面向成本的產品設計：降本設計之道

前言

第1章　產品成本1 　
1.1　成本的概念和分類1 　　
1.1.1　成本的概念1 　　
1.1.2　成本的分類1 　
1.2　產品成本概述5 　　
1.2.1　產品成本的概念5 　　
1.2.2　對待產品成本的三個態度6 　　
1.2.3　降低產品成本是企業提高利潤的最好方法8 　　
1.2.4　產品成本領先戰略10 　
1.3　產品成本的構成11　　
1.3.1　iPhone成本的構成11 　　
1.3.2 產品成本的分類12 　　
1.3.3 產品成本與產品產量的關係14
1.3.4　21個降低產品成本的方法16 　　
1.4　產品成本決定性認知的四個階段20　　
1.4.1　產品成本是由產品製造決定的20　
1.4.2　產品成本是由產品設計決定的23　　
1.4.3　產品成本是由產品概念設計決定的23　
1.4.4　產品成本是由產品規格決定的25　
1.4.5　工程師的困境26

第2章　面向成本的產品設計流程28
2.1　面向成本的產品設計八大原則28
2.2　面向成本的產品設計流程33
2.3　產品需求文檔33
2.4　目標成本管理36　
2.4.1　目標成本概述36　
2.4.2　設定目標成本的流程38
2.5　投資回報計算39
2.5.1　淨現值法39　
2.5.2　回收期法42　
2.5.3　內部收益率法44　
2.5.4　盈利指數法45
2.6　概念設計46
2.6.1　概念設計概述46
2.6.2　問題分解48
2.6.3　資訊收集49
2.6.4　產生新的方案50
2.6.5　方案評估55
2.7　CAE分析 56
2.8　原型製作和驗證58
2.8.1　原型製作的概念與作用58　
2.8.2　原型製作的方法59
2.9　自製和外購64
2.9.1　自製和外購決策的決定因素64　
2.9.2　自製和外購決策的成本分析66
2.10 與供應商協作降低成本68
2.10.1　向供應商要成本的三大原則 68
2.10.2　四級供應商與企業的關係 73
2.11　生產線設計 74
2.12 產品成本資料庫 76
2.12.1　產品成本資料庫的概念 76　
2.12.2　產品成本資料庫的價值 76　
2.12.3　如何建立產品成本資料庫 77　
2.12.4　產品成本資料庫的加速器 :資訊化工具 79　
2.13從製造端降低產品成本 79 　　
2.13.1　豐田生產模式 79　
2.13.2　豐田生產方式對產品設計的啟示 80　
2.14 產品成本經驗總結80

第3章　材料選擇82　
3.1　術語82　
3.2　工程材料分類84　
3.3　材料的性能87　
3.3.1　材料的使用性能87　　
3.3.2　材料的工藝性能91　　
3.3.3　材料的價格92
3.4　零件使用材料的進化94
3.4.1　水壺使用材料的進化94　
3.4.2　飛機使用材料的進化94
3.5　材料選擇概述96
3.5.1　為什麼會選擇新的材料96　　
3.5.2　材料選擇不僅僅依靠經驗97 　　
3.5.3　錯誤的材料選擇代價高昂97　　
3.5.4　材料、功能、形狀及製造和裝配工藝的相互關係98 　　
3.5.5　材料與產品成本98
3.6　材料選擇流程99
3.6.1　定義部件設計要求99　
3.6.2　定義零件設計要求100　　
3.6.3　定義候選材料105　　
3.6.4　候選材料評估106　　
3.6.5　選擇最優材料108

