Дизайн, ориентированный на ценность - Value-driven design - Wikipedia

Дизайн, ориентированный на ценность (VDD) это системная инженерия стратегия, основанная на микроэкономика что позволяет мультидисциплинарная оптимизация дизайна. Дизайн, ориентированный на ценность, разрабатывается Американский институт аэронавтики и астронавтики через программный комитет представителей правительства, промышленности и академических кругов.[1] Параллельно США Агентство перспективных оборонных исследовательских проектов провозгласил идентичную стратегию, назвав ее ориентированный на стоимость дизайн, на Программа F6. На данный момент условия ориентированный на стоимость дизайн и ориентированный на стоимость дизайн взаимозаменяемы. Суть этих стратегий заключается в том, что выбор конструкции делается для максимизации ценности системы, а не для удовлетворения требований к производительности.

Это также похоже на ориентированный на ценность подход гибкая разработка программного обеспечения когда заинтересованные стороны проекта отдают приоритет своим высокоуровневым потребностям (или функциям системы) на основе предполагаемых ценность бизнеса каждый доставит.[2]

Дизайн, ориентированный на ценность, вызывает споры, поскольку требования к производительности являются центральным элементом системного проектирования.[3] Однако сторонники дизайна, ориентированного на ценность, заявляют, что он может улучшить разработку крупных аэрокосмических систем за счет сокращения или устранения перерасхода средств.[4] которые, по мнению независимых аудиторов, являются серьезной проблемой.[5]

Концепция

Дизайн, ориентированный на ценность, создает среду, которая позволяет и поощряет дизайн оптимизация путем предоставления разработчикам целевой функции и устранения тех ограничений, которые были выражены как требования к производительности. Целевая функция вводит все важные атрибуты разрабатываемой системы и выводит оценку. Чем выше оценка, тем лучше дизайн.[6] Описывая раннюю версию того, что сейчас называется дизайном, ориентированным на ценность, Джордж Хазелригг сказал: «Цель этой структуры - дать возможность оценить ценность каждого варианта дизайна, чтобы можно было рационально сравнить варианты и сделать выбор».[7] На уровне всей системы целевая функция, которая выполняет эту оценку ценности, называется «ценностной моделью».[8] Модель ценности отличает дизайн, основанный на ценности, от теории полезности с несколькими атрибутами, применяемой к дизайну.[9] Принимая во внимание, что в теории полезности с несколькими атрибутами целевая функция строится на основе оценок заинтересованных сторон,[10] Дизайн, основанный на ценности, использует экономический анализ для построения модели ценности.[11] Основа модели стоимости часто является выражением прибыли для бизнеса, но модели экономической стоимости также были разработаны для других организаций, таких как правительство.[8]

Для проектирования системы инженеры сначала берут системные атрибуты, которым обычно назначаются требования к характеристикам, например дальность полета и расход топлива самолета, и создают модель стоимости системы, которая использует все эти атрибуты в качестве входных данных. Затем концептуальный дизайн оптимизируется, чтобы максимизировать выход модели стоимости. Затем, когда система раскладывается на компоненты, целевая функция для каждого компонента выводится из модели ценности системы посредством анализа чувствительности.[6]

Практическое занятие по внедрению ценностно-ориентированного дизайна для GPS спутник проводился в 2006 году и может служить примером этого процесса.[12]

История

Дихотомия между проектированием требований к производительности и целевыми функциями была поднята Герберт Саймон в эссе под названием «Наука дизайна» в 1969 году.[13] Саймон играл обеими сторонами, говоря, что в идеале спроектированные системы должны быть оптимизированы в соответствии с целевой функцией, но на практике это часто слишком сложно, поэтому атрибуты должны быть доволен, что сводилось к установке требований к производительности. Но он включил методы оптимизации в рекомендованную им учебную программу для инженеров и одобрил «теорию полезности и теорию статистических решений как логическую основу для рационального выбора среди данных альтернатив».

