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現代裝備系統經濟性工程--理論方法與應用 版權信息
- ISBN：9787030688118
- 條形碼：9787030688118 ; 978-7-03-068811-8
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
現代裝備系統經濟性工程--理論方法與應用 內容簡介
經濟可承受性是現代武器裝備系統的一項重要能力特征，它與裝備的其他物理性能指標一樣，在現代戰爭中產生著重要的戰術制勝作用和戰略威懾作用。經濟性工程則是指能確保滿足裝備經濟可承受性要求的一系列相關工程技術與管理方法。本書面向現代裝備系統的特點，從設計論證、研制生產，到使用保障及退役處置全壽命周期角度，提供了相關費用和消耗的估算方法，這種費用和消耗相對于軍事效能的評價方法、系統權衡與優化設計方法，以及費用控制方法。 本書面向高等院校系統工程、工業工程、質量與可靠性管理等相關專業的本科生和研究生，以及從事工程管理、成本估算、產品設計的企業界工程人員和學界研究人員。
現代裝備系統經濟性工程--理論方法與應用 目錄
目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 背景與意義 1
1.2 本書主要內容 6
第2章 壽命與LCC 8
2.1 壽命的概念 8
2.2 LCC 15
2.3 經濟可承受性 20
思考題 22
第3章 LCC估算程序 23
3.1 研究意義 23
3.2 估算的一般程序 23
3.3 GAO的估算階段與步驟 25
3.4 敏感性分析 35
3.5 不確定性與風險分析 37
3.6 編寫報告及后續更新 40
思考題 41
第4章 參數化費用估算法 42
4.1 適用范圍與基本步驟 42
4.2 參數選擇與回歸建模 45
4.3 基于粗糙集的建模方法 48
4.4 啟發式自適應參數建模法 54
4.5 其他參數化估算法 60
4.6 民機成本估算案例 67
思考題 72
第5章 工程估算法 73
5.1 適用范圍與基本步驟 73
5.2 WBS 76
5.3 工程活動過程建模 79
5.4 費用的影響因素 85
思考題 93
第6章 類比估算法 94
6.1 適用范圍與基本步驟 94
6.2 產品結構分解與基準產品選擇 97
6.3 類比參數與類比系數 99
6.4 類比計算與修正 101
6.5 技術成熟度標準 104
6.6 類比估算案例 106
思考題 108
第7章 專家估算法 109
7.1 適用原則和形式 109
7.2 專家選擇 110
7.3 實施過程 111
7.4 德爾菲法 113
7.5 專家權重分配 115
思考題 118
第8章 使用保障費用估算 119
8.1 概述 119
8.2 使用階段的費用構成 122
8.3 基于任務的裝備使用費用模型估算 125
8.4 維修保障費用模型估算 132
8.5 應用案例分析 145
思考題 152
第9章 備件費用估算 153
9.1 研究意義 153
9.2 備件類型 154
9.3 備件保障預測 154
9.4 備件費用估算 162
9.5 備件費用優化模型 163
思考題 169
第10章 裝備經濟性評價 171
10.1 評價指標體系設計 171
10.2 AHP 180
10.3 數據包絡分析法 190
10.4 優劣解距離法 196
10.5 數學規劃法 200
思考題 204
第11章 費用效益分析 206
11.1 概述 206
11.2 時間維度分析 207
11.3 地域維度分析 215
11.4 盈虧平衡分析 218
11.5 確定型方案評價 224
11.6 敏感性分析 226
11.7 風險型決策 228
11.8 不確定型決策 234
思考題 236
第12章 效能評估與分析 238
12.1 效能評估的意義 238
12.2 基本概念與定義 239
12.3 效能評估 242
12.4 ADC模型 247
12.5 其他效能評估模型 254
12.6 一種衛星對地觀測的效能模型 255
12.7 費用-效能分析 259
思考題 268
第13章 經濟性設計與優化 270
