全生命周期成本中的产品成本设计思路分析
简介：摘要：设计阶段的成本决定了大部分产品全生命周期成本，基于此，本文在分析产品成本设计的基础上，具体阐述了产品成本设计的步骤及各步骤产品成本设计的主要工作。
关键词：产品成本设计 目标成本 全生命周期成本
中图分类号：F275.3；N945
本文是 国家自然科学基金资助项目:(70572 ...
摘要：设计阶段的成本决定了大部分产品全生命周期成本，基于此，本文在分析产品成本设计的基础上，具体阐述了产品成本设计的步骤及各步骤产品成本设计的主要工作。
关键词：产品成本设计 目标成本 全生命周期成本
中图分类号：F275.3；N945
本文是 国家自然科学基金资助项目:(70572059);教育部人文社科专项任务:(03JD630015)
一、引言
为保证核心竞争力，企业在保证产品质量、差异化与重点化同时，必需降低成本。成本成为决定产品竞争力的重要因素。传统的成本会计与管理控制侧重于制造过程，然而，产品成本的很大程度上是在产品设计阶段决定的［1］。如图1所示，设计阶段决定了整个产品生命周期成本的70%以上，但所需现金流出仅占5%左右，事实上，一旦产品设计完成，成本在以后阶段降低的空间相当有限。因此，应将产品成本管理的重点放在产品设计阶段，并将成本管理从制造阶段扩展到整个产品生命周期，实现全生命周期成本管理。而产品成本设计PCD (Product Cost Design)正是一种在设计阶段进行成本管理的方法体系。
二、产品成本设计内涵与过程
产品成本设计源于于20世纪60年代日本丰田汽车公司的目标成本管理，是在“面向成本的产品设计(DFC)”和“按费用设计(DTC)”等方法的基础上发展起来的一种新体系，属于产品设计与企业管理两个领域的交叉部分，是当前多种技术发展后的结果，不仅包括设计方法学、企业管理学，还包括计算机科学、优化方法学、控制理论等［10］。
产品成本设计PCD (Product Cost Design)，是面向产品设计全过程的根据产品设计信息对产品的目标成本进行估算建模、优化控制和分析决策的智能方法、技术和系统。其目的旨在配合功能, 引导和优化产品开发设计。产品成本设计过程如图2所示
上述过程图可见，成本设计的关键是与动态市场相适应的目标成本的确定和竞争性成本压力的分解传递。目标成本与开发设计过程的直接关联性决定了它在产品成本目标系统中的典型代表性。科学预测、推算、评价、优化产品设计目标成本, 不仅对未来产品价格、企业利润产生决定性影响, 而且对开发费用预算、使用成本的控制具有类推借鉴意义。
产品设计的每个阶段相应都有目标成本“确定à估算à评价反馈”的过程，每一次循环都是对成本的一次修正。在整个修正循环中各阶段的功能有所不同。下文结合各个设计阶段对产品成本设计的关键点进行阐述
三、概念设计阶段产品成本设计
3.1 采用协同设计确定目标成本
产品级目标成本确定基本公式如下［2］：
式中: Kziel ———目标成本;
P ———用户可接受的市场价格;
G ———计划利润;
I ———各种税金;
T ———营销费用;
KV ———可变计件成本(计划) ;
KPPE ———开发规划费用(计划) ;
Kftx ———产品寿命周期承担的固定费用份额(计划) ;
m ———产品数量。
等式第一项反映市场对目标成本的影响, 而第二项则指出了设计过程中为达到目标成本应控制的因素。从公式中可知，目标成本确定时, 既要考虑竞争对象的价格水平,还要考虑用户的经济能力。因此产品级目标成本的确定不是某一个部门的事，而涉及到企业甚至整个供应链的全过程各个环节。如图3所示，采用基于互联网的协同设计环境可在概念设计阶段改变了原有的线性设计流程，以并行工程的方式进行产品设计，各种功能小组互相作用与反馈重叠，目标成本方法在这种集成式设计中起了重要作用。
3.2 利用价值工程评价与修正目标成本
价值工程提供了一种系统性的方法评价设计与生产中可选方。企业中普遍运用价值工程的类型是功能分析，即对产品的每一主要功能或特征的效用和成本进行考察。这种分析的目的是确定效用与成本间的平衡。在复杂的产品设计中，所有组件累加形成最终产品的成本与价值。价值工程需要协同功能组去分析每种产品功能相关联的价值。这对每种功能价值的成本比率确定至关重要。价值工程由分析与确立两个步骤引导。在分析步骤中，决策与制造专家组调查产品功能价值与评价价值。在研究产品功能特点及成本、价值的基础上确定产品的价值系数：
Vi = Fi/Ci 其中∑Fi =1，∑Ci =1
Fi：第i项功能的功能评价系数
Ci第i项功能的成本系数
在确立阶段，使用分析阶段的结果以寻求创造性的方法以降低不需用的功能或特征，以降低成本或进行改善以提高客户价值。一般而言，Vi越接近1越好；若Vi大于1，说明功能重要，但所选材料材质不好或加工精度不够，要考虑成本是否低估；若Vi小于1说明这些零部件加工精度过高或材料太好，存在大材小用现象，应降低精度或采用更廉价的材料，是成本降低的重点；若Vi接近于零，就应考虑该功能有无存在的必要，其功能能否被替代。
总之，通过概念设计阶段的不断调整产品功能与成本之间的平衡，通过价值工程方法进行功能/成本权衡分析，寻找成本降低点。最终确定产品层合理的目标成本。
四、详细设计阶段产品成本设计