Теория полезности получила большую часть своей нынешней математической формулировки фон Нейман и Моргенштерн,[14] но это был экономист Кеннет Эрроу кто наиболее широко доказал теорему об ожидаемой полезности, которая, по сути, гласит, что при наличии выбора среди множества альтернатив следует выбирать альтернативу, которая обеспечивает наибольшее вероятностное ожидание полезности, где полезность - это значение, скорректированное с учетом избегания риска.[15]

Ральф Кини и Говард Райффа расширенная теория полезности в поддержку принятия решений,[10] и Кини разработали идею модели ценности, которая инкапсулирует расчет полезности.[16] Кини и Райффа также использовали «атрибуты» для описания входных данных для процесса оценки или модели ценности.

Джордж Хазелригг поставил инженерный дизайн, бизнес-план Впервые вместе анализ и теория принятия решений были объединены в рамках статьи, написанной в 1995 году и опубликованной в 1998 году.[7] Тем временем Пол Коллопи независимо разработал аналогичную структуру в 1997 году, а Гарри Кук разработал S-модель для включения цены продукта и спроса в основанную на прибыли целевую функцию для проектных решений.[17]

В Подразделение инженерных систем Массачусетского технологического института с 2000 года выпустила серию статей, многие из которых были написаны в соавторстве с Дэниелом Хастингсом, в которых многие полезные формулировки использовались для устранения различных форм неопределенности при принятии решений по инженерному проектированию. Салех и др.[18] хороший пример этой работы.

Период, термин ориентированный на стоимость дизайн был придуман Джеймсом Стерджесом в Локхид Мартин в то время как он организовывал семинар, который впоследствии стал Комитетом по программе ориентированного на ценность дизайна Американский институт аэронавтики и астронавтики (AIAA) в 2006 году.[19] Тем временем, ориентированный на стоимость дизайн был изобретен независимо Оуэном Брауном и Павел Еременко DARPA в объявлении агентства Phase 1 для программы проектирования спутников DARPA F6 в 2007 году.[20]Castagne et al.[21] представляет собой пример, когда ориентированный на стоимость дизайн использовался для проектирования панелей фюзеляжа для региональный самолет.

