任艷君，張根保，李修云，程巖松

REN Yan-jun1, ZHANG Gen-bao2, LI Xiu-yun3, CHENG Yan-song4

（1. 重慶工商職業(yè)學(xué)院 機(jī)電工程系，重慶 400052；2. 重慶大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院，重慶 400040；3. 重慶工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，重慶 400037；4. 重慶工商職業(yè)學(xué)院 教務(wù)處，重慶 400052））

汽車制造企業(yè)產(chǎn)品構(gòu)型與成本的關(guān)系研究

The research of the relation between the product configuration and its cost in the vehicle manufacturing enterprises

任艷君1，張根保2，李修云3，程巖松4

REN Yan-jun1, ZHANG Gen-bao2, LI Xiu-yun3, CHENG Yan-song4

（1. 重慶工商職業(yè)學(xué)院 機(jī)電工程系，重慶 400052；2. 重慶大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院，重慶 400040；3. 重慶工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，重慶 400037；4. 重慶工商職業(yè)學(xué)院 教務(wù)處，重慶 400052））

隨著我國汽車產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，客戶的需求日益呈現(xiàn)多樣化，汽車制造企業(yè)必須不斷推出新車型或變型車來適應(yīng)多變的市場。產(chǎn)品構(gòu)型增多是把雙刃劍，一方面可以更好的適應(yīng)市場的需求，另一方面卻會給生產(chǎn)、維護(hù)帶來很大的困難，同時還會增加企業(yè)成本。本文主要研究產(chǎn)品構(gòu)型與產(chǎn)品生命周期成本之間的關(guān)系，提出基于成本的產(chǎn)品構(gòu)型管理技術(shù)。

汽車制造；產(chǎn)品構(gòu)型；成本

0 引言

近幾年，我國的汽車市場快速發(fā)展，已成為世界第一大汽車生產(chǎn)和消費(fèi)市場。隨著自主品牌、合資品牌和進(jìn)口品牌的不斷增加，我國汽車市場的賣方特點(diǎn)越來越突出，客戶對產(chǎn)品的需求也越來越高，產(chǎn)品的多樣化趨勢越來越明顯。為了適應(yīng)需求快速多變的市場，汽車制造企業(yè)大量推出新車型或變型車，從而加劇了市場競爭。產(chǎn)品構(gòu)型增加是把雙刃劍，一方面可以更好的適應(yīng)市場的需求；但另一方面也會給生產(chǎn)、維護(hù)等帶來很大的困難，同時會大幅度增加企業(yè)成本。目前，汽車制造企業(yè)多采用PDM和ERP技術(shù)對產(chǎn)品構(gòu)型進(jìn)行管理，這方面的研究也相當(dāng)多，但很少研究構(gòu)型與成本之間的關(guān)系。本文對構(gòu)型與成本之間的關(guān)系進(jìn)行研究，提出既不減少構(gòu)型，又能降低生產(chǎn)管理難度并降低企業(yè)成本的相應(yīng)措施。

1 產(chǎn)品構(gòu)型與市場需求

產(chǎn)品構(gòu)型（又稱技術(shù)狀態(tài)[1]）是指在技術(shù)文件中規(guī)定的并且在產(chǎn)品中達(dá)到的功能特性和物理特性。隨著市場全球化、經(jīng)濟(jì)區(qū)域化、經(jīng)營跨國化趨勢的逐步形成，顧客追求個性化的欲望越來越強(qiáng)烈，使得產(chǎn)品的構(gòu)型越來越多，產(chǎn)品的生命周期不斷縮短。為了指導(dǎo)和監(jiān)督各種構(gòu)型項(xiàng)目在其論證、研制、交付、使用的整個生命周期中的各種活動，企業(yè)多使用產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理[2,3]技術(shù)（PDM技術(shù)）和企業(yè)資源計(jì)劃技術(shù)（ERP技術(shù)[4]）對產(chǎn)品構(gòu)型進(jìn)行管理。

