第五章 价值分析设计方法
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提高产品价值的途径 根据价值的计算公式，提高产品价值有五种途径： （1）在提高产品功能的同时，降低产品成本。这样，可 使价值大幅度提高，是最理想的提高价值的途径。 （2）提高功能，同时保持成本不变。 （3）在功能不变的情况下，降低成本。 （4）成本稍有增加，同时功能大幅度提高。 （5）功能稍有下降，同时成本大幅度降低。
V = F C
V为产品的价值（实用价值）；F是产品具有的功能；C是取得该功能所耗 费的成本。
价值分析与成本估算设计方法
1、价值分析（Value Analysis-VA）与价值工程（ Value Engineering-VE ）
价值分析：通过对产品功能与成本之间的相对关系进行分析 价值分析 研究，获得价值最优化的研究方法。 价值工程 按照国家标准局发布的国家标准GB8223—87《价值工程基 本术语和一般工作程序》的规定，价值工程的概念可叙述如下： 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，旨在提高所研究对象价值的思想 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，以获取最佳的综合效益。
获得某一零件生产成本与重 量之间的关系。 对重量W与生产成本fW取对 数lgW 、lg fW ，建立坐标系。 将表中数据取对数处理后， 在坐标系中标出各个点。
lgW lgfW (lgW2,lgfW2)
Lg fW
设计步骤 ：
(lgW1,lgfW1)
lgW
将这些点连成直线。 可以有两种方法对某一重量的零件进行成本估算。 作图法 解析法
某个零件的价值系数分析 ： 箱体和大齿轮的价值系数<<1，成本过高，应着重改进，而两 个齿轮轴的价值系数>>1，功能与成本不相适应，应考虑调整。 其余零件的价值系数≈1，功能与成本基本适应，是一种价值最 优化方案。 整台机械的价值系数分析 ： 当整台机械的A类零件总价值系数∑Vi<< ∑i时，成本过高，应 适当考虑降低成本。 当∑Vi >> ∑i时，功能价值大于成本价值， 该机构可能会出现频繁故障。当∑Vi ≈ ∑i时，功能与成本基本适 应，是一种最优化的设计方案。
零件号 重量W（kg） 生产成本C（元） 重量成本系数fW（ fW ＝C/W） 1 2 3 4 5 5.6 13.6 25.6 80.4 205.2 190.65 454.68 809.20 1065.90 1880.32
价值分析与成本估算设计方法
ABC分析法 分析法(Pareto) 分析法
也称为成本比重分析法，它是一种优先选择占成本比重大 的零部件、工序或其他要素作为价值分析对象的方法。 A类零件 ：占产品零件总数的10－20％，但其成本占产品总成 类零件 本60－70％的零件。 C类零件 ：占产品零件总数的60－70％ ，但其成本仅占产品总 类零件 成本10－20％的零件。 B类零件 ：其余零件均为B类零件。 类零件 价值系数分析法就是找出对产品成本影响最大的A类零件作为 价值系数分析法就是找出对产品成本影响最大的 类零件作为 分析及降低成本的主要对象。 分析及降低成本的主要对象。
价值分析与成本估算设计方法 3、价值分析方法举例
减速器的价值分析举例 ：某厂生产的ZQ型减速器寿命短、性 能差，决定以此减速器作为对象，对减速器进行价值分析。
价值分析与成本估算设计方法
分析法对减速器功能元件进行分析： 用ABC分析法对减速器功能元件进行分析 分析法对减速器功能元件进行分析
A类零件 ：这些零件仅占产品零件总数的6.48％，但其成本占 类零件 产品总成本83.16％，以这些零件作为价值分析对象。
价值分析与成本估算设计方法
（3）零件的成本系数 i ：零件成本与产品总成本的比值。 ）零件的成本系数c （4）零件的价值系数 i ：零件功能系数与成本系数的比值。 ）零件的价值系数V
V
（5）零件的价值分析 ） 的结果。
i
=
f c
i i
