การออกแบบที่ขับเคลื่อนด้วยคุณค่า ( VDD ) เป็น กลยุทธ์ ด้านวิศวกรรมระบบที่อิงตามเศรษฐศาสตร์ จุลภาค ซึ่งช่วยให้สามารถเพิ่มประสิทธิภาพการออกแบบแบบสหสาขาวิชาชีพได้ การออกแบบที่ขับเคลื่อนด้วยคุณค่ากำลังได้รับการพัฒนาโดยสถาบันการบินและอวกาศแห่งอเมริกาผ่านคณะกรรมการโครงการที่ประกอบด้วยตัวแทนจากภาครัฐ อุตสาหกรรม และสถาบันการศึกษา^{[ 1 ]} ในขณะเดียวกันหน่วยงานวิจัยโครงการขั้นสูงด้านการป้องกันประเทศ ของสหรัฐอเมริกา ได้เผยแพร่กลยุทธ์ที่เหมือนกัน โดยเรียกว่าการออกแบบที่เน้นคุณค่าในโครงการ F6ณ จุดนี้ คำว่าการออกแบบที่ขับเคลื่อนด้วยคุณค่าและการออกแบบที่เน้นคุณค่าสามารถใช้แทนกันได้ สาระสำคัญของกลยุทธ์เหล่านี้คือ การเลือกการออกแบบจะทำขึ้นเพื่อเพิ่มคุณค่าของระบบให้สูงสุด แทนที่จะตอบสนองความต้องการด้านประสิทธิภาพ

สิ่งนี้ยังคล้ายคลึงกับ แนวทาง ที่ขับเคลื่อนด้วยคุณค่าของการพัฒนาซอฟต์แวร์แบบ Agileซึ่งผู้มีส่วนได้ส่วนเสียของโครงการจะจัดลำดับความสำคัญของความต้องการระดับสูง (หรือคุณสมบัติของระบบ) โดยพิจารณาจากคุณค่าทางธุรกิจ ที่รับรู้ได้ ซึ่งแต่ละอย่างจะมอบให้^{[ 2 ]}

การออกแบบที่ขับเคลื่อนด้วยคุณค่าเป็นที่ถกเถียงกันเนื่องจากข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพเป็นองค์ประกอบสำคัญของวิศวกรรมระบบ^{[ 3 ]}อย่างไรก็ตาม ผู้สนับสนุนการออกแบบที่ขับเคลื่อนด้วยคุณค่าอ้างว่าสามารถปรับปรุงการพัฒนาระบบการบินและอวกาศขนาดใหญ่ได้โดยการลดหรือขจัดค่าใช้จ่ายที่เกินงบประมาณ^{[ 4 ]}ซึ่งเป็นปัญหาสำคัญตามที่ผู้ตรวจสอบอิสระระบุ^{[ 5 ]}

การออกแบบที่ขับเคลื่อนด้วยคุณค่าสร้างสภาพแวดล้อมที่ช่วยให้และส่งเสริมการเพิ่มประสิทธิภาพ การออกแบบ โดยการให้ฟังก์ชันวัตถุประสงค์แก่นักออกแบบและกำจัดข้อจำกัดที่แสดงออกมาในรูปของข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพ ฟังก์ชันวัตถุประสงค์จะป้อนคุณลักษณะที่สำคัญทั้งหมดของระบบที่กำลังออกแบบและส่งออกคะแนน ยิ่งคะแนนสูง การออกแบบก็ยิ่งดี^{[ 6 ]} George Hazelrigg กล่าวถึงเวอร์ชันแรกๆ ของสิ่งที่ปัจจุบันเรียกว่าการออกแบบที่ขับเคลื่อนด้วยคุณค่าว่า "จุดประสงค์ของกรอบงานนี้คือการทำให้สามารถประเมินคุณค่าสำหรับตัวเลือกการออกแบบทุกตัวเลือก เพื่อให้สามารถเปรียบเทียบตัวเลือกต่างๆ ได้อย่างมีเหตุผลและเลือกได้" ^{[ 7 ]}ในระดับระบบทั้งหมด ฟังก์ชันวัตถุประสงค์ที่ทำการประเมินคุณค่านี้เรียกว่า "แบบจำลองคุณค่า" ^{[ 8 ]}แบบจำลองคุณค่าทำให้การออกแบบที่ขับเคลื่อนด้วยคุณค่าแตกต่างจากทฤษฎีอรรถประโยชน์หลายคุณลักษณะที่นำมาใช้ในการออกแบบ^{[ 9 ]}ในขณะที่ในทฤษฎีอรรถประโยชน์หลายคุณลักษณะ ฟังก์ชันวัตถุประสงค์ถูกสร้างขึ้นจากการประเมินของผู้มีส่วนได้ส่วนเสีย^{[ 10 ]}การออกแบบที่ขับเคลื่อนด้วยคุณค่าใช้การวิเคราะห์ทางเศรษฐศาสตร์เพื่อสร้างแบบจำลองคุณค่า^{[ 11 ]} พื้นฐานของแบบจำลองมูลค่ามักจะเป็นการแสดงออกถึงผลกำไรสำหรับธุรกิจ แต่แบบจำลองมูลค่าทางเศรษฐกิจยังได้รับการพัฒนาสำหรับองค์กรอื่นๆ เช่น รัฐบาลด้วย^{[ 8 ]}

