大數(shù)據(jù)技術(shù)下面向成本設(shè)計(jì)的改進(jìn)

顏 敏，李現(xiàn)宗，梁文韜

(1．會(huì)計(jì)與財(cái)務(wù)研究中心，河南 鄭州 450046;2．鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院河南省人文社科重點(diǎn)研究培育基地，河南 鄭州 450046)

大數(shù)據(jù)技術(shù)下面向成本設(shè)計(jì)的改進(jìn)

顏 敏1，2，李現(xiàn)宗1，2，梁文韜1，2

(1．會(huì)計(jì)與財(cái)務(wù)研究中心，河南 鄭州 450046;2．鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院河南省人文社科重點(diǎn)研究培育基地，河南 鄭州 450046)

大數(shù)據(jù)技術(shù)的高速發(fā)展已經(jīng)對各行各業(yè)產(chǎn)生了近乎顛覆式的影響，將大數(shù)據(jù)技術(shù)引入面向成本設(shè)計(jì)中迫在眉睫。對目前DFC技術(shù)進(jìn)行了簡要分析，認(rèn)為DFC技術(shù)在數(shù)據(jù)采集與儲(chǔ)存數(shù)據(jù)挖掘與分析、數(shù)據(jù)安全等方面存在缺陷，指出了大數(shù)據(jù)環(huán)境下DFC技術(shù)在數(shù)據(jù)采集及儲(chǔ)存、成本估算、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、移動(dòng)終端設(shè)計(jì)四個(gè)方面的改進(jìn)之處，并從技術(shù)環(huán)境、企業(yè)管理層及DFC技術(shù)人員等方面提出了實(shí)施新DFC技術(shù)的現(xiàn)實(shí)要求。

大數(shù)據(jù);DFC技術(shù);產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)性

一、引 言

市場的激烈競爭使得產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)性成為保證功能性前提下的一項(xiàng)重要評價(jià)指標(biāo)，經(jīng)濟(jì)性的優(yōu)劣往往直接決定了產(chǎn)品的成敗，而成本則是影響經(jīng)濟(jì)性的關(guān)鍵因素?，F(xiàn)有研究表明，產(chǎn)品成本的70%～80%在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)就已經(jīng)確定［1］，后續(xù)很難改進(jìn)。在現(xiàn)有的產(chǎn)品設(shè)計(jì)中參加設(shè)計(jì)的團(tuán)隊(duì)主要以工程技術(shù)人員為主，雖然在設(shè)計(jì)中大量運(yùn)用了并行工程，并將面向成本的設(shè)計(jì)(Design For Cost，DFC)作為其中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，但是，由于主要設(shè)計(jì)人員存在成本知識(shí)的隔閡，DFC技術(shù)的應(yīng)用并不理想，直接影響到產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)性競爭優(yōu)勢的確立。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)據(jù)爆發(fā)式的增長，對DFC技術(shù)在數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)、分析、成本估算及安全防護(hù)能力等方面又提出了許多新的需求，從全過程成本管理的角度來看，DFC技術(shù)的改進(jìn)已迫在眉睫。因此，本文以成本管理者的視角，在分析現(xiàn)有DFC技術(shù)缺陷的基礎(chǔ)上，對大數(shù)據(jù)下DFC技術(shù)的改進(jìn)提出一些建議，期望能有助于提高DFC技術(shù)應(yīng)用效果。

二、當(dāng)前DFC技術(shù)在大數(shù)據(jù)環(huán)境中的缺陷與對策

當(dāng)前中國企業(yè)都在向信息化和智能化發(fā)展，企業(yè)現(xiàn)有的數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、分析能力已經(jīng)不足以應(yīng)對海量數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)安全防護(hù)系統(tǒng)也已跟不上數(shù)據(jù)爆炸式增長的速度。這使得當(dāng)前DFC技術(shù)在大數(shù)據(jù)環(huán)境中的一些缺陷逐漸顯露出來，當(dāng)前的DFC技術(shù)還沒有為產(chǎn)品設(shè)計(jì)提供一個(gè)包含計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(Computer Aided Design，CAD)、計(jì)算機(jī)輔助制造(computer Aided Manufacturing，CAM)、產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)性評價(jià)等功能的集成化系統(tǒng)，產(chǎn)品成本的估算仍舊停留在人為估算、簡單加成的階段，不能揭示產(chǎn)品的內(nèi)在成本特征，為設(shè)計(jì)人員提供更多的成本相關(guān)信息［2］。隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展，運(yùn)用企業(yè)現(xiàn)有歷史數(shù)據(jù)和部分外部數(shù)據(jù)，深度挖掘產(chǎn)品成本的內(nèi)在特征，建立包含產(chǎn)品全生命周期成本因素的經(jīng)濟(jì)性集成設(shè)計(jì)系統(tǒng)已經(jīng)成為可能。

(一)數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)