零件的价值系数V 零件的价值系数 i ≈1：零件的功能与成本相当，是最优化 零件的价值系数Vi >1：零件的功能重要，但成本较低，易于 零件的价值系数 ： 出现零件的失效和缺陷，应予以调整。 零件的价值系数V 零件的价值系数 i <1：零件的成本过高，与功能不相匹配， 应进一步降低成本。
山东农业大学机电学院本科专业选修课程
现代设计与制造技术
Modern Design Methods And Manufacturer Technology 机械与电子工程学院
价值分析与成本估算设计方法 一、价值分析
价值：某一功能与实现这一功能所需成本之间的比例，是产品 价值 功能与成本的综合反映，数学表达式为：
价值分析与成本估算设计方法
价值分析的主要内容： 价值分析的主要内容 （1）功能分析 ）功能分析：从用户需要出发，保证产品的必要功能，去 除多余功能，调整过剩功能，必要时增加辅助功能。 2）性能分析：研究一定功能下提高产品性能的措施。 （2）性能分析 （3）成本分析 ）成本分析：分析成本的构成，从各方面探求降低成本的 途径。
价值分析与成本估算设计方法
解析法求解： W3＝ 29.8kg；fW3＝8.2， W4＝ 109kg；fW4＝5.3， 先求出系数P、K值。
பைடு நூலகம்
lg fW 2 − lgW 1 P = tgα = = −0.3151 K = f W 1 × W 1 − tg α = 23 . 9 lg W2 − lg W1
价值分析与成本估算设计方法
A类零件功能系数分析 ： 类零件功能系数分析 利用重要度对比法分析A类各零件的重要程度－四分制评 分矩阵（4：非常重要；3：重要；2：同等重要；1：次要；0： 比较次要）。
价值分析与成本估算设计方法
A类零件的价值系数分析 ： 类零件的价值系数分析
价值分析与成本估算设计方法
价值分析与成本估算设计方法
2、利用成本估算法对某套类零件进行分析设计 ： 、 某一套类零件在不同重量下的生产成本如 表所示，试求新设计W＝76kg的此类零件 的生产成本。
零件号 重量W（kg） 生产成本C（元） 重量成本系数fW（ fW ＝C/W） 1 2 3 4 5 4.9 11.8 29.8 109 204 67.62 123.91 244.36 577.71 938.45 13.8 10.5 8.2 5.3 4.6
价值分析与成本估算设计方法
减速器价值优化的措施及效果 （1）箱体和大齿轮的价值系数<<1，可以考虑降低成本，由原 来的铸造件改为焊接件。大齿轮采用锻钢件，进一步降低成本。 （2）两个齿轮轴的价值系数>>1，功能与成本不相适应，应考 虑调整。齿轮精度可以有提高空间，同时改变原来齿轮轴材料 和热处理工艺。 （3）改进箱体结构，保证轴连接的同轴度要求，同时采用通 用结构，有利于批量生产。 （4）改进密封结构，提高使用效率，节约使用维修费用。
再求出重量成本系数fW值。
fw = K ×W
P
= 23 . 9 × 76 − 0 . 3151 = 6 . 1( 元 / kg )
计算出零件的生产成本。
C = W × f w = 76 × 6.1 = 463.（元） 6
价值分析与成本估算设计方法
3、作业：对某一轴类零件进行成本估算分析 ： 、作业： 某一轴类零件重量－生产成本统计表如表所示，试求新设计W ＝105kg的此类零件的生产成本。
价值分析与成本估算设计方法
价值系数分析法
分析元件功能和成本的关系，寻找成本与功能不相适应的 元件作为重点对象和改进的目标，价值系数由功能系数和成本 系数所决定。 （1）功能系数 fi：按零件在整个部件中的重要程度排队评分， ） 求出每个元件相对于产品功能的重要度系数。 一般有多种求法：专家直接评分法、0和1评分法、四分制 评分法、多比例评分法、流程比例法、重要度对比法 重要度对比法等。 重要度对比法 （2）重要度对比法（FD法-Forced Decision）：各零件相互间 ）重要度对比法（ 法 ） 重要度对比，一般分五级（0—4）。
价值分析与成本估算设计方法
