DFC 在我國汽車產(chǎn)品設(shè)計中的應(yīng)用

袁志德，楊 娟

(1.西南大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院，重慶 北碚 400715;2.西南大學(xué)漢語言文獻(xiàn)研究所，重慶 北碚 400715)

汽車工業(yè)是我國經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)，自2001年以來我國汽車工業(yè)總體上保持了良好的發(fā)展勢頭，其中2009年我國汽車總銷量大致為2003年的一倍，短短的6年間翻了一番，并且我國汽車工業(yè)已連續(xù)9年增幅保持兩位數(shù)增長.去年1～7月我國汽車產(chǎn)量593.2萬輛，同比增長16%.但縱觀我國汽車市場的品牌狀況，合資品牌仍主導(dǎo)著中國汽車市場，自主品牌在轎車、SUV等領(lǐng)域內(nèi)存在很多問題，相應(yīng)產(chǎn)品的生存環(huán)境不容樂觀.在市場經(jīng)濟占主導(dǎo)地位的今天，提高我國汽車自主品牌在競爭激烈的汽車行業(yè)中的地位勢在必行.然而，降低產(chǎn)品生產(chǎn)成本，在短時間內(nèi)生產(chǎn)出高質(zhì)量的產(chǎn)品將是我國汽車自主品牌取勝的關(guān)鍵.

如何有效地降低成本，是我國汽車研究領(lǐng)域的一個熱點.在眾多的降低成本方法當(dāng)中，相比企業(yè)產(chǎn)品成本核算等，通過降低設(shè)計成本更為有效.研究表明，設(shè)計階段的實際投入費用雖然只占產(chǎn)品總成本的5%，但是卻決定了70%～80%的產(chǎn)品成本［1］.所以，有必要在我國汽車產(chǎn)品設(shè)計中應(yīng)用并推廣DFC技術(shù).

DFC(Design for cost)是在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計過程中，面向成本的一種設(shè)計方法.該方法在考慮產(chǎn)品用戶使用需求的前提下，綜合分析產(chǎn)品全生命周期內(nèi)成本構(gòu)成情況并加以評價，修改原設(shè)計中導(dǎo)致成本過高的部分，從而降低產(chǎn)品生產(chǎn)成本.傳統(tǒng)的成本估算只考慮產(chǎn)品生產(chǎn)成本，忽略了銷售、維護(hù)，甚至回收等方面的成本.然而DFC技術(shù)，從生命周期工程角度出發(fā)，在設(shè)計階段就開始把制造材料質(zhì)量、產(chǎn)品總體性能、產(chǎn)品后期服務(wù)等因素進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，降低汽車產(chǎn)品成本，縮短其上市時間.

1 汽車設(shè)計及其全生命周期分析

1.1 汽車設(shè)計概述

汽車工業(yè)的發(fā)展代表了近代工業(yè)的發(fā)展歷程.汽車最明顯的進(jìn)步在于技術(shù)創(chuàng)新、制造的進(jìn)步和汽車造型的變化，這里體現(xiàn)最突出的3點是:車身結(jié)構(gòu)的發(fā)展、發(fā)動機的發(fā)展、汽車材料的發(fā)展.因此，我國現(xiàn)代汽車的設(shè)計一定要緊緊圍繞它們展開.

在此基礎(chǔ)上，汽車設(shè)計還要考慮以下幾點因素［3］:①汽車設(shè)計要考慮工作環(huán)境的多樣性.②汽車設(shè)計要堅持產(chǎn)品系列化、零部件通用化和零件設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化的三化原則.③汽車設(shè)計要與當(dāng)前的國家標(biāo)準(zhǔn)及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)相適應(yīng).④汽車設(shè)計要考慮使用的經(jīng)濟性.⑤汽車設(shè)計要有良好的人機工程特征、優(yōu)美的外部造型和協(xié)調(diào)的色彩.⑥汽車設(shè)計要面向可持續(xù)發(fā)展，即綠色設(shè)計.因此，針對汽車全生命周期的汽車設(shè)計才能達(dá)到現(xiàn)代汽車設(shè)計高效低成本的發(fā)展要求，以改善我國汽車工業(yè)使其與國際接軌.

1.2 汽車設(shè)計、制造及其他成本

汽車設(shè)計成本主要由設(shè)計周期決定，即從市場論證到批量生產(chǎn)的時間耗費影響著一款新型轎車的設(shè)計成本.時間越短，直接減少開發(fā)費的同時，也可以為企業(yè)占領(lǐng)市場份額提供保證.國外的大多數(shù)汽車企業(yè)巨頭，一般需要上億、甚至10億美元的巨額資金用于開發(fā)研制完全新型的轎車車型(系列).而我國的汽車企業(yè)在產(chǎn)品研發(fā)階段，因為缺少有效的成本控制致使最后未能取得成功的案例也不在少數(shù).因此，在市場不斷變化的今天，我國的汽車生產(chǎn)企業(yè)就必須做好新產(chǎn)品的前期策劃和成本控制工作，更快更省地開發(fā)出新產(chǎn)品，占取競爭的主動權(quán)［4］.

汽車的整車制造成本是汽車最重要的的成本，大約占整個汽車成本的55%左右.這部分成本包括了零部件的制造(購買)成本、汽車公司的生產(chǎn)管理成本和固定資產(chǎn)攤薄成本.為了減少這些成本，世界同行業(yè)比較先進(jìn)的理念包括精益生產(chǎn)方式、并行工程、準(zhǔn)時JIT生產(chǎn)方式等等［5］.此外，影響汽車產(chǎn)品設(shè)計的還有汽車的銷售成本、維修成本、使用成本以及回收報廢成本等.

