第7讲经济可承受性设计

工程系统工程基础第7讲：经济可承受性(Affordability)冯强办公室：为民楼617房间电话：10-8233-3839E-mail：[e-mail]北航可靠性与系统工程学院2013年5月2014/4/3提纲Part1：经济可承受性基础知识Part2：寿命周期费用分析方法Part3：经济可承受性/效能权衡经济可承受性基础知识Part12014/4/31、概念&内涵商品房子开发商研制方使用方购房者买得起?（资产售价）挣到钱?（售价成本）成本的平衡点！（高额利润）（物有所值）2014/4/31、概念&内涵物美价廉全民医保住房保障2014/4/31、概念&内涵美国AIAA：Affordabilityisasignificantconcerntothecustomer-gettingtheexpectedperformanceatthelowestcost。用尽可能少的费用满足用户期望的能力。——AIAA-2000-1378（ADA416578）美国雅克.甘勒斯将经济可承受性定义“保持技术优势，以可以承担的价格采购高性能的武器”。——DefenceConversion书投资者可能的投入与投资对象产生的价值之积”——国内部分学者国内部分军事专家认为经济可承受性的含义有三点：1、武器装备发展的战略必须符合现有的社会经济承受能力和技术开发研制能力。2、武器装备发展经费必须在军费中保持适当的比例。3、武器装备的研制生产、使用与维修保障费用的比例必须适当，符合效费比原则。——《武器装备跨越式发展的首要问题---经济可承受性》2014/4/31、概念&内涵经济可承受性是产品的重要特性之一，是指“在国民经济背景下，研制方能够在可控成本下研制生产出满足使用方能力&价格双重需求的产品”经济可承受性的可能主体研制方、使用方、国家经济可承受性不能脱离产品能力独立存在经济可承受性最终由研制方实现2014/4/32、现状&主要研究点_现状高寿命周期费用低系统效能·研究与开发费用·生产与建造费用·系统使用费用·维修与保障费用·退役与处置费用·性能和效能·可靠性、维修性、保障性·可生产性、可处置性·系统质量·其他技术因素严重背离效能高-费用低|进度快费用缺乏系统性认识和研究研制费用使用与保障费用均大幅提升（Page119）2014/4/3费用（成本）控制费用权衡分析费用风险评价经济可承受性设计2、现状&主要研究点_主要研究点寿命周期费用估算2014/4/33、基础知识_寿命自然寿命技术寿命经济寿命也称物质寿命，是指由于物质磨损而导致产品老化，损坏，直到报废为止所经历的时间。使用年限经济寿命期合计费用使用保障费用购置及其它非重复性费用年均费用最低年均费用产品从使用到必须被新型产品所替代的时间产品投入使用开始，到年平均总费用最低的使用年限自然寿命技术寿命研制过程2014/4/33、基础知识_寿命周期寿命周期（Life-Cycle）：是产品从设计到终结所经历的全部时期。霍尔规划|设计|研制|生产|安装|运行|更新BenjaminS.Blanchard综合论证|方案设计|初步设计|详细设计与研制|生产建造阶段|使用保障|退役处置我军研制程序，以飞机为例论证|方案|工程研制|设计定型|生产|使用和保障|退役2014/4/33、基础知识_寿命周期费用维修保障费用（大修、定修、A-C检、故障维修）训练费用（使用和维修培训）技术资料费用使用费用（人员、设备、效用、能源）地面设施部署费用（运输、交通、材料处置）软件费用（运行和维护软件）地面设备维护保障费用退役和处置费用供应保障费用（备件、库存和材料保障）管理不善飞机研制和采办费用（研究、设计、试验、生产）费用风险“冰山效应”寿命周期费用（LCC）：在产品预期的寿命周期内，为产品所付出一切费用的总和，包括直接费用、间接费用和其他费用等。