价值工程：以功能分析为核心，以开发创造性为基础，以科 价值工程 学分析为工具，寻求功能与成本最佳比例以获得最优价值的一 种设计方法或管理科学。 价值优化模型： 价值优化模型
价值分析与成本估算设计方法
产品功能与成本的关系
寿命周期成本、生产成本和使用成本与产品功能
价值分析与成本估算设计方法
价值分析与成本估算设计方法
设计步骤 ： 计算重量成本系数fW 。 对重量W与生产成本fW取对 数lgW 、lg fW ，建立坐标系后， 在坐标系中标出各个点。 将各个点进行连线。 作图法求解 首先换算出lgW＝lg76＝1.88所处的横坐标位置，作垂线与直线 相交后求得纵坐标的数值为lgfW ＝0.826，则fW＝6.7元/kg。 估算76公斤零件的成本为：C＝76×6.7＝509.2元。
重量成本系数（ 重量成本系数（元/kg） ）
lg f w = lg K + P lg W
lg fW 2 − lgW 1 P = tgα = lg W2 − lg W1
f w = K ×W
P
通过统计， 通过统计，利用最小二乘 法正交回归曲线获得
K = fW 1 × W1
− tgα
价值分析与成本估算设计方法
价值分析与成本估算设计方法 二、成本估算－重量成本估算法 成本估算－
1、计算公式 ： 、 此法的基本原理是产品的成本是重量的函数，若已知某种典型 产品的重量成本系数，及单位重量的生产成本，则可以根据产 品的重量，求出生产成本。
生产成本（ 生产成本（元） 产品重量（ ） 产品重量（kg）
C = W × fw
价值分析与成本估算设计方法 2、价值分析的方法
当一个产品包括多功能元件，必须抓住影响重要的一些主 要功能元件作为分析对象，采取有效措施以提高整个产品的价 值。
价值分析与成本估算设计方法
价值分析的主要主要步骤： 价值分析的主要主要步骤 开展价值工程活动的过程是一个发现问题、解决问题的过 程，针对价值工程的研究对象，逐步深入提出一系列问题，通 过回答问题、寻找答案，导致问题的解决。 在一般的价值工程活动中，所提问题通常有以下七个方面： (1)价值工程的研究对象是什么？ (2)它的用途是什么？ (3) 它的成本是多少？ (4)它的价值是多少？ (5)有无其他方法可以 实现同样的功能？ (6)新方案的成本是多少？ (7)新方案能满足 要求吗？ 从本质上讲，价值工程活动实质上就是提出问题和解决问 题的过程。
V = F C
V为产品的价值（实用价值）；F是产品具有的功能；C是取得该功能所耗 费的成本。
价值分析与成本估算设计方法
1、价值分析（Value Analysis-VA）与价值工程（ Value Engineering-VE ）
价值分析：通过对产品功能与成本之间的相对关系进行分析 价值分析 研究，获得价值最优化的研究方法。 价值工程 按照国家标准局发布的国家标准GB8223—87《价值工程基 本术语和一般工作程序》的规定，价值工程的概念可叙述如下： 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，旨在提高所研究对象价值的思想 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，以获取最佳的综合效益。
获得某一零件生产成本与重 量之间的关系。 对重量W与生产成本fW取对 数lgW 、lg fW ，建立坐标系。 将表中数据取对数处理后， 在坐标系中标出各个点。
lgW lgfW (lgW2,lgfW2)
Lg fW
设计步骤 ：
(lgW1,lgfW1)
lgW
将这些点连成直线。 可以有两种方法对某一重量的零件进行成本估算。 作图法 解析法
某个零件的价值系数分析 ： 箱体和大齿轮的价值系数<<1，成本过高，应着重改进，而两 个齿轮轴的价值系数>>1，功能与成本不相适应，应考虑调整。 其余零件的价值系数≈1，功能与成本基本适应，是一种价值最 优化方案。 整台机械的价值系数分析 ： 当整台机械的A类零件总价值系数∑Vi<< ∑i时，成本过高，应 适当考虑降低成本。 当∑Vi >> ∑i时，功能价值大于成本价值， 该机构可能会出现频繁故障。当∑Vi ≈ ∑i时，功能与成本基本适 应，是一种最优化的设计方案。
