鞠新健

泰州市航宇電器有限公司，中國·江蘇 泰州 225300

1 背景

1.1 連接器市場活躍但中國缺乏高競爭水平產(chǎn)品

2015年全球整體連接器市場銷售規(guī)模達(dá)到520 億美元，2017年增長至621 億美元，預(yù)計(jì)2018年市場規(guī)模進(jìn)一步增長超過700 億美元，整體處于穩(wěn)步增長的趨勢[1]。而中國連接器行業(yè)起步較晚，市場集中度較低，行業(yè)技術(shù)水平與先進(jìn)國家技術(shù)水平相比仍有一定差距，多數(shù)裝備水平低、工藝和技術(shù)相對落后，造成低端產(chǎn)品產(chǎn)能過剩、競爭激烈，高技術(shù)、高附加值產(chǎn)品少的局面。

1.2 產(chǎn)品質(zhì)量和售后服務(wù)要求不斷提高

2018年全國兩會《政府工作報告》中提出“來一場中國制造的品質(zhì)革命”，這是繼2017年《政府工作報告》提出“推動中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入質(zhì)量時代”之后，再次發(fā)出“品質(zhì)革命”的號召。這就意味著未來的產(chǎn)品競爭已擺脫單純的價格競爭格局，變?yōu)閮r格、質(zhì)量和服務(wù)等方面的全面競爭態(tài)勢[1]。

2 設(shè)計(jì)成本管理

未來的連接器產(chǎn)品的成本管理，必然面向產(chǎn)品全生命周期，按產(chǎn)品全生命周期時間軸線，可簡單分為前期成本、中期成本與后期成本。前期成本定位研發(fā)階段，主要包括市場調(diào)研成本、樣品制作成本和試驗(yàn)驗(yàn)證成本等；中期成本定位量產(chǎn)階段，包括量產(chǎn)制造需要的料、工、費(fèi)；后期成本管理定位服務(wù)階段，主要指營銷推廣成本與售后服務(wù)成本。

其中，設(shè)計(jì)成本影響最為深遠(yuǎn)。毫不夸張地說，產(chǎn)品開始于設(shè)計(jì)，也終結(jié)于設(shè)計(jì)。

2.1 設(shè)計(jì)成本管理的重要性

對于連接器產(chǎn)品來說，產(chǎn)品成本的80% 是約束成本，并且在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段就已經(jīng)確定。因此，影響連接器企業(yè)未來市場定位的關(guān)鍵，是做好設(shè)計(jì)成本控制管理。

從成本投入的量級來說，前期的成本投入量最多，約占全生命周期的60%以上，包含產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)、模具投入、設(shè)備投入和試驗(yàn)驗(yàn)證費(fèi)用等；而中后期的成本投入主要就是料、工、費(fèi)。從成本投入產(chǎn)出比來說，前期的成本投入風(fēng)險最大，而中后期有相對穩(wěn)定豐厚的收益。從影響深遠(yuǎn)度來說，產(chǎn)品設(shè)計(jì)以及產(chǎn)品設(shè)計(jì)成本管理，對中后期產(chǎn)品制造、市場推廣和售后具有重要影響。好的產(chǎn)品設(shè)計(jì)加優(yōu)秀的設(shè)計(jì)成本管理，將保證產(chǎn)品良品率、高效的生產(chǎn)效率，大幅度降低制造成本，易于市場推廣，低故障率也為良好的售后服務(wù)打下基礎(chǔ)，形成良性循環(huán)；相反，故障的產(chǎn)品設(shè)計(jì)以及低級的產(chǎn)品設(shè)計(jì)成本管理，將造成產(chǎn)品不良率高，難以把控物料、人員和設(shè)備投入，制造成本增加，周期難以評估，給市場推廣和售后服務(wù)造成巨大障礙。

從連接器的行業(yè)特性來說，連接器行業(yè)遍布消費(fèi)電子、汽車、數(shù)據(jù)通信、工業(yè)、醫(yī)療、航空航天及軍事等領(lǐng)域，部分行業(yè)要求嚴(yán)格，如軌道交通行業(yè)的3C 認(rèn)證、軍工行業(yè)的鑒定要求等，產(chǎn)品驗(yàn)證門檻高、資金成本投入多、時間周期長，要求產(chǎn)品設(shè)計(jì)可靠，具備一次成功通過試驗(yàn)的能力。對連接器的設(shè)計(jì)成本管理要求，不但是經(jīng)濟(jì)成本的指標(biāo)要求，也是時間成本的指標(biāo)要求。

