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摘 要：价值工程即将对象的效用与全寿命周期成本之比最大化，通过价值工程的方法可以进行建设方案的价值比较，从而优选。应用AHP层次分析法辅助价值工程的分析，可以更好地达到价值工程的目的。
关键词：价值工程;AHP;方案优选
1 基本概念
1.1 价值工程
价值，即研究对象功能与成本的比值，价值越高，说明对象的经济效益越好。虽然看上去是一个朴素的理论，但在具体操作中，功能与成本有着更具体的含义。
功能的选取，要考虑用户的购买能力、用户的使用环境条件以及用户的需求，体现了以用户为中心的服务思想。在研究过程中，理论上存在研究对象功能配比的最优解集，也就是说，在功能调整过程中，可能出现某功能的缺失造成整体效用的破坏，节约的功能费用不抵整体效用的破坏;某功能的过剩造成冗余，提高功能的费用高于整体效用的提升等，还有可能出现不同功能在一定程度上互相替代，可以达到一样的效果。
费用并非一般意义上的建造成本，而是关心全寿命周期成本费用，包括前期策划、设计、建造施工、后期使用运营以及拆除等所有费用。同功能分析一样，费用分析也要站在用户的角度考虑问题，从而为用户带来更大的增值。有研究表明，项目竣工后的费用可以占到全寿命周期成本的50%～60%，因此价值工程的费用分析可以着眼于这部分平时被忽略掉的“50%”，从而得出正确的结论。此外，根据二八原理，决策设计阶段是“重要的少部分”，拥有80%节约成本的可能性，在决策设计阶段应用价值工程，可以有效提高项目的经济效益。
价值工程的核心是创新，通过创新可以获得更多可比选的方案，进而从中择优。
1.2 层次分析法（AHP）
20世纪70年代，美国匹兹堡大学教授Saaty提出了这种算法，它将复杂问题划分为有相互联系的几个层次，通过两两比较的原理，将同一层次间的重要性进行定量描述，而后通过数学方法计算每一层元素相对重要性次序的权值，计算所有元素重要性权重并排序。这种方法的优点是结合了定性与定量分析，且计算方法灵活简便，因此应用较广。具体操作步骤如下：
①对各个评价指标进行两两比较，根据1～9标度决定其重要程度，相比较的两个评价指标重要程度互为倒数。
②针对某一标准，计算备选方案的权重。首先对功能比较矩阵的每一列相加，再将矩阵中每一元素除以总和，接着将每一列处理后的值按行相加，最后计算矩阵的最大特征根。
③主观判断与客观事实的不完全一致，可能造成前后权重评分存在相互之间的矛盾，因此要进行一致性检验，首先计算CI=，而后查表确定一致性系数RI（矩阵阶数的函数），最终计算CI与RI的比值，若小于设置的灵敏度（通常为0.1）则可继续计算。
④同理，计算每一功能下备选方案的权重，将相应的权重相乘，得到最终方案权重。
2 基于AHP的價值工程优选法应用
2.1 案例背景
某房地产项目位于羊城市郊，初步设计时采用6mm单层玻璃铝合金窗，局部朝西向的窗户采用6mm+9mm+6mm的双层中空玻璃铝合金门窗。现有项目人员提议采用塑钢窗方案以优化设计，因此对塑钢窗与铝合金窗进行对比选优。
2.2 分析计算
[功能＼&密封保温＼&抗风压＼&耐久＼&采光通风＼&装饰性＼&Wi＼&密封保温
抗风压
耐久
采光通风
装饰性＼&—
1/4
1/3
1
1＼&4
—
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3
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2
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2
—＼&0.2890
0.0986
0.0859
0.2890
0.2375＼&]
门窗的主要功能是通风采光，此外耐火与抗风压能力影响安全性，也比较基础，因此这三个功能设为基本功能。同时还应兼顾窗户的保温性、气密性、水密性、耐久性与美观等方面的性能，因此这五个方面设为辅助功能。
首先设置功能评价结构图，确定各个功能权重。由设计、造价、营销各专业多位专家设置功能并比较两两之间的权重。通过上述计算步骤，求得结果（计算过程略）。
根据矩阵计算其归一化后的特征向量，矩阵特征值λmax=5.21，CI=0.0525，查表知RI=1.12，则一致性系数为0.046875<0.1，可以使用。
为了保证对评价方案打分的可靠性，随机选取技术人员进行双盲打分，打分说明中只涉及主要技术指标，不涉及产品信息与功能权值，且每位技术人员只对部分功能进行Satty的1～9标度打分。通过对打分进行数学处理后，得出针对某一功能的方案评价。