由于企業(yè)各部門業(yè)務(wù)不同，所使用的數(shù)據(jù)類型和存儲(chǔ)格式也不同，導(dǎo)致企業(yè)之間、企業(yè)內(nèi)各部門之間存在信息孤島現(xiàn)象，并且各部門使用的大多還是傳統(tǒng)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，能夠存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)種類較少，分析能力也很有限。由于數(shù)據(jù)分類標(biāo)準(zhǔn)的差異，企業(yè)采集的數(shù)據(jù)大多在數(shù)據(jù)庫中處于閑置甚至廢棄狀態(tài)。比如企業(yè)成本管理數(shù)據(jù)以及相關(guān)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)在編制成本管理報(bào)表后就被忽略、遺忘，造成大量數(shù)據(jù)的價(jià)值被浪費(fèi)，成本管理人員在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段進(jìn)行成本分析時(shí)，多數(shù)需要進(jìn)行臨時(shí)統(tǒng)計(jì)，造成數(shù)據(jù)分析效率低下，不能及時(shí)為設(shè)計(jì)人員提供可靠的成本信息。在大數(shù)據(jù)環(huán)境下，企業(yè)通過先進(jìn)的傳感器技術(shù)、通信技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以獲得大量的原始數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)到DFC數(shù)據(jù)庫中，但是現(xiàn)有的DFC技術(shù)采集到的信息有可能大部分都是冗余數(shù)據(jù)，而且企業(yè)在儲(chǔ)存數(shù)據(jù)時(shí)，并沒有對數(shù)據(jù)庫的組織結(jié)構(gòu)和維度進(jìn)行精細(xì)化規(guī)劃，大部分?jǐn)?shù)據(jù)都是粗放式的存放，技術(shù)人員在進(jìn)行數(shù)據(jù)分析時(shí)還需要花費(fèi)大量的時(shí)間和精力進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

在大數(shù)據(jù)環(huán)境下，企業(yè)可以打破信息孤島壁壘，建立統(tǒng)一的多數(shù)據(jù)融合的數(shù)據(jù)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生命周期各類數(shù)據(jù)的同步采集、管理和調(diào)用。在采集數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)當(dāng)按照DFC數(shù)據(jù)庫的需求有所側(cè)重地選擇性采集，對數(shù)據(jù)進(jìn)行分類和優(yōu)先級排序，按需進(jìn)行數(shù)據(jù)的搜集和傳送，建立適合企業(yè)的數(shù)據(jù)采集體系。例如:企業(yè)可以將可能影響產(chǎn)品性能和運(yùn)行狀態(tài)的環(huán)境信息、產(chǎn)品同等運(yùn)行條件下的參數(shù)采集到數(shù)據(jù)庫中，產(chǎn)品全生命周期中所有檢查、維護(hù)、維修和保養(yǎng)更換記錄都搜集到產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫中，經(jīng)過長期的累積，可以統(tǒng)計(jì)出產(chǎn)品性能受環(huán)境影響的規(guī)律，將產(chǎn)品運(yùn)行狀態(tài)和環(huán)境變化引起的產(chǎn)品故障加以區(qū)分，并能夠統(tǒng)計(jì)出現(xiàn)故障時(shí)產(chǎn)品關(guān)鍵部件平均故障時(shí)間，作為產(chǎn)品設(shè)計(jì)以及利用DFC技術(shù)進(jìn)行零部件成本分析時(shí)的判斷依據(jù)。在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方面，企業(yè)應(yīng)當(dāng)解決數(shù)據(jù)接口的標(biāo)準(zhǔn)化問題，提前做好各部門數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)規(guī)劃設(shè)計(jì)，建立企業(yè)間及企業(yè)內(nèi)部互聯(lián)互通的數(shù)據(jù)環(huán)境，使DFC技術(shù)及其他功能層能夠在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺(tái)運(yùn)行，有助于數(shù)據(jù)的檢索、整合、挖掘與分析，使設(shè)計(jì)小組不同專業(yè)人員能夠在進(jìn)行開發(fā)新功能或產(chǎn)品時(shí)實(shí)現(xiàn)低成本、高效率。

(二)數(shù)據(jù)挖掘與分析

數(shù)據(jù)經(jīng)過篩選、存儲(chǔ)、關(guān)聯(lián)、索引、分析等處理后才能變?yōu)閷ζ髽I(yè)有用的信息。現(xiàn)有的DFC技術(shù)在進(jìn)行產(chǎn)品零部件成本、裝配制造成本等數(shù)據(jù)分析時(shí)，通常采用局部隨機(jī)采樣方法，導(dǎo)致成本管理人員在進(jìn)行成本分析時(shí)所使用的數(shù)據(jù)量小且數(shù)據(jù)類型較為單一。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)挖掘自身平臺(tái)集成未成體系，且使用的計(jì)算方式和數(shù)據(jù)挖掘算法的可擴(kuò)展性不強(qiáng)，導(dǎo)致其獲取多源異構(gòu)數(shù)據(jù)困難，對數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理和挖掘分析功能也非常受限［3］，不能高效、全面地分析影響產(chǎn)品成本的所有因素，挖掘產(chǎn)品成本的內(nèi)在特征。