2.2 設(shè)計(jì)成本管理現(xiàn)況

傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)成本管理，一方面缺乏總體規(guī)劃，多按市場需求開發(fā)，產(chǎn)品系列缺乏功能梯度，造成產(chǎn)品類別多，但無功能特殊性，缺乏市場競爭力；產(chǎn)品零部件缺乏關(guān)聯(lián)性，數(shù)量種類多，管理成本高；另一方面，由于企業(yè)不太注重技術(shù)積累，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)研發(fā)能力參差不齊，導(dǎo)致某些產(chǎn)品在設(shè)計(jì)初期就存在缺陷，量產(chǎn)后問題不斷，頻繁的設(shè)計(jì)變更和救火式的售后服務(wù)，造成很大的成本浪費(fèi)。

3 模塊化設(shè)計(jì)

3.1 模塊化設(shè)計(jì)理論

模塊化設(shè)計(jì)理論，采用設(shè)計(jì)規(guī)則指導(dǎo)設(shè)計(jì)，提高設(shè)計(jì)可靠性，降低設(shè)計(jì)變更造成的成本浪費(fèi)；規(guī)劃產(chǎn)品功能梯度，形成全覆蓋式產(chǎn)品推廣，加強(qiáng)企業(yè)綜合競爭力；更注重零部件關(guān)聯(lián)性，按功能特性劃分零件種類，形成通用零件庫，提高零件使用效率，降低零件采購成本。

3.2 連接器模塊化設(shè)計(jì)的可行性

連接器在各行各業(yè)都有應(yīng)用，形成的系列化產(chǎn)品有上百種，各種定制開發(fā)產(chǎn)品更是不計(jì)其數(shù)。開展連接器模塊化設(shè)計(jì)，將構(gòu)建產(chǎn)品功能梯度，排查功能短板，定位市場，提前規(guī)劃，形成企業(yè)優(yōu)勢產(chǎn)品突出、功能產(chǎn)品齊全的市場競爭力。

連接器系列產(chǎn)品多，結(jié)構(gòu)也復(fù)雜多樣，開展連接器模塊化設(shè)計(jì)，將針對連接器多品種小批量的產(chǎn)品特性，培養(yǎng)設(shè)計(jì)過程模塊化理念，將功能分析與系統(tǒng)分解相結(jié)合，構(gòu)建零件通用化與標(biāo)準(zhǔn)化框架，提高零件利用率，降低庫存管理內(nèi)耗，提高企業(yè)競爭力[2]。

連接器設(shè)計(jì)需要一定的理論基礎(chǔ)，熟悉產(chǎn)品加工方法、成型工藝，了解常用電鍍等特種工藝等。簡而言之，連接器產(chǎn)品設(shè)計(jì)不但要求有廣泛的知識積累，還需要有豐富的產(chǎn)品設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的培養(yǎng)需要時間，也需要巨大的人力成本投入，開展連接器模塊化設(shè)計(jì)，將開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)化“設(shè)計(jì)準(zhǔn)則”，搭建技術(shù)創(chuàng)新平臺，快速提高設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)技能水平，保證產(chǎn)品設(shè)計(jì)一次成功率。

4 模塊化設(shè)計(jì)的應(yīng)用

4.1 構(gòu)建產(chǎn)品功能梯度

連接器產(chǎn)品系列多、種類雜，產(chǎn)品種類越多，產(chǎn)品應(yīng)用方向就越廣；產(chǎn)品特性越復(fù)雜，其在市場的滲透力就越強(qiáng)。作為連接器企業(yè)，很少以一兩款產(chǎn)品立足于市場，而是多系列、多品種特性產(chǎn)品并駕齊驅(qū)，形成集聚效應(yīng)，達(dá)到與市場最大程度地融合。

連接器模塊化設(shè)計(jì)將產(chǎn)品功能進(jìn)行分類，分為基礎(chǔ)功能、高指標(biāo)功能和特性功能。連接器基礎(chǔ)功能包含傳輸性能、電氣性能、機(jī)械性能和環(huán)境性能；高指標(biāo)功能是指在基礎(chǔ)性能參數(shù)上更高指標(biāo)要求，如將鹽霧由48h 要求提升至200h；特殊功能指用戶特殊要求性能，如深海連接器要求耐壓能達(dá)到深水800m 的要求。產(chǎn)品的功能與產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)息息相關(guān)，常規(guī)產(chǎn)品的分布基本覆蓋常規(guī)性能；以常規(guī)產(chǎn)品為基礎(chǔ)，進(jìn)行的高指標(biāo)性能提升設(shè)計(jì)規(guī)劃，可擴(kuò)展產(chǎn)品性能與使用環(huán)境，達(dá)到升級產(chǎn)品的目的；而特性功能產(chǎn)品的研究，可預(yù)言開發(fā)相關(guān)結(jié)構(gòu)，在研究結(jié)構(gòu)可靠性與可行性后，通過模塊化接口設(shè)計(jì)方法，集成到高性能產(chǎn)品，形成高端特種產(chǎn)品。

