828.013.526.70.18 4.1200 1.5 2.729.226.715.828.90.22–The DC power supply of Ti and Zr targets wasfixed at300and220W,respectively.Grain size of c-(Ti,Zr,)N solid solution extracted from XRD line broadening of(200)peak is also presented. 26I.A.Saladukhin et al./Thin Solid Films581(2015)25–31option (for more details,see [16]).A diamond Berkovich tip with some tip blunting was used.The indentation depth was less than 30nm.Eight indentations were made on each sample.Load (P )and displacement (h )were continuously recorded up to a maximum displacement of 200nm at a constant indentation strain rate of 0.05s −1.The values of E and H were determined from the ACP −h and E −h data.3.Results and discussion3.1.In fluence of Si content and deposition temperature on the structural and phase state of TiZrSiN filmsThe results of elemental analysis of TiZrSiN films for the two differ-ent deposition temperatures are given in Tables 1–2.Ti:Zr ratios in the range of 1.07–1.14and 0.87–0.95are obtained for the two films series deposited at 270°C and 600°C,respectively.Although these ra-tios slightly deviate from the nominally targeted 1:1value,it was found to be practically constant with increasing Si content within each film series.An almost linear increase of the silicon concentration in the TiZrSiN films is observed with the rise of Si target power,P Si ,for both deposition regimes (T s =270and 600°C).However,variations in the nitrogen content are found with increasing P Si depending on de-position regimes.At T s =270°C,the nitrogen content decreases down to 27–29at.%with the increase of silicon content in spite of maintaining the N 2partial pressure at the same level (Table 1).A similar reduction of the nitrogen content was observed in the case of Al doping into TiZrN films under the same deposition conditions [24]and ascribed to the lower chemical af finity of aluminum with the nitrogen atoms (forma-tion enthalpy Δf H °=−318kJ/mol for AlN compared with −365kJ/mol for ZrN,respectively).On the contrary,for Si-containing films,the formation of Si-N bonds is thermodynamically favored (Δf H °=−760kJ/mol for a -Si 3N 4,see [25]).At T s =600°C a higher N 2flow was sup-plied into the chamber and optimized for each P Si so as to obtain stoi-chiometric films (Table 2).It was revealed that,when increasing P Si ,it was necessary to increase N 2flow from 1.1to 1.9sccm to maintain ni-trogen concentration at the level of 50at.%.This may indicate a higher desorption rate of N 2dimers in the presence of Si adatoms on the grow-ing surface.Since the nitrogen content along with silicon was changed in the films (in particular at T s =270°C),we will further refer to (Ti,Zr)1−x Si x N y to denote the samples.The evolution of mass density,ρ,extracted from XRR scans (not reported here)is shown in Fig.1as a function of Si concentration.For x =0(TiZrN film),a value of ρ=6.6g cm −3is obtained,which lies in between that of pure TiN (ρ= 5.4g cm −3)and ZrN (ρ=7.3g cm −3)compounds.For both films series,the mass density decreases with increasing Si content in the film.However,a higher mass density is found at T s =270°C,which can re flect a denser micro-structure or a change in crystal structure for the N-de ficient films.As atomic mobility is lower at lower T s ,film densi fication is not expected to be favored,suggesting either a change in chemical bonding or coordi-nation number between metal and nitrogen atoms.Plan-view TEM images of selected (Ti,Zr)1−x Si x N y films which were synthesized at T s =270°C are shown in Fig.2a,c,and e.At x =0crystallites are distinguishable (Fig.2a).Reduction of the grain size and the presence of the grain-boundary phase are evidenced for the film with x =0.07(Fig.2c).The nature of this additional phase will be discussed based on XPS results.When the Si content is higher (x =0.22),a uniform amorphous-like microstructure is observed (Fig.2e).SAED patterns (Fig.2b,d and f)allow to ascertain the crystallinity de-gree of the films.Well de fined rings corresponding to 111,200,220and 311lattice planes of c-TiZrN phase are clearly observed in the case of TiZrN film (Fig.2b).The presence of the spots along these rings testi fies the crystallinity of the grains.Silicon doping into TiZrN film leads to altering of the preferred orientation of (Ti,Zr)N solid solution.This is con firmed by the SAED pattern for (Ti,Zr)1−x Si x N y film with x =0.07(Fig.2d)where the 200diffraction ring exhibits the strongest intensity.It is clear also that the film structure approaches to amor-phous state with the increase in Si content (Fig.2f).The phase composition of (Ti,Zr)1−x Si x N y films was also analyzed by XRD method.Fragments of XRD patterns for the films deposited at T s =270°C are shown in Fig.3a in the 32–44°interval.It should be noted that for the whole 2θ=18–65°angular range investigated there are no other re flections of the cubic (Ti,Zr)N solid solution,besides (111)and (200)peaks observed in Fig.3a,nor re flections corresponding to other phases.The grain sizes for (Ti,Zr)1−x Si x N y films with different Si content were estimated from XRD line broadening using Scherrer approximation and are reported in Table 1.As it can be seen,these values are typical for nanostructured films.For magnetron sputter-deposited (Ti,Zr)N films,Lin et al.