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個(gè)性化裝備制造設(shè)計(jì)成本管控探析

2017-07-06 07:44濮陽(yáng)爍
中國(guó)管理信息化 2017年11期
關(guān)鍵詞:個(gè)性化

濮陽(yáng)爍

[摘 要] 目前全球工業(yè)4.0及中國(guó)制造2025戰(zhàn)略正在轟轟烈烈地興起,裝備制造向智能化、系統(tǒng)化發(fā)展,個(gè)性化定制使得高端裝備制造業(yè)從傳統(tǒng)模式走向以顧客為中心的定制化時(shí)代。如何既滿足高端定制化需求又能有效地管控成本,提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力是目前激烈競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境下企業(yè)不得不面對(duì)的課題。文章以某裝備制造公司為例,探索從設(shè)計(jì)成本入手對(duì)產(chǎn)品底層結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效成本管控,提出可供行業(yè)借鑒的經(jīng)驗(yàn)。

[關(guān)鍵詞] 設(shè)計(jì)成本;裝備制造;個(gè)性化

doi : 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2017. 11. 038

[中圖分類號(hào)] F275.3 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1673 - 0194(2017)11- 0079- 04

0 引 言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,市場(chǎng)需求的不斷變化,制造業(yè)企業(yè)的個(gè)性化定制產(chǎn)品的比例增大,單臺(tái)設(shè)計(jì)、單臺(tái)生產(chǎn)的客戶需求以及更短的交貨周期都要求企業(yè)能快速響應(yīng),并對(duì)產(chǎn)品的成本及競(jìng)爭(zhēng)力提出更高的要求。工業(yè)驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)作為能源與重化工領(lǐng)域的核心設(shè)備,用于驅(qū)動(dòng)各種壓縮機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、泵等旋轉(zhuǎn)機(jī)械,這類產(chǎn)品的技術(shù)參數(shù)通常根據(jù)項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)條件需要,還需在高溫、高壓、變轉(zhuǎn)速、變工況條件下運(yùn)行,屬于“量體裁衣”式的定制產(chǎn)品。與國(guó)內(nèi)十余家汽輪機(jī)生產(chǎn)廠家相比,某汽輪集團(tuán)能進(jìn)行非標(biāo)設(shè)計(jì)制造,最大限度滿足用戶需求,向用戶提供個(gè)性化產(chǎn)品。得益于個(gè)性化設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì),某汽輪集團(tuán)研制開(kāi)發(fā)出各種用途的工業(yè)汽輪機(jī),終結(jié)了國(guó)外同行業(yè)統(tǒng)治我國(guó)高端工業(yè)汽輪機(jī)市場(chǎng)的歷史,創(chuàng)造了諸多國(guó)內(nèi)首臺(tái)套。由于汽輪機(jī)用戶現(xiàn)場(chǎng)工況條件的差異化,由終端用戶需求驅(qū)動(dòng)下的公司定制產(chǎn)品已經(jīng)走在定制化高端裝備制造的前列,但在這波工業(yè)革命的潮流下,公司更多需要考慮的是定制化生產(chǎn)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),其中核心的要素包括產(chǎn)品的質(zhì)量及成本。

產(chǎn)品的個(gè)性化特點(diǎn)帶來(lái)了性能及效率上的優(yōu)勢(shì),使公司定制化汽輪機(jī)與西門子、GE、三菱等國(guó)際上一流企業(yè)處在同一平臺(tái)競(jìng)爭(zhēng),但在目前國(guó)內(nèi)勞動(dòng)力成本高企、人民幣升值以及產(chǎn)品附加成本較高等因素影響下,中國(guó)制造已經(jīng)失去原來(lái)的低成本優(yōu)勢(shì);同時(shí)隨著國(guó)內(nèi)去產(chǎn)能、去庫(kù)存等宏觀經(jīng)濟(jì)政策的影響,市場(chǎng)需求減少,同時(shí)行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)廠家的出現(xiàn),對(duì)汽輪機(jī)產(chǎn)品的價(jià)格及交貨期有更高要求,公司個(gè)性化設(shè)計(jì)生產(chǎn)的產(chǎn)品也面臨前所未有的挑戰(zhàn)。企業(yè)面臨著既要保持市場(chǎng)占有率又要獲得盈利的挑戰(zhàn),這就意味著成本控制迫在眉睫。本文以某汽輪集團(tuán)公司的定制化產(chǎn)品為研究對(duì)象,探索確保定制化產(chǎn)品性能、交貨期的前提下,通過(guò)設(shè)計(jì)成本的管理,降低產(chǎn)品成本,為裝備制造公司個(gè)性化生產(chǎn)探索一條有效設(shè)計(jì)成本管理的道路。