在大數(shù)據(jù)環(huán)境下，DFC數(shù)據(jù)庫不再依靠被動(dòng)搜集信息，其數(shù)據(jù)來源不僅有企業(yè)關(guān)系信息系統(tǒng)、WEB信息系統(tǒng)，還包括感知信息系統(tǒng)等傳感器設(shè)備自動(dòng)產(chǎn)生的仿真數(shù)據(jù)［4］，數(shù)據(jù)來源更為廣泛，類型也更加復(fù)雜;采集范圍更為全面，吞吐量高，數(shù)據(jù)處理實(shí)時(shí)且快速。［5］DFC技術(shù)所需要分析的數(shù)據(jù)不僅包括零部件成本信息，還包括裝配、制造特征信息，以及物料、資源、環(huán)境等數(shù)據(jù)信息，數(shù)據(jù)類型復(fù)雜而且結(jié)構(gòu)多樣，大數(shù)據(jù)挖掘能夠集成多種計(jì)算模式與數(shù)據(jù)挖掘算法對海量數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理和多維分析，提取產(chǎn)品成本的內(nèi)在特征信息，能夠?yàn)楫a(chǎn)品設(shè)計(jì)建立一個(gè)包含CAD、CAM、產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)性評價(jià)等功能的集成化系統(tǒng)，更加準(zhǔn)確快速地估算產(chǎn)品零部件成本、裝配成本及制造成本。通過對以往產(chǎn)品生產(chǎn)、運(yùn)行、維護(hù)、維修數(shù)據(jù)的分析挖掘，可以找到造成產(chǎn)品性能衰退和故障的根本原因，并與環(huán)境等外部因素區(qū)分開來，從而在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)加以避免。通過對零部件生產(chǎn)制造數(shù)據(jù)的分析挖掘，可以發(fā)現(xiàn)在零部件制造過程中材料浪費(fèi)較多、成本消耗較大的環(huán)節(jié)，并分析其與零部件形狀、制造工藝等制造特征的內(nèi)在聯(lián)系。通過對裝配過程中數(shù)據(jù)的分析挖掘，可以發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品裝配成本與裝配路徑、裝配序列、裝配方向等裝配特征的內(nèi)在聯(lián)系。這些信息都可以通過參與產(chǎn)品設(shè)計(jì)的成本管理人員傳遞到設(shè)計(jì)端，打通產(chǎn)品全生命周期的信息閉環(huán)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、銷售、維修直至報(bào)廢的全生命周期數(shù)據(jù)信息互聯(lián)互通，提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)效率，降低產(chǎn)品成本。

(三)數(shù)據(jù)安全

DFC數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)出處繁多，類型復(fù)雜。現(xiàn)有的DFC技術(shù)在數(shù)據(jù)采集及清洗過程中，由于人工干預(yù)可能引入誤差，導(dǎo)致數(shù)據(jù)的失真和偏差，最終影響數(shù)據(jù)分析結(jié)果的準(zhǔn)確性和安全性。在數(shù)據(jù)使用過程中，由于數(shù)據(jù)管理員缺乏專業(yè)知識(shí)，為設(shè)計(jì)小組各專業(yè)成員指定訪問范圍時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)偏差。成本管理人員在參與DFC分析產(chǎn)品成本時(shí)，還需要用到除產(chǎn)品特征之外的其他數(shù)據(jù)，如銷售數(shù)據(jù)、維修數(shù)據(jù)等，并需要重新申請數(shù)據(jù)管理員授權(quán)，而數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)要求成本管理人員不能對銷售人員、維修人員及用戶的數(shù)據(jù)過度訪問，因而企業(yè)現(xiàn)有數(shù)據(jù)技術(shù)很難對其進(jìn)行精確把控。在大數(shù)據(jù)環(huán)境中，則可以通過模糊推理將信息數(shù)目、用戶和信息安全等級作為風(fēng)險(xiǎn)量化的主要參數(shù)，當(dāng)成本管理人員或企業(yè)其他人員訪問的資源風(fēng)險(xiǎn)數(shù)值高于企業(yè)預(yù)定值時(shí)，會(huì)限制訪問［6］，智能地對數(shù)據(jù)訪問權(quán)限進(jìn)行設(shè)置。