ในการออกแบบระบบ วิศวกรจะนำคุณลักษณะของระบบที่โดยทั่วไปจะกำหนดเป็นข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพ เช่น ระยะทางและการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงของเครื่องบิน และสร้างแบบจำลองคุณค่าของระบบโดยใช้คุณลักษณะทั้งหมดเหล่านี้เป็นข้อมูลป้อนเข้า จากนั้น การออกแบบเชิงแนวคิดจะได้รับการปรับให้เหมาะสมเพื่อเพิ่มผลลัพธ์ของแบบจำลองคุณค่าให้สูงสุด ต่อมา เมื่อระบบถูกแยกย่อยออกเป็นส่วนประกอบ ฟังก์ชันวัตถุประสงค์สำหรับแต่ละส่วนประกอบจะถูกดึงมาจากแบบจำลองคุณค่าของระบบผ่านการวิเคราะห์ความไว^{[ 6 ]}

แบบฝึกหัดเชิงปฏิบัติการที่ใช้การออกแบบที่ขับเคลื่อนด้วยคุณค่าสำหรับ ดาวเทียม GPSได้ดำเนินการในปี พ.ศ. 2549 และสามารถใช้เป็นตัวอย่างของกระบวนการได้^{[ 12 ]}

ความขัดแย้งระหว่างการออกแบบตามข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพกับฟังก์ชันวัตถุประสงค์ถูกยกขึ้นโดยเฮอร์เบิร์ต ไซมอนในบทความชื่อ "วิทยาศาสตร์แห่งการออกแบบ" ในปี 1969 ^{[ 13 ]} ไซมอนเล่นทั้งสองด้าน โดยกล่าวว่าในอุดมคติแล้ว ระบบที่ได้รับการออกแบบควรได้รับการปรับให้เหมาะสมตามฟังก์ชันวัตถุประสงค์ แต่ในความเป็นจริงแล้วมักจะยากเกินไป ดังนั้นคุณลักษณะต่างๆ จึงจำเป็นต้องได้รับการตอบสนองซึ่งเท่ากับเป็นการกำหนดข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพ แต่เขารวมเทคนิคการเพิ่มประสิทธิภาพไว้ในหลักสูตรที่แนะนำสำหรับวิศวกร และรับรอง "ทฤษฎีอรรถประโยชน์และทฤษฎีการตัดสินใจทางสถิติเป็นกรอบตรรกะสำหรับการเลือกอย่างมีเหตุผลท่ามกลางทางเลือกที่กำหนด"

ทฤษฎีอรรถประโยชน์ได้รับการกำหนดสูตรทางคณิตศาสตร์ส่วนใหญ่ในปัจจุบันโดยvon NeumannและMorgenstern [ ^{14 ]}แต่เป็นนักเศรษฐศาสตร์Kenneth Arrow ที่พิสูจน์ทฤษฎีอรรถประโยชน์ที่คาดหวังได้อย่างกว้างขวางที่สุด ซึ่งโดยพื้นฐาน ^แล้วกล่าวว่า เมื่อมีทางเลือกในบรรดาทางเลือกต่างๆ ควรเลือกทางเลือกที่ให้ความคาดหวังเชิงความน่าจะเป็นของอรรถประโยชน์สูงสุด โดยที่อรรถประโยชน์คือค่าที่ปรับตามความไม่ชอบความเสี่ยง^{[ 15 ]}