零件号 重量W（kg） 生产成本C（元） 重量成本系数fW（ fW ＝C/W） 1 2 3 4 5 5.6 13.6 25.6 80.4 205.2 190.65 454.68 809.20 1065.90 1880.32
价值分析与成本估算设计方法
ABC分析法 分析法(Pareto) 分析法
也称为成本比重分析法，它是一种优先选择占成本比重大 的零部件、工序或其他要素作为价值分析对象的方法。 A类零件 ：占产品零件总数的10－20％，但其成本占产品总成 类零件 本60－70％的零件。 C类零件 ：占产品零件总数的60－70％ ，但其成本仅占产品总 类零件 成本10－20％的零件。 B类零件 ：其余零件均为B类零件。 类零件 价值系数分析法就是找出对产品成本影响最大的A类零件作为 价值系数分析法就是找出对产品成本影响最大的 类零件作为 分析及降低成本的主要对象。 分析及降低成本的主要对象。
价值分析与成本估算设计方法 3、价值分析方法举例
减速器的价值分析举例 ：某厂生产的ZQ型减速器寿命短、性 能差，决定以此减速器作为对象，对减速器进行价值分析。
价值分析与成本估算设计方法
分析法对减速器功能元件进行分析： 用ABC分析法对减速器功能元件进行分析 分析法对减速器功能元件进行分析
A类零件 ：这些零件仅占产品零件总数的6.48％，但其成本占 类零件 产品总成本83.16％，以这些零件作为价值分析对象。
价值分析与成本估算设计方法
（3）零件的成本系数 i ：零件成本与产品总成本的比值。 ）零件的成本系数c （4）零件的价值系数 i ：零件功能系数与成本系数的比值。 ）零件的价值系数V
V
（5）零件的价值分析 ） 的结果。
i
=
f c
i i
零件的价值系数V 零件的价值系数 i ≈1：零件的功能与成本相当，是最优化 零件的价值系数Vi >1：零件的功能重要，但成本较低，易于 零件的价值系数 ： 出现零件的失效和缺陷，应予以调整。 零件的价值系数V 零件的价值系数 i <1：零件的成本过高，与功能不相匹配， 应进一步降低成本。
山东农业大学机电学院本科专业选修课程
现代设计与制造技术
Modern Design Methods And Manufacturer Technology 机械与电子工程学院
价值分析与成本估算设计方法 一、价值分析
价值：某一功能与实现这一功能所需成本之间的比例，是产品 价值 功能与成本的综合反映，数学表达式为：
价值分析与成本估算设计方法
价值分析的主要内容： 价值分析的主要内容 （1）功能分析 ）功能分析：从用户需要出发，保证产品的必要功能，去 除多余功能，调整过剩功能，必要时增加辅助功能。 2）性能分析：研究一定功能下提高产品性能的措施。 （2）性能分析 （3）成本分析 ）成本分析：分析成本的构成，从各方面探求降低成本的 途径。
价值分析与成本估算设计方法
解析法求解： W3＝ 29.8kg；fW3＝8.2， W4＝ 109kg；fW4＝5.3， 先求出系数P、K值。
பைடு நூலகம்
lg fW 2 − lgW 1 P = tgα = = −0.3151 K = f W 1 × W 1 − tg α = 23 . 9 lg W2 − lg W1
价值分析与成本估算设计方法
A类零件功能系数分析 ： 类零件功能系数分析 利用重要度对比法分析A类各零件的重要程度－四分制评 分矩阵（4：非常重要；3：重要；2：同等重要；1：次要；0： 比较次要）。
价值分析与成本估算设计方法
A类零件的价值系数分析 ： 类零件的价值系数分析
价值分析与成本估算设计方法
价值分析与成本估算设计方法
2、利用成本估算法对某套类零件进行分析设计 ： 、 某一套类零件在不同重量下的生产成本如 表所示，试求新设计W＝76kg的此类零件 的生产成本。
零件号 重量W（kg） 生产成本C（元） 重量成本系数fW（ fW ＝C/W） 1 2 3 4 5 4.9 11.8 29.8 109 204 67.62 123.91 244.36 577.71 938.45 13.8 10.5 8.2 5.3 4.6