企業(yè)現(xiàn)有的安全防護(hù)模式，主要是檢測到攻擊行為之后，對攻擊類型進(jìn)行分析并做出響應(yīng)和相應(yīng)恢復(fù)，而且對威脅性的分析通常依賴于經(jīng)驗(yàn)豐富的專業(yè)人員，使得分析結(jié)果很大程度上依賴于個(gè)人經(jīng)驗(yàn)。由于現(xiàn)有分析窗口內(nèi)存受限，安全防護(hù)系統(tǒng)無法應(yīng)對高級持續(xù)威脅(Advanced Persistent Threat－APT)和潛伏性攻擊，威脅企業(yè)數(shù)據(jù)安全。企業(yè)內(nèi)部員工利用合法身份登錄企業(yè)數(shù)據(jù)庫盜取企業(yè)機(jī)密數(shù)據(jù)或?yàn)E用資源等操作，無法被現(xiàn)有系統(tǒng)的安全保護(hù)措施和防御體系識(shí)別［7］。企業(yè)可以在威脅檢測及分析方面引入大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，更全面地對企業(yè)內(nèi)外部安全威脅進(jìn)行檢測和預(yù)防，利用安全威脅數(shù)據(jù)和安全分析形成系統(tǒng)方法，發(fā)現(xiàn)潛在危險(xiǎn)，在攻擊發(fā)生之前識(shí)別威脅［8］。例如可以通過對成本管理人員及設(shè)計(jì)小組成員的電子郵件和社交網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行掃描分析以發(fā)現(xiàn)其是否對企業(yè)心存不滿或存在被“挖墻腳”的威脅，有效預(yù)防掌握核心數(shù)據(jù)的成員泄露企業(yè)機(jī)密。

總之，現(xiàn)有的DFC技術(shù)中的數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)能力、數(shù)據(jù)分析與挖掘能力以及數(shù)據(jù)安全防護(hù)系統(tǒng)已經(jīng)無法滿足成本管理人員與設(shè)計(jì)人員的需求。引進(jìn)大數(shù)據(jù)技術(shù)，建立互聯(lián)互通的統(tǒng)一數(shù)據(jù)平臺(tái)，通過多種計(jì)算模式與挖掘算法建立產(chǎn)品集成化經(jīng)濟(jì)性評價(jià)系統(tǒng)，確保成本分析所用數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無誤、在安全環(huán)境內(nèi)運(yùn)行等，是當(dāng)前激烈競爭環(huán)境下對DFC技術(shù)改進(jìn)的迫切要求。

三、大數(shù)據(jù)環(huán)境下DFC技術(shù)的改進(jìn)

當(dāng)今市場是競爭全球化、價(jià)格高度透明的市場。在價(jià)格既定的情況下，降低產(chǎn)品成本成為增加企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的重要手段。其中，設(shè)計(jì)階段起決定性作用，設(shè)計(jì)不合理導(dǎo)致的產(chǎn)品性能和經(jīng)濟(jì)性方面的先天不足，在產(chǎn)品制造過程中，無法通過成本控制措施挽回，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)完成后再進(jìn)行價(jià)值分析和成本改進(jìn)亦將為時(shí)過晚［9］。因此，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中將成本因素考慮在內(nèi)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性綜合優(yōu)化，對于降低產(chǎn)品成本，提高企業(yè)市場競爭力具有十分重要的意義。

(一)目前DFC技術(shù)的簡要分析

現(xiàn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)中DFC技術(shù)的應(yīng)用情況大致如下。

(1)在產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)階段，根據(jù)產(chǎn)品功能要求，建立產(chǎn)品的概念裝配模型。之后，先到企業(yè)的產(chǎn)品零部件數(shù)據(jù)庫中查詢是否存在與概念裝配模型中相似或可借用的零部件，如果存在，則將該零部件的技術(shù)數(shù)據(jù)連同成本信息一起調(diào)出;若不存在，則進(jìn)一步分解成子部件或零件，再到企業(yè)的產(chǎn)品零部件數(shù)據(jù)庫中查詢。以此類推，直到將子部件全部分解成零件為止。對于無法借用的零件，則視為需要進(jìn)行設(shè)計(jì)的新零件，進(jìn)一步估算成本。

(2)在詳細(xì)設(shè)計(jì)階段，利用產(chǎn)品建模技術(shù)建立包含設(shè)計(jì)、制造、裝配和檢測等成本預(yù)測所需信息的數(shù)字化模型。

(3)對新設(shè)計(jì)的零件利用特征造型技術(shù)構(gòu)造零件模型，提取模型中的零件制造特征以及產(chǎn)品的裝配特征，進(jìn)行零件制造工藝規(guī)劃和產(chǎn)品裝配工藝規(guī)劃，在此基礎(chǔ)上估算相關(guān)成本數(shù)據(jù)。

(4)根據(jù)設(shè)計(jì)特征、工藝特征的成本信息、產(chǎn)品成本歷史數(shù)據(jù)庫、制造資源成本信息以及企業(yè)管理信息系統(tǒng)(MIS)數(shù)據(jù)庫中的單位工時(shí)費(fèi)用等成本數(shù)據(jù)，完成產(chǎn)品成本的估算。

(5)設(shè)計(jì)人員根據(jù)產(chǎn)品成本組成，通過優(yōu)化設(shè)計(jì)方案、優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、尋找低成本代替品等方法降低產(chǎn)品成本［2，10］。

(二)DFC技術(shù)的改進(jìn)