ราล์ฟ คีนีย์และโฮเวิร์ด ไรฟฟาได้ขยายทฤษฎีอรรถประโยชน์เพื่อสนับสนุนการตัดสินใจ^{[ 10 ]}และคีนีย์ได้พัฒนาแนวคิดของแบบจำลองคุณค่าเพื่อรวบรวมการคำนวณอรรถประโยชน์^{[ 16 ]} คีนีย์และไรฟฟายังใช้ "คุณลักษณะ" เพื่ออธิบายปัจจัยนำเข้าของกระบวนการประเมินหรือแบบจำลองคุณค่า

George Hazelrigg ได้นำการออกแบบทางวิศวกรรม การวิเคราะห์ แผนธุรกิจและทฤษฎีการตัดสินใจมารวมกันเป็นครั้งแรกในกรอบงานในบทความที่เขียนขึ้นในปี 1995 ซึ่งตีพิมพ์ในปี 1998 ^{[ 7 ]} ในขณะเดียวกัน Paul Collopy ได้พัฒนากรอบงานที่คล้ายกันขึ้นโดยอิสระในปี 1997 และ Harry Cook ได้พัฒนา S-Model เพื่อรวมราคาผลิตภัณฑ์และความต้องการเข้ากับฟังก์ชันวัตถุประสงค์ตามกำไรสำหรับการตัดสินใจด้านการออกแบบ^{[ 17 ]}

แผนกวิศวกรรมระบบของ MITได้จัดทำเอกสารชุดหนึ่งตั้งแต่ปี 2000 เป็นต้นมา ซึ่งหลายฉบับเขียนร่วมโดย Daniel Hastings โดยมีการใช้สูตรยูทิลิตี้หลายสูตรเพื่อจัดการกับความไม่แน่นอนในรูปแบบต่างๆ ในการตัดสินใจออกแบบทางวิศวกรรม Saleh et al. ^{[ 18 ]}เป็นตัวอย่างที่ดีของงานนี้

คำว่าการออกแบบที่ขับเคลื่อนด้วยคุณค่า (value-driven design)ถูกบัญญัติขึ้นโดย James Sturges ที่Lockheed Martinขณะที่เขากำลังจัดการประชุมเชิงปฏิบัติการซึ่งต่อมาได้กลายเป็นคณะกรรมการโครงการออกแบบที่ขับเคลื่อนด้วยคุณค่า (Value-Driven Design Program Committee) ที่สถาบันการบินและอวกาศแห่งอเมริกา (AIAA) ในปี 2549 ^{[ 19 ]}ในขณะเดียวกันการออกแบบที่เน้นคุณค่า (value centric design) ถูกบัญญัติขึ้นโดยอิสระโดย Owen Brown และPaul Eremenkoจาก DARPA ในการประกาศ Broad Agency ระยะที่ 1 สำหรับโครงการออกแบบดาวเทียม DARPA F6 ในปี 2550 ^{[ 20 ]} Castagne et al. ^{[ 21 ]}ยกตัวอย่างการใช้การออกแบบที่ขับเคลื่อนด้วยคุณค่าเพื่อออกแบบแผงลำตัวเครื่องบินสำหรับ เครื่องบินเจ็ ต ระดับภูมิภาค

การนำการออกแบบที่ขับเคลื่อนด้วยคุณค่าไปใช้กับระบบขนาดใหญ่ของรัฐบาล เช่นยานอวกาศหรือระบบอาวุธของNASAหรือองค์การอวกาศยุโรป จะต้องมีระบบการจัดซื้อจัดจ้างของรัฐบาลที่สั่งการหรือจูงใจผู้รับเหมาให้ใช้แบบจำลองคุณค่า ^{[ 22 ]}ระบบดังกล่าวได้รับการเสนอโดยละเอียดในบทความโดย Michael Lippitz, Sean O'Keefe และ John White ^{[ 23 ]}พวกเขาเสนอว่า "สำนักงานโครงการสามารถเสนอสัญญาที่ราคาเป็นฟังก์ชันของมูลค่า" โดยที่ฟังก์ชันนั้นได้มาจากแบบจำลองคุณค่า ฟังก์ชันราคาถูกจัดโครงสร้างเพื่อให้ผู้รับเหมาสามารถเพิ่มผลกำไรของตนเองให้สูงสุดในการปรับการออกแบบผลิตภัณฑ์ให้สอดคล้องกับแบบจำลองคุณค่า พวกเขาเรียกระบบนี้ว่าการจัดซื้อจัดจ้างตามคุณค่า (Value Based Acquisition )

• วิศวกรรมระบบ
• ทฤษฎีการตัดสินใจ
• การเพิ่มประสิทธิภาพแบบสหวิทยาการ