[13]reported grain sizes in the range of 9–19nm depending on deposition parameters.In our case,the grain size diminishes from 20to 4nm with the increase in Si content.Such dependence of grain size on Si content was also observed for magnetron sputtered Ti –Si –N [9,11],Zr –Si –N [26],Ti –Al –Si –N [10]films.This shows that the addition of Si hinders the growth of TM nitride grains.m a s s d e n s i t y (g .c m -3)Si concentration (at.%)Fig.1.Evolution of the mass density of the (Ti,Zr)1−x Si x N y films with varying Si content for both series (T s =270and 600°C).Table 2Process parameters and elemental composition determined by WDS of as-deposited magnetron sputtered TiZrSiN films at fixed working pressure (0.20Pa),substrate temperature T s =600°C and bias voltage V s =−60V.Si target RF power supply (W)N 2flow (sccm)N 2partial pressure (mPa)Concentration,at.%(WDS method)Si/(Ti +Zr +Si)concentration ratio,x Grain size (nm)Ti Zr Si N 0 1.11622.325.7–52.0–23.5160 1.88.320.121.9 6.251.80.1310.9200 1.98.419.120.79.550.70.19 5.12501.98.318.920.013.048.10.254.9The DC power supply of Ti and Zr targets was fixed at 250and 220W,respectively.Grain size of c-(Ti,Zr,)N solid solution extracted from XRD line broadening of (200)peak is also presented.27I.A.Saladukhin et al./Thin Solid Films 581(2015)25–31By referring to earlier works on the structural and phase state of Ti –Si –N [11,12],Zr –Si –N [26],and (Ti,Zr)1−x Al x N y films [16,24],it is possible to de fine three structural types for (Ti,Zr)1−x Si x N y films deposited at T s =270°C:i)Type I for х≤0.07(Fig.3a):single-phase structure based on cubic c-(Ti,Zr)N solid solution.At x =0,the (111)preferred orientation is apparent that is typical for TM nitride films grown under kinetically-limited deposition conditions [13].The incorporation of Si into TiZrN leads to a grain size re finement of the cubic solid solution,which is manifested by reduction in intensity and peak broadening.A slight shift of the (111)and (200)c-(Ti,Zr)N XRD lines to lower angles can be noticed with increasing Si content up to 0.07.This could be explained by the development of compressive stresses due to preferential segre-gation of Si atoms at the grain boundaries of c-(Ti,Zr)N grains,as reported for TiZrAlN films [16].Moreover,embedding of inter-stitial Si atoms into the cubic lattice of (Ti,Zr)N solid solution that would lead to lattice expansion is also possible for low Si content [26].ii)Type II for 0.11≤х≤0.18:dual-phase nanocomposite structure.The (111)peak of the solid solution practically disappears and the (200)peak becomes dominating.Similar trends were revealed for Ti –Si –N,Zr –Si –N,Ti –Al –Si –N,Ti –Al –V –Si –N films [10,26,27]:when silicon is added into the film,the (111)diffraction peaks becomes weaker and the structure shows (200)crystallite growth.For quaternary Ti –Al –Si –N films it was shown that the chemical bonding of Si is mainly in the form of SiN z [10].In our case,the increased width of the (200)peak indicates that rather strong degree of disordering of the film crystal structure takes place.The formation of an amorphous a -SiN z phase which surrounds the grains of с-(Ti,Zr)N solid solution is likely responsible for it.This assumption is con firmed by the results of XPS analysis.The chemical bonding state of (Ti,Zr)1−x Si x N y films with different Si content was investigated.As an example,XPS spectra of Ti 2p,Zr 3d,Si 2p and N 1s core levels for the film with x =0.22are presented in Fig.4.The char-acteristic binding energy of TiN [28],ZrN [29,30],TiSi 2[31],SiN x [30,32]and Si 3N 4[33,34]referenced in the literature are indicat-ed by vertical lines.The analysis of XPS data testi fies that when adding the silicon to TiZrN film the chemical bonds which are in-herent to SiN x and Si 3N 4phases are formed.It should be noted that the presence of Si 3N 4phase is more pronounced for the maximum concentration of Si.TiSi 2phase formation is also re-vealed and its volume fraction grows with the increase in silicon concentration.Formation of Ti –Si bonds can be promoted by de-ficiency of nitrogen in (Ti,Zr)N solid solution that is characteristic for the films with higher Si content (Table 1).A similar trend —a broadening of (200)peak of c-(Ti,Zr)N solid solution and its shift to the region of lower angles —was alsoc)d)e )f)5nm5nmс-(Ti,Zr)Na -TiZrNс-(Ti,Zr)Na -TiZrNa)b)5nmFig.2.Plan-view TEM images (a,c,e)and SAED patterns (b,d,f)of (Ti,Zr)1−x Si x N y films (T s =270°C)with different Si content:x =0(a –b),0.07(c –d)and 0.22(e –f).28I.A.Saladukhin et al./Thin Solid Films 581(2015)25–31observed during growth of (Ti,Zr)1−x Al x N y films [16,24].In that case,the formation of a nanocomposite structure,consisting of (Ti,Zr)N solid solution grains surrounded by an amorphous matrix on the basis of hex-AlN phase,was revealed with the increase in Al content.In the present study,XRD,TEM and XPS analyses suggest the formation of nanocomposite structure in the case of (Ti,Zr)1−x Si x N y films also.This nanocomposite consists of nanometer-sized TM nitride crystals embedded into a -SiN z phase [11,12].It should be noted that the approach of the film structure to amorphous state for higher Si content (especially for х=0.18)can be also conditioned by the observed N de ficiency in their composition (Table 1).This factor may also contribute to destabi-lize the c-(Ti,Zr)N lattice.iii)Type III for х=0.22:amorphous-like structure.Adding Si intothe films can strongly prevent TM nitride grains from growing [11]and lead eventually to the formation of a -TiZrSiN phase phase for higher Si content.Moreover,both the reduced adatom mobility (at T s =270°C)and lower nitrogen content (see Table 1)can contribute to amorphization of these under-stoichiometric films.Fig.3b presents the evolution of XRD patterns with the rise of Si content for (Ti,Zr)1−x Si x N y films deposited at T s =600°C.It is clear that (111)and (200)peaks of c-(Ti,Zr)N solid solution are registered even at the maximum concentration of silicon (up to х=0.25).For this films series,another re flection at 2θ≈58.7°(not shown in Fig.3b)is also detected,which corresponds to (220)c-(Ti,Zr)N peak.Our results are in line with those on Ti-Si-N films by Hu et al.