13.1 經濟性設計基本概念 270
13.2 經濟性設計基本原則和方法 275
13.3 產品模塊集成設計優化 283
13.4 可靠性優化設計 289
13.5 維修性優化設計 298
13.6 保障優化設計 316
思考題 338
第14章 生產經濟性與優化 339
14.1 批產成本與定價模型 339
14.2 生產經濟批量模型 346
14.3 生產系統優化設計模型 362
14.4 質量成本優化模型 376
14.5 采購經濟訂貨模型 381
思考題 387
第15章 成本控制與作業成本法 388
15.1 成本控制基本原理 388
15.2 成本控制的一般方法 389
15.3 基于價值鏈分析的成本控制方法 396
15.4 作業成本法 400
15.5 作業成本法應用案例 407
思考題 408
第16章 動態EVM及可視化技術 409
16.1 EVM原理 409
16.2 復雜裝備研制項目EVM 413
16.3 基于相似度的動態掙值預測模型 420
16.4 EVM可視化技術 423
思考題 429
參考文獻 430
前言
第1章 緒論 1
1.1 背景與意義 1
1.2 本書主要內容 6
第2章 壽命與LCC 8
2.1 壽命的概念 8
2.2 LCC 15
2.3 經濟可承受性 20
思考題 22
第3章 LCC估算程序 23
3.1 研究意義 23
3.2 估算的一般程序 23
3.3 GAO的估算階段與步驟 25
3.4 敏感性分析 35
3.5 不確定性與風險分析 37
3.6 編寫報告及后續更新 40
思考題 41
第4章 參數化費用估算法 42
4.1 適用范圍與基本步驟 42
4.2 參數選擇與回歸建模 45
4.3 基于粗糙集的建模方法 48
4.4 啟發式自適應參數建模法 54
4.5 其他參數化估算法 60
4.6 民機成本估算案例 67
思考題 72
第5章 工程估算法 73
5.1 適用范圍與基本步驟 73
5.2 WBS 76
5.3 工程活動過程建模 79
5.4 費用的影響因素 85
思考題 93
第6章 類比估算法 94
6.1 適用范圍與基本步驟 94
6.2 產品結構分解與基準產品選擇 97
6.3 類比參數與類比系數 99
6.4 類比計算與修正 101
6.5 技術成熟度標準 104
6.6 類比估算案例 106
思考題 108
第7章 專家估算法 109
7.1 適用原則和形式 109
7.2 專家選擇 110
7.3 實施過程 111
7.4 德爾菲法 113
7.5 專家權重分配 115
思考題 118
第8章 使用保障費用估算 119
8.1 概述 119
8.2 使用階段的費用構成 122
8.3 基于任務的裝備使用費用模型估算 125
8.4 維修保障費用模型估算 132
8.5 應用案例分析 145
思考題 152
第9章 備件費用估算 153
9.1 研究意義 153
9.2 備件類型 154
9.3 備件保障預測 154
9.4 備件費用估算 162
9.5 備件費用優化模型 163
思考題 169
第10章 裝備經濟性評價 171
10.1 評價指標體系設計 171
10.2 AHP 180
10.3 數據包絡分析法 190
10.4 優劣解距離法 196
10.5 數學規劃法 200
思考題 204
第11章 費用效益分析 206
11.1 概述 206
11.2 時間維度分析 207
11.3 地域維度分析 215
11.4 盈虧平衡分析 218
11.5 確定型方案評價 224
11.6 敏感性分析 226
11.7 風險型決策 228
11.8 不確定型決策 234
思考題 236
第12章 效能評估與分析 238
12.1 效能評估的意義 238
12.2 基本概念與定義 239
12.3 效能評估 242
12.4 ADC模型 247
12.5 其他效能評估模型 254
12.6 一種衛星對地觀測的效能模型 255
12.7 費用-效能分析 259
思考題 268
第13章 經濟性設計與優化 270
13.1 經濟性設計基本概念 270
13.2 經濟性設計基本原則和方法 275
13.3 產品模塊集成設計優化 283
13.4 可靠性優化設計 289