1．DFC數(shù)據(jù)采集及存儲(chǔ)技術(shù)的改進(jìn)

對于DFC數(shù)據(jù)采集，需要利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，在DFC技術(shù)數(shù)據(jù)庫中建立自感知數(shù)據(jù)采集管理控制系統(tǒng)，根據(jù)成本分析需求，有目的、有選擇地進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集與傳送，自主調(diào)整數(shù)據(jù)采集與傳輸?shù)臄?shù)量與頻率，實(shí)現(xiàn)對產(chǎn)品狀態(tài)、環(huán)境、人為因素的全面智能自感知采集，對數(shù)據(jù)進(jìn)行智能選擇、清洗、分類和優(yōu)先級排序，使數(shù)據(jù)采集更為合理、高效。

建立Big Table數(shù)據(jù)模型，保證DFC數(shù)據(jù)庫在數(shù)據(jù)并發(fā)的情況下數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的正確性;通過數(shù)據(jù)的預(yù)取以及緩存技術(shù)，大部分操作都可以直接與對應(yīng)的服務(wù)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信，無須元數(shù)據(jù)服務(wù)器的交互，更無須主服務(wù)器的交互。［11］通過多層的優(yōu)化，在大數(shù)據(jù)環(huán)境下，DFC數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)系統(tǒng)Big Table能夠做到高效地訪問，提高信息檢索效率。利用大數(shù)據(jù)技術(shù)建立以DFC技術(shù)為核心的統(tǒng)一數(shù)據(jù)平臺(tái)，使得成本數(shù)據(jù)及成本分析信息能夠?qū)崟r(shí)推送到設(shè)計(jì)人員手中，并且能夠被設(shè)計(jì)人員和管理人員隨時(shí)隨地調(diào)用和管理。

2．成本估算建模技術(shù)的改進(jìn)

建立包含成本特征信息的成本估算模型是DFC技術(shù)進(jìn)行成本估算的核心。在大數(shù)據(jù)環(huán)境中，通過集成多種計(jì)算模式和數(shù)據(jù)挖掘算法對設(shè)計(jì)、制造、裝配、檢測過程中所包含的成本信息建立精準(zhǔn)化模型，保證在設(shè)計(jì)過程中成本數(shù)據(jù)更加精準(zhǔn)、科學(xué)可靠。在產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)階段，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)對企業(yè)類似產(chǎn)品的歷史數(shù)據(jù)和市場相似產(chǎn)品數(shù)據(jù)的分析挖掘，建立相應(yīng)的裝配模型，智能選擇零件數(shù)目和裝配方向、緊固件數(shù)、最有利于自動(dòng)化裝配的裝配結(jié)構(gòu)，并大致估算產(chǎn)品目標(biāo)成本與目標(biāo)利潤。在產(chǎn)品詳細(xì)設(shè)計(jì)階段，通過數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理技術(shù)對產(chǎn)品成本進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)算，并設(shè)置成本預(yù)警信號(hào)，在系統(tǒng)中自動(dòng)進(jìn)行預(yù)警提示;通過建立以DFC技術(shù)為核心的統(tǒng)一數(shù)據(jù)平臺(tái)，讓設(shè)計(jì)組所有成員隨時(shí)隨地看到全部產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程的成本信息，增強(qiáng)設(shè)計(jì)人員的成本意識(shí);當(dāng)市場、宏觀環(huán)境在實(shí)際研制過程中出現(xiàn)變化時(shí)，可隨時(shí)調(diào)整產(chǎn)品的目標(biāo)成本，并按照制定的成本估算模型分配到各個(gè)環(huán)節(jié)，方便設(shè)計(jì)人員快速查看;當(dāng)后續(xù)設(shè)計(jì)或測算出現(xiàn)問題需要進(jìn)行再設(shè)計(jì)時(shí)，可實(shí)時(shí)計(jì)算出更改結(jié)果以及更改所引起的變化。通過對裝配公差、裝配序列、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的分析，選擇成本最低的裝配路徑，完成對裝配資源的規(guī)劃。產(chǎn)品設(shè)計(jì)完成的同時(shí)，產(chǎn)品制造、裝配、檢測成本的估算工作也同時(shí)完成，不需再進(jìn)行重復(fù)計(jì)算，以利于壓縮產(chǎn)品推出時(shí)間，保證產(chǎn)品設(shè)計(jì)成本符合企業(yè)戰(zhàn)略目標(biāo)要求。

3．虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用的改進(jìn)

