Дизайн, ориентированный на ценность
Проектирование, ориентированное на ценность ( VDD ), — это стратегия системного проектирования, основанная на микроэкономике , которая обеспечивает междисциплинарную оптимизацию проектирования . Проектирование, ориентированное на ценность, разрабатывается Американским институтом аэронавтики и астронавтики через программный комитет, состоящий из представителей правительства, промышленности и академических кругов. [1] Параллельно Агентство перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США обнародовало идентичную стратегию, назвав ее ориентированной на ценность разработкой , в рамках программы F6 . На этом этапе термины «проектирование, ориентированное на ценность» и «проектирование, ориентированное на ценность», являются взаимозаменяемыми. 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 к гибкой разработке программного обеспечения , когда заинтересованные стороны проекта определяют приоритетность своих потребностей высокого уровня (или функций системы) на основе предполагаемой бизнес-ценности, которую каждый из них может обеспечить. [2]
Проектирование, ориентированное на ценность, является спорным, поскольку требования к производительности являются центральным элементом системной инженерии. [3] Однако сторонники проектирования, ориентированного на ценность, утверждают, что это может улучшить разработку крупных аэрокосмических систем за счет сокращения или устранения перерасхода средств. [4] которые, по мнению независимых аудиторов, являются серьезной проблемой. [5]
Концепция [ править ]
Проектирование, ориентированное на ценность, создает среду, которая позволяет и поощряет оптимизацию дизайна , предоставляя разработчикам целевую функцию и устраняя те ограничения, которые были выражены как требования к производительности. Целевая функция вводит все важные атрибуты проектируемой системы и выводит оценку. Чем выше балл, тем лучше дизайн. [6] Описывая раннюю версию того, что сейчас называется проектированием, ориентированным на ценность, Джордж Хейзелригг 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, выполняющая такую оценку стоимости, называется «моделью стоимости». [8] Модель ценности отличает дизайн, ориентированный на ценность, от теории многоатрибутной полезности, применяемой к дизайну. [9] В то время как в теории многоатрибутной полезности целевая функция строится на основе оценок заинтересованных сторон, [10] Проектирование, ориентированное на ценность, использует экономический анализ для построения модели стоимости. [11] Основой модели стоимости часто является выражение прибыли для бизнеса, но модели экономической стоимости также разрабатывались и для других организаций, таких как правительство. [8]
Чтобы спроектировать систему, инженеры сначала берут атрибуты системы, которым традиционно присваиваются требования к производительности, например дальность полета и расход топлива самолета, и создают модель ценности системы, которая использует все эти атрибуты в качестве входных данных. Затем концептуальный проект оптимизируется для максимизации результатов модели стоимости. Затем, когда система разлагается на компоненты, целевая функция для каждого компонента получается из модели ценности системы посредством анализа чувствительности. [6]
В 2006 году был проведен семинар по внедрению ориентированного на ценность проектирования спутника GPS , который может служить примером этого процесса. [12]
История [ править ]
Дихотомия между проектированием с учетом требований к производительности и целевыми функциями была поднята Гербертом Саймоном в эссе под названием «Наука дизайна» в 1969 году. [13] Саймон играл на обеих сторонах, говоря, что в идеале спроектированные системы должны быть оптимизированы в соответствии с целевой функцией, но на практике это часто слишком сложно, поэтому необходимо будет удовлетворять атрибутам , что равносильно установлению требований к производительности. Но он включил методы оптимизации в свою рекомендуемую 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 современной математической формулировки фон Нейманом и Моргенштерном . [14] но именно экономист Кеннет Эрроу доказал наиболее широко теорему об ожидаемой полезности, которая, по сути, гласит, что при выборе среди множества альтернатив следует выбрать альтернативу, которая обеспечивает наибольшее вероятностное ожидание полезности, где полезность скорректирована по стоимости. для неприятия риска. [15]
Ральф Кини и Говард Райффа расширили теорию полезности для поддержки принятия решений. [10] и Кини разработали идею модели стоимости, инкапсулирующей расчет полезности. [16] Кини и Райффа также использовали «атрибуты» для описания входных данных процесса оценки или модели стоимости.
инженерное проектирование, анализ бизнес-плана и теорию принятия решений в рамках статьи, написанной в 1995 году и опубликованной в 1998 году. Джордж Хейзелригг впервые объединил [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 целевую функцию, основанную на прибыли, для принятия проектных решений. [17]
Начиная с 2000 года подразделение инженерных систем Массачусетского технологического института подготовило серию статей, многие из которых были написаны в соавторстве с Дэниелом Гастингсом, в которых многие полезные формулировки использовались для устранения различных форм неопределенности при принятии решений по инженерному проектированию. Салех и др. [18] является хорошим примером этой работы.
Термин « дизайн, ориентированный на ценность» был придуман Джеймсом Стерджесом из Lockheed Martin , когда он организовывал семинар, который впоследствии стал Комитетом программы дизайна, ориентированного на ценность, в Американском институте аэронавтики и астронавтики (AIAA) в 2006 году. [19] Между тем, дизайн, ориентированный на ценность, был независимо предложен Оуэном Брауном и Полом Еременко из DARPA в расширенном объявлении агентства о фазе 1 программы проектирования спутников DARPA F6 в 2007 году. [20] Кастань и др. [21] представляет собой пример, когда проектирование, ориентированное на ценность, использовалось при проектировании панелей фюзеляжа регионального самолета .
Приобретение на основе стоимости [ править ]
Внедрение ориентированного на ценность проектирования в крупных государственных системах, таких как космические корабли или системы вооружения НАСА или Европейского космического агентства , потребует государственной системы закупок, которая направляет или стимулирует подрядчика использовать модель ценности. [22] Такая система довольно подробно предложена 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 эта функция выводится из модели стоимости. Функция цены построена таким образом, что, оптимизируя конструкцию изделия в соответствии с моделью стоимости, исполнитель максимизирует собственную прибыль. Они называют эту систему приобретением на основе ценности .
