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现代装备系统经济性工程--理论方法与应用 版权信息
- ISBN：9787030688118
- 条形码：9787030688118 ; 978-7-03-068811-8
- 装帧：一般胶版纸
- 册数：暂无
- 重量：暂无
- 所属分类：>>
现代装备系统经济性工程--理论方法与应用 内容简介
经济可承受性是现代武器装备系统的一项重要能力特征，它与装备的其他物理性能指标一样，在现代战争中产生着重要的战术制胜作用和战略威慑作用。经济性工程则是指能确保满足装备经济可承受性要求的一系列相关工程技术与管理方法。本书面向现代装备系统的特点，从设计论证、研制生产，到使用保障及退役处置全寿命周期角度，提供了相关费用和消耗的估算方法，这种费用和消耗相对于军事效能的评价方法、系统权衡与优化设计方法，以及费用控制方法。 本书面向高等院校系统工程、工业工程、质量与可靠性管理等相关专业的本科生和研究生，以及从事工程管理、成本估算、产品设计的企业界工程人员和学界研究人员。
现代装备系统经济性工程--理论方法与应用 目录
目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 背景与意义 1
1.2 本书主要内容 6
第2章 寿命与LCC 8
2.1 寿命的概念 8
2.2 LCC 15
2.3 经济可承受性 20
思考题 22
第3章 LCC估算程序 23
3.1 研究意义 23
3.2 估算的一般程序 23
3.3 GAO的估算阶段与步骤 25
3.4 敏感性分析 35
3.5 不确定性与风险分析 37
3.6 编写报告及后续更新 40
思考题 41
第4章 参数化费用估算法 42
4.1 适用范围与基本步骤 42
4.2 参数选择与回归建模 45
4.3 基于粗糙集的建模方法 48
4.4 启发式自适应参数建模法 54
4.5 其他参数化估算法 60
4.6 民机成本估算案例 67
思考题 72
第5章 工程估算法 73
5.1 适用范围与基本步骤 73
5.2 WBS 76
5.3 工程活动过程建模 79
5.4 费用的影响因素 85
思考题 93
第6章 类比估算法 94
6.1 适用范围与基本步骤 94
6.2 产品结构分解与基准产品选择 97
6.3 类比参数与类比系数 99
6.4 类比计算与修正 101
6.5 技术成熟度标准 104
6.6 类比估算案例 106
思考题 108
第7章 专家估算法 109
7.1 适用原则和形式 109
7.2 专家选择 110
7.3 实施过程 111
7.4 德尔菲法 113
7.5 专家权重分配 115
思考题 118
第8章 使用保障费用估算 119
8.1 概述 119
8.2 使用阶段的费用构成 122
8.3 基于任务的装备使用费用模型估算 125
8.4 维修保障费用模型估算 132
8.5 应用案例分析 145
思考题 152
第9章 备件费用估算 153
9.1 研究意义 153
9.2 备件类型 154
9.3 备件保障预测 154
9.4 备件费用估算 162
9.5 备件费用优化模型 163
思考题 169
第10章 装备经济性评价 171
10.1 评价指标体系设计 171
10.2 AHP 180
10.3 数据包络分析法 190
10.4 优劣解距离法 196
10.5 数学规划法 200
思考题 204
第11章 费用效益分析 206
11.1 概述 206
11.2 时间维度分析 207
11.3 地域维度分析 215
11.4 盈亏平衡分析 218
11.5 确定型方案评价 224
11.6 敏感性分析 226
11.7 风险型决策 228
11.8 不确定型决策 234
思考题 236
第12章 效能评估与分析 238
12.1 效能评估的意义 238
12.2 基本概念与定义 239
12.3 效能评估 242
12.4 ADC模型 247
12.5 其他效能评估模型 254
12.6 一种卫星对地观测的效能模型 255
12.7 费用-效能分析 259
思考题 268
第13章 经济性设计与优化 270