1.3 汽車全生命周期成本的前期控制

汽車的全生命周期成本控制，是對汽車設(shè)計生產(chǎn)全過程的控制，是真正從顧客的角度考慮成本問題.相對于傳統(tǒng)只局限于生產(chǎn)過程的成本控制，DFC技術(shù)能夠考慮成本發(fā)生的前因后果，有效地進(jìn)行成本分析和控制.中國汽車業(yè)創(chuàng)造的驚人的高利潤，從來就不是來自中國汽車業(yè)的低成本，而是來自政府保護(hù)下的高價格以及較低的勞動成本.因此，在我國汽車制造業(yè)應(yīng)用DFC的思想，能夠在保證質(zhì)量的前提下，成功控制成本，使我國汽車生產(chǎn)企業(yè)有更強的競爭力.

2 汽車成本估算

現(xiàn)在汽車機械制造業(yè)比較成熟的估算方法有［6］:傳統(tǒng)的總分類帳法成本估算方法，簡化的總分類帳法成本估算法，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法估算成本，作業(yè)成本估算方法，基于回歸分析的成本估算方法和基于重組技術(shù)的成本估算方法.幾種方法各自優(yōu)缺有別，使用的時候可根據(jù)實際情況選用其中的一種或者幾種方法.

2.1 統(tǒng)計及參數(shù)擬合法

該方法主要是針對汽車總體設(shè)計進(jìn)行，汽車總體設(shè)計也稱汽車的總體布置設(shè)計，就是根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的要求，設(shè)計確定汽車的整車外形尺寸參數(shù)(包括長寬高、輪距、軸距、離地高度等)和主要性能指標(biāo)(包括汽車最大功率、發(fā)動機排量、最大扭矩等).然后將這些整車結(jié)構(gòu)參數(shù)和性能指標(biāo)分解為有關(guān)總成參數(shù)和功能，提取與成本相關(guān)的設(shè)計特征，進(jìn)行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型試算(包含BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練與LCC估算);或者將使用費用和購買費用分別估算，最后把得到的 LCC估算結(jié)果相加即可.同時為了保證成本估算準(zhǔn)確性較高，還必須要求汽車概念設(shè)計階段的信息完整準(zhǔn)確.

2.2 作業(yè)成本估算法

作業(yè)成本估算法是根據(jù)歷史經(jīng)驗，在估算成本值的基礎(chǔ)上，匯總與產(chǎn)品相關(guān)的活動作業(yè)成本，然后計算出產(chǎn)品總成本.實際操作時將汽車生產(chǎn)線所需產(chǎn)品數(shù)量訂單作為選定的成本對象，先后確定出直接成本和間接成本(間接成本包括材料管理、焊接、機器裝配、噴漆、質(zhì)量檢驗等)，然后將間接成本集合分配到各個訂單的成本分配中，最后根據(jù)預(yù)算間接成本分配比率公式計算出單位成本分配基礎(chǔ)的間接成本分配比例，并將間接成本分配到各個訂單當(dāng)中.因此每輛汽車的裝配成本即是該作業(yè)領(lǐng)域的預(yù)算總成本C除以預(yù)算生產(chǎn)車輛數(shù)量Q.

3 DFC在汽車成本估算中的實現(xiàn)技術(shù)

隨著我國汽車工業(yè)自動化與信息化的不斷發(fā)展，將成本估算與計算機有機結(jié)合可以有效地提高工作效率.因此汽車成本估算技術(shù)要與CAD/CAM/CAPP有效結(jié)合，要在產(chǎn)品進(jìn)程的每個環(huán)節(jié)進(jìn)行成本預(yù)測.即包括汽車制造、檢測、裝配等方面的所有規(guī)劃，面向汽車產(chǎn)品設(shè)計、制造、管理的成本預(yù)算所需的信息，且能夠為計算機所理解，并被制造過程的各階段所共享.

在基于特征建模的CAD/CAPP系統(tǒng)中，首先產(chǎn)品設(shè)計階段考慮制造、檢測、裝配等方面因素，并對各環(huán)節(jié)進(jìn)行可行性評估;然后為汽車產(chǎn)品成本估算單元提取特征模型中的有關(guān)設(shè)計特征與工藝特征，邀請專家明確產(chǎn)品關(guān)鍵成本特征(參數(shù))，并給成本特征變量賦值;最后利用企業(yè)管理數(shù)據(jù)庫中相關(guān)數(shù)據(jù)(如單位管理費用和工時費用比例等)，在產(chǎn)品設(shè)計階段實現(xiàn)參數(shù)化成本估算，同時將結(jié)果及成本原因反饋給CAD/CAPP模塊和設(shè)計者，再改進(jìn)設(shè)計從而實現(xiàn)考慮成本的優(yōu)化設(shè)計.這種特征建模技術(shù)為 CAD/CAPP/CAM的集成提供了基礎(chǔ)，同時也使面向汽車成本并行設(shè)計的實現(xiàn)成為可能［8］

4 結(jié)語

就我國汽車行業(yè)的目前形勢，自主汽車品牌面國外汽車品牌的強烈沖擊，因此國內(nèi)汽車企業(yè)研發(fā)新車型的時候務(wù)必謹(jǐn)慎認(rèn)真.面向成本設(shè)計方法不斷發(fā)展成熟，其中對成本估算是關(guān)鍵.選取有效的成本估算方法，嚴(yán)格地控制并降低了產(chǎn)品成本，對我國自主汽車品牌的競爭力的提升大有幫助.而隨著全球生態(tài)環(huán)境問題的日益突出，我國的汽車產(chǎn)品設(shè)計也應(yīng)在DFC方法的指導(dǎo)下向人性化、環(huán)?；较虬l(fā)展.

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