1 汽輪機(jī)成本的構(gòu)成

個(gè)性化定制產(chǎn)品的特點(diǎn)首先是定制,這就意味著產(chǎn)品的專屬性,適應(yīng)于特定客戶在特定環(huán)境下使用。成本發(fā)生的制造階段,材料、人工等大部分成本體現(xiàn)出來(lái),但是在設(shè)計(jì)階段,產(chǎn)品的70%以上的成本已經(jīng)確定了,要進(jìn)行成本的管控,特別是個(gè)性化設(shè)計(jì)的產(chǎn)品,必須從設(shè)計(jì)階段開(kāi)始。從幾個(gè)維度對(duì)成本構(gòu)成進(jìn)行分析。

(1)從成本構(gòu)成的角度劃分:汽輪機(jī)裝置由本體和外部設(shè)備組成,其中本體由氣缸、轉(zhuǎn)子、葉片、導(dǎo)葉持環(huán)、軸承以及軸承座等幾千個(gè)零部件組成,外部設(shè)備為汽輪機(jī)輔助設(shè)備等。而汽輪機(jī)的氣缸、轉(zhuǎn)子等主要部件對(duì)材料和技術(shù)要求高,是產(chǎn)品成本的主要構(gòu)成部分,也是設(shè)計(jì)需要重點(diǎn)關(guān)注的對(duì)象。

(2)從業(yè)務(wù)生命周期劃分:從汽輪機(jī)訂單獲取—生產(chǎn)制造—交付用戶—售后服務(wù)—資金完全回收,在產(chǎn)品全生命周期各個(gè)階段都會(huì)有各種成本發(fā)生。完整汽輪機(jī)成本主要包含前期成本、設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)投入、產(chǎn)品投料后實(shí)際發(fā)生制造成本(包括生產(chǎn)制造成本、流程中零部件質(zhì)量檢驗(yàn)成本、裝箱發(fā)運(yùn)成本以及各項(xiàng)制造費(fèi)用分?jǐn)偟龋?、產(chǎn)品運(yùn)輸及相關(guān)成本、以及質(zhì)保期維護(hù)和售后成本等。

(3)從公司BOM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)劃分:公司的汽輪機(jī)由底層模塊,以“搭積木”方式組成各類不同部件,以各類不同部件組裝搭配出不同功能需求的汽輪機(jī)。在BOM系統(tǒng)中某機(jī)組樹(shù)狀結(jié)構(gòu)中,底層的結(jié)構(gòu)也是構(gòu)成汽輪機(jī)積木塊的最小單位。汽輪機(jī)由標(biāo)準(zhǔn)模塊組合搭建成不同的部件,由不同部件組合成部套,再由不同的部套搭建用戶不同需求的汽輪機(jī)。

通過(guò)分析汽輪機(jī)成本構(gòu)成的幾個(gè)維度,可以對(duì)汽輪機(jī)的成本管控進(jìn)行多維度的思考。產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方案基本確定了汽輪機(jī)成本的主要構(gòu)成部分,包括材料、加工工藝、加工設(shè)備等。汽輪機(jī)是由設(shè)計(jì)部門根據(jù)用戶需求通過(guò)BOM/CAPP/PMIS/PLM信息化平臺(tái),采用模塊化的設(shè)計(jì)單位,以“積木塊”方式設(shè)計(jì)而成的。一般而言,產(chǎn)品設(shè)計(jì)成本就是根據(jù)技術(shù)、裝備、工藝、質(zhì)量、功用、性能等方面要求出具各種不同設(shè)計(jì)方案,核算和預(yù)測(cè)產(chǎn)品的成本水平。而產(chǎn)品的成本在設(shè)計(jì)階段就已經(jīng)基本確定了材料、結(jié)構(gòu)、加工工藝等,產(chǎn)品投入生產(chǎn)制造后只能在有限的范圍內(nèi)降低成本,所以,如何將成本控制前移,將設(shè)計(jì)成本控制在可接受的范圍內(nèi)是個(gè)性化產(chǎn)品的成本控制的關(guān)鍵。