DFC技術(shù)要充分融合利用大數(shù)據(jù)、3D掃描技術(shù)和動(dòng)作捕捉技術(shù)，對產(chǎn)品靜態(tài)的三維數(shù)據(jù)和動(dòng)作特征數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集和分析，生成虛擬被試動(dòng)態(tài)模型;在虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中，對產(chǎn)品進(jìn)行虛擬裝配與制造，若產(chǎn)品設(shè)計(jì)不當(dāng)或成本過高則可通過對參數(shù)的更改，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)更新，及時(shí)對設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)，再利用DFC技術(shù)分析成本的效益性。這樣，設(shè)計(jì)人員通過以大數(shù)據(jù)技術(shù)為基礎(chǔ)的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)直觀地看到產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和使用情況，直接與產(chǎn)品進(jìn)行交互，對產(chǎn)品進(jìn)行精準(zhǔn)的參數(shù)研究和成本估算，完成產(chǎn)品的性能測試和經(jīng)濟(jì)性評價(jià)。

產(chǎn)品設(shè)計(jì)完成后，通過3D渲染技術(shù)、體感互動(dòng)技術(shù)和AR技術(shù)對產(chǎn)品進(jìn)行模擬制造和展示，對產(chǎn)品生產(chǎn)制造和裝配過程進(jìn)行全方位的模擬，盡可能多地簡化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，降低產(chǎn)品成本，并通過數(shù)據(jù)手套、數(shù)據(jù)頭盔對產(chǎn)品功能進(jìn)行虛擬體驗(yàn)，真實(shí)地發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中存在的問題及改進(jìn)之處，以便設(shè)計(jì)者對產(chǎn)品進(jìn)行再設(shè)計(jì)。

將虛擬現(xiàn)實(shí)引入DFC技術(shù)中，不僅為成本管理人員進(jìn)行成本分析時(shí)采集產(chǎn)品裝配與制造特征數(shù)據(jù)，分析成本數(shù)據(jù)，建立成本估算模型提供了新的方法和思路，更為設(shè)計(jì)人員提供了全新的平臺(tái)。虛擬過程可以不斷地重復(fù)進(jìn)行，使產(chǎn)品的設(shè)計(jì)周期變短，費(fèi)用降低，在保證質(zhì)量的情況下，能夠以最低的成本保證設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品能夠一次成功，保障產(chǎn)品設(shè)計(jì)中并行工程能夠得到充分的體現(xiàn)。

4．移動(dòng)終端設(shè)計(jì)的改進(jìn)

利用大數(shù)據(jù)技術(shù)建立以DFC技術(shù)為核心的統(tǒng)一數(shù)據(jù)平臺(tái)的同時(shí)，開發(fā)集數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)調(diào)用與管理和產(chǎn)品設(shè)計(jì)為一體的移動(dòng)客戶端，成本管理人員可隨時(shí)隨地對DFC所需數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和分析，并通過客戶端推送給設(shè)計(jì)人員，不僅能有效減少企業(yè)采集數(shù)據(jù)、設(shè)計(jì)小組成員信息交流和組織會(huì)議等方面的成本，更能隨時(shí)隨地記錄設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)靈感，并通過客戶端查詢相關(guān)數(shù)據(jù)，進(jìn)行可行性分析，增加企業(yè)產(chǎn)品的多樣化及設(shè)計(jì)儲(chǔ)備，以備不時(shí)之需。

(三)DFC技術(shù)應(yīng)用步驟的重新設(shè)計(jì)

通過以上幾個(gè)方面的改進(jìn)，將DFC技術(shù)實(shí)施的主要步驟重新設(shè)計(jì)如下。

(1)通過PC端或移動(dòng)客戶端進(jìn)行產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)，并根據(jù)產(chǎn)品的功能質(zhì)量要求，初步建立產(chǎn)品的概念裝配模型。(2)通過大數(shù)據(jù)技術(shù)對裝配工藝的智能選擇，初步優(yōu)化產(chǎn)品功能和結(jié)構(gòu)。(3)集成多種計(jì)算方法和數(shù)據(jù)挖掘算法建立包含產(chǎn)品全生命周期成本估算所需數(shù)據(jù)的模型，并對產(chǎn)品成本的內(nèi)在特征進(jìn)行深度分析與挖掘。(4)利用上一步驟提供的信息，進(jìn)行零部件的制造工藝規(guī)劃和產(chǎn)品裝配工藝規(guī)劃。(5)利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對產(chǎn)品進(jìn)行虛擬制造和裝配，同時(shí)完成產(chǎn)品制造和裝配成本的估算。(6)在虛擬環(huán)境中對產(chǎn)品進(jìn)行展示和試用，根據(jù)虛擬制造過程中出現(xiàn)的問題和成本的內(nèi)在特征，對產(chǎn)品設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)，優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，降低產(chǎn)品成本。在保證質(zhì)量的情況下，以環(huán)保材質(zhì)零件替換污染較大零件，減少環(huán)境污染。

通過對DFC技術(shù)進(jìn)行以上改進(jìn)和優(yōu)化，將傳統(tǒng)DFC框架中面向制造的設(shè)計(jì)(DFM)和面向裝配的設(shè)計(jì)(DFA)全部融合進(jìn)來，形成一個(gè)集DFM、DFA和DFC技術(shù)于一體的集成化系統(tǒng)，產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、裝配、檢測等過程都可在新的DFC技術(shù)和安全穩(wěn)定的環(huán)境中完成。