价值分析与成本估算设计方法
减速器价值优化的措施及效果 （1）箱体和大齿轮的价值系数<<1，可以考虑降低成本，由原 来的铸造件改为焊接件。大齿轮采用锻钢件，进一步降低成本。 （2）两个齿轮轴的价值系数>>1，功能与成本不相适应，应考 虑调整。齿轮精度可以有提高空间，同时改变原来齿轮轴材料 和热处理工艺。 （3）改进箱体结构，保证轴连接的同轴度要求，同时采用通 用结构，有利于批量生产。 （4）改进密封结构，提高使用效率，节约使用维修费用。
再求出重量成本系数fW值。
fw = K ×W
P
= 23 . 9 × 76 − 0 . 3151 = 6 . 1( 元 / kg )
计算出零件的生产成本。
C = W × f w = 76 × 6.1 = 463.（元） 6
价值分析与成本估算设计方法
3、作业：对某一轴类零件进行成本估算分析 ： 、作业： 某一轴类零件重量－生产成本统计表如表所示，试求新设计W ＝105kg的此类零件的生产成本。
价值分析与成本估算设计方法
价值系数分析法
分析元件功能和成本的关系，寻找成本与功能不相适应的 元件作为重点对象和改进的目标，价值系数由功能系数和成本 系数所决定。 （1）功能系数 fi：按零件在整个部件中的重要程度排队评分， ） 求出每个元件相对于产品功能的重要度系数。 一般有多种求法：专家直接评分法、0和1评分法、四分制 评分法、多比例评分法、流程比例法、重要度对比法 重要度对比法等。 重要度对比法 （2）重要度对比法（FD法-Forced Decision）：各零件相互间 ）重要度对比法（ 法 ） 重要度对比，一般分五级（0—4）。
价值分析与成本估算设计方法
价值工程：以功能分析为核心，以开发创造性为基础，以科 价值工程 学分析为工具，寻求功能与成本最佳比例以获得最优价值的一 种设计方法或管理科学。 价值优化模型： 价值优化模型
价值分析与成本估算设计方法
产品功能与成本的关系
寿命周期成本、生产成本和使用成本与产品功能
价值分析与成本估算设计方法
价值分析与成本估算设计方法
设计步骤 ： 计算重量成本系数fW 。 对重量W与生产成本fW取对 数lgW 、lg fW ，建立坐标系后， 在坐标系中标出各个点。 将各个点进行连线。 作图法求解 首先换算出lgW＝lg76＝1.88所处的横坐标位置，作垂线与直线 相交后求得纵坐标的数值为lgfW ＝0.826，则fW＝6.7元/kg。 估算76公斤零件的成本为：C＝76×6.7＝509.2元。
重量成本系数（ 重量成本系数（元/kg） ）
lg f w = lg K + P lg W
lg fW 2 − lgW 1 P = tgα = lg W2 − lg W1
f w = K ×W
P
通过统计， 通过统计，利用最小二乘 法正交回归曲线获得
K = fW 1 × W1
− tgα
价值分析与成本估算设计方法
价值分析与成本估算设计方法 二、成本估算－重量成本估算法 成本估算－
1、计算公式 ： 、 此法的基本原理是产品的成本是重量的函数，若已知某种典型 产品的重量成本系数，及单位重量的生产成本，则可以根据产 品的重量，求出生产成本。
生产成本（ 生产成本（元） 产品重量（ ） 产品重量（kg）
C = W × fw
价值分析与成本估算设计方法 2、价值分析的方法
当一个产品包括多功能元件，必须抓住影响重要的一些主 要功能元件作为分析对象，采取有效措施以提高整个产品的价 值。
价值分析与成本估算设计方法
价值分析的主要主要步骤： 价值分析的主要主要步骤 开展价值工程活动的过程是一个发现问题、解决问题的过 程，针对价值工程的研究对象，逐步深入提出一系列问题，通 过回答问题、寻找答案，导致问题的解决。 在一般的价值工程活动中，所提问题通常有以下七个方面： (1)价值工程的研究对象是什么？ (2)它的用途是什么？ (3) 它的成本是多少？ (4)它的价值是多少？ (5)有无其他方法可以 实现同样的功能？ (6)新方案的成本是多少？ (7)新方案能满足 要求吗？ 从本质上讲，价值工程活动实质上就是提出问题和解决问 题的过程。