在企業研發產品時,出現兩難的情況:其一,先控制成本,后得不到期望效果。其二,先得到期望效果,后增加了成本。這個現象的背后是多個原因導致,這需要平衡目標和成本、背后控制關鍵要素、設置彈性區間等,下面我們具體分享一下:產品研發與成本的關系。
由圖可知,降成本的關鍵還是在設計研發階段。
1、降低產品設計的復雜性,即產品功能沒有剩余
2、結構設計要合理,重量要輕,加工工時要少
3、結構材料選擇要合理,材料利用率要高
4、配套件選型要合理,盡可能選用標準化的配套件
5、重復使用已有部件,少出圖,避免差錯
6、設計與供應商協同,將耗時耗能低附加值部件轉給批量大的,能夠保證質量的供應商來做
7、設計與制造協同,實現制造本地化,節約運輸成本和安裝服務成本
1、降低產品設計的復雜性,即產品功能沒有剩余
產品功能過剩肯定會增加其成本,如何才能保證功能合適?
一是要按照用戶需求進行定制;
二是在重用已有的產品和部件時要去掉用戶不用的功能。
但要做到此,必須對產品進行模塊化設計;要想做到模塊化設計,必須預先要做好產品零部件ABC分類工作和接口屬性定義工作,做好3D設計推廣應用工作;要做好分類和屬性定義管理等工作,則必須選擇一個好的PDM平臺。
2、結構設計要合理,重量要輕,加工工時要少
合理的結構未必是最優的,反之,最優的結構也未必是合理的。從工程設計的角度要綜合考慮結構設計的合理性。譬如:CAE優化后的板厚是9mm,但正常情況下買不到這樣的鋼板,豈不是白做了?工程上用到的優化方法基本上是多方案對比,選取最合理的。
譬如:原箱型截面的梁由鋼板焊接而成,經過CAE計算,滿足其應力和變形的條件下,可以將其截面改成工字型,一是可以降重,二是少了一塊板,焊接工時減少,達到降成本的目的。若改截面以后不滿足要求,可以增加板厚,即使這樣的話,也未必能增加許多重量,但焊接工時還是減少了。降成本要綜合考慮。
3、結構材料選擇要合理,材料利用率要高
指的是要合理選材,其前提必須是經過CAE仿真計算。譬如:對于Q235A,Q345B和Q390等板材來講,同一板厚下,由于其許用應力不同,則設計計算驗證的結果可能就不同,若Q235A沒過,應力超出其許用值,材料利用率過高,怎么辦呢,一是可以增加板厚,降低應力值,這也就增加了重量,采購費用可能也增加;二是可以改為用Q345B取代Q235A,保持板厚不變,或者再減薄一些,這樣重量可能降低,采購費用未必增加,材料利用率比較合理。若用Q235A通過,應力水平較低,則意味著材料利用率也低,因此應該進行優化設計,降低重量,從而降低成本。
4、配套件選型要合理,盡可能選用標準化的配套件
這是非常重要的。若選用非標配套件,譬如大型回轉設備中用到的回轉大軸承,一是供應商需要重新設計圖紙和工藝工裝,價格高周期長;二是質量及可靠性需要驗證。
但若選用標準配套件,其回轉直徑未必滿足要求,怎么辦?要想解決此問題,我們可以選最大直徑的標準配套件,盡管未能達到設計直徑的要求,但可以通過CAE技術修改大軸承下的鋼結構來滿足要求,這樣就將非標配套件變為標準配套件,降低設計成本。
5、重復使用已有部件,少出圖,避免差錯
若一個產品設計中有80%是重用部件,這將是一個非常好的設計。重用的好處一是設計周期短,質量有保證;二是工藝工裝也重用,省工省時。但要做到這一點,必須要有一個合適的支撐平臺-PDM,通過PDM實現零部件分類管理和快速檢索重用,為模塊化設計和成組制造奠定堅實的基礎。但被定義為重用的部件一定是經過CAE技術驗證的結構是最合理的,重量是最輕的,功能是最合適的。
6、設計與供應商協同,將耗時耗能低附加值部件轉給批量大的,能夠保證質量的供應商來做
應用PDM平臺實現產品結構可視化和文檔可視化管理,將外購(協)配套件及其附屬裝置轉移給與供應商來做,通過PDM權限控制供應商應該看到的接口尺寸和相應圖紙,既做到安全保密,又解脫設計人員,快捷、省時。
7、設計與制造協同,實現制造本地化,節約運輸成本和安裝服務成本
應用PDM平臺實現產品結構可視化和文檔可視化管理,盡可能用本地化制造,實現設計制造異地化。加工制造人員在制造之前可以瀏覽CAE仿真模型和數字化虛擬樣機,及時了解產品部件信息,甚至進行異地工藝審核和備料準備,提高加工制造質量,節省運費和售后服務費用,降低成本。
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