徐进疆
科鼎实业有限公司
摘要：科技在不断的发展，社会在不断的进步，机械产品设计投产后,基本确定了设计成本对企业价值和客户价值的成本和效益的影响,设计成本优化是公司内各部门共同努力的目标。本文以某船用锚绞机为例,基于技术对标,融合有效的成本优化措施,实现企业的预期经济效益。
关键词：设计成本;优化；对标
引言
产品设计阶段进行成本管理可以仅用5%的现金流控制70%的产品生命周期成本。设计阶段目标成本一旦确定，就需要分析影响产品的各成本因素与流程，在目标成本允许范围内，寻找成本降低的重点，为后续成本控制管理制定好规则。在机械工业中，加工成本所占比例较大，约占总成本的28%，仅次于材料成本。因此，对零件生产工艺流程的选择或者它们的顺序以及装配对加工成本有很大的影响。不同的生产工艺流程决定了零件的材料及尺寸大小，简单/复杂、超精确/普通、表面光滑/平滑/粗糙等因素都影响成本。而传统的会计仅以"加工成本"进行笼统的预测，无法准确进行设计阶段的成本估算。为此，本文结合设计工程学与成本管理学，从新的角度，利用大量经验数据统计分析，总结出机械业工艺设计低成本控制规则，为后续的设计阶段利用知识库进行成本控制作准备。
1设计成本优化的概念
在机械产品的设计阶段,就应控制产品的成本。设计成本优化的核心思想是,将降低成本的工作向前扩展到产品的设计阶段。产品设计通常经过方案确定和详细设计阶段。在方案的制定阶段,技术实现的可行性不能作为该计划的唯一标准。从产品成本和经济效益等维度全面分析和比较不同的设计方案,使成本最低的设计方案成为产品最终方案。在详图设计阶段,设计人员应考虑:零部件材料的选用是否合理、经济,产品零部件的结构形式是否能够经济地实现,功能、性能指标是否过剩等。只有在产品设计的每个阶段、每个环节有不同的降低成本的措施,产品的设计成本才能降低。
2主要的优化降本措施
2.1绿色设计
进入了新世纪,人们从来没有像今天这样关注环境。人类赖以生存的地球环境遭到严重的破坏,短短200年工业社会对地球环境的破坏力度,超过了上万年人类社会活动的总和。制造业量大面广,是造成环境污染和资源消耗的最重要的源头,据统计,造成环境污染的70%以的排放物来自制造业,每年约产生55亿吨无害废物和7亿吨有害废物。机械制造业作为制造业的基础和主要部分,应用绿色设计的思想对环境保护有重大意义。1996年,美国制造工程师学会(SME)专门发表了关于绿色制造的蓝皮书《GreenManufacturing》,提出绿色设计与制造的概念。我国在上世纪90年代中、后期起也有很多学者作了这方面的探索,取得了一定的进展。绿色设计是一种综合产品功能、性能、质量、寿命和环境于一体的设计新技术,其设计原则是闭环设计过程,不仅考虑产品的寿命周期,而且考虑产品弃后处理和再利用等。它所追求的目标是:最大程度地利用资源、能源,减轻或消除对环境的负面影响。绿色设计在进行各种设计决策时,除了满足产品的使用功能外,还应满足环境目标,把产品的基本属性和环境属性紧密结合起来。因此,绿色设计的实质就是优先考虑环境属性(主要指材料、能源绿色性、可拆卸性、可回收、可重复使用性等),并将其作为主要的设计指标。
2.2低成本设计的规则
设计规则取决于生产操作程序，而反过来又决定具体情况中的成本核心控制点。从制模及模板制备，到铸造，一直到铸件清理和机械作业，在哪个生产操作驱动，就从类似组件（尺寸和产量也须相似）的成本结构中辨认出可降低成本。至少须明确成本的主要部分是模型成本、后段成本还是机械再加工成本。低成本铸造的各种形状设计规则如下：（1）低模型成本（铸件少，零件少）：①由平面、立方体和圆柱体制成的简单模式（针对小零售件低产量）。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆②单件模式，尽使用肋条而不是空心铸件，模箱少。③易于从模中拆卸的分模面的拔梢。④避免凹角，使用嵌入物。