基于提升投資收益率的多子項目組合優化研究

段錦濤，辛永勝，陳堅興，屈薛勇，孫向陽

·項目管理·

基于提升投資收益率的多子項目組合優化研究

段錦濤1，辛永勝2，陳堅興1，屈薛勇1，孫向陽1

(1．中國重型機械研究院股份公司，陜西西安710032;2．陜西重型汽車有限公司，陜西西安710200)

本文提出了一種基于提升投資收益率的多子項組合優化方法，分析了多子項目組合需要探討的關鍵變量，確定子項目的方法及子項目的選擇方式，提出發現客戶改進點方法并結合案例分析進行驗證，工程實踐結果說明該方法效果較為理想。

產品開發;多項目組合;投資回收率;成本優化

0 前言

產品開發類項目立項前的可行性分析中，比較重要的是項目投資收益的問題。項目要獲得立項，前提是投資有收益，而且收益越大越好。而在項目總投資相對固定的前提下，如何使項目投資收益最大，一直以來是項目管理人員所追求的。在總投資相對固定的情況下提高項目投資收益的方法無非是降低成本或改進部分功能提高產品附加值。本文以冶金成套設備開發為例，提出一種針對包含多個子項的項目投資細化優化方法，得到有效的產品開發子項目組合，從而實現項目總投資收益率的最大化。

1 需要探討的關鍵變量

對于產品開發項目而言，管理方式類似于國際先進制造協會(CAM-I)目標成本管理核心小組所研究的結果，如圖1［1］所示。

圖1 產品開發過程與目標成本管理Fig.1The product development process with the target cost management

產品開發項目并不是單單為了控制項目的成本、質量或時間，而應該是將產品開發過程及產品的整個生命周期看成一個“項目”，這個項目的最終目的是獲得預期的投資回報。

也就是說，應將產品開發項目看做是一種投資行為，表述為數學關系，即［2］

式中，P為該產品開發項目的總投資，一般P提前有預算，相對固定;i為需要達到的年投資收益率，是項目要達到的質量目標;M為單件產品年平均銷售價;Q為年銷售量;F為銷售Q個產品所需的成本(包括單件成本、固定成本攤銷、產品開發成本的攤銷);K為折現率，一般取銀行利率;j為開發的產品持續銷售的年份;n為產品的生命周期。

因此，在P相對固定的情況下，影響投資收益率i的因素有單件產品年平均銷售價M，年銷售量Q，Q個產品所需的成本F。為研究方便，可根據實際，將開發項目中的多個產品改進項分為兩類，一類是在滿足功能的條件下降低成本，一類是提升客戶需要的功能但有可能帶來成本的提升，成本的提升后有可能帶來售價的提升或增加銷量。這些產品改進項的開發均需要開發費用P來支持。從而構成一個相當復雜的變量關系。

2 確定子項目的方法

為了得到較高的投資收益率，需要識別產品開發的子項目，并將子項目分為降低成本類和改進功能類［3］。這兩類分別從不同角度影響投資收益率，并都需要資金P的支持。所以，為了求得投資收益率的極大值，將其轉化為數學模型，解決問題的步驟可分為:

(1)分析客戶需求，發現改進點。就產品的成本構成而言，設計費用僅占10%～15%，但卻影響了產品成本的70%～80%［4］。可見，降低產品成本的最好辦法應是產品的設計階段采取措施，因而應注重在產品設計前基于用戶需求的成本構成研究，并關注產品的整個生命周期，以顧客需求為導向，使好鋼用在刀刃上［5］。

(2)對子項目進行分析，明確對投資收益率的影響;

(3)分析各子項目之間的關系，建立優化方程，確定需要實施的子項目。

2.1 發現客戶改進點

對于冶金成套設備而言基于客戶需求尋找上述兩個方面的子項目非常困難。一方面，用戶對產品基本需求比較明顯，如果不深入做，難以得到更多信息以用于量化改進。如果深入，用戶需求過多，數據量非常大，難以處理。為解決這一問題，本文在研究中采取如下的方法。

第一步，將產品根據功能模塊先分系統，建立系統表，并給出各系統目前的成本。

第二步，為了得到用戶的價值感受，組建專家型用戶團隊，而不是普通用戶，對各系統的價值進行評價。這里的價值V=F/C，是一個比值，V為“價值”系數，F為功能價值，C為所需的成本投入［6］。以用來評價功能模塊的有益程度，價值高說明該功能模塊物有所值或物超所值;價值低則說明物非所值。

設想用戶花錢買一個產品，其實是打包買了所有子系統，哪個買貴了，哪個買便宜了與用戶心理預期進行比較，用戶認為買得貴的，應該設法進行成本降低，認為買得便宜的，其本質是用戶認為應具有更高價值，需要進行功能改進，而對單一系統來說，尋求功能改進點，可以很好的應用QFD方法［7］。

2.2 確定子項目的案例分析

以“高效數控棒材剝皮加工裝備”項目為例，項目預算總投資100萬元。由于子項過多，在實際操作中分為九大系統，邀請行業15名專家型用戶進行打分評價，評價人根據自己的感受在－20%～20%之間給出數值，表示希望系統調整的價格。隨后由評價人再統一調整。調整后總的產品成本應保持不變，類似于是將產品成本進行重新組合，用到客戶更關注的地方。為方便操作，系統設置總成本允許有±1%的變動。經過用戶打分評價后的數據見表1和表2，用戶對各系統的價值評價。其中計劃價根據企業內部數據而來，計劃價調整值取15名專家客戶的打分平均值。

