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吴世飞/协同设计成本控制浅析

日期:2009/11/25 9:28:14 来源:本站原创 阅读次数:2506

东北财经大学

 

    内容提要:笔者首先对国内外研究现状进行了深入分析,然后提出了面向成本的产品协同设计内涵,接着探讨了其设计方法,最后创造性提出构建面向成本的产品协同设计流程及模型。

    关键词:协同设计  成本控制  成本模型

 

    面对越来越多的个性化的市场需求,敏捷制造为企业提供了新的生产模式。企业为了谋求生存、发展、获利,意识到需要将重心转移到产品设计环节,优化企业内外的核心竞争力,实现面向成本的协同设计,以使股东和企业的价值最大化。大量研究表明,产品设计费用只占产品总成本的5%10%,却决定了产品成本的75%-80%。因此,应将开发设计阶段作为成本管理和成本控制的关键阶段。我国是一个制造业大国,实现制造业成本的根本性降低,提升制造业的竞争力,对推动国民经济的发展具有非常重要的现实意义。

    一、面向成本的产品协同设计国内外研究现状

    德国学者做了许多开创性工作,他们建立了成本目录结构和分类,研究了建立相对成本目录结构的基本原理,用成本观点实现不同制造工艺和不同材料的设计方案之间的对比评价,发展了成本估算的回归分析法;G·帕尔和W·拜茨率先提出了几何相似和半相似系列产品的成本增长规律,并用该增长规律进行几何相似系列产品的成本估算;Klasmeier 提出了成本的通用估算函数等。

    美国的Bradford大学的Gawthorne-Nugent等研究了在订货环境下基于知识的智能化成本估算系统,能在比传统短的多时间内估算出更加准确的成本。

    国内学者虽然对协同设计中的各种技术问题有大量的研究成果。但是在设计阶段的成本问题研究成果较少,主要是针对某个孤立的阶段,如构建成本控制模型和成本控制框架及成本估算等方面。

    综合分析国内外研究成果存在以下局限性:

    (1)大都在产品设计某个阶段孤立研究其估算与建模方法,没有建立成本估算、分析与降低成本之间的集成和继承关系。

    (2)支持设计过程的成本信息反馈不充分、不及时,不能给设计师提供决策的依据,不能及时反馈成本估算信息和产品成本分析及目标成本的对比信息,缺乏支持产品设计全过程的成本估测、分析、反馈与降低成本的支持平台。

    造成此现象的主要原因,是目前从事协同产品设计的研究人员大多是自动化领域或机械工程领域的专家、学者;从会计学的视角研究工程设计阶段的成本控制问题较少。因为产品设计阶段属工程技术领域,尽管很多会计学的研究人员都重视战略成本管理,努力将成本控制的重心从生产阶段向设计阶段转移,并尝试与信息技术的结合,由于设计阶段涉及到太多的技术问题,这使会计学无法独立承担此项研究。

    二、面向成本的产品协同设计内涵

    国内外对于面向成本协同设计的研究还十分有限,因此还没有一个非常完善的定义。但是大量的研究表明,面向成本协同设计指的是在满足用户需求的前提下,整合企业内外的核心优势,从战略角度在设计阶段考虑产品的成本问题,通过分析和研究产品制造过程及其相关的销售、使用、维修、报废等全周期的各部分成本,进行产品的协同设计。

    企业未来的发展将面对产品需求个性化,设计手段的不断更新,使产品开发领域呈现以下几个显著的特点:个性化多样化的需求;不同地域的开发人员并行工作;基于网络平台的协同工作;海量化信息共享。协同设计强调客户需求的集成产品开发的系统化方法,它的目标是缩短开发周期,改善产品质量,降低成本,体现产品开发过程中相互协作、相互信任和知识共享的团队工作价值。形成一个便于群体相互合作的“虚拟同地”的共同工作空间,使得异地多学科人员能够并行协同地完成整个产品的设计制造工作,从整体上提升产品的价值。因此,建立一个集技术、管理为一体的协同设计平台,便可建立面向产品全生命周期的快速信息交流和协作共享机制,解决面向成本的产品协同设计的难点问题。

    三、面向成本的产品协同设计方法

    成本估算的方法比较多,如参数成本统计法、并行工程法、神经网络方法、作业成本法、工程成本方法、方法时间测定法等。

    1.参数成本统计法。参数成本统计法是最为广泛采用的一种方法,将企业某一类成本数据进行加工,构建参数成本估算方程或方程组,即可测算当前的成本水平,又能预测未来的成本发展趋势。它的基本思路是:根据工作积累的产品历史数据,可以确定产品成本和特征量(重量、尺寸等)的数学表达式,然后就可以根据这种数学关系,输入特征量的信息后即可迅速地估算出产品的成本。这一方法是在产品设计的早期较有用的估算方法,特别是在只有系统规范而缺乏详细的研制规范、产品规范是更是如此。

