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摘要:并行設計是并行工程的核心內容,dfx(designforx)是并行設計的關鍵.dfx中的dfc(designforcost)是指在滿足用戶需求的前提下,通過分析和研究產品全生命周期中各個部分的成本組成情況并進行評價后,對原設計中影響產品成本的過高費用部分進行修改,以達到降低成本的設計方法.實現dfc需要的關鍵技術有:面向并行工程的全生命周期成本模型的建立;設計結果評價和改進設計建議的生成;dfc與其他dfx工具的集成等.根據成組技術和特征建模技術,提出了一個實現dfc的概念模型,并在其中使用作業成本估算方法進行成本估算.運用此概念模型可以對機械零件和機械產品進行有效的成本估算,并可指導并行設計工作的開展.

關鍵詞:成組工藝/并行工程;面向成本的設計;作業成本

中圖分類號:tp391.72文獻標識碼:a

0、引言

從當今國際形勢看，生產周期、質量、成本和服務仍然是競爭的焦點，隨著市場競爭的日益加劇，新的制造哲理不斷涌現，如：并行工程、虛擬制造及敏捷制造等。在國內人們對并行工程的研究比較深入，但是對于并行工程中的成本問題研究得還很不夠，而成本問題是不能忽視的。

眾所周知，產品設計在很大程度上決定了產品的成本，例如：對rollsroyce公司的調查表明，2000個部件在產品設計階段決定了最終產品成本的80％【1】；據generalmotor經理稱卡車變速器70％的制造成本是由設計決定的【2】；fordmotor公司估計在設計、材料、勞動力和制造費用四個因素中，70％的生產節約源于設計的改進【3】。但是降低和控制產品成本必須在剛剛開始設計的階段，此時產品設計者擁有最大的自由度來改進設計并使產品在生命周期中的成本最小化。雖然并行工程已經在設計及其他領域取得了巨大的成功，但設計者仍不易獲得準確、及時的成本信息。這是因為：

（1）傳統上產品設計者對成本信息一般是不予充分重視的；

（2）設計者缺乏合適的工具獲得新零件的成本信息；

（3）異構的、分離的數據沒有集成化。

本文將探討并行工程中的面向成本的設計技術，并根據成組技術和特征建模技術提出一個具有一定通用性的dfc概念模型。

1、面向成本的設計（dfc）的含義

面向成本的設計（dfc—designforcost）是指在滿足用戶需求的前提下，盡可能地降低成本，通過分析和研究產品制造過程及其相關的銷售、使用、維修、回收、報廢等產品全生命周期中的各個部分的成本組成情況，并進行評價后，對原設計中影響產品成本的過高費用部分進行修改，以達到降低成本的設計方法。其主要特點為：

(1)在工程系統研制開發中，應將費用(成本)作為一個與技術、性能、進度和可靠性等要求列為同等重要的參數給予確定；

(2)要求在工程項目的全部生命周期內考慮成本問題；

(3)確定準確的生產、使用和維護等階段中的dfc參數(如：每單位的裝配成本、每單位的使用成本等)，并使得這些參數與進度、性能、可靠性等參數之間達到一種最佳平衡；

(4)確保向工程設計及有關人員進行成本信息的及時交流與反饋，以便有效地采取相應的控制措施。

dfc主要的研究內容有：

l建立目標成本說明書和對照表：目標成本是企業在管理中對成本進行的預測，也是企業追求的目標，建立目標成本后，一般可采用材料選擇、加工設備選擇等方法來降低成本；

l研究成本分配情況并對高成本部分進行標識：在成本會計中，一般需要對成本進行分析，以加強對成本的管理和控制；

l依據產品和投入工程的費用進行設計：在實際應用中，有的工程項目或產品在設計開始前，就已經知道可以獲得多少投資（如：軍事訂貨等情況），此時需要根據可獲得的投資進行設計工作；

l依據市場情況進行設計和成本的平衡：在市場競爭日益激烈的情況下，只是具有最低的成本已經不夠了，必須尋求最佳的性能/價格比，即在客戶能接受的范圍內以適當的價格提供最佳的功能，而價格主要是由成本決定的，產品性能與設計是密切相關的，即成本與設計之間需要進行平衡；

l為設計者提供制造材料對成本的影響信息：在一般情況下，材料成本在制造成本中占有較大的比重，而材料的信息一般比較容易獲得且比較準確，因此材料對成本的影響不可忽視；

l選擇制造手段，降低制造成本：在現代企業中，制造手段多樣化（如：凈成型、快速成型技術的廣泛應用），不同的制造方法其成本差異很大，選擇制造手段已經成為降低制造成本的有效方法。

2、dfc的關鍵技術

dfc是并行工程的支持工具之一，是dfx（designforx）的重要組成部分【6】，dfm、dfa等是面向產品生命周期某一環節的，而dfc是面向整個產品生命周期的，即成本問題在設計、加工、裝配、檢驗、使用、維修、回收和報廢等環節中是一直存在的，這一點是與dfm、dfa不同的。dfc的實現需要以下一些關鍵技術的支持：