總投資額有限，不可能對所有系統進行改進，需要識別重點。為此，基于用戶對價值的判斷，將其分為兩組，一組是用戶認為成本明顯高于價值感受的，此類屬于成本優化項目，即需要通過產品開發壓縮目標成本。這類項目宜用所需壓縮的成本額排除，選取壓縮額空間較大的項目［8］，如表1所示。

表1 需要壓縮目標成本的分組列表Tab.1The list of compression cost

第二組是用戶認為成本明顯低于價值感受的，此類屬于功能優化類項目。即需要通過QFD質量功能展開來識別功能改進點［9］。這類項目使用用戶打分的百分比來排隊。如表2所示。

表2 需要優化功能的分組列表Tab.2The list of optimization function

3 子項目的選擇

哪些子項目開發、哪些子項目不開發的選擇依據是在滿足投資額的前提下應由最高的投資收益率，即總投資收益率:

約束條件

式中，Mi為各個子項目產生的目標利潤，Ci為每個子項目的投資額。優化的目的是要使項目的總投資收益率Z最大，從而確定投資組合，即得到產品開發要實施的子項目。

從數學約束的角度來看，各子項目之間可能會有以下幾種關系(即約束條件)［10］:

(1)可能幾個改進項需要相同的技術及資源，公司不能同時投入，否則風險過大。如好幾個改進子項目都要用到相同關鍵技術人員，之間的關系便屬于此類。這種關系可表示為

(2)改進項之間構成必要關系，如實施改進項X5，方能實施改進項X4。這種關系可表示為

(3)有些改進項要么同時投入，要么同時淘汰。如刀具進給機構與組合式刀具，兩個子項目可以同時投入或同時淘汰。因為可一并投資，這種關系表示為

(4)有些改進項是本次產品開發或優化必須作的，如前后同步送進伺服系統，這種關系表示為

根據實際，本文擬開發的14個子項目之間存在以下相互約束關系:

根據公式(2)，按照產品市場銷售現狀，聘請專家預估產品總銷售量按專家預估平均值20臺套計算，即公式(2)中nQ取20，單位為臺套［11］。

Mi比較復雜，因為項目子項有壓縮成本類和提升功能類，Mi數值［12］如表3所示。

表3 子項目利潤專家評估表Tab.3The subprojects profits of expert evaluation

將上述帶入公式(2)，利用優化工具Solver［13］進行整數優化，求得Max.Z=134%，對應的投資總額為94萬元。

對應最優解的投資結合如表4所示。

表4 最優化后的子項目組合表Tab.4The optimized combination of subprojects

從優化結果可以看出，在預算總投資不大于100萬的前提下，為使項目總投資收益率最大，只進行X1、X3、X7、X9、X10、X14這幾個子項目的開發，總投資是94萬元，且總的投資收益率為134%。但有時，不見得要取得最高的投資收益率，而是限定投資收益率應大于某個值，總投資預算可以變動，這樣就需要調整優化的條件，屬于另外一類優化，本文不做討論。

4 結束語

基于提升投資收益率的項目組合開發流程研究，對于科研項目開發投資重點及推動科研項目管理提升具有重要意義。本文提出的在總投資固定的情況下，以最優化投資收益率為目標，分析各開發子項目之間的約束關系，從而在總投資不變的情況下，建立優化方程，尋求開發項目的最優組合。本文的研究，有利于今后在進行類似的產品改進類項目時，建立了完整的投資收益率優化方法體系。

［1］吳雪林．目標成本管理［M］．經濟科學出版社，2006．

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［4］Project Management Institute．A Guide to the Project Management Body of Knowledge．Project Management Institute Standard Committee．2009．

［5］周清華，楊萍．價值功能匹配原則［J］．鍛壓技術，2005年第30卷第5期．

［6］包勝華，張慧．沈延山．價值工程與并行工程結合在產品開發中的應用芻議［J］．價值工程，2011，(01)．

［7］熊偉．質量機能展開——從理論到實踐［M］．北京:科學出版社，2009，8．

［8］戚安邦．項目論證與評估［M］．機械工業出版社，2009．2．

［9］張彩麗．產品創新設計方法中TRIZ和QFD的集成模式研究［J］．機械設計與研究，2014．10．

［10］Gregory P．Prastacos著．管理決策理論與實踐［M］．李輝譯．清華大學出版社，2011．

［11］王一添，李亞平．新產品開發的前期調研和基本方法［J］．江蘇科技信息，1994(05)．

［12］梁萊歆，熊艷．基于研發項目生命周期的成本管理模式研究［J］．科研管理，2010(01)．

［13］霍亞樓編．項目成本管理［M］．林師健譯．對外經濟貿易大學出版社，2007．

Research on portfolio optimization of multi-subproject for increase investment yield

DUAN Jin-tao1，XIN Yong-sheng2，CHEN Jian-xing1，QU Xue-yong1，SUN Xiang-yang1
(1．China National Heavy Machinery Research Institute Co.，Ltd.，Xi’an 710032，China; 2.Shaanxi Heavy Duty Automobile Co.，Ltd.，Xi’an 710200，China)

This paper proposes an optimized subprojects combination method for increase investment yield，analyzed the key variable of the subprojects combination need to explore，the method could confirm the subprojects and selection mode of the subprojects，which proposes the method of discover customers improve point and combining with case analysis to verify，engineering practice results show that this method is more ideal effect．

product development;subprojects combination;investment yield;cost optimization

F407

A

1001－196X(2017)01－0091－04

2016－09－10;

2016－10－11

陜西省科技創新團隊計劃項目(2015KCT－03)

段錦濤(1982－)，男，中國重型機械研究院股份公司工程師，主要研究機械設備制造及自動化。