以下数据均为铝合金窗与塑钢窗的比值：密封保温（1/5）、抗风压（3）、耐久（3）、采光通风（2）、装饰性（3）。由以上数据以及功能权重，可以计算出每一功能下两种方案的权重，再乘以该项功能的权重，得出方案权重：铝合金窗（0.5573）、塑钢窗（0.4427）。
根据造价部门数据，铝型材（1.4mm）配中空玻璃（6mm+12A+6mm）窗约为380元每平方米，塑钢配中空玻璃窗约为320元每平方米，则铝合金窗成本系数为380/（380+320）=0.5429，塑钢窗成本系数为320/（380+320）=0.4571;铝合金窗价值系数为0.5573/0.5429=1.027，塑钢窗价值系数为0.4427/0.4571=0.9685<1.027，因此可以说铝合金窗价值较高，应采用。
此外，除了应用价值工程方法分析价值之外，也可以将造价视为一种功能，赋予其一定权重，参与AHP的计算。两种备选方案在造价功能上的得分，由两者造价决定。这样，AHP分析出的方案评价权重，就可以作为最终选择判断的依据了。不过，这种方法对造价的敏感性不强，二者造价之比仅仅有9个标度，难以体现真实造价差距。
2.3 优化反思
对计算结果进行反思，可以发现在密封保温（0.2890）上，铝合金窗要远远劣于塑钢窗，其他性能则均优于塑钢窗。经研究发现，塑钢窗框扇构件为焊接，铝合金窗为螺丝连接，因此塑钢窗气密性较好;根据导热系数计算公式，窗的传热系数分为窗框和窗扇两部分，铝合金窗的框扇占整窗面积比塑钢窗小10%左右，在提高了采光性能的同时牺牲了保温性。
经技术部门分析后，确定其改进方案：采用优质型材，保证铝合金窗型材尺寸的精度，加强框扇咬合严密性，以提升气密性能;采用断桥铝型材，将室内外两层铝合金隔开，利用其间空隙起到保温隔热作用。方案优化后，铝合金每平米造价上升40元，新的方案权重：密封保温（1/2），其余不变，则方案权重变为：铝合金窗（0.6055），塑钢窗（0.3945），新的价值系数：铝合金窗（1.067），1.067>1.027，提升了铝合金窗的价值。
此外，从价值工程角度分析，费用指全寿命周期费用，不仅要考虑造价，还要考虑后期使用维修费，这时耐久功能的权重系数应该更高，而铝合金窗在耐久功能上性能优越，因此更加具有优势。综上，应选择铝合金窗，并且可以根据所给方案进行优化。
3 结语
价值工程在实际使用过程中，评价方法（如打分）常常受主观因素影响，因此不利于实际操作。AHP层次分析法正是利用模糊数学的处理，减弱了主观色彩，因此与价值工程结合较为适宜。然而这种结合效果有限，比较好的办法是结合工程管理信息化，建立大样本案例数据平台，由BP神经网络等算法自动提取案例库数据用于价值工程评价，这样才可以做到相对客观，相信那时价值工程将会广泛地在各行各业实际中应用起来。
关键词：价值工程;AHP;方案优选
1 基本概念
1.1 价值工程
价值，即研究对象功能与成本的比值，价值越高，说明对象的经济效益越好。虽然看上去是一个朴素的理论，但在具体操作中，功能与成本有着更具体的含义。
功能的选取，要考虑用户的购买能力、用户的使用环境条件以及用户的需求，体现了以用户为中心的服务思想。在研究过程中，理论上存在研究对象功能配比的最优解集，也就是说，在功能调整过程中，可能出现某功能的缺失造成整体效用的破坏，节约的功能费用不抵整体效用的破坏;某功能的过剩造成冗余，提高功能的费用高于整体效用的提升等，还有可能出现不同功能在一定程度上互相替代，可以达到一样的效果。
费用并非一般意义上的建造成本，而是关心全寿命周期成本费用，包括前期策划、设计、建造施工、后期使用运营以及拆除等所有费用。同功能分析一样，费用分析也要站在用户的角度考虑问题，从而为用户带来更大的增值。有研究表明，项目竣工后的费用可以占到全寿命周期成本的50%～60%，因此价值工程的费用分析可以着眼于这部分平时被忽略掉的“50%”，从而得出正确的结论。此外，根据二八原理，决策设计阶段是“重要的少部分”，拥有80%节约成本的可能性，在决策设计阶段应用价值工程，可以有效提高项目的经济效益。
价值工程的核心是创新，通过创新可以获得更多可比选的方案，进而从中择优。
1.2 层次分析法（AHP）
20世纪70年代，美国匹兹堡大学教授Saaty提出了这种算法，它将复杂问题划分为有相互联系的几个层次，通过两两比较的原理，将同一层次间的重要性进行定量描述，而后通过数学方法计算每一层元素相对重要性次序的权值，计算所有元素重要性权重并排序。这种方法的优点是结合了定性与定量分析，且计算方法灵活简便，因此应用较广。具体操作步骤如下：