[11],where it was shown that high substrate temperature can slow down the amorphization process of the TiN phase with the increase of Si content.Noticeably,there is practically no shift of the angular position of c-(Ti,Zr)N solid solution peaks with Si content increase,in contrast with the results obtained at T s =270°C (Fig.3a).However,likewise at T s =270°C,there are the broadening and reduction of intensity of solid solution peaks that can be connected both with the reduction of solid solution grain sizes and with the growth of interfacial a -SiN z phase (at the grain boundary).The assessment of the grain sizesa)b)Fig.3.XRD patterns of (Ti,Zr)1−x Si x N y films with different Si content,x.Films were synthesized at the deposition temperature T s =270°C (a)and T s =600°C (b).Patterns corresponding to cubic c-TiN (JCPDS card no.38-1420)and c-ZrN (JCPDS card no.35-753)are shown at the bottom.Fig.4.XPS spectra of Ti 2p (1),Zr 3d (2),Si 2p (3)and N 1s (4)core levels for (Ti,Zr)1−x Si x N y film (T s =270°C)with silicon content x =0.22.The surface oxide phases are marked as *.29I.A.Saladukhin et al./Thin Solid Films 581(2015)25–31(Table2)allows to infer the formation of nanocomposite structure of thefilm at T s=600°C also.However,the difference between type I (single-phase based on(Ti,Zr)N solid solution)and type II(dual-phase nanocomposite)structures is not so clearly defined(Fig.3b).Fig.5shows the evolution of the stress-thickness product,σ.h,with thefilm thickness h,as derived from in situ MOSS data forfilms depos-ited at T s=270°C(Fig.5a)and600°C(Fig.5b).Data were recorded for a continuous sequence offilm growth at different P Si values,enabling one to probe the influence of Si content on stress development in a single measurement.A steady-state stress is rapidly reached,which allows comparison of the intrinsic stress(given by the slope ofσ.h vs.h) at different growth regimes independently of the deposited thickness. For bothfilms series the intrinsic stress is compressive,ranging from −4GPa(x=0)to−1.6GPa(x=0.18)at T s=270°C and from −2.0GPa(x=0)to−1.4GPa(x=0.25)at T s=600°C.The deposition at higher substrate temperature favors the annihilation of growth-induced point defects,leading to a net reduction of the compressive stress level(by a factor of2for TiZrNfilms).At T s=270°C,the com-pressive stress decreases with Si content x,especially for thefilms with type II.The reduction is much less pronounced for thefilm series at T s=600°C.The MOSS data of Fig.5b are consistent with the XRD data of Fig.3b,where no significant change of XRD line positions were noticed for thefilms series at T s=600°C.At T s=270°C,the MOSS data of Fig.5a rule out possible stress contribution to explain the shift of XRD line towards lower2θangle with increasing x(Fig.3a).The formation of a-SiN z phase at the grain boundary may be at the origin of the stress reduction with increasing Si content(Fig.5a),the lattice expansion of the grains being likely related to a change in chemical composition(due to N deficiency)and/or the presence of local covalent bonding between N and Si atoms.3.2.Influence of Si content and deposition temperature on hardness of (Ti,Zr)1−x Si x N yfilmsThe evolution of hardness and elastic modulus of(Ti,Zr)1−x Si x N y films with silicon content,x,are presented in Fig.6.The absolute values of these parameters are close to those previously reported for other multicomponentfilms[9,16,35].For both deposition temperatures (270and600°C)the hardnessfirstly increases and then it falls down with x rise.At T s=270°C the maximum values of hardness correspond to interval0.07≤х≤0.15.At T s=600°C the maximum value of hard-ness is obtained atх=0.13.It is interesting to compare the hardness behavior with reference data from the literature.In the case of Ti–Si–N and Zr–Si–Nfilms depos-ited by vacuum arc deposition[27],the enhanced hardness values are observed for Si concentration in the range of2–8at.%.The hardness of magnetron sputtered Ti–Si–Nfilms reaches a maximum for thefilms at4–8at.%Si[11]or even at9at.%Si[9].Hardness started to decrease at higher Si content.For(Ti,Zr)1−x Al x N yfilms which were synthesized under the same sputtering conditions[16]the addition of Al to(Ti,Zr)N composition also resulted in hardness increase.The maximum hardness values were registered for0.09≤x≤0.14.Meanwhile,it was concludeda)b)Fig.5.Evolution of the stress*thickness product measured during reactive sputter deposi-tion of(Ti,Zr)1−x Si x N yfilms using MOSS for variable P Si conditions at T s=270°C(a)and T s=600°C(b).a)b)Fig.6.Evolution of the hardness and elastic modulus of(Ti,Zr)1−x Si x N yfilms with varying Si content.Deposition was realized at the substrate temperature T s=270°C(a)and T s=600°C(b).30I.A.Saladukhin et al./Thin Solid Films581(2015)25–31。
价值工程基本原理及案例分析
价值工程基本原理及案例分析1 价值工程的基本原理1.1价值工程的产生与发展1.1.1价值工程的产生Value Engineering简称VE)是一种新兴的科学管理技术，是降低价值工程( 成本提高经济效益的一种有效方法。
它40年代起源于美国。
第二次世界大战结束前不久，美国的军事工业发展很快，造成原材料供应紧缺，一些重要的材料很难买到。