連接器模塊化設(shè)計(jì)和傳統(tǒng)的以型號區(qū)分的方式不同，其將產(chǎn)品通過功能區(qū)分，更清晰地了解產(chǎn)品功能梯度。結(jié)合產(chǎn)品市場分布，可更清楚了解市場需求，如車載應(yīng)用方向連接器對振動環(huán)境的需求高，而船舶應(yīng)用方向產(chǎn)品對產(chǎn)品耐鹽霧性能要求高，在不同行業(yè)的功能布局就逐步形成。

對于特定行業(yè)關(guān)注的功能，對產(chǎn)品設(shè)計(jì)與產(chǎn)品質(zhì)量管控過程中要側(cè)重把握，這樣避免全面過高標(biāo)準(zhǔn)把控，實(shí)現(xiàn)更好地降低成本。當(dāng)然，很多人認(rèn)為，我們企業(yè)目前的常規(guī)產(chǎn)品，能覆蓋所有性能需求，那樣我們就沒必要開展模塊化，這種分析對我們的發(fā)展沒有多大意義。這種想法是錯誤的，模塊式設(shè)計(jì)開展的產(chǎn)品功能梯度布局是面向未來市場，技術(shù)和需求的變化在不斷更新，沒有產(chǎn)品是“常青樹”，產(chǎn)品功能覆蓋面廣，在當(dāng)前市場有較大競爭力，不代表產(chǎn)品在未來能繼續(xù)很好發(fā)展。模塊化設(shè)計(jì)對功能的分析，能結(jié)合行業(yè)技術(shù)發(fā)展，預(yù)言開展高端產(chǎn)品布局，更快、更有效地?fù)屨际袌觯纬梢I(lǐng)市場，而不是跟著市場轉(zhuǎn)的新型競爭機(jī)制。

4.2 零件通用化與標(biāo)準(zhǔn)化框架

模塊化設(shè)計(jì)理念運(yùn)用到標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，可形成產(chǎn)品模塊體系，以柔性、可變、多樣性的產(chǎn)品應(yīng)對用戶多變的產(chǎn)品需求，避免重復(fù)開發(fā)、低水平單一開發(fā)，從而降低設(shè)計(jì)成本[3]。

模塊化設(shè)計(jì)可以有效將連接器產(chǎn)品族分解為模塊，建立模塊體系；以功能為核心，通過功能分析，將產(chǎn)品結(jié)構(gòu)部件進(jìn)一步分解；實(shí)現(xiàn)通用要素的分離，實(shí)現(xiàn)相似要素的簡化、合并，歸于統(tǒng)一。將模塊化設(shè)計(jì)應(yīng)用于連接器，將大范圍減低相似零件的重復(fù)開發(fā)，提高零件通用化水平，使產(chǎn)品拓展轉(zhuǎn)化為核心零部件的更換，降低設(shè)計(jì)成本與后期的管理成本。

實(shí)現(xiàn)連接器模塊化設(shè)計(jì)，需要自上而下規(guī)劃模塊劃分規(guī)則。首先，先按產(chǎn)品市場定位、功能或結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，劃分產(chǎn)品族，一般同類產(chǎn)品族的產(chǎn)品才有較強(qiáng)的結(jié)構(gòu)通用可能性；其次，對同產(chǎn)品族產(chǎn)品進(jìn)行結(jié)構(gòu)分解，區(qū)分專用零部件、同類零部件和通用零部件，通用零部件直接進(jìn)行整理歸納，它們是最容易實(shí)現(xiàn)模塊化與標(biāo)準(zhǔn)化管理的；最后，規(guī)定同類零部件的接口規(guī)則，同類零部件有較強(qiáng)的相似性，但只有接口原則統(tǒng)一了，才能實(shí)現(xiàn)零件的通用。