См. также [ править ]
Ссылки [ править ]
- ^ «Программные комитеты AIAA» . Проверено 24 мая 2009 г.
- ^ Слайгер, Мишель; Бродерик, Стейша (2008). Мост к гибкости для менеджера проекта по разработке программного обеспечения . Аддисон-Уэсли. п. 46. ИСБН 978-0-321-50275-9 .
- ^ Капурч, Стивен Дж.; и др. (2007). Справочник НАСА по системному проектированию (PDF) (первая редакция). Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства . п. 43. Архивировано из оригинала (PDF) 9 июля 2012 г. Проверено 24 мая 2009 г.
- ^ «Аэрокосмический дизайн, ориентированный на ценность , Америка » . Американский институт аэронавтики и астронавтики , Рестон, Вирджиния. Декабрь 2008. с. 109 . Проверено 25 мая 2009 г.
- ^ Маллинз, Брайан (31 марта 2008 г.). Оборонные закупки: оценки отдельных программ вооружения (Отчет). Счетная палата правительства США . Проверено 24 мая 2009 г.
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б Коллопи, Пол (2001). «Экономическое распределенное оптимальное проектирование» (PDF) . Американский институт аэронавтики и астронавтики , Рестон, Вирджиния . Проверено 24 мая 2009 г.
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б Хейзелригг, Джорджия (1998). «Основы инженерного проектирования, основанного на принятии решений». Журнал механического дизайна . 120 (4): 653–656. дои : 10.1115/1.2829328 .
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б Коллопи, Пол; Хортон, Рэнди (2002). «Моделирование стоимости для оценки технологий» (PDF) . Американский институт аэронавтики и астронавтики . Проверено 25 мая 2009 г.
- ^ Терстон, Д.Л. (1990). «Многоатрибутный анализ полезности в управлении дизайном». Транзакции IEEE по инженерному менеджменту . 37 (4): 296–301. дои : 10.1109/17.62329 .
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б Кини, Ральф Л.; Райффа, Ховард (1976). Решения с несколькими целями: предпочтения и ценностные компромиссы . Джон Уайли и сыновья, Нью-Йорк. п. 96. ИСБН 978-0-521-43883-4 . Проверено 25 мая 2009 г.
- ^ Коллопи, Пол (1997). Прибавочная стоимость при оптимизации конструкции двигательной установки (PDF) . Американский институт аэронавтики и астронавтики, Рестон, Вирджиния . Проверено 25 мая 2009 г.
- ^ Коллопи, Пол (2006). «Дизайн, ориентированный на ценность, и система глобального позиционирования» (PDF) . Американский институт аэронавтики и астронавтики, Рестон, Вирджиния . Проверено 24 мая 2009 г.
- ^ Саймон, Герберт А. (1969). «3». Науки об искусственном: наука о дизайне . MIT Press, Кембридж, Массачусетс. ASIN B000UDMTJM .
- ^ фон Нейман, Джон; Морганштерн, Оскар (1947). Теория игр и экономического поведения . Издательство Принстонского университета, Принстон, штат Нью-Джерси. стр. 17–31. ISBN 0-691-00362-9 . Проверено 25 мая 2009 г.
- ^ Эрроу, Кеннет Дж. (1971). «2». Очерки теории принятия риска, изложение теории выбора в условиях неопределенности . Издательство Markham, Чикаго. ISBN 978-0-444-10693-3 . Проверено 25 мая 2009 г.
- ^ Кини, Ральф Л. (1992). «5». Ценностно-ориентированное мышление: путь к творческому принятию решений, количественная оценка целей с помощью модели ценностей . Издательство Гарвардского университета, Кембридж, Массачусетс. ISBN 978-0-674-93198-5 . Проверено 25 мая 2009 г.
- ^ Кук, Гарри Э. (1997). Управление продуктом: ценность, качество, стоимость, цена, прибыль и организация . Чепмен и Холл, Лондон. ISBN 0-412-79940-5 .
- ^ Салех, Джозеф Х. (март 2003 г.). «Гибкость и ценность обслуживания на орбите: новый взгляд на клиента» . Журнал космических кораблей и ракет . 40 (2): 279–291. Бибкод : 2003JSpRo..40..279S . дои : 10.2514/2.3944 . Архивировано из оригинала 6 июня 2009 г. Проверено 25 мая 2009 г.
- ^ «Ценностно-ориентированный дизайн VDD» . Архивировано из оригинала 28 июля 2011 г. Проверено 26 мая 2009 г.
- ^ http://webext2.darpa.mil/tto/solicit/BAA07-31/F6_BAA_Final_07-16-07.doc [ мертвая ссылка ]
- ^ Кастань, С.; Карран, Р.; Коллопи, П. (2009). «Внедрение экономичной оптимизации конструкции панелей фюзеляжа самолета». Международный журнал экономики производства . 117 (2): 381–388. дои : 10.1016/j.ijpe.2008.12.005 .
- ^ Браун, Оуэн; Еременко, Павел (2008). «Применение ценностно-ориентированного дизайна в космической архитектуре: случай фракционированного космического корабля» (PDF) . Американский институт аэронавтики и астронавтики. стр. 29–31 . Проверено 24 мая 2009 г.
- ^ Картер, Эштон Б.; Уайт, Джон П. (2000). «7» . Сохраняя преимущество: управление защитой будущего . MIT Press, Кембридж, Массачусетс. стр. 194–202 . ISBN 0-262-03290-2 . Проверено 24 мая 2009 г.