当时在美国通用电气公司有位名叫麦尔斯(L? D? Miles)的工程师，他的任务是为该公司寻找和取得军工生产用材料。
麦尔斯研究发现，采购某种材料的目的并不在于该材料的本身，而在于材料的功能。
在一定条件下，虽然买不到某一种指定的材料，但可以找到具有同样功能的材料来代替，仍然可以满足其使用效果。
当时轰动一时的所谓“石棉板事件”就是一个典型的例子。
该公司汽车装配厂急需一种耐火材料——石棉板，当时，这种材料价格很高而且奇缺。
迈尔斯想:只要材料的功能(作用)一样，能不能用一种价格较低的材料代替呢?他开始考虑为什么要用石棉板?其作用是什么?经过调查，原来汽车装配中的涂料容易漏洒在地板上，根据美国消防法规定，该类企业作业时地板上必须铺上一层石棉板，以防火灾。
麦尔斯弄清这种材料的功能后，找到了一种价格便宜且能满足防火要求的防火纸来代替石棉板。
经过试用和检验，美国消防部门通过了这一代用材料。
麦尔斯从研究代用材料开始，逐渐摸索出一套特殊的工作方法，把技术设计和经济分析结合起来考虑问题，用技术与经济价值统一对比的标准衡量问题，又进一步把这种分析思想和方法推广到研究产品开发、设计、制造及经营管理等方面，逐渐总结出一套比较系统和科学的方法。
1947年，麦尔斯以《价值分析程序》为题发表了研究成果，“价值工程”正式产生。
麦尔斯在长期实践过程中，总结了一套开展价值工程的原则，用于指导价值工程活动的各步骤的工作。
这些原则是(l)分析问题要避免一般化，概念化，要作具体分析。
(2)收集一切可用的成本资料。
价值工程VE概念及应用
价值工程VE概念及应用一、价值工程的起源价值工程（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。
它40年月起源于美国，麦尔斯（L·D·Miles）是价值工程的创始人。
1961年美国价值工程协会成立时他当选为该协会第一任会长。
在二战之后，由于原材料供应短缺，选购工作常常遇到难题。
经过实际工作中孜孜不倦地探索，麦尔斯发觉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，麦尔斯渐渐总结出一套解决选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年这一方法传人日本后与全面质量管理相结合，得到进一步发扬光大，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。
二、价值工程核心内涵所谓价值工程，指的都是通过集体智慧和有组织的活动对产品或服务进行功能分析，使目标以最低的总成本（寿命周期成本），牢靠地实现产品或服务的必要功能，从而提高产品或服务的价值。
价值工程主要思想是通过对选定研究对象的功能及费用分析，提高对象的价值。
这里的价值，指的是反映费用支出与获得之间的比例，用数学比例式表达如下：价值=功能／成本。
提高价值的基本途径有5种，既：（1）提高功能，降低成本，大幅度提高价值；（2）功能不变，降低成本，提高价值；（3）功能有所提高，成本不变，提高价值；（4）功能略有下降，成本大幅度降低，提高价值；（5）提高功能，适当提高成本，大幅度提高功能，从而提高价值。
三、价值工程工作原则麦尔斯在长期实践过程中，总结了一套开展价值工作的原则，用于指导价值工程活动的各步骤的工作。
这些原则是：（l）分析问题要避免一般化，概念化，要作详细分析。
价值工程的原理与应用是什么
价值工程的原理与应用是什么1. 什么是价值工程价值工程（Value Engineering，VE）是一种系统的方法，通过分析和评估产品、系统、服务或项目，寻找优化的机会，以实现最佳的性能和成本关系。
它的核心目标是提供高质量的产品和服务，同时降低成本。
价值工程是一种以价值为导向的方法，强调最大化与最小化。
它的原则是通过理解和体现客户需求、功能、成本及风险之间的关系，实现最大的经济效益。
2. 价值工程的原理价值工程基于一系列的原理，使其成为一种全面的方法。
下面是价值工程的三个基本原理：2.1. 功能分析功能分析是价值工程的核心工具，通过分解产品、系统或服务的功能，识别出满足客户需求的基本功能，评估实现这些功能所必需的资源和成本。
功能分析通常采用多级分解的方式，将大功能分解为更小、更具体的子功能，直到达到可操作和可量化的层次。
功能分析的过程包括以下步骤：•根据产品或系统的目标和运作方式，确定主要的功能需求。
•将主要功能需求分解为更详细的子功能，建立分层结构。
•评估每个功能的重要性和优先级。
•对功能进行量化和度量，以便进行后续的比较和分析。
通过功能分析，我们可以深入了解产品或系统的组成部分，从而找到改进和优化的机会。
2.2. 成本分析成本分析是价值工程的另一个重要工具，用于评估实现产品、系统或服务功能所需的资源和费用。
成本分析旨在找到最经济、最合理的方法来满足客户需求。
成本分析的过程包括以下步骤：•确定实现每个功能所需的资源和费用，包括劳动、材料、设备等。
•对成本进行分级，确定每个功能的相对重要性。
•分析成本和效益之间的关系，以便做出合理的决策。
通过成本分析，我们可以识别出成本较高或效益较低的功能，并提出改进方案。
2.3. 创新和评估创新和评估是价值工程的最终目标，通过创新的思维和方法，寻找改进和优化的机会，并评估这些机会的可行性和效益。
创新和评估的过程包括以下步骤：•提出多种改进方案，包括重新设计、材料替代、工艺改进等。
价值工程的原理和运用
价值工程的原理价值工程是指以产品或作业的功能分析为核心，以提高产品或作业的价值为目的，力求以最低寿命周期成本实现产品或作业使用所要求的必要功能的一项有组织的创造性活动。
价值工程涉及到价值、功能和寿命周期成本等三个基本要素一、价值价值工程中的“价值”就是一种“评价事物有益程度的尺度”。
价值高说明该事物的有益程度高、效益大、好处多；价值低则说明有益程度低、效益差、好处少。
价值工程的主要特点是：以提高价值为目的，要求以最低的寿命周期成本实现产品的必要功能；以功能分析为核心；以有组织、有领导的活动为基础；以科学的技术方法为工具。
价值工程把“价值”定义为：“对象所具有的功能与获得该功能的全部费用之比”，提高价值的基本途径有5种：（1）功能不变，成本降低，价值提高；（2）成本不变，功能提高，价值提高；（3）功能提高的幅度高于成本增加的幅度；（4）功能降低的幅度小于成本降低的幅度；（5）功能提高，成本降低，价值大大提高。
二、功能价值工程认为，功能是对象满足某种需求的一种属性。
功能是使用价值的具体表现形式。
任何功能无论是针对机器还是针对工程，最终都是针对人类主体的一定需求目的，最终都是为了人类主体的生存与发展服务，因而最终将体现为相应的使用价值。
因此，价值工程所谓的“功能”实际上就是使用价值的产出量。
功能的度量可以用性能指标衡量还可以用货币单位衡量。
功能特性包括；性能、可靠性、维修性、安全性、操作性、易得性。
功能合理化的方法；（1）通过功能分析，找出现存的全部功能，确定合理的必要功能。
（2）增加功能的数目。
（3）提高必要的功能水平。
（4）改进各种必要功能的功能方式。
（5）进行必要的功能兼并。
（6）发现新原理。
（7）实现标难化、系列化、通用化、模块化、程序化、自动化、柔性化。
（8）充分发挥必要功能的效能。
合理、充分、有效地使用软件或硬件。
（9）提高人的工作能力与系统的管理能力。
（10）提高美学功能的途径。
三、成本价值工程中产品成本是指产品寿命周期的总成本。
价值工程
第十二章 价值工程技术经济学除了要评价投资项目的经济效果和社会效果外，还要研究如何用最低的寿命周期成本实现产品、作业或服务的必要功能。
价值工程是一门技术与经济相结合的学科，它既是一种管理技术，又是一种思想方法。
国内外的实践证明，推广应用价值工程能够促使社会资源得到合理有效的利用。
※ 本章要求（1）熟悉价值工程的基本原理；（2）熟悉价值工程对象的选择和信息资料收集； （3）掌握功能分析和功能评价的方法； （4）了解方案创造与评价； （5）了解价值工程的应用。
※ 本章重点（1）价值工程的基本原理（2）功能分析和功能评价的方法※ 本章难点（1）价值工程的基本原理（2）功能分析和功能评价的方法§1 价值工程原理一、价值工程的概念价值工程（Value Engineering ，简称VE ），亦称价值分析（Value Analysis ，简称VA ），是研究如何以最低的寿命周期成本，可靠地实现对象（产品、作业或服务等）的必要功能，而致力于功能分析的一种有组织的技术经济思想方法和管理技术。
价值工程的基本原理涉及三个重要的基本概念，即： 1. 价值（value ）CFV ==即，成本功能价值 2. 功能（function ）功能是对象能满足某种需求的一种属性。
具体来说，功能就是功用、效用。
分类如下：（1）使用功能（use function ）和品味功能（esteem function ） 使用功能是对象所具有的与技术经济用途直接有关的功能；品味功能是与使用者的精神感觉、主观意识有关的功能，如美观、豪华等。
（2）基本功能（basic function ）和辅助功能（supporting function ） 基本功能是决定对象性质和存在的基本要素；辅助功能是为更好实现基本功能而附加的一些因素。
（3）必要功能（necessary function ）和不必要功能（unnecessary function ） 必要功能是为满足使用者的要求而必须具备的功能；不必要功能是与满足使用者的需求无关的功能。
5-价值工程习题库
第5章价值工程习题库一、单项选择题1、价值工程的目标是( )。
A.以最低的生产成本实现最好的经济效益B.以最低的生产成本实现使用者所需的功能C.以最低的寿命周期成本实现使用者所需最高功能D.以最低的寿命周期成本可靠地实现使用者所需的必要功能2、价值工程的核心（）A．功能分析 B. 成本分析C.价值分析D. 寿命周期成本分析3、价值工程中，确定产品价值高的标准是( )。
A.成本低，功能大B.成本低，功能小C.成本高，功能大D.成本高，功能小4、价值工程中(价值V、研究对象的功能F、寿命周期成本C，下列等式正确的是( )。
A. V=C/FB. V=F/CC.V=F+CD.V=F-C5、在一定范围内，产品生产成本与使用及维护成本的关系是( )。
A.随着产品功能水平的提高，产品的生产成本增加，使用及维护成本降低B.随着产品功能水平的提高，产品的生产成本减少，使用及维护成本降低C.随着产品功能水平的降低，产品的生产成本增加，使用及维护成本提高D.随着产品功能水平的降低，产品的生产成本减少，使用及维护成本提高6、价值工程中的功能一般是指产品的( )。
A.基本功能B.使用功能C.主要功能D.必要功能7、在建筑产品生产中应用价值工程原理时，应( )。
A.在分析结构、材质等问题的同时，对产品的必要功能进行定义B.首先确定建筑产品的设计方案，然后再进行功能分析和评价C.在分析功能的基础上，再去研究结构、材质等问题D.在分析结构、施工工艺的基础上，确定建筑产品的功能8、价值工程中总成本是指( )。
A.生产成本B.产品寿命周期成本C.使用成本D.使用和维修费用成本9、价值工程中寿命周期成本是指( )。
A.生产及销售成本+使用及维修成本B.试验、试制成本+生产及销售成本+使用及维修成本C.科研、设计成本+生产及销售成本+使用及维修成本D.科研、设计成本+试验、试制成本+生产及销售成本+使用及维修成本10、下列关于价值工程的表述中，错误的是( )。
VAVE价值工程分析
价值工程分析（VA/VE）讲师：洪剑坪课程描述价值工程是以提高产品价值为目标的定量分析方法。
价值工程是从研究功能出发，利用集体的智慧，探索如何合理地利用人力与物力资源，乃至时间和空间资源，提供能够满足用户的价廉物美的产品或劳务。
价值工程不仅是技术、经济与管理紧密结合、实施创新与优化的一门现代管理技术，而且还是一种重要的管理理念。
价值工程的价值导向原则和创新本质、以及它的多学科化特性，将对管理创新、产品创新、技术创新、组织创新产生重大影响和积极的促进作用。
价值工程帮助企业以质优价廉的产品去占领市场、帮助企业降低成本消耗来提高经济效益、帮助企业从实物管理走向以价值为基础的价值管理。