13.1 经济性设计基本概念 270
13.2 经济性设计基本原则和方法 275
13.3 产品模块集成设计优化 283
13.4 可靠性优化设计 289
13.5 维修性优化设计 298
13.6 保障优化设计 316
思考题 338
第14章 生产经济性与优化 339
14.1 批产成本与定价模型 339
14.2 生产经济批量模型 346
14.3 生产系统优化设计模型 362
14.4 质量成本优化模型 376
14.5 采购经济订货模型 381
思考题 387
第15章 成本控制与作业成本法 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 基于价值链分析的成本控制方法 396
15.4 作业成本法 400
15.5 作业成本法应用案例 407
思考题 408
第16章 动态EVM及可视化技术 409
16.1 EVM原理 409
16.2 复杂装备研制项目EVM 413
16.3 基于相似度的动态挣值预测模型 420
16.4 EVM可视化技术 423
思考题 429
参考文献 430
前言
第1章 绪论 1
1.1 背景与意义 1
1.2 本书主要内容 6
第2章 寿命与LCC 8
2.1 寿命的概念 8
2.2 LCC 15
2.3 经济可承受性 20
思考题 22
第3章 LCC估算程序 23
3.1 研究意义 23
3.2 估算的一般程序 23
3.3 GAO的估算阶段与步骤 25
3.4 敏感性分析 35
3.5 不确定性与风险分析 37
3.6 编写报告及后续更新 40
思考题 41
第4章 参数化费用估算法 42
4.1 适用范围与基本步骤 42
4.2 参数选择与回归建模 45
4.3 基于粗糙集的建模方法 48
4.4 启发式自适应参数建模法 54
4.5 其他参数化估算法 60
4.6 民机成本估算案例 67
思考题 72
第5章 工程估算法 73
5.1 适用范围与基本步骤 73
5.2 WBS 76
5.3 工程活动过程建模 79
5.4 费用的影响因素 85
思考题 93
第6章 类比估算法 94
6.1 适用范围与基本步骤 94
6.2 产品结构分解与基准产品选择 97
6.3 类比参数与类比系数 99
6.4 类比计算与修正 101
6.5 技术成熟度标准 104
6.6 类比估算案例 106
思考题 108
第7章 专家估算法 109
7.1 适用原则和形式 109
7.2 专家选择 110
7.3 实施过程 111
7.4 德尔菲法 113
7.5 专家权重分配 115
思考题 118
第8章 使用保障费用估算 119
8.1 概述 119
8.2 使用阶段的费用构成 122
8.3 基于任务的装备使用费用模型估算 125
8.4 维修保障费用模型估算 132
8.5 应用案例分析 145
思考题 152
第9章 备件费用估算 153
9.1 研究意义 153
9.2 备件类型 154
9.3 备件保障预测 154
9.4 备件费用估算 162
9.5 备件费用优化模型 163
思考题 169
第10章 装备经济性评价 171
10.1 评价指标体系设计 171
10.2 AHP 180
10.3 数据包络分析法 190
10.4 优劣解距离法 196
10.5 数学规划法 200
思考题 204
第11章 费用效益分析 206
11.1 概述 206
11.2 时间维度分析 207
11.3 地域维度分析 215
11.4 盈亏平衡分析 218
11.5 确定型方案评价 224
11.6 敏感性分析 226
11.7 风险型决策 228
11.8 不确定型决策 234
思考题 236
第12章 效能评估与分析 238
12.1 效能评估的意义 238
12.2 基本概念与定义 239
12.3 效能评估 242
12.4 ADC模型 247
12.5 其他效能评估模型 254
12.6 一种卫星对地观测的效能模型 255
12.7 费用-效能分析 259
思考题 268
第13章 经济性设计与优化 270
13.1 经济性设计基本概念 270
13.2 经济性设计基本原则和方法 275
13.3 产品模块集成设计优化 283
13.4 可靠性优化设计 289