    2.并行工程法。并行工程法是1992年在日本东京召开的CIRP国际会议上最先被提出的,它是关于产品开发过程中的一种新的工程哲理与技术方法。当并行工程用到工业成本设计之时,首先应考虑到市场对该产品价格的承受能力,初定目标成本,然后将目标成本细分到产品的每一个零件和每一道工序,与结构设计和材料设计相并行,作为约束条件加入约束条件网络,最终起到并行优化成本结构和控制、降低成本的目的。

    3.神经网络法。人工神经网络是典型的信息处理系统,它可以模仿人脑的某些智能行为,具有自学习、自组织、自适应和非线性的动态处理等特征。该方法的优点:一是不需要加工的详细时间。二是不需要实际的成本函数,ANN具有对实际成本数据的自学学习能力。三是在概念设计阶段对不同设计的成本估算可以帮助改进设计。该方法的缺点:一是隐含层的选择没有十分科学的依据,需要试算后才可决定。二是在对与成本有关的特征进行量化时,需要对产品成本进行仔细分析后才能进行。三是对于与成本有关的特征的敏度分析困难,对设计者的帮助有限。

    4.作业成本估算法,当制造费用在成本中达到的比例较大(如70%以上)时,有必要采用作业成本法,此方法的关键在于增加分配标准,由单标准(直接人工小时或机器小时)分配改为多标准分配,即按引起制造费用发生的多种“成本动因”进行分配。操作步骤如下:①选择主要作业;②归集资源的费用到同质成本库;③选择成本动因;④计算各成本库分配率;⑤根据成本库分配率把各成本库中归集的费用分配给产品;⑥汇总计算产品总成本。当存在完善的作业成本信息时,在设计阶段,就可以对产品的成本进行估算。

    5.方法时间测定法。方法时间测定法是制定预定动作时间标准(PMTS)中的一种,它是把人的作业动作,按其性质和工作条件所规定的时间,来制定标准作业时间的一种工作测量技术。从20世纪40年代试行以来,已制定出多套国际标准,一直是工业国家普遍采用的作业标准。我国伴随着工业工程技术的引进,首先是在汽车行业得到广泛的应用。从工时定额的制定,到人力资源的合理安排,从作业流程的布置,到产品成本的核算与控制,以方法时间测定法为代表的工作研究,几乎适合于任何一种作业。

    四、构建面向成本的产品协同设计模型

    构建成本信息模型的流程如下:

建立产品成本的信息模型:一个完整的产品成本模型,不仅要包含产品的基本特征属性信息和时空关系信息,还要包括复杂的约束信息。产品级成本模型描述为:

 PC={ IdASMR C }

Id :产品的唯一表示符,A是对产品属性的描述;S 是对产品结构的描述;M 是对方法的描述;R是对关系的描述;C是对约束的描述。

    约束信息是指设计对象之间及设计对象属性之间的制约关系,根据约束涉及到的不同层面,将约束分为产品层、部件层、零件层。产品层:包含成本约束、性能约束、结构的约束、生产的约束。部件层:主要描述构成部件的零件之间的关联约束及部件的成本约束。零件层:主要描述产品中零件属性间的设计约束,以零件整体属性为主。

    五、总结

    国内外学者越来越重视面向成本的产品协同设计工作,韩庆兰教授、陈晓川博士、李荐名教授等,在这方面已经取得了开创性的成果。由于此项研究属于工程设计、会计、成本等多方面的综合性工作,在构建、完善成本模型方面,将该研究成果在企业实施中还有大量工作需要研究。

 

参考文献:

1〕韩庆兰.产品成本设计中目标成本的确定及评价.陕西财经大学学报.20066.

2〕李荐名.我国制造业成本设计的理论与方法研究综述.机械工程学报.20057.

3〕韩庆兰.基于协同产品设计的战略成本管理研究.科技管理研究.20054.

4〕梁云,左小德.作业成本管理在产品开发设计阶段的应用.20052.

5〕陈晓川,刘晓冰.面向成本的设计中的成本构成及其估算框架的研究.中国机械工程.20015.

6〕胡洁.并行和协同设计中的变动约束管理方法研究.机械科学与技术.20048.

 


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