课程时间：2天（12课时）培训对象：企业各级管理者课程大纲：第一章价值工程概述1、价值工程的必要性2、价值工程的起源3、价值工程的发展第二章价值工程原理1、价值的含义2、提高价值的思路3、价值工程的含义（1）寿命周期成本分析（2）产品功能分析3、价值工程的工作程序第三章价值工程对象选定与资料收集1、对象选定的原则2、对象选定的技术方法（1）价值系数法（2）加权评分法、（3）检查提问法、（4）ABC分析法、（5）强制价值系数法等案例：零配件成本ABC分析分析：强制价值系数法步骤分析3、资料的收集（1）资料收集与调查的目的（2）调查与收集资料的方法第四章功能分析和功能评价1、功能定义（1）功能定义的目的（2）功能定义的作用（3）功能定义的方法2、功能整理（1）功能整理的目的（2）功能系统图的绘制2、功能评价（1）功能评价的目的（2）功能评价的方法相对值法——功能评价系数法绝对值法——功能成本法演练：功能分解系统图制作案例：目标成本确定案例分析第五章方案创新与评价1、方案创新的技法（1）组合技法（2）信息交合法（3）和田十二法（4）5W2H法（5）奥斯本设问法（6）头脑风暴法案例：创新技法应用案例分析2、TRIZ系统创新方法（1）TRIZ法问题分析工具（2）矛盾冲突分析（3）“物质-场”分析（4）需求功能分析（5）39个通用工程参数与40条发明创新原理（6）发明创新发明76个标准解案例：ARIZ技术矛盾解决方法案例案例：ARIZ物质-场矛盾解决方法案例案例：ARIZ需求功能解决方法案例3、改进方案的具体化和优化组合4、方案评选、试验与实施（1）判定表法（2）评分定量法（3）加法评分法。
219389776_提升304不锈钢加工表面的单激励三维振动切削装置设计
收稿日期:２０２２－０３－２９作者简介:刘晓寒(１９９７－)ꎬ男ꎬ安徽马鞍山人ꎬ东北大学硕士研究生ꎻ邹㊀平(１９６３－)ꎬ男ꎬ辽宁沈阳人ꎬ东北大学教授ꎬ博士生导师.第４４卷第６期２０２３年６月东北大学学报(自然科学版)ＪｏｕｒｎａｌｏｆＮｏｒｔｈｅａｓｔｅｒｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ(ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅ)Ｖｏｌ.４４ꎬＮｏ.６Ｊｕｎ.２０２３㊀ｄｏｉ:１０.１２０６８/ｊ.ｉｓｓｎ.１００５－３０２６.２０２３.０６.００８提升３０４不锈钢加工表面的单激励三维振动切削装置设计刘晓寒ꎬ邹㊀平ꎬ曲圆辉ꎬ方立廷(东北大学机械工程与自动化学院ꎬ辽宁沈阳㊀１１０８１９)摘㊀㊀㊀要:为了解决传统成型加工过程中３０４不锈钢材料表面质量差㊁易产生毛刺等问题ꎬ设计了一种新型三维超声振动切削装置并进行了实验研究.首先通过对装置结构几何变形关系的分析ꎬ建立了刀尖的理论运动轨迹模型ꎬ通过Ｍａｔｌａｂ对轨迹模型进行拟合并利用ＡＮＳＹＳ对实际输出轨迹进行仿真分析ꎬ得到刀尖运动轨迹为空间中的三维抛物线.其次对装置进行有无超声振动切削实验ꎬ通过超景深系统和三维轮廓仪对已加工工件表面进行了测量和观察ꎬ发现超声振动切削下已加工表面粗糙度的算术平均高度明显小于普通车削的情况.结果表明:相较于普通车削ꎬ超声振动切削对于３０４不锈钢材料具有良好的加工性能.关㊀键㊀词:超声振动切削装置ꎻ结构设计ꎻ轨迹建模ꎻ有限元仿真ꎻ超声振动加工中图分类号:ＴＧ６６３㊀㊀㊀文献标志码:Ａ㊀㊀㊀文章编号:１００５－３０２６(２０２３)０６－０８１６－０８ＤｅｓｉｇｎｏｆａＳｉｎｇｌｅＥｘｃｉｔａｔｉｏｎＴｈｒｅｅ￣ＤｉｍｅｎｓｉｏｎａｌＶｉｂｒａｔｉｏｎＣｕｔｔｉｎｇＤｅｖｉｃｅｆｏｒＩｍｐｒｏｖｉｎｇ３０４ＳｔａｉｎｌｅｓｓＳｔｅｅｌＭａｃｈｉｎｅｄＳｕｒｆａｃｅＬＩＵＸｉａｏ￣ｈａｎꎬＺＯＵＰｉｎｇꎬＱＵＹｕａｎ￣ｈｕｉꎬＦＡＮＧＬｉ￣ｔｉｎｇ(ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ＆ＡｕｔｏｍａｔｉｏｎꎬＮｏｒｔｈｅａｓｔｅｒｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＳｈｅｎｙａｎｇ１１０８１９ꎬＣｈｉｎａ.Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇａｕｔｈｏｒ:ＬＩＵＸｉａｏ￣ｈａｎꎬＥ￣ｍａｉｌ:３０２７９３２５６＠ｑｑ.ｃｏｍ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｓｏｆｐｏｏｒｓｕｒｆａｃｅｑｕａｌｉｔｙａｎｄｅａｓｙｔｏｐｒｏｄｕｃｅｂｕｒｒｓｉｎｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｆｏｒｍｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｏｆ３０４ｓｔａｉｎｌｅｓｓｓｔｅｅｌꎬａｎｅｗｔｙｐｅｏｆｔｈｒｅｅ￣ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｖｉｂｒａｔｉｏｎｃｕｔｔｉｎｇｄｅｖｉｃｅｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄａｎｄｔｅｓｔｅｄ.Ｆｉｒｓｔｌｙꎬｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｇｅｏｍｅｔｒｉｃｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｏｆｔｈｅｄｅｖｉｃｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅꎬｔｈｅｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｍｏｔｉｏｎｔｒａｊｅｃｔｏｒｙｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅｔｏｏｌｔｉｐｉｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ.ＴｈｅｔｒａｊｅｃｔｏｒｙｍｏｄｅｌｉｓｆｉｔｔｅｄｂｙＭａｔｌａｂａｎｄｔｈｅａｃｔｕａｌｏｕｔｐｕｔｔｒａｊｅｃｔｏｒｙｉｓｓｉｍｕｌａｔｅｄｂｙＡＮＳＹＳ.Ｔｈｅｔｏｏｌｔｉｐｍｏｔｉｏｎｔｒａｊｅｃｔｏｒｙｉｓａｔｈｒｅｅ￣ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｐａｒａｂｏｌａｉｎｓｐａｃｅ.Ｓｅｃｏｎｄｌｙꎬｔｈｅｃｕｔｔｉｎｇｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｗｉｔｈｏｒｗｉｔｈｏｕｔｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｖｉｂｒａｔｉｏｎｗａｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｏｎｔｈｅｄｅｖｉｃｅꎬａｎｄｔｈｅｍａｃｈｉｎｅｄｗｏｒｋｐｉｅｃｅｓｕｒｆａｃｅｗａｓｍｅａｓｕｒｅｄａｎｄｏｂｓｅｒｖｅｄｂｙｔｈｅｓｕｐｅｒｄｅｐｔｈｏｆｆｉｅｌｄｓｙｓｔｅｍａｎｄｔｈｅｔｈｒｅｅ￣ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｐｒｏｆｉｌｅｒ.Ｉｔｗａｓｆｏｕｎｄｔｈａｔｔｈｅａｒｉｔｈｍｅｔｉｃａｖｅｒａｇｅｈｅｉｇｈｔｏｆｔｈｅｍａｃｈｉｎｅｄｓｕｒｆａｃｅｒｏｕｇｈｎｅｓｓｕｎｄｅｒｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｖｉｂｒａｔｉｏｎｃｕｔｔｉｎｇｉｓｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｌｏｗｅｒｔｈａｎｔｈａｔｏｆｔｈｅｏｒｄｉｎａｒｙｔｕｒｎｉｎｇ.Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｖｉｂｒａｔｉｏｎｃｕｔｔｉｎｇｈａｓｂｅｔｔｅｒｍａｃｈｉｎａｂｉｌｉｔｙｆｏｒ３０４ｓｔａｉｎｌｅｓｓｓｔｅｅｌｔｈａｎｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｔｕｒｎｉｎｇＫｅｙｗｏｒｄｓ:ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｖｉｂｒａｔｉｏｎｃｕｔｔｉｎｇｄｅｖｉｃｅꎻｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｄｅｓｉｇｎꎻｔｒａｊｅｃｔｏｒｙｍｏｄｅｌｉｎｇꎻｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｓｉｍｕｌａｔｉｏｎꎻｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｖｉｂｒａｔｉｏｎｍａｃｈｉｎｉｎｇ㊀㊀在过去的半个多世纪中ꎬ随着科学技术的迅猛发展ꎬ新的原创理论和工程技术层出不穷.作为工业生产和社会生活的支柱型行业ꎬ机械制造业在不断吸收新技术㊁开发新工艺的同时ꎬ也正在积极融合相关基础理论研究的新成果.在航空航天㊁半导体以及电子工程等领域内ꎬ业界对工件的加工精度和表面结构及质量的要求越来越高ꎬ同时也诞生了大量特殊材料和难加工结构的工件.对㊀㊀于这类工件的加工ꎬ使用传统的机械加工工艺ꎬ容易出现加工缺陷㊁加工精度难以保证等问题ꎬ难以满足切削加工要求ꎬ因此需要新式加工方法的出现[１].在各种新式精密加工研究中ꎬ超声振动切削技术是一种卓有成效的探索.超声振动切削是使刀具以２０~４０ｋＨｚ的频率㊁沿切削方向高速振动的一种特种切削技术ꎬ是目前制造领域中最为重要的切削方式之一.２０世纪５０年代ꎬ日本宇都宫大学的Ｋｕｍａｂｅ最早提出一维振动辅助切削理论[２]ꎻ９０年代ꎬ在一维振动切削理论的基础上ꎬ日本名古屋大学的Ｓｈａｍｏｔｏ与神户大学的Ｍｏｒｉｗａｋｉ提出椭圆振动辅助切削技术ꎬ即二维振动辅助切削理论[３]ꎻ２１世纪初ꎬＳｈａｍｏｔｏ等[４]在二维振动切削理论的基础上ꎬ又进一步提出了三维超声振动切削ꎬ从而逐步完善了超声加工的相关理论框架.其中ꎬ三维超声振动在具有二维超声振动原有优点的基础上ꎬ还可以大大降低切削过程中的摩擦力ꎬ具有很高的研究价值.但因其理论提出的时间最晚ꎬ目前发展还处于起步阶段ꎬ所以开展这方面的研究是很有意义的.目前关于三维超声装置的多种设计中ꎬ根据其输入源的数量ꎬ有单激励[５－６]㊁双激励[７－９]和三激励[１０－１２]等多种类型.本文拟设计一种单激励式三维振动切削装置ꎬ用于解决３０４不锈钢材料的高效率㊁高质量加工问题.１㊀装置的构型设计和轨迹模型的建立１ １㊀装置的构型设计如图１所示ꎬ装置主体由３条支链构成ꎬ其中支链１为压电陶瓷换能器ꎬ作为输入源提供输入ꎻ支链２为包含２个柔性铰链的双轴直圆柔性铰链支链ꎻ支链３为包含１个柔性铰链的双轴直圆柔性铰链支链.３条支链在空间中呈正三角形分布且每条支链均位于该正三角形的一个顶点上ꎬ刀图１㊀装置结构示意图Ｆｉｇ １㊀Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｄｅｖｉｃｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ具位于该正三角形的中心位置.３条支链的顶端与刀具所在平板相连ꎬ底端与机架固定.为便于后续分析ꎬ可按图２所示结构对装置进行简化.ＡＡᶄꎬＢＢᶄꎬＣＣᶄ分别表示支链１㊁支链２㊁支链３.当支链１产生输入驱动装置时ꎬ刀具平面由原先的ＡＢＣ变化至Ａ３Ｂ３Ｃ３ꎬ如图３所示.图２㊀简化后的机构示意图Ｆｉｇ ２㊀Ｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄｍｅｃｈａｎｉｓｍｄｉａｇｒａｍ图３㊀有输入时机构整体的变化情况Ｆｉｇ ３㊀Ｏｖｅｒａｌｌｃｈａｎｇｅｏｆｍｅｃｈａｎｉｓｍｗｉｔｈｉｎｐｕｔ㊀㊀假设支链２ꎬ３的结构完全一致ꎬ则在ｘＯｚ平面内ꎬ刀具会按图４所示发生偏转ꎬ产生一个平面二维运动ꎻ但实际上ꎬ由于２条支链的结构并不完全一致ꎬ所以在发生弯曲时ꎬ两支链的弯曲量并不相同ꎬ从而在竖直方向上产生高度差ꎬ使得刀具在ｙＯｚ平面内也发生偏转ꎬ如图５所示ꎬ产生另一个图４㊀机构在ｘＯｚ面内的变化情况Ｆｉｇ ４㊀ＣｈａｎｇｅｏｆｍｅｃｈａｎｉｓｍｉｎｔｈｅｘＯｚｐｌａｎｅ７１８第６期㊀㊀㊀刘晓寒等:提升３０４不锈钢加工表面的单激励三维振动切削装置设计㊀㊀平面二维运动.最终将这两个分别处在两相互垂直平面内的二维运动进行合成ꎬ使刀具产生空间中的三维轨迹.图５㊀机构在ｙＯｚ面内的变化情况Ｆｉｇ ５㊀ＣｈａｎｇｅｏｆｍｅｃｈａｎｉｓｍｉｎｔｈｅｙＯｚｐｌａｎｅ１ ２㊀刀尖运动轨迹模型的建立为了便于后续分析ꎬ建立轨迹模型时只考虑刀具在竖直方向上的运动情况ꎬ忽略由于铰链偏转等原因在水平方向上产生的位移变化.图３所示的机构变化情况可用图６的简化示意图表示ꎬＡＢＣ为初始时刻的刀具平面.当支链１产生输入ｙ１时ꎬ设支链２ꎬ３的弯曲量分别为ｙ２ꎬｙ３ꎻｏꎬｐ分别表示初始时刻刀具底端和顶端ꎻｏ３ꎬｐ３分别表示产生运动后的刀具底端和顶端ꎻ以点ｐ为原点建立空间直角坐标系.由于刀具固连在刀具平板上ꎬ所以对刀尖点ｐ的轨迹分析可以转化为对刀具平面ＡＢＣ的运动分析.