2014/4/33、基础知识_寿命周期费用退役日历年度费用比例05101520首架飞机交付批量生产论证研制生产使用保障寿命周期费用的基本结构及分布研制费约10%生产费约30%使用保障费约60%退役处置费很少可忽略飞机LCC比例示意2014/4/33、基础知识_寿命周期费用020406080100综合论证初步方案设计详细设计与试制生产交付使用保障按寿命周期阶段决策点对LCC影响的累积70%85%95%99%实际费用寿命周期费用累积百分数/%寿命周期各阶段对LCC的影响情况论证阶段是核心投入少，影响巨大工程系统工程基础寿命周期费用估算分析方法Part22014/4/3主要内容费用估算的一般过程费用估算的常用方法学习效应现值折算通货膨胀费用估算的基本思路生产费用估算使用与保障费用估算费用分解结构结果分析2014/4/31、费用估算的基本思路费用分解分项费用估算总体费用估算先分解---再综合准2014/4/32、费用估算的一般过程制定计划估算目标与范围明确假设和前提确定费用分解结构数据准备实施评估结果可信？结果分析编写报告更新评估费用估算的通用流程否2014/4/32、费用估算的一般过程（1）制定估算工作计划：制定工作计划大纲，遵循计划大纲开展各项估算工作和进度控制。内容应包括：明确估算工作的目的与要求确立估算工作小组成员组成及责任人确立任务分工和进度计划确立问题协调机制、定期会议制定计划估算目标与范围明确假设和前提确定费用分解结构数据准备实施评估结果可信？结果分析编写报告更新评估否2014/4/32、费用估算的一般过程制定计划估算目标与范围明确假设和前提确定费用分解结构数据准备实施评估结果可信？结果分析编写报告更新评估（2）明确估算目标和范围：明确估算目标，明确估算范围。内容应包括：估算目标：产品或者产品的一部分。时间跨度（纵向）：全寿命周期费用，或者某个阶段的费用。费用类型（横向）：明确估算包含了哪些成本（费用）类型，并对纳入估算的类型进行范围描述。否2014/4/32、费用估算的一般过程制定计划估算目标与范围明确假设和前提确定费用分解结构数据准备实施评估结果可信？结果分析编写报告更新评估（3）明确假设和前提条件，内容应包括：假设：对未知或不确定的数据进行的假定，给出假定值和可能范围前提条件：基本要求、原则或已明确的设计指标要假设转化为前提条件：随着设计、研制、生产的进展，信息量增大，原有假设可能要转换为前提条件，从而使不确定性范围缩小，使估算结果更加准确。。否2014/4/32、费用估算的一般过程制定计划估算目标与范围明确假设和前提确定费用分解结构数据准备实施评估结果可信？结果分析编写报告更新评估（4）确定费用费解结构：基于100%分解原则（不重复），末端可估算原则和分级估算原则开展，内容可包括：面向过程：按寿命周期将工作任务从粗到细分解面向产品：强调结果控制，按需要交付的产品或服务，从粗到细分解面向费用：用于实施费用的分解，能够准确估算为止否2014/4/32、费用估算的一般过程制定计划估算目标与范围明确假设和前提确定费用分解结构数据准备实施评估结果可信？结果分析编写报告更新评估（5）数据准备：数据的收集和处理，内容应包括：数据收集：系统设计方案，研制计划，费用分解结构，历史数据，经济环境数据数据处理：过滤、筛选、填补、修正、标准化等处理方式。确定估算中涉及的不确定性范围或分布方式否2014/4/32、费用估算的一般过程制定计划估算目标与范围明确假设和前提确定费用分解结构数据准备实施评估结果可信？结果分析编写报告更新评估（6）实施评估：运用各类估算方法，对CBS末端节点逐一实施估算，汇总估算结果，得到汇总费用。否检查CBS和计算参数完整性计算CBS末端工作项目费用结果是否合理可信输出点评估结果否是汇总分项费用本及总费用2014/4/32、费用估算的一般过程制定计划估算目标与范围明确假设和前提确定费用分解结构数据准备实施评估结果可信？结果分析编写报告更新评估否（7）结果分析：对结果进一步处理，内容应包括：费用构成分析：多角度展示估算对象的寿命周期费用分布。