Приобретение на основе ценности

Внедрение ориентированного на стоимость дизайна в крупных государственных системах, таких как НАСА или же Европейское космическое агентство космических кораблей или систем вооружения потребуется государственная система закупок, которая будет направлять или стимулировать подрядчика использовать модель стоимости.[22] Такая система подробно предлагается в эссе Майкла Липпица, Шона О'Кифа и Джона Уайта.[23] Они предполагают, что «программный офис может предложить контракт, в котором цена является функцией стоимости», где функция выводится из модели стоимости. Функция цены структурирована таким образом, что при оптимизации дизайна продукта в соответствии с моделью стоимости подрядчик максимизирует свою прибыль. Они называют эту систему Приобретение на основе стоимости.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ «Программные комитеты AIAA». Получено 2009-05-24.
  2. ^ Слайгер, Микеле; Бродерик, Стейша (2008). Мост менеджера программного проекта к гибкости. Эддисон-Уэсли. п. 46. ISBN  978-0-321-50275-9.
  3. ^ Капурч, Стивен Дж .; и другие. (2007). Справочник НАСА по системной инженерии (PDF) (Ред. 1-е изд.). Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства. п. 43. Архивировано с оригинал (PDF) на 2012-07-09. Получено 2009-05-24.
  4. ^ "Дизайн, ориентированный на ценность Аэрокосмическая Америка". Американский институт аэронавтики и астронавтики, Рестон, Вирджиния. Декабрь 2008 года: 109. Получено 2009-05-25. Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)
  5. ^ Маллинз, Брайан (31 марта 2008 г.). Оборонные закупки: оценка избранных программ вооружений (Отчет). Счетная палата правительства США. Получено 2009-05-24.
  6. ^ а б Коллопи, Пол (2001). «Экономически обоснованный распределенный оптимальный дизайн» (PDF). Американский институт аэронавтики и астронавтики, Рестон, Вирджиния. Получено 2009-05-24. Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)
  7. ^ а б Хейзелригг, Г. А. (1998). «Структура для инженерного проектирования, основанного на решениях». Журнал механического проектирования. 120 (4): 653–656. Дои:10.1115/1.2829328.
  8. ^ а б Коллопи, Пол; Хортон, Рэнди (2002). «Моделирование ценности для оценки технологий» (PDF). Американский институт аэронавтики и астронавтики. Получено 2009-05-25. Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)
  9. ^ Терстон, Д. Л. (1990). «Многоатрибутный анализ утилит в управлении проектированием». IEEE Transactions по инженерному менеджменту. 37 (4): 296–301. Дои:10.1109/17.62329.
  10. ^ а б Кини, Ральф Л .; Райффа, Ховард (1976). Решения с несколькими целями: предпочтения и компромиссы. John Wiley & Sons, Нью-Йорк. п. 96. ISBN  978-0-521-43883-4. Получено 2009-05-25.
  11. ^ Коллопи, Пол (1997). Избыточная стоимость при оптимизации конструкции силовой установки (PDF). Американский институт аэронавтики и астронавтики, Рестон, штат Вирджиния. Получено 2009-05-25.
  12. ^ Коллопи, Пол (2006). «Дизайн, ориентированный на ценность, и глобальная система позиционирования» (PDF). Американский институт аэронавтики и астронавтики, Рестон, штат Вирджиния. Получено 2009-05-24. Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)
  13. ^ Саймон, Герберт А. (1969). «3». Науки об искусственном: наука о дизайне. MIT Press, Кембридж, Массачусетс. КАК В  B000UDMTJM.
  14. ^ фон Нейман, Джон; Морганштерн, Оскар (1947). Теория игр и экономического поведения. Издательство Принстонского университета, Принстон, штат Нью-Джерси. С. 17–31. ISBN  0-691-00362-9. Получено 2009-05-25.
  15. ^ Эрроу, Кеннет Дж. (1971). «2». Очерки теории риска, Изложение теории выбора в условиях неопределенности. Markham Publishing, Чикаго. ISBN  978-0-444-10693-3. Получено 2009-05-25.
  16. ^ Кини, Ральф Л. (1992). «5». Мышление, ориентированное на ценности: путь к творческому принятию решений, Количественная оценка целей с помощью модели ценности. Издательство Гарвардского университета, Кембридж, Массачусетс. ISBN  978-0-674-93198-5. Получено 2009-05-25.
  17. ^ Кук, Гарри Э. (1997). Управление продуктом: стоимость, качество, стоимость, цена, прибыль и организация. Чепмен и Холл, Лондон. ISBN  0-412-79940-5.
  18. ^ Салех, Джозеф Х. (март 2003 г.). «Гибкость и ценность обслуживания на орбите: новая ориентированная на клиента перспектива». 40 (2). Журнал космических аппаратов и ракет: 279–291. Bibcode:2003JSpRo..40..279S. Дои:10.2514/2.3944. Архивировано из оригинал на 2009-06-06. Получено 2009-05-25. Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)
  19. ^ http://www.vddi.org/vdd-home.htm#WhereVDD
  20. ^ http://webext2.darpa.mil/tto/solicit/BAA07-31/F6_BAA_Final_07-16-07.doc
  21. ^ Castagne, S .; Curran, R .; Коллопи, П. (2009). «Внедрение экономичной оптимизации проектирования панелей фюзеляжа самолета». Международный журнал экономики производства. 117 (2): 381–388. Дои:10.1016 / j.ijpe.2008.12.005.
  22. ^ Браун, Оуэн; Еременко, Павел (2008). «Применение ценностно-ориентированного дизайна в космической архитектуре: пример фракционированного космического корабля» (PDF). Американский институт аэронавтики и астронавтики: 29–31. Получено 2009-05-24. Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)
  23. ^ Картер, Эштон Б.; Белый, Джон П. (2000). "7". Сохраняя преимущество: управление обороной в будущем. MIT Press, Кембридж, Массачусетс. стр.194–202. ISBN  0-262-03290-2. Получено 2009-05-24.