图６所示的运动简图可进一步按照图７步骤进行分解ꎬ即刀具平面的变化情况如下:ＡＢＣ Ａ１Ｂ１Ｃ１ Ａ２Ｂ２Ｃ２ Ａ３Ｂ３Ｃ３ꎬ根据上述分析过程ꎬ即可对刀尖输出轨迹进行建模ꎬ步骤如下:图６㊀机构运动情况简图Ｆｉｇ ６㊀Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｍｅｃｈａｎｉｓｍｍｏｖｅｍｅｎｔ㊀㊀①支链１的位移ｙ１属于输入位移ꎬ支链２ꎬ３的位移ｙ２ꎬｙ３属于输出位移ꎬ所以ｙ１>ｙ２ꎬｙ１>ｙ３ꎬ又因为支链２包含２个铰链ꎬ其弯曲能力强于只包含１个铰链的支链３ꎬ所以ｙ２>ｙ３.即３条支链位移的大小关系为ｙ１>ｙ２>ｙ３.②设初始时刻刀尖点ｐ坐标为(０ꎬ０ꎬ０)ꎬ轨迹末端刀尖点ｐ３坐标为(ｘꎬｙꎬｚ)ꎬ对点ｐ到点ｐ３的轨迹直接建模比较困难ꎬ可按照图７所示步骤进行分解:初始时刻刀具平面为ＡＢＣꎬ首先平面整体沿ｚ轴负方向平移ｙ３ꎬ得到新平面Ａ１Ｂ１Ｃ１ꎻ然后点Ｂ１向ｚ轴负方向平移ｙ２－ｙ３到点Ｂ２ꎬ得到新平面Ａ２Ｂ２Ｃ２ꎻ最后点Ａ２向ｚ轴正方向平移ｙ１＋ｙ３到点Ａ３ꎬ得到新平面Ａ３Ｂ３Ｃ３ꎬ完成整个运动过程.图７㊀刀尖运动轨迹的分解Ｆｉｇ ７㊀Ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｔｏｏｌｔｉｐｔｒａｊｅｃｔｏｒｙ㊀㊀③设ｐｐ３ң＝(ｘꎬｙꎬｚ)Ｔꎬｐｐ１ң＝(ｘ１ꎬｙ１ꎬｚ１)Ｔꎬｐ１ｐ２ң＝(ｘ２ꎬｙ２ꎬｚ２)Ｔꎬｐ２ｐ３ң＝(ｘ３ꎬｙ３ꎬｚ３)Ｔ.由运动关系得ｐｐ３ң＝ｐｐ１ң＋ｐ１ｐ２ң＋ｐ２ｐ３ң＝(ｘ１＋ｘ２＋ｘ３ꎬｙ１＋ｙ２＋ｙ３ꎬｚ１＋ｚ２＋ｚ３)Ｔ.(１)④设刀具高度ｏｐ＝Ｌ１ꎬ３条支链空间分布形成的正三角形中ꎬ任一顶点到中心点的距离为Ｌ２.当刀具平面从ＡＢＣ变化至Ａ１Ｂ１Ｃ１时ꎬ将平面整体沿ｚ轴负方向平移ｙ３即可ꎬ有ｘ１＝０ꎬｙ１＝０ꎬｚ１＝－ｙ３.(２)当刀具平面从Ａ１Ｂ１Ｃ１变化至Ａ２Ｂ２Ｃ２时ꎬ设两平面的夹角为θ１ꎬ保持Ａ１㊁Ｃ１两点不变ꎬ将点Ｂ１沿轴Ａ１Ｃ１旋转角θ１即可ꎬ相当于点Ｂ１沿ｚ轴负方向平移ｙ２－ｙ３至点Ｂ２ꎬ如图８所示ꎬ有㊀ｘ２＝Ｌ１ˑｓｉｎθ１ˑｓｉｎ３０ʎꎬｙ２＝Ｌ１ˑｓｉｎθ１ˑｃｏｓ３０ʎꎬｚ２＝－Ｌ１ˑ(１－ｃｏｓθ１)＋１２Ｌ２ˑｓｉｎθ１[].üþýïïïï(３)当刀具平面从Ａ２Ｂ２Ｃ２变化至Ａ３Ｂ３Ｃ３时ꎬ设两平面的夹角为θ２ꎬ保持Ｂ２ꎬＣ２两点不变ꎬ将点Ａ２沿轴Ｂ２Ｃ２旋转角θ２即可ꎬ相当于点Ａ２沿ｚ轴正方向平移ｙ１＋ｙ３至点Ａ３ꎬ如图９所示ꎬ则有㊀ｘ３＝Ｌ１ˑｓｉｎθ２ꎬｙ３＝０ꎬｚ３＝１２Ｌ２ˑｓｉｎθ２＋Ｌ１２－(ｘ２＋ｙ２)－Ｌ１.üþýïïïï(４)８１８东北大学学报(自然科学版)㊀㊀㊀第４４卷㊀㊀图８㊀刀具平面第二次变化时的刀尖运动轨迹Ｆｉｇ ８㊀Ｔｏｏｌｔｉｐｔｒａｊｅｃｔｏｒｙｗｈｅｎｔｈｅｔｏｏｌｐｌａｎｅｃｈａｎｇｅｓｆｏｒｔｈｅｓｅｃｏｎｄｔｉｍｅ图９㊀刀具平面第三次变化时的刀尖运动轨迹Ｆｉｇ ９㊀Ｔｏｏｌｔｉｐｔｒａｊｅｃｔｏｒｙｗｈｅｎｔｈｅｔｏｏｌｐｌａｎｅｃｈａｎｇｅｓｆｏｒｔｈｅｔｈｉｒｄｔｉｍｅ㊀㊀⑤由式(１)可得ꎬ刀尖运动轨迹坐标为ｘ＝Ｌ１ˑ１２ｓｉｎθ１＋ｓｉｎθ２æèçöø÷ꎬｙ＝Ｌ１ˑｓｉｎθ１ˑ３２ꎬｚ＝－ｙ３－Ｌ１ˑ(２－ｃｏｓθ１)＋１２Ｌ２ˑ(ｓｉｎθ２－ｓｉｎθ１)＋Ｌ１２－(ｘ２＋ｙ２).又由于角θ１和θ２都很小ꎬ有ｓｉｎθ１ʈｔａｎθ１＝ｙ２－ｙ３３２Ｌ２ꎬｓｉｎθ２ʈｔａｎθ２＝ｙ１＋ｙ３３２Ｌ２ꎬ代入ｘꎬｙｚ即得如下的刀尖运动轨迹的完整表达式:ｘ＝１３ˑＬ１Ｌ２ˑ(２ｙ１＋ｙ２＋ｙ３)ꎬｙ＝１３ˑＬ１Ｌ２ˑ(ｙ２－ｙ３)ꎬｚ＝１３ˑ(ｙ１－ｙ２－ｙ３)＋[Ｌ１２－(ｘ２＋ｙ２)－Ｌ１].üþýïïïïïïï(５)由式(５)可知ꎬ通过对支链间几何变形关系的分析ꎬ将刀尖运动轨迹转化为了只含有ｙ２ꎬｙ３两个未知量的函数关系式.⑥设某时刻点Ａ处的输入力大小为Ｆ１ꎬ支链２ꎬ３底端均与地相连ꎬ属于固定端约束ꎬ所受力系可简化为一个主矢和一个主矩.故设支链２底端Ｂᶄ所受力及力矩大小分别为Ｆ２ｘꎬＦ２ｚꎬＭ２ꎬ支链３底端Ｃᶄ所受力及力矩大小分别为Ｆ３ｘꎬＦ３ｚꎬＭ３ꎬ如图１０所示.对点Ｏ进行分析ꎬ可得力平衡:Ｆ１＋Ｆ２ｚ＋Ｆ３ｚ＝０ꎬＦ２ｘ＋Ｆ３ｘ＝０ꎻ力矩平衡:Ｆ１ˑＡＯ＝Ｆ２ｘˑＢＢᶄ＋Ｆ３ｘˑＣＣᶄ＋Ｍ２＋Ｍ３ꎬＦ２ｚˑＯＢ＝Ｆ３ｚˑＯＣꎬＦ２ｘˑＯＢ＝Ｆ３ｘˑＯＣꎬ联立解得Ｆ２ｘ＝Ｆ３ｘ＝０ꎬＦ２ｚ＝Ｆ３ｚ＝－Ｆ１/２ꎬ即机构整体在水平方向上所受外力为零ꎬ在竖直方向上两支链所受力大小相等ꎬ方向与输入力方向相反.又因为３条支链的空间分布为正三角形ꎬ支链２ꎬ３的空间位置关于坐标轴Ｏｚ对称ꎬ且其所受轴向力大小及横截面积均相同ꎬ所以２条支链所受力矩也相同ꎬ即:Ｍ１＝Ｍ２＝(Ｆ１ˑＡＯ)/２.对柔性铰链支链进行受力分析ꎬ图１０的简化模型可进一步化简为图１１所示的Ｌ型钢架进行分析ꎬ将钢架ＯＯᶄ段任一处截开ꎬ运用截面法可知ꎬ其截面处所受力及力矩大小相等ꎬ方向相反ꎬ即支链２ꎬ３任一横截面处力矩大小均相等.图１０㊀机构整体受力情况示意图Ｆｉｇ １０㊀Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｏｖｅｒａｌｌｓｔｒｅｓｓｏｆｍｅｃｈａｎｉｓｍ图１１㊀截面法分析机架的受力情况Ｆｉｇ １１㊀Ｓｔｒｅｓｓａｎａｌｙｓｉｓｏｆｆｒａｍｅｂｙｓｅｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ㊀㊀⑦对支链３进行模型简化ꎬ将铰链处简化为转动副ꎬ铰链间的支链部分简化为连杆进行分析ꎬ如图１２所示.设直圆柔性铰链的半径为ｒ３ꎬ两端连杆部分长分别为ｌ３１ꎬｌ３２ꎬ转角为α３ꎬ设支链顶端点Ａ３在竖直方向上的下降距离为ｙ３ꎬＡ３与Ｃ３之９１８第６期㊀㊀㊀刘晓寒等:提升３０４不锈钢加工表面的单激励三维振动切削装置设计㊀㊀间在竖直方向上的距离为ｙ３ᶄꎬ由几何关系可得ｙ３ᶄ＝ｃｏｓα３ˑ(ｌ３１＋ｒ３)ꎬｙ３＝(ｌ３１＋ｒ３)ˑ(１－ｃｏｓα３).(６)图１２㊀单铰链支链(支链３)变形分析图Ｆｉｇ １２㊀Ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓｄｉａｇｒａｍｏｆｓｉｎｇｌｅｈｉｎｇｅｂｒａｎｃｈｃｈａｉｎ(ｂｒａｎｃｈｃｈａｉｎ３)㊀㊀对支链２进行相同的模型简化ꎬ支链各部分的标注如图１３所示ꎬ由几何关系可得ｙ２ᶄ＝ｒ２１ˑｃｏｓ２α２＋(ｌ２１＋２ｒ２１)ˑｃｏｓα２ꎬｙ２＝ｌ２１ˑ(１－ｃｏｓα２)＋ｒ２１ˑ(３－２ｃｏｓα２－ｃｏｓ２α２).}(７)图１３㊀双铰链支链(支链２)变形分析图Ｆｉｇ １３㊀Ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓｄｉａｇｒａｍｏｆｄｏｕｂｌｅｈｉｎｇｅｂｒａｎｃｈｃｈａｉｎ(ｂｒａｎｃｈｃｈａｉｎ２)㊀㊀⑧由式(６)ꎬ式(７)可知通过建立柔铰的变形模型ꎬ将未知量ｙ２ꎬｙ３转化为了只包含２条支链转角的函数关系式.对于双轴直圆柔性铰链而言ꎬ其角变形量为[１３]α＝１２ＭＥＲ３ｆ１.(８)式中:α为铰链的角变形量ꎻＭ为铰链处所受弯矩ꎻＥ为铰链材料的弹性模量ꎻＲ为铰链圆半径ꎻｆ１为中间变量ꎬ其值可表示为ｆ１＝２ｓ４(２０ｓ３＋１６ｓ２＋４ｓ＋１)(１＋４ｓ)３(１＋２ｓ)＋４ｓ３(１０ｓ２＋６ｓ＋１)(１＋４ｓ)３(１＋２ｓ)２＋８ｓ６(２ｓ＋１)３(１＋４ｓ)３(１＋２ｓ)３＋１６ｓ５(５ｓ２＋４ｓ＋１)(１＋４ｓ)３ ５ˑａｒｃｔａｎ１＋４ｓ.其中ｓ为铰链径宽比ꎬ其值为铰链圆半径与最小厚度的比值.故只需分别确定支链２ꎬ３的铰链圆半径ꎬ然后由式(８)即可求得每条支链的铰链角变形量ꎬ从而得到刀尖完整的运动轨迹模型.为确定装置的设计构想是否能产生空间的三维轨迹ꎬ同时验证刀尖理论轨迹模型的正确性ꎬ将表１所示参数代入轨迹方程并用Ｍａｔｌａｂ进行图像绘制ꎬ如图１４所示ꎬ结果为空间中的１条抛物线轨迹ꎬ满足设计要求.表１㊀刀尖运动轨迹的参数值Ｔａｂｌｅ１㊀Ｐａｒａｍｅｔｅｒｖａｌｕｅｓｏｆｔｏｏｌｔｉｐｔｒａｊｅｃｔｏｒｙ参数单位值Ｌ１ｍｍ３０Ｌ２ｍｍ８０ｌ３１(ｌ３２)ｍｍ２６ｌ２１ｍｍ３８ｒ３ｍｍ５ｒ２１(ｒ２２)ｍｍ６ｆｋＨｚ２０Ｆ１Ｎ１００ˑｓｉｎ(２πｆｔ)ｙ１μｍ３ˑｓｉｎ(２πｆｔ)ＥＰａ２ˑ１０１１ｂｍｍ１５图１４㊀刀尖理论运动轨迹模型的仿真结果Ｆｉｇ １４㊀Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｏｆｔｏｏｌｔｉｐｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｔｒａｊｅｃｔｏｒｙｍｏｄｅｌ㊀㊀将机构的Ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ模型导入ＡＮＳＹＳ中并进行瞬态动力学分析ꎬ以进一步确定刀尖的实际运动轨迹.如图１５所示ꎬ支链１处施加的力为１００ˑｓｉｎ(２πˑ２００００ｔ)Ｎꎬ方向竖直向上.支链２ꎬ３底端均与地面固定ꎬ取刀尖在ｘꎬｙꎬｚ三个方向上的位移量为输出量ꎬ将结果导入Ｍａｔｌａｂ进行绘制ꎬ如图１６所示ꎬ依然为空间中的１条抛物线ꎬ但与图１４所示结果在细节上存在差异.这是因为建立理论模型时只将柔性铰链处作为柔性体分析ꎬ其余部分均当作刚体考虑ꎬ而实际上不存在理想刚体ꎬ刀具平板存在一定柔性ꎬ所以导致刀尖在每个振动周期内的轨迹都会产生一定的波动ꎬ并不０２８东北大学学报(自然科学版)㊀㊀㊀第４４卷㊀㊀能完全重合ꎬ但宏观轨迹是符合机构运动时的几何变形关系的ꎬ所以刀尖轨迹的有限元仿真结果在宏观上会呈现为和理论模型结果一致的空间三维抛物线.图１５㊀机构的有限元仿真模型Ｆｉｇ １５㊀Ｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｏｆｍｅｃｈａｎｉｓｍ图１６㊀刀尖运动轨迹的有限元仿真结果Ｆｉｇ １６㊀Ｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｏｆｔｏｏｌｔｉｐｔｒａｊｅｃｔｏｒｙ２㊀装置的切削实验验证２ １㊀装置实物的设计加工由前文的分析可知ꎬ３条支链运动变形时的主体结构为其空间分布所形成的正三角形ꎬ考虑到设备所占的实际空间大小ꎬ将原先为圆形的刀具平板缩减为三角形结构并减小半径ꎬ如图１７所示ꎬ以减小装置整体的尺寸和质量ꎬ便于装置的实际安装.同时考虑到铰链的不同圆半径对刀尖运动轨迹的影响各不相同ꎬ所以支链与刀具平板间做成可拆卸式结构ꎬ便于后续的实验ꎬ选择支链的固定方式为螺栓连接.支链２ꎬ３的铰链圆半径选为３ｍｍꎬ修改后的模型如图１８所示ꎬ装置模型的整体示意图如图１９所示ꎬ实物图如图２０所示.图１７㊀修改后的刀具平板示意图(单位:ｍｍ)Ｆｉｇ １７㊀Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｍｏｄｉｆｉｅｄｔｏｏｌｐｌａｔｅ(ｕｎｉｔ:ｍｍ)图１８㊀支链２ꎬ３的模型示意图Ｆｉｇ １８㊀Ｍｏｄｅｌｄｉａｇｒａｍｏｆｂｒａｎｃｈｃｈａｉｎ２ａｎｄ３图１９㊀装置模型整体示意图Ｆｉｇ １９㊀Ｏｖｅｒａｌｌｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｄｅｖｉｃｅｍｏｄｅｌ图２０㊀装置实物示意图Ｆｉｇ ２０㊀Ｐｈｙｓｉｃａｌｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｔｈｅｄｅｖｉｃｅ２ ２㊀装置的实验验证实验材料选用３０４不锈钢ꎬ直径３０ｍｍꎬ长度４５０ｍｍꎬ其弹性模量㊁泊松比㊁密度分别为１ ９９ˑ１０１１Ｐａꎬ０ ３ꎬ７９３０ｋｇ/ｍ３ꎻ实验刀具选用型号为ＣＣＭＴ１２０４０４的硬质合金刀片ꎻ实验所用车床型号为ＣＡ６１４０.实验时将振动切削装置㊁压电陶瓷换能器㊁超声波发生器相连接ꎬ并将振动切削装置固定在车床上ꎬ超声波发生器的工作与否分别对应了装置超声振动切削和普通切削两种工作状态ꎬ装置实际的安装示意图如图２１所示.实验方案为在有无超声振动的情况下ꎬ探究被加工工件表面粗糙度评定参数Ｓａ和超声振幅的关系.１２８第６期㊀㊀㊀刘晓寒等:提升３０４不锈钢加工表面的单激励三维振动切削装置设计㊀㊀图２１㊀装置实际的安装示意图Ｆｉｇ ２１㊀Ａｃｔｕａｌｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎｄｉａｇｒａｍｏｆｔｈｅｄｅｖｉｃｅ(ａ) 正面ꎻ(ｂ) 侧后方.㊀㊀在固定进给量为０ ０８ｍｍ㊁切深为０ １ｍｍ㊁切削速度为５０３ｍｍ/ｓ(对应主轴转速为３２０ｒ/ｍｉｎ)的情况下ꎬ超声振幅与粗糙度大小的关系如图２２所示.对比结果可以看出ꎬ随着振幅的不断增大ꎬ工件的表面粗糙度不断降低ꎬ且当振幅为０即普通车削时ꎬ粗糙度最大ꎬ此时Ｓａ为４ ８０７μｍꎻ而在施加超声后ꎬ工件的表面粗糙度开始显著降低ꎬ当振幅为１ ５０ꎬ２ ２５ꎬ３ ００ꎬ３ ７５μｍ时ꎬ对应的Ｓａ分别为３ ９０１ꎬ２ ６６３ꎬ２ ２４６ꎬ２ １７５μｍ.相较于普通车削ꎬ超声切削均具有良好地改善加工表面质量的效果.