13.5 維修性優化設計 298
13.6 保障優化設計 316
思考題 338
第14章 生產經濟性與優化 339
14.1 批產成本與定價模型 339
14.2 生產經濟批量模型 346
14.3 生產系統優化設計模型 362
14.4 質量成本優化模型 376
14.5 采購經濟訂貨模型 381
思考題 387
第15章 成本控制與作業成本法 388
15.1 成本控制基本原理 388
15.2 成本控制的一般方法 389
15.3 基于價值鏈分析的成本控制方法 396
15.4 作業成本法 400
15.5 作業成本法應用案例 407
思考題 408
第16章 動態EVM及可視化技術 409
16.1 EVM原理 409
16.2 復雜裝備研制項目EVM 413
16.3 基于相似度的動態掙值預測模型 420
16.4 EVM可視化技術 423
思考題 429
參考文獻 430
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現代裝備系統經濟性工程--理論方法與應用 節選
第1章緒論 1.1背景與意義 1.1.1現代裝備系統經濟性工程的意義 裝備系統的經濟性是指與費用相關的裝備特性，反映的是裝備系統從論證設計、研制生產到使用保障及退役處置的全壽命周期內的費用和消耗，以及這種費用和消耗相對于其具備的軍事效能的可接受程度。對于出口裝備或民用設施，經濟性的概念主要體現為投資成本、投資回報率（return of investment，ROI）、利潤率等經濟性指標，反映了裝備在市場經濟環境下的盈利能力。 關于費用和成本的概念區別，通常將生產階段的消耗稱為成本，而將研制、使用等階段的耗費稱為費用。但從語義上講，成本的概念范疇大于費用的概念范疇。通常，做一件事情的“成本”不僅包括貨幣成本，還可以指其他花費如時間成本、空間成本、機會成本等，而費用僅是指以貨幣度量的花費。隨著壽命周期費用（life cycle cost，LCC）概念的不斷深入，人們對成本的理解已經擴展至壽命周期的全部耗費，并且各種資源、時間、空間的花費一般都可以轉換為貨幣度量方式。因此，本書一般把成本與費用這兩個詞等同對待。 經濟性是現代武器裝備系統的一項重要能力特征，它與裝備的其他物理性能指標一樣，在現代戰爭中產生著重要的威懾作用。在努力發展武器系統的高、精、尖物理特性過程中，如果能同時改善其經濟性，降低LCC，將會大幅度提升裝備系統的作戰效能，甚至起到影響現代戰爭勝負的關鍵性作用。因此，在滿足經濟可承受性（affordability）要求的前提下發展高性能武器裝備，已經成為世界各主要軍事強國武器裝備發展的基本策略，受到了前所未有的高度重視。 相對于西方發達國家而言，我國的裝備系統通常具有傳統上的經濟性優勢。這是由于過去幾十年我國長期處于仿制和追趕國外已有裝備技術的狀態，研發風險小且成本較低，加之我國的生產成本也相對較低，從而裝備價格相對較低。這種傳統上的經濟性優勢也為我國的武器裝備系統帶來了一定的威懾作用，產生了較好的國防效益和效果。 但是隨著我國逐漸自主研發世界領先的裝備系統，研制費用開始大幅上升，同時伴隨著較大的不確定性和失敗風險。加之我國近十幾年來社會經濟的快速發展，人工成本也大幅上升，傳統上的裝備經濟性優勢正在快速地喪失，裝備使用單位已經發出了“買不起、用不起”的聲音。此外，由于我國裝備制造行業的市場競爭機制尚不完全，壟斷性承研承制的情況還普遍存在，這進一步推高了裝備成本，降低了經濟性。 降低LCC是改善裝備經濟性的主要途徑，而新一代武器裝備系統更加復雜化、網絡化，新技術占比普遍比較高，甚至采用前所未有的顛覆性尖端技術，從而使裝備LCC的可控性進一步減弱，不可預測性和超支風險顯著增大。因此，亟須開展面向現代裝備系統經濟性的工程技術的研究，實現對壽命周期各階段可能產生的各類費用的準確估算，對研制和實施方案的經濟性評價，以及面向全壽命周期實施有效的費用控制和優化，這些便是裝備系統經濟性工程要研究的主要內容。這里把裝備系統經濟性工程定義為：在確保裝備具有一定的使用功能或滿足既定戰略任務要求的前提下，為降低裝備LCC和提升經濟可承受性而實施的一系列必要的工程技術與管理過程。 開展裝備系統經濟性工程對我軍裝備建設有多個方面的作用和意義。 （1）有利于提高裝備研制、生產和使用過程中的經費使用效益，使有限國防經費發揮*大作用。它通過運用科學的工程技術和管理方法，對各項成本進行準確預測、優化設計和有效控制，從而避免浪費，提高效率，以*低成本追求*大效能。通過加強經濟性工程理論方法的研究和積極推動經濟性工程活動的開展，能有效降低裝備的各項費用，節省出更多的新裝備研發費用，加快國家軍事戰略發展。 （2）有利于提升裝備研制企業的市場競爭力，確保裝備行業的長期健康發展。20世紀末～21世紀初近20年，我國由于周邊環境的迫切軍事需要，急需以不計成本的方式按計劃經濟發展出一批滿足戰術性能需求的武器裝備，裝備系統經濟性工程未得到足夠的重視。裝備研制企業也因長期處于計劃體制，裝備研制成本偏高，缺乏市場競爭力。開展裝備系統經濟性工程有利于裝備行業提升自身成本管控水平，提升企業競爭力，確保行業長期健康發展。 （3）有利于降低裝備的購置價格和使用費用，確保軍方買得起、用得起高性能的武器裝備，確保國家的國防需求得到滿足。裝備系統經濟性工程面向裝備全壽命周期，不僅作用于研制與生產費用，還提供使用階段的維修與保障運籌的優化技術，降低使用費用并提升使用效能。 （4）只有深入研究裝備系統的經濟性，才能轉變我軍裝備發展長期以來的“重性能、輕費用”的決策觀念，徹底貫徹科學的裝備發展觀，從全系統、全方位、全壽命，以及綜合權衡的角度去認識裝備發展中的一系列問題，探索適合社會主義市場經濟體制的科學的裝備發展模式。 1.1.2國內外發展情況 1.國外發展情況 LCC（或生命周期費用）及相關的控制技術是20世紀60年代美國國防部（U.S. Department of Defense，DOD）提出的新概念，并在美國的政府項目及軍工領域得到了廣泛應用，實現了全面的標準體系和管理程序。1971年7月，DOD頒發了國防部指令DoDD5000.1 The Defense Acquisition System，該指令明確提出了定費用設計（design to cost，DTC）的思想和要求，把LCC視為一個管理問題，管理的目標是控制裝備的總費用。在美軍的標準里，DTC為一種使武器裝備系統設計能滿足規定費用要求的采辦管理手段，以嚴格的費用上限值為目標，并努力實現這些目標。這是美軍采辦部門控制武器裝備采購價格的一種管理辦法，即規定將要采辦裝備的*高限價，責令裝備提供商基于這一限價展開武器系統的設計，在滿足性能需求的同時，不超過此限價。DTC采辦思想和LCC理念一直沿用到20世紀90年代末，為美國裝備采購的費用控制帶來了巨大的效益。 在生產成本控制方面，日本豐田公司的大野耐一于1953年創造的準時制（just in time，JIT）生產方式，又稱零庫存生產或看板生產，在降低生產成本方面成效顯著。1973年以后，在幫助日本豐田公司度過**次能源危機后，JIT生產引起其他國家生產企業的重視，并逐漸在歐洲和美國的日資企業及本土企業中推行。1990年，美國麻省理工學院的沃麥克（Womack）和瓊斯（Jones）在考察了日本豐田公司的生產方式后，在其合著的書The Machine that Changed the World中將日本豐田公司的生產模式定義為精益生產（lean production），并認為這種生產方式*適用于現代制造企業。JIT生產和精益生產，與源自日本的其他生產流通方式和文化，一起被西方企業稱為日本化模式，直到現在仍被視為當今制造業中*理想的生產方式。 自20世紀90年代始，美國國家防御分析研究所（Institute of Defense Analyze，IDA）提出的并行工程（concurrent engineering，CE）概念在西方國家興起。CE要求產品設計從一開始就要面向其全壽命周期過程，提出了一系列集成地、并行地設計產品及其相關過程的系統方法，包括面向成本設計（design for cost，DFC）系統方法。DFC強調通過減少產品整個壽命周期的各種消耗來降低產品成本，例如，減少生產過程中的原材料消耗、工時消耗、能源消耗等以降低生產成本，減少交付后的使用消耗、售后服務等以降低使用成本，以及考慮環保設計和回收設計等以降低報廢處理和環境成本。DFC使從全壽命周期角度控制產品成本的理念得到了廣泛的推廣和應用，并產生了具有深遠影響的社會價值。 