（1）基于并行工程的全生命周期成本模型：此模型必須能夠在產品的不同設計階段對成本進行相應的估算。

（2）目標成本的確定：在目前還缺乏精確的方法對目標成本進行確定，實際中一般是考慮市場、利潤、工廠條件和生產批量等因素，利用歷史資料進行確定。

（3）與其他dfx工具的集成：由于dfc是面向產品全生命周期的，這就要求它必須能夠與其他dfx（如：dfm、dfa等）工具協調一致進行工作，即需要建立不同評價標準的協調原則和方法。

（4）設計結果評價和改進設計建議的生成：這一工作需要在其他dfx技術的支持下進行，即不能只考慮成本一個要素，而且還要綜合考慮其他的評價模塊提供的評價依據，才能生成合理的設計建議。

（5）成本估算方法：不同的估算方法有可能產生不同的結果，怎樣合理地確定估算方法是值得研究的問題。一般來說在并行工程中，由于不同的設計階段所產生的信息的完整程度不同，所采用的成本估算方法也不同，例如：在設計的初期，可采用參數化估算方法、神經網絡等方法；在詳細設計階段，可采用手冊估算方法、詳細估算等方法。而且，生產批量、產品類型、產品生命周期長短的不同在選擇估算方法時也是需要考慮的因素，同時所選方法應該是靈活易用、可靠準確的。

總的來說，為了解決上述關鍵技術，應該綜合運用特征建模技術、擬實技術、人工智能、成組技術、工業工程和信息集成等技術。

3、dfc的概念模型

針對不同的設計類型有不同的成本估算方法，也就存在不同的dfc實現方案。設計是一種創造性行為，但是創造性設計在實際的日常生產中所占比重不大，而變型設計和模塊化設計確占很大比例，因此本文主要針對變型設計的dfc模型進行探討。

圖1實現dfc的概念模型

成組技術是為了適應多品種小批量的生產的需要，將品種繁多的機械零件，按其形狀、尺寸、工藝等相似性分類歸組，擴大其加工批量，用大量生產的先進技術和設備來解決小批量的生產，達到提高生產率、降低成本和提高質量的目的，并且在設計階段按相似原則進行標準化，減少零件的品種以利于生產技術和設備的準備并促進生產組織合理化。成組技術在設計、制造、生產管理等方面的應用產生了明顯的經濟效益，它為并行工程的實施提供了良好的基礎。在并行工程中，與產品設計并行工作的工藝、裝配、檢驗等下游工作都是在產品信息和制造信息不完整的情況下進行的，而以成組技術為基礎的設計思想關鍵是利用產品的相似性，在原有相似零件和產品的基礎上進行適當修改后形成新零件或新產品，而不是“一切從頭開始”，這一點有力地支持了并行工程的應用。從線框造型、表面造型、實體造型到特征造型cad系統的功能日益完善，本文所建立的模型就是基于成組技術和特征建模技術的，如圖1所示，圖中虛框中的部分是dfc的核心。下面將此模型的要點說明如下：

1、模型的工作流程：

首先，設計人員根據用戶要求采用特征造型技術進行零部件的設計，然后系統自動對所設計的零部件進行成組編碼，并根據編碼搜索與之近似的零部件，若有相似零部件，則可按相似的零部件估算成本，否則，進行成組工藝設計，并根據加工特征估算成本。在零部件成本估算的基礎上對產品成本進行估算，所得到的成本信息再反饋給設計人員，進行設計上的修改，保證既定成本目標的實現。這些工作可以反復進行直到滿意為止。

2、模型的主要組成模塊：

（1）特征建模工具：主要由特征造型cad軟件組成，以幫助設計人員完成產品或零件的表達。

（2）成組編碼和分類識別器：對新設計的零件進行成組編碼，并根據編碼對其進行識別和分類。

（3）成本估算模塊：主要完成零件及產品的成本估算和成本的分配。在進行成本估算時，利用成組技術的相似性原理通過類比進行成本估算。在產品成本估算時，分階段計算產品全生命周期成本，主要包括：裝配成本、銷售成本、使用成本、維護成本和回收報廢成本。

3、模型的特點說明：

此模型利用特征技術和成組編碼技術實現零件特征的分類和識別，并根據成組技術估算其成本；在產品成本的估算中考慮了用戶使用成本、維修成本和回收報廢成本，體現了全生命周期成本的特點；而且，在具體計算成本時還選擇應用了國際上正在興起的作業成本計算方法，保證了成本計算的可靠性和科學性，下面就對這一方法進行簡單的介紹。

4、作業成本(abc—activity-basedcosting)的估算方法簡介：

“成本”這一概念在不同的學科中有不同的解釋，即使在同一學科的不同分支也有不同的解釋，在本文中我們采用成本會計中的定義：即成本是指企業生產經營過程中各種經濟資源價值犧牲進行對象化計算的數額【5】。按經濟用途分類它一般包括制造成本（manufacturingcosts）和非制造成本，制造成本主要由直接材料費、直接人工費和制造費用（manufacturingoverhead）構成。