⑤零件匀称对齐放置以节省安装零件。（2）低损耗（高质量的铸造）：①稳固放置芯，芯宽标准。②统一的墙体厚度，无大量材料，无连接件、裂缝、气泡的刀尖圆弧半径。③铸造中脱气平面不是水平的，而是倾斜的。④在槽与凸物间无任何压缩。⑤转换倾斜度小，不要有尖的锐角。（3）低清理成本：①避免难接触的拐角，提供空心件的大开口。②铸造中槽和突起物更多的空间。③平置槽与突起物，使其更易拆卸。④钝角溢面便于研磨。（4）低精加工成本（小零件大产量）：①将分模面如图放置，从而使溢面不会在未休整后的表面突起，且易拆卸。②记住精加工刀具和切割机的轧辊型缝。③用铸件将阀认领座和迁夹面铸成一件。④将同样高度、同样直径的机械加工面放在同一排，便于用同一刀具进行切割。（5）通过负载设计降低故障成本：①针对压缩负载设计（如抗压强度是抗张强度4倍）。②对于轻金属，考虑冲击刚度。③肋条与球状加强筋比中空更经济（但不美观）。当然，因为存在显著差异，所以形状设计对铸造材料的选择也是非常重要的。为控制成本，需形成并行工程团队，从采购、财务、生产、设计各方面最小化成本。
2.3做好智能化技术优化
众所周知，当前科技发展迅速，智能化技术也存在不断发展之中，对机械制造企业而言，应做好智能化技术的优化，不断提高生产流程的智能化水平，具体应认真落实以下内容：一方面，做好智能化技术应用分析。机械制造企业应做好智能化技术应用总结工作，分析智能化技术应用效果，找到存在问题的环节，不断优化智能化技术应用方法、应用技巧等。另一方面，定期更新与扩展智能化设备。机械制造企业应加强智能化技术研究，了解智能化技术发展现状以及未来发展趋势，结合生产、管理工作实际，做好智能化技术应用部署工作，在智能化技术更新、设备采购等方面设立专项资金，应用最新的智能化技术及产品。
2.4轻量化设计
可以减少材料的消耗并降低成本。在该方案的设计阶段,实施结构减重优化,结合有限元分析等技术手段,使所有部件和系统均为尽可能轻巧。在初始设计阶段,应根据成本节约原则确定设计方案。通过对标优化,参考竞争对手的若干设计方案,最初通过设计成本预算来确定成本,从而为方案选择提供基矗同时,有必要加强对设计方案的审查和管理。通过对标,完成优化设计后,应多次审查设计方案,消除方案中不必要的成本支出,进一步实现节约成本的目标。产品的基本配置不能随意更改,如果需要更改且成本变化很大,则必须经过技术和经济评估系统的审批。
2.5工艺性审查与施工反馈
从可制造性的角度审查每张图纸,以确保尽可能低的工费成本。复杂机械产品的结构加工零件数量多,种类多,焊缝设计好坏,加工精度选择等,不仅影响焊接的方便性,焊接工作量,还影响加工设备的选择,它是影响加工成本的主体因素。接口设计如果考虑不充分,将导致设计变更,形成材料损失和人工成本增加,材料积压。建立设计、工艺和制造的联动系统,在内部网站上将现场施工暴露的设计错误反馈给设计部门。建立错误案例库,针对设计接口错误采取预防性控制措施,达到降本增效之目的。
结语
设计不仅仅是技术中心的问题。必须善于利用各种内部和外部资源,以正确的方式设计和开发。在设计过程中,一方面应该组织公司内部相关部门参与,使每个人从全局视角集中精力考虑如何控制成本。另一方面,应积极与行业先进企业的产品进行技术对标,不断借鉴先进的设计理念,确保技术领先,努力优化设计成本。
参考文献
[1]刘家顺,粟国敏.技术经济学[M].北京:机械工业出版社,2002.
[2]杨战立.降低设计成本是一项重要的成本决策[J],郑州航空工业管理学院学报(社会科学版),2003(12).
[3]董清坤,企业设计成本控制的途径探索[J],现代商业,2017(13).
论文作者:徐进疆
论文发表刊物:《中国西部科技》2019年第23期
论文发表时间:2019/11/27
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