①对各个评价指标进行两两比较，根据1～9标度决定其重要程度，相比较的两个评价指标重要程度互为倒数。
②针对某一标准，计算备选方案的权重。首先对功能比较矩阵的每一列相加，再将矩阵中每一元素除以总和，接着将每一列处理后的值按行相加，最后计算矩阵的最大特征根。
③主观判断与客观事实的不完全一致，可能造成前后权重评分存在相互之间的矛盾，因此要进行一致性检验，首先计算CI=，而后查表确定一致性系数RI（矩阵阶数的函数），最终计算CI与RI的比值，若小于设置的灵敏度（通常为0.1）则可继续计算。
④同理，计算每一功能下备选方案的权重，将相应的权重相乘，得到最终方案权重。
2 基于AHP的價值工程优选法应用
2.1 案例背景
某房地产项目位于羊城市郊，初步设计时采用6mm单层玻璃铝合金窗，局部朝西向的窗户采用6mm+9mm+6mm的双层中空玻璃铝合金门窗。现有项目人员提议采用塑钢窗方案以优化设计，因此对塑钢窗与铝合金窗进行对比选优。
2.2 分析计算
[功能＼&密封保温＼&抗风压＼&耐久＼&采光通风＼&装饰性＼&Wi＼&密封保温
抗风压
耐久
采光通风
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首先设置功能评价结构图，确定各个功能权重。由设计、造价、营销各专业多位专家设置功能并比较两两之间的权重。通过上述计算步骤，求得结果（计算过程略）。
根据矩阵计算其归一化后的特征向量，矩阵特征值λmax=5.21，CI=0.0525，查表知RI=1.12，则一致性系数为0.046875<0.1，可以使用。
为了保证对评价方案打分的可靠性，随机选取技术人员进行双盲打分，打分说明中只涉及主要技术指标，不涉及产品信息与功能权值，且每位技术人员只对部分功能进行Satty的1～9标度打分。通过对打分进行数学处理后，得出针对某一功能的方案评价。
以下数据均为铝合金窗与塑钢窗的比值：密封保温（1/5）、抗风压（3）、耐久（3）、采光通风（2）、装饰性（3）。由以上数据以及功能权重，可以计算出每一功能下两种方案的权重，再乘以该项功能的权重，得出方案权重：铝合金窗（0.5573）、塑钢窗（0.4427）。
根据造价部门数据，铝型材（1.4mm）配中空玻璃（6mm+12A+6mm）窗约为380元每平方米，塑钢配中空玻璃窗约为320元每平方米，则铝合金窗成本系数为380/（380+320）=0.5429，塑钢窗成本系数为320/（380+320）=0.4571;铝合金窗价值系数为0.5573/0.5429=1.027，塑钢窗价值系数为0.4427/0.4571=0.9685<1.027，因此可以说铝合金窗价值较高，应采用。
此外，除了应用价值工程方法分析价值之外，也可以将造价视为一种功能，赋予其一定权重，参与AHP的计算。两种备选方案在造价功能上的得分，由两者造价决定。这样，AHP分析出的方案评价权重，就可以作为最终选择判断的依据了。不过，这种方法对造价的敏感性不强，二者造价之比仅仅有9个标度，难以体现真实造价差距。
2.3 优化反思
对计算结果进行反思，可以发现在密封保温（0.2890）上，铝合金窗要远远劣于塑钢窗，其他性能则均优于塑钢窗。经研究发现，塑钢窗框扇构件为焊接，铝合金窗为螺丝连接，因此塑钢窗气密性较好;根据导热系数计算公式，窗的传热系数分为窗框和窗扇两部分，铝合金窗的框扇占整窗面积比塑钢窗小10%左右，在提高了采光性能的同时牺牲了保温性。
经技术部门分析后，确定其改进方案：采用优质型材，保证铝合金窗型材尺寸的精度，加强框扇咬合严密性，以提升气密性能;采用断桥铝型材，将室内外两层铝合金隔开，利用其间空隙起到保温隔热作用。方案优化后，铝合金每平米造价上升40元，新的方案权重：密封保温（1/2），其余不变，则方案权重变为：铝合金窗（0.6055），塑钢窗（0.3945），新的价值系数：铝合金窗（1.067），1.067>1.027，提升了铝合金窗的价值。
此外，从价值工程角度分析，费用指全寿命周期费用，不仅要考虑造价，还要考虑后期使用维修费，这时耐久功能的权重系数应该更高，而铝合金窗在耐久功能上性能优越，因此更加具有优势。综上，应选择铝合金窗，并且可以根据所给方案进行优化。
3 结语
价值工程在实际使用过程中，评价方法（如打分）常常受主观因素影响，因此不利于实际操作。AHP层次分析法正是利用模糊数学的处理，减弱了主观色彩，因此与价值工程结合较为适宜。然而这种结合效果有限，比较好的办法是结合工程管理信息化，建立大样本案例数据平台，由BP神经网络等算法自动提取案例库数据用于价值工程评价，这样才可以做到相对客观，相信那时价值工程将会广泛地在各行各业实际中应用起来。