20世紀90年代～21世紀初，美國發動了三場大規模對外戰爭：1991年的海灣戰爭、2001年的阿富汗戰爭和2003年的伊拉克戰爭，巨大的軍費開支耗盡了美國多年積攢的國家財富，加上發展現代高科技武器越來越昂貴，根據世界銀行統計數據，美軍軍費占國內生產總值（gross domestic product，GDP）的比例從2000年的2.93%迅速上升到2005年的3.86%，到2010年達到4.66%。盡管如此，美國在裝備費用控制方面也面臨嚴峻問題。例如，號稱全球*先進的**款第5代戰斗機F-22（猛禽，2001年試制成功，2004年首飛，2005年批產），單架售價達1.43億美元，且每飛行1h就需要30h的維修保障，花費4.4萬美元以上，如此昂貴的費用令其僅生產了187架就永久停產（2011年*后一架）。即便是隨后的替代機型F-35，其研制費用也高達552億美元，相比2007年的基線增長了104億美元（增幅23%），每飛行小時的費用目標值也比F-16戰斗機高出了56%。美軍估計其在30年服役壽命內的使用和保障總經費將高達1.1萬億美元。由于美國軍事巨大的需求（增加較快）和有限的軍費計劃（增加較慢）的宏觀協調性持續惡化，美軍不得不在裝備性能和費用之間進行妥協。費用為獨立變量（cost as an independent variable，CAIV）設計這一概念逐漸被美軍作為武器裝備的新采辦策略。CAIV設計在20世紀90年代末就已經被美國軍方提出，其核心思想是強調裝備的經濟可承受性，把費用放在與性能和進度同等重要的地位，作為設計的輸入而不再是輸出，必要時，可以在滿足關鍵需求的前提下，降低或放棄部分性能指標，以達到與費用的平衡。CAIV設計被認為是之前一直采用的DTC采辦策略的替代，成為當前美軍武器裝備發展與采辦的主要策略之一。加上2008年金融危機的持續影響，美國DOD預算占GDP的比例由2010年的4.66%降到了2018年的3.16%。費用不足已經成為制約美軍裝備發展的關鍵，經濟可承受性設計已經與裝備物理性能設計同等重要，成為美軍一切裝備發展計劃的前提條件。 2. 國內發展情況 20世紀90年代～21世紀初，我國受到周邊軍事環境的巨大壓迫，如臺灣問題、東海/南海問題等，迫切需要以不計成本的方式發展出一批滿足戰術性能需求的武器裝備，因此裝備系統經濟性工程未能得到足夠的重視。但在近20年的探索與實踐中，仍然形成了一套有效的裝備采辦管理制度。 1996年，中華人民共和國國家計劃委員會、中華人民共和國財政部、總參謀部和中華人民共和國國防科學技術工業委員會頒布了《軍品價格管理辦法》，將裝備價格調整為定價成本加5%利潤的定價模式。《軍品價格管理辦法》規范了軍品的定價基礎，對整個裝備行業產生了深遠的影響。1999年，總裝備部先后發布了三個國軍標：《軍品價格審查程序》（GJB 3649—1999）、《軍品價格測算程序》（GJB 3871—1999）和《軍事代表對承制單位型號研制費使用監督程序》（GJB 3886—1999），形成了一整套軍品價格管理制度體系。為了使軍品采購更加市場化，中央軍事委員會對《軍品價格管理辦法》進行了補充完善，于2002年發布了《中國人民解放軍裝備采購條例》，提出了五種更靈活的軍品采購方式。總裝備部于2003年發布了《裝備采購方式與程序管理規定》，明確了公開招標采購、邀請招標采購、競爭性談判采購、單一來源采購、詢價采購等多種采購方式。2009年，為了積極滿足社會主義市場經濟體制下的裝備發展要求，總裝備部發布了《關于加強競爭性裝備采購工作的意見》，加快了建立和完善以競爭為核心的競價、評價、監督，以及激勵機制。2011年4月，中華人民共和國國家發展和改革委員會、中華人民共和國財政部、總裝備部聯合下發了《關于進一步推進軍品價格工作改革的指導意見》，以及配套文件《軍品定價議價規則》和《國防科技工業經費管理辦法》，對軍品價格工作改革給出了方向性的規劃。文件提出了由“單一定價模式”向“多種定價模式”轉變，實施武器裝備分類定價，同時由“事后定價”向“事前控制”轉變，開展面向研制全過程的價格管理。2014年，總裝備部發布《競爭性裝備采購管
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