模塊化設(shè)計(jì)在連接器中的推廣與應(yīng)用，將實(shí)現(xiàn)一種模塊有多種組合，提高產(chǎn)品適用范圍；一種模塊可應(yīng)用于多種產(chǎn)品，降低零件開發(fā)數(shù)量，實(shí)現(xiàn)降本。

4.3 技術(shù)創(chuàng)新平臺戰(zhàn)略的應(yīng)用

連接器技術(shù)創(chuàng)新平臺是結(jié)合連接器開發(fā)理論基礎(chǔ)與經(jīng)驗(yàn)，完善標(biāo)準(zhǔn)化 “設(shè)計(jì)準(zhǔn)則”的基礎(chǔ)上，搭建的技術(shù)創(chuàng)新平臺。技術(shù)平臺有利于設(shè)計(jì)人員站在巨人的肩膀上開展設(shè)計(jì)工作，不但可以大幅提高設(shè)計(jì)人員的技術(shù)水平，還能保證產(chǎn)品的可靠與試驗(yàn)的一次成功率，大幅降低連接器設(shè)計(jì)的資金成本與時間成本，如圖1所示。

圖1 技術(shù)創(chuàng)新平臺戰(zhàn)略

4.3.1 技術(shù)平臺的搭建

連接器的設(shè)計(jì)，需要設(shè)計(jì)人員具備一定的理論基礎(chǔ)，不但要求機(jī)械工程類知識，還要求材料工程和電氣工程類知識，學(xué)科融合度高，研發(fā)團(tuán)隊(duì)水平提升難。技術(shù)平臺的搭建，可以從材料、結(jié)構(gòu)和工藝等方面入手，材料包含常用材料、材料標(biāo)準(zhǔn)、材料特性，對應(yīng)的零件結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)原則、設(shè)計(jì)要點(diǎn)以及加工工藝。

技術(shù)平臺的搭建，需要大量的時間與精力投入，是自上而下的推行；技術(shù)平臺的搭建，需要不斷研討與交流，如材料的選購?fù)緩脚c市場采購難度，加工工藝供應(yīng)商產(chǎn)能匹配度等，供應(yīng)鏈管理信息也會直接或間接影響到技術(shù)平臺的搭建，只有全員參與、互動交流而搭建的技術(shù)平臺，才具有較好的實(shí)施性，實(shí)現(xiàn)最大程度的降低設(shè)計(jì)與制造成本。

4.3.2 技術(shù)平臺的創(chuàng)新性

技術(shù)平臺的創(chuàng)新性在于技術(shù)平臺不應(yīng)該是一成不變的，而是與時俱進(jìn)，不斷更新的；平臺不是平面化、單一、死板的知識框架，而是立體化、多選擇性的知識庫。通過對先進(jìn)技術(shù)、成熟的經(jīng)驗(yàn)的提煉和固化，提高了整體技術(shù)水平，在面對不同行業(yè)、不同市場需求，都能實(shí)現(xiàn)高水平技術(shù)對接。

技術(shù)平臺的創(chuàng)新性還體現(xiàn)在與培訓(xùn)的結(jié)合，技術(shù)平臺能最大限度地提升團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)水平，尤其是新員工的設(shè)計(jì)能力。平臺優(yōu)勢對技術(shù)的繼承性，也將大大降低企業(yè)人員流失造成的人力成本損失。

5 結(jié)語

模塊化設(shè)計(jì)很大程度上依賴于技術(shù)平臺的建立，是在技術(shù)平臺的孕育下逐步成長，需要較長時間的培育與堅(jiān)持不懈的提煉總結(jié)。模塊化收益確是顯而易見的，從產(chǎn)品族的正向開發(fā)來說，模塊化設(shè)計(jì)通過功能分析，能有效定位市場產(chǎn)品功能梯度的缺陷，針對該功能缺陷，進(jìn)行新品相關(guān)功能的強(qiáng)化，以超前的反應(yīng)力搶占市場。從產(chǎn)品質(zhì)量來說，產(chǎn)品模塊進(jìn)行反復(fù)優(yōu)化，應(yīng)用廣泛，產(chǎn)品經(jīng)驗(yàn)豐富，工藝和制造質(zhì)量穩(wěn)定可靠，大幅度提高了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的一次成功率；從用戶角度來說，模塊化設(shè)計(jì)在零件通用化的同時，也提高了零件的使用頻率，不再局限于零庫存的精益生產(chǎn)管理要求，可提高產(chǎn)品交付進(jìn)度，同時批量化的零件采購，也降低了零件采購成本。