第4章　常規製造工藝選擇109
4.1　製造工藝選擇概述109　
4.1.1　製造工藝與成本109　　
4.1.2　製造工藝的選擇方法110
4.2　常規製造工藝介紹113
4.2.1　製造工藝總覽113　　
4.2.2　注射成型114　
4.2.3　熱壓成型117　
4.2.4　旋轉成型120
4.2.5　吹塑成型123
4.2.6　發泡成型126
4.2.7　塑膠擠出成型128
4.2.8　模壓成型130
4.2.9　壓力鑄造132
4.2.10　砂型鑄造 133
4.2.11　熔模鑄造 135
4.2.12　鍛造 137
4.2.13　衝壓 139
4.2.14　手糊成型 140
4.2.15　樹脂傳遞模塑成型 142
4.2.16　粉末成形 144

第5章　常規裝配工藝選擇 148
5.1　裝配生產線148
5.1.1　裝配生產線選擇策略148　
5.1.2　案例 :醫療單向閥的裝配152
5.2　緊固工藝153
5.2.1　緊固工藝與成本153 　　
5.2.2　緊固工藝選擇策略154　　
5.2.3　常規緊固工藝157

第6章　非常規製造
 

在過去，依靠人口紅利和廉價的勞動力成本優勢，中國製造征服了全世界。而如今，人口紅利逐漸消失，勞動力進入緊缺時代，勞動力成本逐年上升，隨之而來的是產品成本越來越高，以往價格優勢不復存在，中國製造正面臨著前所未有的挑戰。在這樣的背景下，如何降低產品成本從而使得企業盈利是擺在所有企業面前急需解決的一大難題。

面向成本的產品設計(Design for Cost)正是這一難題的解決方案。面向成本的產品設計是指在產品設計階段，通過準確定義產品規格，從產品成本的角度，選擇最優的產品內部結構、零部件材料及其製造和裝配工藝，設計產品滿足產品功能、外觀、可靠性、可製造性和可裝配性等要求，並在整個產品開發階段進行目標成本管理，包括設定目標成本和成本計算與核算等，從而達到降低產品成本的目的，保障企業能夠獲得足夠的利潤和投資回報。

與傳統的降低產品成本方案集中於產品製造階段不同，面向成本的產品設計把降低產品成本的方案向前推進到產品設計階段，這是基於一個眾所周知的事實：約85%的產品成本決定於產品設計階段。

本書包括四部分內容：

第一部分內容包括產品成本概述和面向成本的產品設計相關流程。第1章介紹產品成本的基本概念、對產品成本的態度和認知。第2章介紹面向成本的產品設計流程,從流程的角度闡釋了降低產品成本的每一個關鍵步驟。

第二部分是材料、製造和裝配工藝選擇。選擇合適的材料、製造和裝配工藝可大幅降低產品成本。第3~5章分別介紹常規的材料、製造和裝配工藝，及其相應的選擇策略和方法。第6章介紹一些非常規的製造和裝配工藝，靈活地選用不常用的工藝可創新性地解決傳統工藝所帶來的產品成本瓶頸問題。

第三部分是產品成本計算。在產品設計階段進行準確的產品成本計算一直是企業和工程師所渴求的。因為準確的產品成本計算是做出設計決策 (如材料選擇、製造和裝配工藝選擇及設計方案選擇等 )和項目階段性投資決策 (前進、取消或重新定向 )的關鍵依據。第7章介紹人工小時費率和機器小時費率的計算方法；第8~10章的前半部分分別介紹裝配件成本、塑膠件成本和衝壓件成本的計算方法；第11章介紹DFC成本計算軟體，工程師利用該軟體在產品設計階段輸入相關參數即可快速、準確計算出產品成本。

第四部分是降低產品成本的設計。在第8~10章後半部分分別介紹如何從產品設計角度入手系統化地降低裝配件成本、塑膠件成本和衝壓件成本，在產品成本實際發生之前就對產品成本進行管控。

本書是作者二十餘年的實際產品設計、培訓和諮詢的經驗總結，並結合了國內外先進的產品開發理念，但產品設計是一項極其複雜和極具挑戰的工作，書中錯誤在所難免，歡迎讀者指正和交流。

鐘　元