2 設(shè)計(jì)階段做好成本的控制

2.1 做好設(shè)計(jì)底層積木塊即模塊的通用化和標(biāo)準(zhǔn)化

積木塊式汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)給成本的控制帶來(lái)良好的基礎(chǔ),底層積木塊的設(shè)計(jì)通用化和標(biāo)準(zhǔn)化,使得可以運(yùn)用“積木塊”搭建出各種個(gè)性化的產(chǎn)品。同時(shí)積木塊的多少也決定了產(chǎn)品的個(gè)性化程度。由此,底層積木塊以及由底層積木塊搭建的“中間件”就是成本控制的基礎(chǔ)。底層積木塊的通用化可以提高設(shè)計(jì)效率,減少零件的工藝準(zhǔn)備,如專用工具、工藝流程等,同時(shí)為批量化生產(chǎn)提供條件,有利于生產(chǎn)熟練度提高和加工質(zhì)量保證;通過(guò)積木塊的標(biāo)準(zhǔn)化,建立公司設(shè)計(jì)BOM標(biāo)準(zhǔn)庫(kù),減少設(shè)計(jì)和加工制造的工作量。公司BOM系統(tǒng)中有5萬(wàn)個(gè)物號(hào)即底層積木塊,對(duì)物號(hào)進(jìn)行合理歸并優(yōu)化,大大提高產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造效率。

個(gè)性化產(chǎn)品面對(duì)市場(chǎng)需求,但如何將個(gè)性化需求與標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)及生產(chǎn)有效連接,這就需要建立產(chǎn)品的個(gè)性化與物號(hào)的有機(jī)連接,盡可能實(shí)現(xiàn)物號(hào)的通用化和標(biāo)準(zhǔn)化,減少底層零部件的個(gè)性化設(shè)計(jì),而通過(guò)底層零部件的組合實(shí)現(xiàn)新的部件,從而將個(gè)性化產(chǎn)品與零部件通用化搭建高效的連接通道。這種以產(chǎn)品內(nèi)部的標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)對(duì)外部的個(gè)性化和多樣化,用少量模塊組合成盡可能多的品種,不但能最大程度響應(yīng)用戶價(jià)值需求,而且對(duì)產(chǎn)品全生命周期成本管理上起到支撐作用。主要體現(xiàn)在產(chǎn)品的可制造性、可裝配性、可維修性和可改進(jìn)性(售后產(chǎn)品的升級(jí)換代)、減少產(chǎn)品設(shè)計(jì)修改、預(yù)防產(chǎn)品制造和裝配錯(cuò)誤,提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、裝配和服務(wù)效率等方面,實(shí)現(xiàn)降低產(chǎn)品開(kāi)發(fā)成本、縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期,從而降低產(chǎn)品成本,提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。經(jīng)過(guò)多年實(shí)踐,公司汽輪機(jī)產(chǎn)品85%以上都是通過(guò)模塊化設(shè)計(jì)預(yù)先定型的成熟零部件,只是少部分需要根據(jù)用戶的個(gè)性需求適應(yīng)地變形。公司2016年度的“模塊化設(shè)計(jì)、并行化制造、個(gè)性化服務(wù)”全生命周期質(zhì)量管理模式實(shí)踐,也獲得第二屆中國(guó)質(zhì)量獎(jiǎng)制造業(yè)組織提名獎(jiǎng)。

2.2 精細(xì)化積木塊定額成本管理

底層積木塊即物號(hào)應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙,按照材料、加工工藝、設(shè)定預(yù)計(jì)成本,合理確定積木塊的定額成本。定額成本的合理確定需要大量的基礎(chǔ)信息,包括材料定額、工時(shí)定額、工序、加工工藝、加工設(shè)備、制造費(fèi)用等。工時(shí)定額需要利用計(jì)算機(jī)信息管理系統(tǒng),提供定額成本的各項(xiàng)數(shù)據(jù)。