13.5 维修性优化设计 298
13.6 保障优化设计 316
思考题 338
第14章 生产经济性与优化 339
14.1 批产成本与定价模型 339
14.2 生产经济批量模型 346
14.3 生产系统优化设计模型 362
14.4 质量成本优化模型 376
14.5 采购经济订货模型 381
思考题 387
第15章 成本控制与作业成本法 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 基于价值链分析的成本控制方法 396
15.4 作业成本法 400
15.5 作业成本法应用案例 407
思考题 408
第16章 动态EVM及可视化技术 409
16.1 EVM原理 409
16.2 复杂装备研制项目EVM 413
16.3 基于相似度的动态挣值预测模型 420
16.4 EVM可视化技术 423
思考题 429
参考文献 430
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现代装备系统经济性工程--理论方法与应用 节选
第1章绪论 1.1背景与意义 1.1.1现代装备系统经济性工程的意义 装备系统的经济性是指与费用相关的装备特性，反映的是装备系统从论证设计、研制生产到使用保障及退役处置的全寿命周期内的费用和消耗，以及这种费用和消耗相对于其具备的军事效能的可接受程度。对于出口装备或民用设施，经济性的概念主要体现为投资成本、投资回报率（return of investment，ROI）、利润率等经济性指标，反映了装备在市场经济环境下的盈利能力。 关于费用和成本的概念区别，通常将生产阶段的消耗称为成本，而将研制、使用等阶段的耗费称为费用。但从语义上讲，成本的概念范畴大于费用的概念范畴。通常，做一件事情的“成本”不仅包括货币成本，还可以指其他花费如时间成本、空间成本、机会成本等，而费用仅是指以货币度量的花费。随着寿命周期费用（life cycle cost，LCC）概念的不断深入，人们对成本的理解已经扩展至寿命周期的全部耗费，并且各种资源、时间、空间的花费一般都可以转换为货币度量方式。因此，本书一般把成本与费用这两个词等同对待。 经济性是现代武器装备系统的一项重要能力特征，它与装备的其他物理性能指标一样，在现代战争中产生着重要的威慑作用。在努力发展武器系统的高、精、尖物理特性过程中，如果能同时改善其经济性，降低LCC，将会大幅度提升装备系统的作战效能，甚至起到影响现代战争胜负的关键性作用。因此，在满足经济可承受性（affordability）要求的前提下发展高性能武器装备，已经成为世界各主要军事强国武器装备发展的基本策略，受到了前所未有的高度重视。 相对于西方发达国家而言，我国的装备系统通常具有传统上的经济性优势。这是由于过去几十年我国长期处于仿制和追赶国外已有装备技术的状态，研发风险小且成本较低，加之我国的生产成本也相对较低，从而装备价格相对较低。这种传统上的经济性优势也为我国的武器装备系统带来了一定的威慑作用，产生了较好的国防效益和效果。 但是随着我国逐渐自主研发世界领先的装备系统，研制费用开始大幅上升，同时伴随着较大的不确定性和失败风险。加之我国近十几年来社会经济的快速发展，人工成本也大幅上升，传统上的装备经济性优势正在快速地丧失，装备使用单位已经发出了“买不起、用不起”的声音。此外，由于我国装备制造行业的市场竞争机制尚不完全，垄断性承研承制的情况还普遍存在，这进一步推高了装备成本，降低了经济性。 降低LCC是改善装备经济性的主要途径，而新一代武器装备系统更加复杂化、网络化，新技术占比普遍比较高，甚至采用前所未有的颠覆性尖端技术，从而使装备LCC的可控性进一步减弱，不可预测性和超支风险显著增大。因此，亟须开展面向现代装备系统经济性的工程技术的研究，实现对寿命周期各阶段可能产生的各类费用的准确估算，对研制和实施方案的经济性评价，以及面向全寿命周期实施有效的费用控制和优化，这些便是装备系统经济性工程要研究的主要内容。这里把装备系统经济性工程定义为：在确保装备具有一定的使用功能或满足既定战略任务要求的前提下，为降低装备LCC和提升经济可承受性而实施的一系列必要的工程技术与管理过程。 开展装备系统经济性工程对我军装备建设有多个方面的作用和意义。 （1）有利于提高装备研制、生产和使用过程中的经费使用效益，使有限国防经费发挥*大作用。它通过运用科学的工程技术和管理方法，对各项成本进行准确预测、优化设计和有效控制，从而避免浪费，提高效率，以*低成本追求*大效能。通过加强经济性工程理论方法的研究和积极推动经济性工程活动的开展，能有效降低装备的各项费用，节省出更多的新装备研发费用，加快国家军事战略发展。 （2）有利于提升装备研制企业的市场竞争力，确保装备行业的长期健康发展。20世纪末～21世纪初近20年，我国由于周边环境的迫切军事需要，急需以不计成本的方式按计划经济发展出一批满足战术性能需求的武器装备，装备系统经济性工程未得到足够的重视。装备研制企业也因长期处于计划体制，装备研制成本偏高，缺乏市场竞争力。开展装备系统经济性工程有利于装备行业提升自身成本管控水平，提升企业竞争力，确保行业长期健康发展。 （3）有利于降低装备的购置价格和使用费用，确保军方买得起、用得起高性能的武器装备，确保国家的国防需求得到满足。装备系统经济性工程面向装备全寿命周期，不仅作用于研制与生产费用，还提供使用阶段的维修与保障运筹的优化技术，降低使用费用并提升使用效能。 （4）只有深入研究装备系统的经济性，才能转变我军装备发展长期以来的“重性能、轻费用”的决策观念，彻底贯彻科学的装备发展观，从全系统、全方位、全寿命，以及综合权衡的角度去认识装备发展中的一系列问题，探索适合社会主义市场经济体制的科学的装备发展模式。 1.1.2国内外发展情况 1.国外发展情况 LCC（或生命周期费用）及相关的控制技术是20世纪60年代美国国防部（U.S. Department of Defense，DOD）提出的新概念，并在美国的政府项目及军工领域得到了广泛应用，实现了全面的标准体系和管理程序。1971年7月，DOD颁发了国防部指令DoDD5000.1 The Defense Acquisition System，该指令明确提出了定费用设计（design to cost，DTC）的思想和要求，把LCC视为一个管理问题，管理的目标是控制装备的总费用。在美军的标准里，DTC为一种使武器装备系统设计能满足规定费用要求的采办管理手段，以严格的费用上限值为目标，并努力实现这些目标。这是美军采办部门控制武器装备采购价格的一种管理办法，即规定将要采办装备的*高限价，责令装备提供商基于这一限价展开武器系统的设计，在满足性能需求的同时，不超过此限价。DTC采办思想和LCC理念一直沿用到20世纪90年代末，为美国装备采购的费用控制带来了巨大的效益。 在生产成本控制方面，日本丰田公司的大野耐一于1953年创造的准时制（just in time，JIT）生产方式，又称零库存生产或看板生产，在降低生产成本方面成效显著。1973年以后，在帮助日本丰田公司度过**次能源危机后，JIT生产引起其他国家生产企业的重视，并逐渐在欧洲和美国的日资企业及本土企业中推行。1990年，美国麻省理工学院的沃麦克（Womack）和琼斯（Jones）在考察了日本丰田公司的生产方式后，在其合著的书The Machine that Changed the World中将日本丰田公司的生产模式定义为精益生产（lean production），并认为这种生产方式*适用于现代制造企业。JIT生产和精益生产，与源自日本的其他生产流通方式和文化，一起被西方企业称为日本化模式，直到现在仍被视为当今制造业中*理想的生产方式。 自20世纪90年代始，美国国家防御分析研究所（Institute of Defense Analyze，IDA）提出的并行工程（concurrent engineering，CE）概念在西方国家兴起。CE要求产品设计从一开始就要面向其全寿命周期过程，提出了一系列集成地、并行地设计产品及其相关过程的系统方法，包括面向成本设计（design for cost，DFC）系统方法。DFC强调通过减少产品整个寿命周期的各种消耗来降低产品成本，例如，减少生产过程中的原材料消耗、工时消耗、能源消耗等以降低生产成本，减少交付后的使用消耗、售后服务等以降低使用成本，以及考虑环保设计和回收设计等以降低报废处理和环境成本。DFC使从全寿命周期角度控制产品成本的理念得到了广泛的推广和应用，并产生了具有深远影响的社会价值。 