这是因为在普通车削时ꎬ工件表面的切削残余面积为条形波峰波谷的形式ꎬ而三维超声切削中ꎬ刀具在三个维度上都附加有振动ꎬ在普通车削形成的表面形貌的基础上ꎬ对切削残余面积会起到削减的作用ꎬ且随着振幅在一定范围内的增大ꎬ对残余面积的削减作用也越明显ꎬ当振幅过大时ꎬ虽然此时Ｓａ的值仍不断减小ꎬ但由于残余高度去除率的不断降低ꎬＳａ的下降速率也会逐渐降低.图２３为使用超景深三维显示系统观察不同切削方式下的工件表面形貌:普通车削下的工件表面形貌为条形的沟壑状ꎻ超声切削下ꎬ由于刀具上附加有振动ꎬ所以会削去 沟壑 的波峰ꎬ形成条形的振纹状ꎬ从而提高工件的表面质量.图２２㊀超声振幅与粗糙度评定参数Ｓａ的关系示意图Ｆｉｇ ２２㊀ＳｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｕｌｔｒａｓｏｎｉｃａｍｐｌｉｔｕｄｅａｎｄｒｏｕｇｈｎｅｓｓｅｖａｌｕａｔｉｏｎｐａｒａｍｅｔｅｒＳａ图２３㊀不同切削方式下的工件表面形貌Ｆｉｇ ２３㊀Ｗｏｒｋｐｉｅｃｅｓｕｒｆａｃｅｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｕｔｔｉｎｇｍｏｄｅｓ(ａ) 普通车削ꎻ(ｂ) 超声切削(振幅为３μｍ).㊀㊀图２４为使用三维轮廓仪观察时两种切削方式对应工件的表面微观形貌ꎬ同样可以看到普通车削的工件微观表面呈现出明显的沟壑状凹槽ꎬ与前文的描述一致ꎻ而超声切削条件下ꎬ刀具在三２２８东北大学学报(自然科学版)㊀㊀㊀第４４卷㊀图２４㊀不同切削方式下的工件微观形貌Ｆｉｇ ２４㊀Ｍｉｃｒｏｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙｏｆｔｈｅｗｏｒｋｐｉｅｃｅｓｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｕｔｔｉｎｇｍｅｔｈｏｄｓ(ａ) 普通车削ꎻ(ｂ) 超声切削(振幅为３μｍ).个维度上的振动能有效切除普通车削情况下形成的沟壑的波峰ꎬ所以整个表面看起来较为规则ꎬ波峰与波谷之间的高度并不那么明显ꎬ像是被 削平 了一样ꎬ也从侧面反映出超声切削对改善工件表面加工质量的良好效果ꎬ超声振幅为１ ５０ꎬ２ ２５ꎬ３ ００ꎬ３ ７５μｍ的情况下ꎬ对应的Ｓａ相较于普通车削分别下降了１８ ８４８％ꎬ４４ ６０２％ꎬ５３ ２７６％ꎬ５４ ７５３％.３㊀结㊀㊀语本文研制了一种新型单激励式三维振动切削装置ꎬ通过对机构支链间的几何变形关系分析ꎬ建立了刀尖运动轨迹的理论模型ꎬ通过Ｍａｔｌａｂ仿真和ＡＮＳＹＳ瞬态动力学仿真ꎬ分别绘制了刀尖的理论和实际运动轨迹ꎬ结果均显示为空间三维抛物线ꎬ符合设计要求.通过对比实验ꎬ对该装置的实际加工效果进行了检验ꎬ结果表明超声振动切削相对于普通车削ꎬ工件的表面加工质量具有明显的改善ꎬ且随着振幅的不断增大ꎬ已加工表面粗糙度Ｓａ逐渐减小.因此ꎬ可采用该装置对３０４不锈钢材料进行高质量㊁高效率的加工.参考文献:[１]㊀康仁科ꎬ马付建ꎬ董志刚ꎬ等.难加工材料超声辅助切削加工技术[Ｊ].航空制造技术ꎬ２０１２ꎬ４１２(１６):４４－４９.㊀㊀(ＫａｎｇＲｅｎ￣ｋｅꎬＭａＦｕ￣ｊｉａｎꎬＤｏｎｇＺｈｉ￣ｇａｎｇꎬｅｔａｌ.Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃａｓｓｉｓｔｅｄｃｕｔｔｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒｄｉｆｆｉｃｕｌｔｔｏｍａｃｈｉｎｅｍａｔｅｒｉａｌｓ[Ｊ].ＡｖｉａｔｉｏｎＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬ２０１２ꎬ４１２(１６):４４－４９.)[２]㊀ＫｕｍａｂｅＪ.Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎｍａｃｈｉｎｉｎｇｖｉｂｒａｔｉｏｎｃｕｔｔｉｎｇ[Ｍ].Ｕｔｓｕｎｏｍｉｙａ:ＭａｃｈｉｎｅｒｙＩｎｄｕｓｔｒｙＰｒｅｓｓꎬ１９８５. [３]㊀ＳｈａｍｏｔｏＥꎬＭｏｒｉｗａｋｉＴ.Ｓｔｕｄｙｏｎｅｌｌｉｐｔｉｃａｌｖｉｂｒａｔｉｏｎｃｕｔｔｉｎｇ[Ｊ].ＣＩＲＰＡｎｎａｌｓꎬ１９９４ꎬ４３(１):３５－３８.[４]㊀ＳｈａｍｏｔｏＥꎬＳｕｚｕｋｉＮ.Ｕｌｔｒａｐｒｅｃｉｓｉｏｎｃｕｔｔｉｎｇｂｙａｐｐｌｙｉｎｇｅｌｌｉｐｔｉｃａｌｖｉｂｒａｔｉｏｎ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆｔｈｅＪａｐａｎＳｏｃｉｅｔｙｏｆＰｒｅｃｉｓｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬ２００６ꎬ７２(４):４４０－４４３. [５]㊀张志坚.三维曲面超声车削加工理论及仿真研究[Ｄ].沈阳:东北大学ꎬ２０１９.(ＺｈａｎｇＺｈｉ￣ｊｉａｎ.Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｔｈｅｏｒｙａｎｄｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｔｕｒｎｉｎｇｏｆ３Ｄｃｕｒｖｅｄｓｕｒｆａｃｅｓ[Ｄ].Ｓｈｅｎｙａｎｇ:ＮｏｒｔｈｅａｓｔｅｒｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬ２０１９.)[６]㊀康仁科ꎬ鲍岩ꎬ殷森ꎬ等.一种单激励三维超声椭圆车削装置:ＺＬ２０１９１１２８７５４７.３[Ｐ].２０２０－０４－１７.(ＫａｎｇＲｅｎ￣ｋｅꎬＢａｏＹａｎꎬＹｉｎＳｅｎꎬｅｔａｌ.Ａｓｉｎｇｌｅｅｘｃｉｔａｔｉｏｎｔｈｒｅｅ￣ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｅｌｌｉｐｔｉｃａｌｔｕｒｎｉｎｇｄｅｖｉｃｅ:ＺＬ２０１９１１２８７５４７.３[Ｐ].２０２０－０４－１７.)[７]㊀ＬｕＤꎬＷａｎｇＱꎬＷｕＹꎬｅｔａｌ.Ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｔｕｒｎｉｎｇｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｉｎｃｏｎｅｌ７１８ｂｙａｐｐｌｙｉｎｇｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｅｌｌｉｐｔｉｃａｌｖｉｂｒａｔｉｏｎｏｎｔｈｅｂａｓｅｐｌａｎｅ[Ｊ].ＡｄｖａｎｃｅｄＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＰｒｏｃｅｓｓｅｓꎬ２０１５ꎬ３０(８):１０１０－１０１７.[８]㊀ＨａｍａｄｅＡ.ＢＵＥＶＡ:ａｂｉ￣ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｅｌｌｉｐｔｉｃａｌｖｉｂｒａｔｉｏｎａｃｔｕａｔｏｒｆｏｒｍｉｃｒｏｍａｃｈｉｎｉｎｇ[Ｊ].ＴｈｅＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｄｖａｎｃｅｄＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬ２０１２ꎬ５８:９９１－１００１.[９]㊀ＫｉｍＧＤꎬＬｏｈＢＧ.ＡｎｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｅｌｌｉｐｔｉｃａｌｖｉｂｒａｔｉｏｎｃｕｔｔｉｎｇｄｅｖｉｃｅｆｏｒｍｉｃｒｏＶ￣ｇｒｏｏｖｅｍａｃｈｉｎｉｎｇ:ｋｉｎｅｍａｔｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｍｉｃｒｏＶ￣ｇｒｏｏｖｅｍａｃｈｉｎｉｎｇｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬ２００７ꎬ１９０(１/２/３):１８１－１８８. [１０]宋云.三维椭圆振动辅助切削系统研究与开发[Ｄ].南京:南京航空航天大学ꎬ２０１７.(ＳｏｎｇＹｕｎ.Ｒｅｓｅａｒｃｈａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｔｈｒｅｅ￣ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｅｌｌｉｐｔｉｃａｌｖｉｂｒａｔｉｏｎａｓｓｉｓｔｅｄｃｕｔｔｉｎｇｓｙｓｔｅｍ[Ｄ].Ｎａｎｊｉｎｇ:ＮａｎｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＡｅｒｏｎａｕｔｉｃｓａｎｄＡｓｔｒｏｎａｕｔｉｃｓꎬ２０１７.) [１１]ＷａｄａＴꎬＴａｋａｈａｓｈｉＭꎬＭｏｒｉｗａｋｉＴꎬｅｔａｌ.Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆａｔｈｒｅｅａｘｉｓｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｆａｓｔｔｏｏｌｓｅｒｖｏｆｏｒｕｌｔｒａｐｒｅｃｉｓｉｏｎｍａｃｈｉｎｉｎｇ(１ｓｔｒｅｐｏｒｔ)[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆｔｈｅＪａｐａｎＳｏｃｉｅｔｙｏｆＰｒｅｃｉｓｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬ２００７ꎬ７３(１２):１３４５－１３４９. [１２]ＫｕｒｎｉａｗａｎＲꎬＫｏＴＪ.Ｓｕｒｆａｃｅｔｏｐｏｇｒａｐｈｙａｎａｌｙｓｉｓｉｎｔｈｒｅｅ￣ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｅｌｌｉｐｔｉｃａｌｖｉｂｒａｔｉｏｎｔｅｘｔｕｒｉｎｇ(３Ｄ￣ＥＶＴ)[Ｊ].ＴｈｅＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｄｖａｎｃｅｄＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬ２０１９ꎬ１０２:１６０１－１６２１.[１３]李成ꎬ何涛ꎬ陈国瑜ꎬ等.结构参数对并联型双轴直圆柔性铰链刚度的影响[Ｊ].机械传动ꎬ２０２０ꎬ４４(３):３４－３８.(ＬｉＣｈｅｎｇꎬＨｅＴａｏꎬＣｈｅｎＧｕｏ￣ｙｕꎬｅｔａｌＩｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｎｓｔｉｆｆｎｅｓｓｏｆｐａｒａｌｌｅｌｄｏｕｂｌｅａｘｉｓｓｔｒａｉｇｈｔｃｉｒｃｕｌａｒｆｌｅｘｕｒｅｈｉｎｇｅ[Ｊ].ＭｅｃｈａｎｉｃａｌＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎꎬ２０２０ꎬ４４(３):３４－３８.)３２８第６期㊀㊀㊀刘晓寒等:提升３０４不锈钢加工表面的单激励三维振动切削装置设计㊀。
价值工程复习
2017-2018秋季《价值工程》期末复习一、名词解释（共20分）1、价值工程：价值工程是通过各相关领域的协作，对所研究对象的功能与费用进行系统分析，不断创新，旨在提高研究对象价值的思想方法和管理技术。
价值工程（Value Engineering简称ＶＥ），也称价值分析（Value Analysis，简写V A），是指以产品或作业的功能分析为核心，以提高产品或作业的价值为目的，力求以最低寿命周期成本实现产品或作业使用所要求的必要功能的一项有组织的创造性活动，也称为功能成本分析。
2、最合适区域：指零部件成本系数与功能系数匹配的合适区域,在价值系数等于1的两侧,由两条曲线包络而成。
①判别准则:在区域内的零部件,功能和成本匹配合理,不作为价值工程对象;若在区域之外,功能和成本匹配不合理,将选为价值工程对象。
②最适合区域的形状：沿V=1的方向成喇叭口形。
成本系数小,面积大,控制不严格;成本系数大,面积小,控制严格。
③说明:当价值系数相同,成本系数大的零部件容易被选为价值工程对象,成本系数小的零部件不易选为价值工程对象,从而提高了价值工程的效率和效益.3、最合适区域法：——最适合区域法的思想应用价值系数最合适区域,把功能系数和成本系数的大小加以区别,从而确定价值工程对象的图示方法。
它不仅考虑价值系数小于和大于1的情况,还要考虑现时成本大小。
4、功能定义：是从对价值工程对象—产品或作业的物质结构研究，转化为对其功能系统研究的开始。
功能定义最基本的目的就是要把产品或作业及其构成要素的功能搞清楚。
5、功能整理：对定义出的产品及其零部件的功能，从系统的思想出发，明确功能之间的逻辑关系，排列出功能系统图。
功能整理的目的在于通过对功能的定性分析，明确必要功能，发现和消除多余功能，了解价值改善的功能领域和改善程序，确定价值工程的工作内容。