準時化生產（jit—justintime）的出現促使作業會計的興起，jit試圖確定與生產相關的成本動因（costdrivers），一旦確定了成本動因，工作的重點應放在如何改進設計和過程工作來降低成本，而不是增加成本要素。在自動化時代，間接費用的重要性日益增強，作業成本（abc—activitybasedcost）制度就始于這種狀況，作為對以直接人工成本或直接人工小時為制造費用分配基礎的傳統成本計算方法的替代品，進而形成了新的“企業觀念”。所謂新的企業觀念，就是把企業視為最終滿足客戶需要而設計的“一系列作業”的集合體，形成一個由此及彼、由內到外的作業鏈（activitychain）。每完成一項作業要消耗一定的資源，而作業的產出又形成一定的價值，轉移到下一個作業，按此逐步推移，直到最終把產品提供給客戶。最終產品，作為企業內部一系列作業的集合體，凝聚了在各個作業上形成而最終轉移給客戶的價值。從客戶收回轉移給他們的價值，形成企業的收入。收入補償各項作業所消耗的資源的價值后的余額，成為從轉移給客戶的價值中盈得的利潤。

作業成本的關鍵在于識別可增加價值作業（value-addedactivities）和不增加價值作業（nonvalue-addedactivities）。將不增加價值的費用的分配由全企業范圍改為由若干個“成本庫（costpool）”分別進行分配，增加分配標準由單標準（直接人工小時或機器小時）分配改為多標準分配，即按引起制造費用發生的多種“成本動因”進行分配。一個成本庫由同質的成本動因組成，對庫內同質費用的耗費水平負有責任。

總之，abc是一種決定產品成本的方法，它集中發現驅動成本的那些作業，而與傳統上不同。在傳統成本計算中產品成本通過可變成本和固定成本進行計算。在完全成本計算中（比較流行的成本計算方法），產品成本的分配是基于這一假定，即固定費用消耗與可變成本成比例，由于可變成本與批量有關，故此分配方法是基于批量的分配方法。在應用這一方法計算成本時，會產生一些偏差。這一點在abc法的實際應用中表現了出來，對于產量高、復雜程度低的產品，其成本在傳統方法中被多計算了，而低產量、復雜程度高的產品的成本被少計算了。abc抓住了很多動態變量，得到的成本信息是一個區間近似值，而不是傳統中的精確到小數點后幾位的精確數字。它能夠提供“相對準確的信息”，而傳統會計只能提供“絕對不準確的信息”。

在本文中，運用特征造型技術使自動成組編碼易于實現，即可以通過特征的自動識別來進行成組編碼；成組技術的應用為成本估算提供了方便條件，當進行成本估算時可以充分利用成組編碼對歷史數據加以利用并易于實現歷史信息的自動檢索；應用abc法進行成本估算時，需要利用歷史數據對每一作業生成的單位成本計算出一個比較準確的數字，然后對于新產品的成本估算即可通過新產品消耗的作業來進行計算，其中利用歷史數據這一工作由于使用了成組編碼而易于實現自動化。因此，可以說運用特征技術、成組技術和作業成本估算方法在本文提出的模型中形成了一個有機的整體。

5、結束語

并行工程已經成為我國學者研究的熱點，但是目前在成本問題上的研究工作還存在薄弱環節，本文在分析dfc含義及其關鍵技術的基礎上，利用成組技術和特征建模技術提出了一個可行的dfc概念模型，它可以對機械零件和機械產品進行有效的成本估算，并可指導并行設計工作的開展。

參考文獻

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[5]中國注冊會計師教材編審委員會，成本管理會計，中國人民大學，1995,1

[6]劉繼紅，dfx：面向產品生命周期的設計，計算機輔助設計與制造，1998,9:34～36

[7]余緒櫻，簡論當代管理會計的新發展，會計研究，1995,7:1～4

theimportanttechnologyandconceptmodelaboutdesignforcost(dfc)

abstract:concurrentdesignisthecoreofconcurrentengineering.designforxisthekeytechnologyinconcurrentdesign.inthispaper,theauthorsdefinedfcasadesignmethodwhichanalysesandevaluatestheproduct′slifecyclecost,thenmodifythedesigntoreducethelifecyclecost.inordertousedfc,theauthorsneedsomekeytechnologies:establishmentoflifecyclecostmodel,evaluationofdesignresultandgenerationofdesignsuggestion,integrationofdfcandotherdfxmethods.finally,theauthorsproposeaconceptmodelaboutdesignforcost.theconceptmodelisestablishedbygrouptechnologyandfeature-basedmodeling.andabcmethodisusedtoestimatelifecyclecostoftheproductintheconceptualmodel.itcanestimatelifecyclecostofmechanicalpartsandproductsanddirectconcurrentdesignwork.

keywords:grouptechnology/concurrentengineering;designforcost;activity-basedcosting