产品级目标成本确定后，在设计部门可根据概念设计的确定的方案进行产品详细设计的同时，财务部门需将产品层的目标成本进行分解，建立子件目标成本。这也是一个协同工作的过程，财务部需应用到设计部门提供的BOM、工艺路线、工作时间的信息，采用作业成本法，才能科学地进行目标成本分解。如图4所示
具体来说，从以下几方面入手：
4.1 物料清单(BOM/Bill of Material)
BOM是完整的、正式的、结构化的组成一个产品的部件清单。该清单包含每个部件的物料编号、数量和计量单位。物料清单是MRP的基础，也是自动生产材料成本的关键数据来源，并决定了计算顺序。物料清单可能包括半成品，而半成品本身也有物料清单，这样构成了多层物料清单。计算机系统首先计算出最低层次物料成本，随后逐步计算上层物料，这一过程称为成本上卷(Cost rollup)。通过成本上卷可以保存、分析每一生产层次的成本及阶值。
BOM可由设计部门创建，财务、生产、储运部门共享，具有惟一的BOM编号及用途。
4.2 工作中心(Work center)
工作中心是一种抽象的组织机构，可以灵活地定义为实际的工作中心(如一台机器、一条生产线、一个装配中心、一个生产班组、一个车间)，工艺路线中每一个工序都必须在工作中心中完成。工作中心在产品目标成本分解中是计算人工成本和制造费用的基础，在工作中心定义了与产品成本相关的公式，如机器生产准备时间(setup)是批次的函数，生产机时或工时是批量的函数等。
4.3 工艺路线(Routing)
工艺路线描述了生产一种产品所需的每一道工序以及执行这些工序的先后顺序。除此之外。工艺路线中还包含了每一道工序在哪个工作中心中执行，需要哪些材料部件以及其他的一些计算生产期、产能、生产成本相关的技术信息。对每道工序，还需定义该工序的作业(Activity)数量。
4.4 成本中心
成本中心是目标成本分解、归集与控制的组织机构，在能明确成本控制责任和方便成本核算原则下，工作中心与成本中心可是多对一关系或一对一关系。在成本中心，通过各种BOM中物料成本、工艺路线定义的作业与工作中心定义的公式，汇总即可得产品各层级的目标成本。
关于成本的估计方法,国内外学者做了大量研究,主要有:
(1) [德] G 帕尔、W 拜茨的几何相似系列产品成本估计[3 ] :
(2) [德] Klasmeier 通用成本函数[4 ] :
(3) [美]Cawthorne ,Nugent 订货环境下基于知识的智能化成本估算函数[9] 。
(4) [英]A R Mileham , G C Currie 方案设计阶段参数化成本估算方法[5 ] 。
( 5) 中国学者采用统计法建立的成本估计模型[6～8 ] ,如组合化系列产品的成本增长规律, 功能参数和设计成本的关联分析, 零件尺寸公差与成本的关系等。
五、 结束语
产品成本设计在产品设计阶段贯穿了战略成本管理和价值工程理念,将目标成本管理融入到产品设计中,在建立产品数字化模型和参数化的产品配置中,建立不同阶段对应的产品级、装配级、零件级、特征级的成本信息模型，实现产品设计与成本控制（目标成本设定、分解、估算、达成）之间的协调同步和动态反馈机制。这种方法体系将财务管理的思想与工程设计中的成本工程知识结合为一体，从根本上降低了产品成本。
参考文献：
［1］ F Kramer ,M Kramer. 核心因素质量、时间和成本对产品开发成功所具有的重要意义[J ] . 工程设计,1994 (创刊号) :1 - 7.
［2］ Robin Cooper andRegine Slagmulder.Target Costing for new Product Development［J］.Journal of Cost Management，2002，16：.3~5
［3］ G 帕尔,W 拜茨1 工程设计学[M] . 北京:机械工业出版社,19921
［4］ 厉正平,潘双夏,冯培恩1 产品成本估算策略及降低成本的设计方法研究[J ] . 中国机械工程,1995 , (6) 6 :35 - 38.
［5］ A R Mileham , G C Currie. A parametric approach to cost estimating at the conceptual stage of design[J ] . Journal of Engineering Design ,1992 ,4 (2) :76 - 81.
［6］ 董仲元,蒋克铸1 设计方法学[M] . 北京:高等教育出版社,1991.1
［7］ 黄纯颖1 工程设计方法[M] . 北京:中国科学技术出版社,1989.1
［8］ 胡树华1 功能参数与设计成本的关联分析[J ] . 机械工程,1993 ,4 :27 – 301
［9］ Atila Ertas , Jesse C Jones. The engineering design process [ M ] .Hamilton Printing Company ,1993
［10］ 产品设计中成本工程及其关键技术研究，赵亮，浙江大学博士学位论文，2003,1 ,P20
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