新的DFC技術(shù)可以利用傳感器、互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)客戶端等采集用戶使用習(xí)慣和使用需求等原始市場數(shù)據(jù)，為成本管理人員采集成本數(shù)據(jù)提供了新的方法和思路;然后通過大數(shù)據(jù)挖掘分析，不僅能夠發(fā)現(xiàn)成本內(nèi)在特征，而且能夠發(fā)現(xiàn)用戶潛在需求以及產(chǎn)品使用中存在的種種問題，進(jìn)而反饋到設(shè)計(jì)端進(jìn)行產(chǎn)品的改進(jìn)或產(chǎn)生新的產(chǎn)品設(shè)計(jì)概念;為設(shè)計(jì)人員提供了一個(gè)簡潔明了易操作的設(shè)計(jì)系統(tǒng)，能夠?qū)⒃O(shè)計(jì)方案做成可以任意放大、旋轉(zhuǎn)的Web 3D模型，大大簡化了設(shè)計(jì)流程，縮短了設(shè)計(jì)周期;以DFC技術(shù)為核心統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺(tái)及移動(dòng)客戶端的應(yīng)用，使成本管理人員能夠隨時(shí)隨地檢索成本分析所需數(shù)據(jù)，并加強(qiáng)了成本管理人員與其他專業(yè)人員交流的廣度、深度和速度，實(shí)現(xiàn)了不同學(xué)科專業(yè)知識(shí)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的融合;集成多種計(jì)算方法和挖掘算法，建立精確的成本估算模型，使產(chǎn)品設(shè)計(jì)與成本估算同時(shí)進(jìn)行，大大減少了分環(huán)節(jié)煩瑣的計(jì)算，提高成本管理人員與設(shè)計(jì)人員的工作效率;通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，減少了傳統(tǒng)方法反復(fù)制造樣機(jī)和構(gòu)建物理模型的成本，提高了產(chǎn)品設(shè)計(jì)效率和成本管理效果，并使企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的理念以大眾能夠理解的方式進(jìn)行傳播和推廣。

四、新DFC技術(shù)應(yīng)用的現(xiàn)實(shí)要求

(一)技術(shù)環(huán)境要求

新的DFC技術(shù)中需要購買虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備，在原有設(shè)計(jì)設(shè)備的基礎(chǔ)上建立專門的設(shè)計(jì)工作室;建立企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)接口，盡可能為DFC數(shù)據(jù)庫全面采集產(chǎn)品全生命周期各類相關(guān)的數(shù)據(jù)和信息;建立以DFC技術(shù)為核心的統(tǒng)一數(shù)據(jù)環(huán)境，確立DFC技術(shù)的核心地位，隨著科技的不斷發(fā)展對DFC技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)和完善，保持企業(yè)在DFC技術(shù)上的領(lǐng)先優(yōu)勢。

(二)企業(yè)管理層要求

新的DFC技術(shù)的實(shí)施，需要企業(yè)高層管理人員充分認(rèn)識(shí)到DFC技術(shù)在企業(yè)競爭中的重要性、現(xiàn)有DFC技術(shù)存在的種種缺陷以及大數(shù)據(jù)技術(shù)在DFC中的重要性，掌握DFC技術(shù)的相關(guān)流程和框架，自上而下地植入新的DFC技術(shù)的設(shè)計(jì)理念，使成本管理人員、設(shè)計(jì)人員能夠貫徹新的DFC應(yīng)用技術(shù)，積極創(chuàng)造企業(yè)實(shí)施新的DFC技術(shù)所需要的各種環(huán)境，建立包括設(shè)計(jì)專業(yè)、成本管理專業(yè)等各個(gè)專業(yè)技術(shù)人才的設(shè)計(jì)小組，將各學(xué)科的知識(shí)融合于產(chǎn)品設(shè)計(jì)中。

(三)對技術(shù)人員的要求

首先，成本管理人員要認(rèn)識(shí)到新DFC技術(shù)的重要性，并能真正理解DFC技術(shù)理念，主動(dòng)培養(yǎng)成本管理人員采集、存儲(chǔ)、分析成本數(shù)據(jù)的能力，建立專業(yè)人才團(tuán)隊(duì)，為新DFC技術(shù)的實(shí)施提供人才保障。成本管理人員除了要完成成本的核算工作，還要實(shí)施產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中的成本控制工作，對目標(biāo)成本進(jìn)行分解細(xì)化，制定成本指標(biāo)，加強(qiáng)成本管理的宣傳，提高設(shè)計(jì)小組全員的成本意識(shí)，在設(shè)計(jì)全過程中對成本進(jìn)行評審并編寫產(chǎn)品設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性分析報(bào)告，在產(chǎn)品出現(xiàn)重大質(zhì)量問題時(shí)，要及時(shí)匯報(bào)并分析質(zhì)量成本。