產(chǎn)品設(shè)計(jì)成本的高低與否,要最后體現(xiàn)在成本的準(zhǔn)確估量上,這也是進(jìn)行產(chǎn)品成本快速與市場(chǎng)銜接的重要依據(jù)。如何快速進(jìn)行設(shè)計(jì)成本估量并根據(jù)參數(shù)變更而設(shè)計(jì)變更是非?,F(xiàn)實(shí)的問(wèn)題。公司結(jié)合先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)方法,基于形狀結(jié)構(gòu)特征產(chǎn)品模塊化設(shè)計(jì)方法,在底層積木塊定額成本的基礎(chǔ)上,考慮產(chǎn)品的使用要求、性能要求及可靠性要求,將本體劃分為前后支座、汽缸、轉(zhuǎn)子、速關(guān)閥、調(diào)節(jié)氣閥五個(gè)標(biāo)準(zhǔn)區(qū)段,從而建立了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)成本預(yù)算模型。在各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)區(qū)段中,可以根據(jù)變量的大小區(qū)分為固定模塊和變量模塊。例如,調(diào)節(jié)氣閥是根據(jù)蒸汽量來(lái)確定型號(hào)的,在確定了型號(hào)和進(jìn)汽參數(shù)的條件下,調(diào)節(jié)氣閥是可以確定的,那么該區(qū)段為固定模塊,可以相對(duì)固定成本模型; 而轉(zhuǎn)子包含主軸、動(dòng)葉環(huán)、氣封環(huán)等,變化多樣,根據(jù)其變化的因素,將變量模塊單獨(dú)確定其成本。區(qū)段的劃分可以快速確定各模塊的定額成本,按照積木塊測(cè)算機(jī)組的設(shè)計(jì)成本。在個(gè)性化設(shè)計(jì)和制造中,最大程度找到共性化,是設(shè)計(jì)和成本管理的核心要素,從而提高各項(xiàng)工作效率。

2.3 提高設(shè)計(jì)人員的成本意識(shí)

設(shè)計(jì)人員不能只管設(shè)計(jì)而忽視成本,只有在設(shè)計(jì)過(guò)程中關(guān)心成本,才能考慮如何降低成本。市場(chǎng)部門要將產(chǎn)品的市場(chǎng)價(jià)格信息反饋給成本管理部門,由成本管理部門制定目標(biāo)設(shè)計(jì)成本反饋給設(shè)計(jì)部門,將設(shè)計(jì)成本控制在目標(biāo)成本范圍內(nèi)。目標(biāo)成本可以是市場(chǎng)上競(jìng)爭(zhēng)性價(jià)格也可以是企業(yè)設(shè)置未來(lái)提升競(jìng)爭(zhēng)力需要達(dá)到的更優(yōu)價(jià)格。

設(shè)計(jì)人員成本意識(shí)可以體現(xiàn)在設(shè)計(jì)的各個(gè)部分,比如,在日常設(shè)計(jì)過(guò)程中最大限度使用公司成熟的標(biāo)準(zhǔn)模塊,減少使用新的物號(hào),減少生產(chǎn)加工的難度;在性能質(zhì)量滿足的前提下,使用新的方案減少材料消耗或者采用新的工藝減少加工難度;在功能實(shí)現(xiàn)的前提下,減少冗余模塊等。當(dāng)然,科技進(jìn)步是降低成本的根本途徑,不斷將先進(jìn)的技術(shù)應(yīng)用在日常生產(chǎn)上,是企業(yè)降低成本消耗,提高產(chǎn)品質(zhì)量的有效途徑,通過(guò)新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、新材料的運(yùn)用、成熟產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計(jì)、工藝技術(shù)的創(chuàng)新、設(shè)備技術(shù)改進(jìn)、采用信息化管理等措施,進(jìn)而長(zhǎng)遠(yuǎn)地降低成本,擴(kuò)展利潤(rùn)空間。

2.4 在設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,合理組織安排生產(chǎn)

產(chǎn)品經(jīng)個(gè)性化設(shè)計(jì)確認(rèn)后,進(jìn)入生產(chǎn)組織階段,經(jīng)過(guò)加工裝備才能最終形成完工產(chǎn)品和成本費(fèi)用的歸集。這一階段的生產(chǎn)、裝配對(duì)成本的控制有重要的影響。汽輪機(jī)由上萬(wàn)個(gè)零件構(gòu)成,其中汽缸、轉(zhuǎn)子等部件按照積木塊設(shè)計(jì)完成進(jìn)行鑄造,其他通用零部件或配套件則進(jìn)行批量生產(chǎn)或外購(gòu)。設(shè)計(jì)階段實(shí)現(xiàn)的物號(hào)通用化和標(biāo)準(zhǔn)化為生產(chǎn)的批次化制造提供了條件。