6、功能评价：对功能领域的价值进行定量评价，从中选择价值低的功能领域作为改善对象，以期通过方案创造，改进功能的实现方法从而提高其价值。
价值工程分析
第七章价值工程幻灯片2第一节价值工程基本原理●价值工程（价值分析）的产生和发展●价值工程（价值分析）的定义●（一）价值工程定义●（二）提高价值5种途径幻灯片3一、价值工程的产生●美国：麦尔斯（es） 1947年《价值分析》● 1947年以“价值分析”（Value Analysis，简称VA）为题在《美国机械师》杂志发表研究成果。
●要点：●用户在购买产品时，实际上购买的并非产品本身，而是产品所具有的功能。
●用户在购买产品所具备的功能时，希望所花的费用越少越好。
●从功能和购买功能所花费用之间的关系，提出了“价值”的概念。
●研究产品的功能和实现这种功能所投入的资源之间的关系，提出提高价值的方法，从而提高产品价值，就是价值分析。
●日本的发展●1955年从美国引入●中国的发展●80年代初引入，取得一定成绩。
幻灯片4●取暖取暖炉（目的：获得取暖功能）●电炉、煤气炉●实现取暖功能煤油炉、炭炉●酒精加热炉等●确定购买电炉，电炉除了有功率大小之分外，还有电阻丝加热、石英管加热、电热吹风、红外线炉等多种价值工程的发展历程●第一阶段降低材料费用●材料费用是成本构成的主要部分。
●应用价值工程的最初阶段，为了降低成本，物资采购部门在材料费用上下功夫，通过对外购件、外协件以及材料代用等方面采用价值工程方法进行分析研究。
幻灯片6●第二阶段现有产品的改进●麦尔斯总结第一阶段的经验得出，要从根本上降低成本，只是注意降低材料费用是不够的。
同时材料代用没有设计部门允许也是行不通的。
必须通过改变设计，改变材料，改变加工方法，即对现有产品重新进行设计，全面改革产品才行。
为此，要把设计、工艺、生产、物资供应以及其他各部门的专家们组成一个小组，进行有组织的价值工程活动。
●据统计，产品更新中，开展价值工程活动可以降低成本20～25％。
幻灯片7●第三阶段，新产品开发和研究●调查研究表明，产品成本的(70～80)％是由产品的开发设计阶段决定的。
产品一经定型并投入批量生产，再要大幅度地降低成本是比较困难的，除非重新更改设计，但是投产后的设计更改，又会带来工艺、协作和生产组织工作上的一系列变动，造成原有生产能力和资金利用上的巨大损失。
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天津市高等教育自学考试课程考试大纲课程名称：价值工程学应用课程代码：0990第一部分课程性质与目标一、课程性质与特点本课程是高等教育自学考试工业设计专业（本）所开设的专业课之一，它是一门理论联系实际、应用性较强的课程。
本课程的目的在于通过理论及相关实践环节，使应试者系统地学习和掌握提高产品的功能和质量、降低成本、提高经济效益和开拓市场的最佳途径、基本知识、基本理论和基本方法，并能在工业设计中灵活应用。
二、课程目标和基本要求（一）课程目标通过本课程的学习，使应试者了解、领会和掌握价值工程学的原理、对象的选择、功能分析、改进方案的制定与评价，树立“改进无止境”的信念，把广告艺术设计、包装设计、室内环境设计和产品设计等推向“以人为本”的精湛程度。
（二）基本要求1．了解和领会价值工程的原理和程序2．理解和掌握价值工程对象的选择和情报收集3．理解和掌握功能分析和功能评价的方法4. 理解和掌握改进方案的创造和制定的方法和评价5. 了解“动态不对称法”的原理及其应用6. 了解工序流程型产品的价值工程应用7. 理解和掌握“量、本、利”分析法原理和应用三、与本专业其它课程的关系本课程是工业设计专业应试者的必修课，它与工业设计专业的许多其它课程有着密切的关系，使广告艺术设计、包装设计、室内环境设计和产品设计等，体现“以人为本”、强化视觉效果、提高应用价值，使“设计”趋于完美的重要手段。
第二部分考核内容与考核目标第一篇价值工程理论第一章价值工程的原理与方法一、学习的目的与要求通过本章学习，了解价值工程的产生与发展，理解价值工程的基本原理和程序。
二、考核知识点与考核目标（一）价值工程的原理与方法识记：价值工程的产生与发展（一般）（二）价值工程的基本原理识记：价值的概念、产品寿命周期费用与产品功能的关系、推广价值工程的过程、价值工程的实施步骤及其对应回答的问题。
（重点）理解：应用价值工程的最佳期、提高产品价值的基本途径。
（重点）第二章价值工程常用方法和情报收集一、学习的目的与要求通过本章学习，理解正确选择价值工程改进对象的思维方法与原则，掌握选择价值工程对象的常用方法及其概念，了解情报在价值工程中的重要作用和收集的方法.二、考核知识点与考核目标（一）价值工程分析对象和改进对象的选择识记：选择价值工程对象的思维方法。
（一般）理解: 一般选择价值工程对象的原则和改进对象的原则。
（次重点）（二）选择分析对象的常用方法识记：产品生命期及其阶段划分、经验分析法、百分比法、ABC分析法的概念。
（重点）理解：产品生命期各阶段与价值工程的关系；经验分析法的优缺点；产品生命期与产品成本的关系。
（重点）（三）价值工程改进对象的选择方法识记：功能系数、成本系数和价值系数；常用价值工程改进对象的选择方法。
（次重点）理解：强制确定法的基本思想、最合适区域法的具体方法简单应用：强制确定法选择价值工程改进对象（四）情报的收集识记：价值工程的目的；情报收集方向（项目）和内容以及方法。
（一般）理解：情报对价值工程的重要性；对情报的要求和收集情报的计划；确定收集情报的人员。
（一般）第三章功能分析一、学习的目的与要求通过本章学习，领会功能分析及其在价值工程中的地位，详细的步骤，重点理解功能定义和功能整理。
二、考核知识点与考核目标（一）功能定义识记：功能分析、功能定义的概念，（重点）理解：功能定义的目的、功能定义的方法及其要求。
（重点）（二）功能分析与整理识记：产品功能分析的涵义和目的；功能整理及其目的；功能分类；上位功能、下位功能和并列功能。
（重点）理解：功能分类间的关系及其应用；功能整理系统图和常用的方法及其特点。
（重点）第四章功能评价一、学习的目的与要求通过本章学习，领会功能评价和功能评价值的概念及其表示形式；功能评价的作用和功能评价值的计算方法；掌握功能评价值的分配方法和功能评分价值系数。
二、考核知识点与考核目标（一）功能评价的概念和作用识记：功能评价值的概念；功能评价值的表示形式。
（次重点）理解：金额形式的功能价值的计算及其结果的涵义；功能评价的作用和功能现实成本。
（重点）（二）功能评价值的计算方法识记：功能评价值计算的常用方法；功能评价值的概念。
（重点）理解：理论价值计算法；实际价值调查法和经验计算法。
（重点）（三）功能评价值分配法识记：功能评价值分配法的作用；常用的功能评价值分配法。
（重点）理解：直接评分法和强制确定法的具体作法。
（重点）应用：掌握多比例两两对比法、确定方案系数评价法、逻辑判断法和功能成本法的具体算法。
（重点）（四）以零部件为对象的功能评分法理解：以零部件为对象的功能评分法。
（重点）（五）功能评分价值系数法识记：常用的功能评分价值系数.(一般)理解：价值系数直接分析的评价对象和计算结果的涵义;”选取系数”分析法的实质和计算结果的涵义;基点分析法的特点和计算结果的涵义。
第五章改进方案的创造与制定一、学习的目的与要求通过本章学习，领会评价改进方案的步骤和具体内容,以及创造改进方案的方法、改进方案的评价及其方法,价值工程活动成果的评价及其指标等。
二、考核知识点与考核目标（一）改进方案的创造识记：制定改进方案的内容,明确方案创造成功的信念.(次重点)理解：改进方案的创造步骤、功能系统图的作用；上位功能与下位功能的关系及方案改进的指导要点。
（次重点）（二）创造改进方案的方法识记：常用的改进方案创造的方法。
（重点）理解：头脑风暴法、哥顿法、特性列举法、缺点列举法、希望列举法、专家检查法、输入输出法等的涵义。
（重点）（三）改进方案的评价和评价方法的分类识记：评价方法及概略评价和详细评价的内容；改进方案的试验、提案和审批注意事项。
（重点）理解：技术评价需要考虑的特性；经济评价可行性指标和影响因素以及总额法、差额法、机会成本法和直接成本法；社会评价；综合评价的常用方法和加法评分法、连乘评分法和加权评分法。
（重点）应用：掌握加法评分法、连乘评分法和加权评分法中的DARE法、FD法、百分制打分法。
（重点）（四）价值工程活动成果的评价识记:主要成果评价指标.(一般)第六章“动态不对称法”的原理及其应用一、学习的目的与要求通过本章学习，领会“最合适区域法”存在的问题和针对这些问题题出的“动态不对称法”的原理，以及后者在理论上和方法上的主要改进。
二、考核知识点与考核目标（一）“动态不对称法”的原理理解：“最合适区域法”基本原理与实际应用中存在的问题和针对“问题”建立的“动态不对称法”及其VE分析需要做的项目和分析原理。
（次重点）（二）“动态不对称法”与“最合适区域法”在应用上的比较理解：“动态不对称法”比”最合适区域法”在理论上和方法上的主要改进。
（次重点）第七章工序流程型产品的价值工程分析一、学习的目的与要求通过本章学习，领会难以划分出具体的零部件的行业的产品，功能分析和成本分析等价值工程分析方法。
二、考核知识点与考核目标理解：价值工程对象选择应重点考虑的问题和采用的方法；功能分析的具体做法；成本分析和工序价值系数的计算；确定改进对象的常用方法；创造改进方案和选择实施方向及实施结果的评价。
（一般）第八章“量、本、利”分析一、学习的目的与要求通过本章学习，领会“量、本、利”分析的目的和作用以及概念，掌握“量、本、利”分析的基本算法。
二、考核知识点与考核目标（一）单品种产品的“量、本、利”分析识记：费用变动率及其公式；多种产品“量、本、利”的各项指标；企业盈亏衡量指标。
（重点）理解：盈亏平衡点的概念及其确定方法；多品种产品“量、本、利”分析的应用。
（重点）应用：掌握费用变动率、盈亏平衡点产量、多品种盈亏平衡及经营状况等的分析计算。
（重点）第三部分有关说明与实施要求一、关于考核目标的说明为使考核内容具体化和考核要求标准化,本大纲在列明考核内容的基础上,对各章节规定了考核目标,明确了考核知识点与考核要求,以便自学应试者可根据本大纲的考标目标和要求,系统地、有目的地学习本课程.在本大纲中,其考核目标按照识记、理解、应用三个层次规定应达到的能力层次要求.各能力层次为递进等级关系,后者必须建立在前者的基础上.三个能力层次的含义是: 识记:能知道有关名词、概念、知识的意义,并能正确表述,是低层次的要求.理解:在识记的基础上,能全面把握基本概念、基本原理、基本方法,能掌握有关概念、原理、方法的联系和区别,是较高层次的要求。
应用:在理解的基础上,能全面把握基本概念、基本原理、基本方法分析和解决有关理论问题和实际问题,是最高的能力层次要求。
二、指定教材《价值工程》孙启霞、金宁主编海天出版社 2000年第1版.三、自学方法指导1、本课程分两篇十章，第一篇八章着重理论和方法介绍，有一定的抽象程度，应在仔细理解的基础上完成考纲要求。
把“实践”篇作为理论篇学习运用理论的综合举例，以便深入掌握理论。
2、本课程涉及一些数量方法应在弄懂概念的基础上掌握定量分析方法。
3、本课程重视理论联系实际，而且要求的专业知识面比较宽，力求从生活中的实例举一反三，将知识转化为能力。
四、对社会助学的要求1、应熟悉考试大纲对课程的要求,清楚每一章节的考核知识点和考核要求。
2、助学时,应以考试大纲为依据,指定教材为基础，不要随意增删内容。
3、助学时,应对学习方法进行指导，提倡“认真阅读教材，刻苦钻研教材，主动争取帮助，依靠自己学通”的方法。
4、助学时，要突出重点，注意对应试者的能力培养，特别是自学能力的培养.五、关于命题考试的若干要求1、本大纲各章的考标目标都是考试内容,试题覆盖到章、节、目,适当突出重点2、每份试卷中，对不同能力层次的试题所占比例大致是：“识记”30%,“理解”为45%,“应用”为25%.3、每份试卷中，各类考核知识点所占比例大致是:“重点”为65%，次重点为25%，“一般”为10%.4、试题难易程度应合理，“易”、“较易”、“较难”、“难”的比例值为：2：3：3：2。
.5、试题类型一般分为：单项选择题、多项选择题、名词解释题、简答题和计算题。
适当时候还可能出现案例分析题。
6、考试采用闭卷笔试，考试时间为150分钟，采用百分制评分，60分合格。
六、题型举例（一）单项选择题1、从生产角度考虑，一般选择价值工程改进对象的应是（）A.废品率高的产品B.结构复杂的产品C.用户意思多的产品D.需求量大的产品（二）多项选择题1、产品生命期一般可划的阶段是( )A.萌芽期B.投入期C.成长期D.成熟期E.衰退期（三）名词解释题1、产品寿命周期费用（四）简答题1、简述提高产品价值的途经（五）计算题1、某企业生产A产品，销售单价为500元，2004年销售量为48000台，固定费用总额为800万元，可变费用总额为1200万元。
试求盈亏平衡点产量。
空格号。