其次，需要對設(shè)計(jì)小組成員進(jìn)行新DFC技術(shù)的專門培訓(xùn)，使設(shè)計(jì)小組中每一個(gè)人都能夠了解并熟練運(yùn)用新的DFC技術(shù)，發(fā)揮各自在不同領(lǐng)域的專長，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中提出建議或意見。

再者，新的DFC技術(shù)的實(shí)施對現(xiàn)有成本管理人員提出了巨大的挑戰(zhàn)，不僅需要成本管理人員牢牢地掌握本專業(yè)知識(shí)，還要對其他學(xué)科知識(shí)有所涉獵，尤其是數(shù)據(jù)分析知識(shí)。作為經(jīng)常與數(shù)據(jù)打交道的成本管理人員應(yīng)當(dāng)主動(dòng)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)分析挖掘方面的專業(yè)知識(shí)，爭取早日成為適應(yīng)新形勢的專業(yè)人員。另外還需要對統(tǒng)計(jì)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、設(shè)計(jì)學(xué)、傳播學(xué)等方面的知識(shí)有一定的積累，集各專業(yè)之長，為提高數(shù)據(jù)可視化應(yīng)用水平提供廣泛的專業(yè)知識(shí)支持。［12］

［1］DEWHURST P，BOOTHROYD G．Eariy cost estimation in product design［J］．Journal of Manufacturing Systems，1988，7(3):183－191．

［2］熊光楞．并行工程的理論與實(shí)踐［M］．北京:清華大學(xué)出版社，2001．

［3］M．S．B PhridviRaj，C．V．Guru Rao．Data Mining－Past，Present and Future－A Typical Survey on Data Streams［J］．Procedia Technology，2014，12:255－263．

［4］孟小峰，慈 祥．大數(shù)據(jù)管理:概念、技術(shù)與挑戰(zhàn)［J］．計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展，2013，50(1):146－169．

［5］鄧仲華，劉偉偉，陸穎雋．基于云計(jì)算的大數(shù)據(jù)挖掘內(nèi)涵及解決方案研究［J］．情報(bào)理論與實(shí)踐，2015，38(7):103－108．

［6］NIQun，BERTINO Elisa，LOBO Jorge．Risk－based access control systems built on fuzzy inferences［J］．Computer and Communications Security，2010:250－260．

［7］劉國城，楊麗麗．面向內(nèi)部威脅的中觀信息系統(tǒng)內(nèi)部控制管理研究［J］．審計(jì)與經(jīng)濟(jì)研究，2014，(6):49－55．

［8］馮登國，張 敏，李 昊．大數(shù)據(jù)安全與隱私保護(hù)［J］．計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào)，2014，37(1):246－258．

［9］徐路寧，張和明．產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段成本控制的相關(guān)對策［J］．工業(yè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)，2005，24(3):75－77．

［10］曾慶良，熊光楞，范文慧，等．并行工程環(huán)境的面向成本設(shè)計(jì)［J］．機(jī)械工程學(xué)報(bào)，2001，37(7):1－4．

［11］李貞強(qiáng)，陳 康，武永衛(wèi)，等．大數(shù)據(jù)處理模式——系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、方法以及發(fā)展趨勢［J］．小型微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，2015，36(4):641－647．

［12］王志權(quán)．大數(shù)據(jù)時(shí)代與企業(yè)財(cái)務(wù)管理轉(zhuǎn)型［J］．財(cái)務(wù)與會(huì)計(jì)，2014，(6):74－75．

DFC Improvements with Big Data Technology

YAN Min1，2，LIXian－zong1，2，LIANGWen－tao1，2
(1．Accounting and Finance Research Center，Zhengzhou 450046，China;2．Zhengzhou University ofAeronautics and The Cultivation Base ofHenan Key Research for Humanities and Social Sciences，Zhengzhou 450046，China)

The rapid development of large data technology has produced a near－subversion effect on all walks of life，and the introduction of large data technology into cost－oriented design is also imminent．This paper expounds the shortcomings of DFC technology in data acquisition and storage，data mining and analysis and data security in large data environment，and puts forward the countermeasures．The DFC technology is briefly analyzed，and the DFC Technology in the data acquisition and storage，costestimation，virtual reality application，mobile design of the four aspects of improvement，and from the technical environment，enterprisemanagementand DFC technical staff and other aspects of the implementation of the new DFC technology requirements．

big data;DFC technology;improvement requirements

F275．3

A

1007－9734(2017)05－0072－08

10．19327/j．cnki．zuaxb．1007-9734．2017．05．009

2017－06－01

國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(71272241)

顏 敏，女，教授，博士，碩士研究生導(dǎo)師，研究方向?yàn)闀?huì)計(jì)政策選擇與數(shù)據(jù)挖掘。

李現(xiàn)宗，男，教授，碩士研究生導(dǎo)師，研究方向?yàn)槌杀驹O(shè)計(jì)與應(yīng)用。

責(zé)任編校:裴媛慧，孫詠梅