20世纪90年代～21世纪初，美国发动了三场大规模对外战争：1991年的海湾战争、2001年的阿富汗战争和2003年的伊拉克战争，巨大的军费开支耗尽了美国多年积攒的国家财富，加上发展现代高科技武器越来越昂贵，根据世界银行统计数据，美军军费占国内生产总值（gross domestic product，GDP）的比例从2000年的2.93%迅速上升到2005年的3.86%，到2010年达到4.66%。尽管如此，美国在装备费用控制方面也面临严峻问题。例如，号称全球*先进的**款第5代战斗机F-22（猛禽，2001年试制成功，2004年首飞，2005年批产），单架售价达1.43亿美元，且每飞行1h就需要30h的维修保障，花费4.4万美元以上，如此昂贵的费用令其仅生产了187架就永久停产（2011年*后一架）。即便是随后的替代机型F-35，其研制费用也高达552亿美元，相比2007年的基线增长了104亿美元（增幅23%），每飞行小时的费用目标值也比F-16战斗机高出了56%。美军估计其在30年服役寿命内的使用和保障总经费将高达1.1万亿美元。由于美国军事巨大的需求（增加较快）和有限的军费计划（增加较慢）的宏观协调性持续恶化，美军不得不在装备性能和费用之间进行妥协。费用为独立变量（cost as an independent variable，CAIV）设计这一概念逐渐被美军作为武器装备的新采办策略。CAIV设计在20世纪90年代末就已经被美国军方提出，其核心思想是强调装备的经济可承受性，把费用放在与性能和进度同等重要的地位，作为设计的输入而不再是输出，必要时，可以在满足关键需求的前提下，降低或放弃部分性能指标，以达到与费用的平衡。CAIV设计被认为是之前一直采用的DTC采办策略的替代，成为当前美军武器装备发展与采办的主要策略之一。加上2008年金融危机的持续影响，美国DOD预算占GDP的比例由2010年的4.66%降到了2018年的3.16%。费用不足已经成为制约美军装备发展的关键，经济可承受性设计已经与装备物理性能设计同等重要，成为美军一切装备发展计划的前提条件。 2. 国内发展情况 20世纪90年代～21世纪初，我国受到周边军事环境的巨大压迫，如台湾问题、东海/南海问题等，迫切需要以不计成本的方式发展出一批满足战术性能需求的武器装备，因此装备系统经济性工程未能得到足够的重视。但在近20年的探索与实践中，仍然形成了一套有效的装备采办管理制度。 1996年，中华人民共和国国家计划委员会、中华人民共和国财政部、总参谋部和中华人民共和国国防科学技术工业委员会颁布了《军品价格管理办法》，将装备价格调整为定价成本加5%利润的定价模式。《军品价格管理办法》规范了军品的定价基础，对整个装备行业产生了深远的影响。1999年，总装备部先后发布了三个国军标：《军品价格审查程序》（GJB 3649—1999）、《军品价格测算程序》（GJB 3871—1999）和《军事代表对承制单位型号研制费使用监督程序》（GJB 3886—1999），形成了一整套军品价格管理制度体系。为了使军品采购更加市场化，中央军事委员会对《军品价格管理办法》进行了补充完善，于2002年发布了《中国人民解放军装备采购条例》，提出了五种更灵活的军品采购方式。总装备部于2003年发布了《装备采购方式与程序管理规定》，明确了公开招标采购、邀请招标采购、竞争性谈判采购、单一来源采购、询价采购等多种采购方式。2009年，为了积极满足社会主义市场经济体制下的装备发展要求，总装备部发布了《关于加强竞争性装备采购工作的意见》，加快了建立和完善以竞争为核心的竞价、评价、监督，以及激励机制。2011年4月，中华人民共和国国家发展和改革委员会、中华人民共和国财政部、总装备部联合下发了《关于进一步推进军品价格工作改革的指导意见》，以及配套文件《军品定价议价规则》和《国防科技工业经费管理办法》，对军品价格工作改革给出了方向性的规划。文件提出了由“单一定价模式”向“多种定价模式”转变，实施武器装备分类定价，同时由“事后定价”向“事前控制”转变，开展面向研制全过程的价格管理。2014年，总装备部发布《竞争性装备采购管
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