敏感性分析：识别费用估算输入参数中敏感因子和非敏感因子。不确定性分析：分析费用估算输入和输出中不确定性范围或概率分布方式。风险分析：评估结果风险分析，成本风险因子识别。2014/4/32、费用估算的一般过程制定计划估算目标与范围明确假设和前提确定费用分解结构数据准备实施评估结果可信？结果分析编写报告更新评估否（8）编写报告：内容应包括：费用估算活动的信息以及估算的对象和范围描述；产品概述：包括任务、组成、方案、指标，合同形式，采办策略等假设前提和约束条件，CBS分解结构，估算过程与方法估算结果及分析2014/4/33、费用分解结构_概念和内涵费用分解结构（CostBreakdownStructure,CBS）：以成本估算或成本控制为目的，对产品或项目展开结构分解所形成的结构。以费用估算为目标面向产品和面向过程两种方式相结合分解的详细程度以是否能对末端节点开展费用估算为依据。2014/4/33、费用分解结构_典型结构论证费CR研制费CD利润CIP定价成本费CPI初始保障费CIS使用费CO维修费CM技术改进费CTP研制管理费CDA研制设计费CDD研制外协费CDH研制材料费CDM研制专用费CDS试验费CDT固定资产使用费CDF研制工资费CDW技术协调费CTH论证与研制费CRD购置费CP使用与保障费COS退役处置费CDR寿命周期费用CT直接材料费CDIM直接工资费CDA制造费CMA军品专项费CMI制造管理费CMAD制造财务费CPF初始备件费CISP初始保障设备费CIE初始保障设施费CIF技术资料费CITT初始培训费CITR初始包装储运费CIPT维修人员工资费CMIF部队维修器材费CMM维修设施费CMF维修资料费CMTT维修设备费CME维修人员培训费CMTR维修包装储运费CMPT基地级维修费CMD先期论证费CRA论证研究费CRR论证管理费CRM论证工资费CRW研制成本费CDC研制收益费CDB制造成本费CMC期间费CDU装备报废处置费CMDR库存器材处置费CSMD资料存档费CTAM管理及其它费CAO使用燃料动力费COEP弹药及消耗品费CAD使用保障设备费COE使用保障设施费COF使用人员培训费COTR使用资料费COTT使用人员工资费COW使用包装储运费COPTPage124装备的典型寿命周期费用分解结构2014/4/33、费用分解结构_分解步骤所有项目均完成？确定寿命周期范围分解项目单元费用估算方法确定检查分解正确性完成否否是是(1)定范围：论证、方案、…(2)分结构：按周期形成分级结构(3)选方法：为底层单元选方法(4)查底层：所有底层均可估算(5)校结构：分解的正确性2014/4/34、费用估算的方法类比估算法工程估算法参数估算法专家判别法费用估算2014/4/34.1工程估算法比较接近实际工程活动的一种方法。该方法先对估算对象进行费用结构分解，获得足够详细的、树形的费用分解结构（CBS）。然后自下而上地估算各级费用单元，逐层向上归集，最终估算出项目总费用。工程法估算寿命周期费用的通用数学表达式为：niiTCC1式中：CT——寿命周期费用n——底层工作（费用）单元的数目Ci——第i项工作单元的费用特点：以费用分解结构CBS为基础要求有较详细的信息估算结果比较准确2014/4/34.1工程估算法工程估算法基本步骤第一步：明确估算对象，建立费用分解结构CBS第二步：对底层费用单元按工程分解估算资源消耗第三步：估算底层费用单元的资源费用第四步：汇总底层费用单元，计算总费用2014/4/34.1工程估算法标识类别说明资源清单W自制产品自制加工某项产品原料、人工、设备、能源动力O外协/外购产品军品专用件的外协、外包采购采购费用S组装与试验产品组装、测试与试验等工程活动过程原料、人工、设备、能源动力B标准产品标准件或货架产品市场采购采购费用D直接费用直接投入费用生产费用P间接费用包括管理费、车间费、财务费、军品专项费等期间费用。期间费