基于模塊化的設(shè)計(jì)過(guò)程及產(chǎn)品生產(chǎn)流程如圖1所示。

大件氣缸、毛坯由于采用積木塊的設(shè)計(jì),木模也按照積木塊進(jìn)行設(shè)計(jì),相關(guān)的工裝也可以重復(fù)利用,由此不但降低設(shè)計(jì)成本和縮短設(shè)計(jì)響應(yīng)時(shí)間,而且相關(guān)的生產(chǎn)配件也可以根據(jù)設(shè)計(jì)調(diào)整重復(fù)搭建使用,有效地降低了大件部套的制造成本。另外,由于物號(hào)的通用化和標(biāo)準(zhǔn)化,機(jī)組大件以外的零部件按照排產(chǎn)的要求可以進(jìn)行批量化生產(chǎn),提高了加工的效率,也減少了加工的復(fù)雜程度。例如汽輪機(jī)核心零件葉片根據(jù)不同系類和型號(hào)的機(jī)組有不同的差異,但是在設(shè)計(jì)完成后,可以將同類葉片歸并安排生產(chǎn),將個(gè)性化的生產(chǎn)與批量化組織生產(chǎn)相結(jié)合,提高生產(chǎn)加工的效率,節(jié)約成本。

3 經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

3.1 產(chǎn)品底層模塊合理設(shè)置及完備信息是設(shè)計(jì)成本有效管理的基礎(chǔ)

底層積木塊也就是設(shè)計(jì)BOM中各個(gè)物號(hào),設(shè)計(jì)人員運(yùn)用設(shè)計(jì)信息化工具快速搭建設(shè)計(jì)方案。首先,合理的設(shè)計(jì)底層模塊,進(jìn)行模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì),既要滿足產(chǎn)品個(gè)性化設(shè)計(jì)的需要,又要減少底層模塊數(shù)量,提高運(yùn)用效率是產(chǎn)品設(shè)計(jì)成本管理的基石;其次,設(shè)計(jì)方案與成本的橋梁必須通過(guò)物號(hào)的定額成本來(lái)連接,所以對(duì)物號(hào)的定額成本的確定以及有效的更新是設(shè)計(jì)成本體現(xiàn)并應(yīng)用的基礎(chǔ)。

3.2 設(shè)計(jì)人員的激勵(lì)措施是降低成本的有力保障

在目前經(jīng)濟(jì)相對(duì)低迷的時(shí)期,設(shè)計(jì)人員如何最大程度降低產(chǎn)品成本對(duì)企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力有著重要的作用。采取積極有效的措施激勵(lì)設(shè)計(jì)人員的創(chuàng)新應(yīng)用以及在現(xiàn)有模式下優(yōu)化設(shè)計(jì)模型、控制成本是設(shè)計(jì)成本的源頭保障。公司采取設(shè)計(jì)人員單個(gè)項(xiàng)目?jī)?yōu)化獎(jiǎng)勵(lì),鼓勵(lì)設(shè)計(jì)人員利用長(zhǎng)周期零部件,定期召開(kāi)科技大會(huì)等形式,推動(dòng)設(shè)計(jì)人員與成本的關(guān)聯(lián)。

3.3 完工產(chǎn)品的成本可驗(yàn)證分析是成本持續(xù)管控的有力支持

按照定額確定的設(shè)計(jì)成本可以做為前期商務(wù)報(bào)價(jià)的依據(jù),也可以作為公司成本管理的目標(biāo)設(shè)置。在實(shí)際工作中,還需要將產(chǎn)品的實(shí)際發(fā)生成本與設(shè)計(jì)成本進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證,查找設(shè)計(jì)成本中存在的問(wèn)題,更好的實(shí)現(xiàn)用設(shè)計(jì)成本指導(dǎo)實(shí)務(wù)生產(chǎn)加工,用實(shí)際生產(chǎn)加工成本反饋設(shè)計(jì)成本,優(yōu)化設(shè)計(jì),管控成本。

3.4 前端設(shè)計(jì)與后端制造、管理相融合

設(shè)計(jì)對(duì)成本采取的措施,很多方面需要得到后面產(chǎn)品生產(chǎn)制造的響應(yīng),對(duì)成本的管理是系統(tǒng)和全生命周期的,所以設(shè)計(jì)也不能僅僅在本部門進(jìn)行成本管控,需要和后端流程互動(dòng),與生產(chǎn)、采購(gòu)、管理、財(cái)務(wù)甚至售后等協(xié)同,有效地管控成本。

主要參考文獻(xiàn)

[1]袁媛,黃越. 裝備制造業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段成本控制研究[J].價(jià)值工程,2013(33):140-141.

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