為顧客提供多樣化的產(chǎn)品、全面提高顧客的滿意度，已成為現(xiàn)代企業(yè)追求競爭優(yōu)勢的一種必然趨勢。目前，大多數(shù)汽車制造企業(yè)產(chǎn)品的新配置狀態(tài)需求一般都是由銷售部或市場部根據(jù)市場反饋的用戶要求而提出，再向技術(shù)部門提出新配置狀態(tài)的開發(fā)需求。但實(shí)際上很大一部分車型狀態(tài)開發(fā)出來后未上市銷售或者銷售量微乎其微，造成車型狀態(tài)過多，嚴(yán)重浪費(fèi)企業(yè)資源。據(jù)了解，某汽車制造企業(yè)一車型自2006年上市以來銷量為10萬輛左右，但其產(chǎn)品構(gòu)型狀態(tài)最多時高達(dá)80余種，然而每年實(shí)際生產(chǎn)的狀態(tài)只有30余種，其中能達(dá)到批量生產(chǎn)（年產(chǎn)千輛）的有6種狀態(tài)，另有多種狀態(tài)僅生產(chǎn)了一輛。

因此，我們說產(chǎn)品構(gòu)型的增加是把雙刃劍，一方面產(chǎn)品的多樣化使得企業(yè)可以更好地適應(yīng)市場的需求，給企業(yè)帶來高的銷售額；但另一方面，產(chǎn)品構(gòu)型越多，項(xiàng)目風(fēng)險度越大，同時還會大量增加生產(chǎn)管理成本和售后維護(hù)維修成本等。

2 產(chǎn)品構(gòu)型與企業(yè)成本

成本是企業(yè)為了實(shí)現(xiàn)經(jīng)營目標(biāo)，在生產(chǎn)經(jīng)營活動中已付出或應(yīng)付出的資源代價[5]。資源一般包括人力資源、物力資源、財(cái)力資源和信息資源等。產(chǎn)品從研發(fā)設(shè)計(jì)、采購、制造、物流、營銷、使用、維護(hù)保養(yǎng)、廢棄處置等過程中都會消耗資源，稱為產(chǎn)品的全生命周期成本[6]。多一種產(chǎn)品構(gòu)型，就會增加企業(yè)的成本。因此，我們在考慮滿足市場需求而增加產(chǎn)品構(gòu)型的同時，還要考慮產(chǎn)品構(gòu)型與生命周期成本之間的關(guān)系，使企業(yè)既能滿足市場需求，又能利潤最大化，從而提高企業(yè)的競爭力。

2.1 產(chǎn)品構(gòu)型與研發(fā)設(shè)計(jì)成本

多數(shù)汽車制造企業(yè)在研發(fā)階段是通過購買參考車制作雜合車進(jìn)行各種試驗(yàn)，試驗(yàn)通過后再進(jìn)行工裝樣車的試生產(chǎn)和試驗(yàn)等。為了保證汽車的可靠性，必須對每一種產(chǎn)品構(gòu)型進(jìn)行試驗(yàn)，顯然多一種構(gòu)型就需要多做一次試驗(yàn)。如果是產(chǎn)品量產(chǎn)后再進(jìn)行設(shè)計(jì)變更，會產(chǎn)生舊狀態(tài)零部件庫存處理、售后備件儲備等問題，至少要比在研發(fā)設(shè)計(jì)階段多花5-8倍的成本，主要體現(xiàn)在：一是增加新的試驗(yàn)成本；二是需要重新制作新的模具；三是前一產(chǎn)品構(gòu)型的模具報(bào)廢，企業(yè)要么為報(bào)廢的模具直接買單，要么增加新模具的分?jǐn)偝杀荆凰氖菍?yīng)商的損失進(jìn)行賠償。因此，產(chǎn)品構(gòu)型越多，研發(fā)設(shè)計(jì)或設(shè)計(jì)變更的試驗(yàn)越多，成本就越高。

2.2 產(chǎn)品構(gòu)型與采購成本

眾所周知，采購數(shù)量越大，采購價格就越低。如果產(chǎn)品的構(gòu)型越多，勢必減少每一種零部件的采購數(shù)量，則會相應(yīng)增加產(chǎn)品的成本。因此，產(chǎn)品構(gòu)型越多，量產(chǎn)數(shù)量越少，采購成本就越高。

2.3 產(chǎn)品構(gòu)型與制造成本

1）產(chǎn)品構(gòu)型越多，零件種類數(shù)越多，BOM表的維護(hù)越困難，成本就越高

現(xiàn)代化的生產(chǎn)線大多數(shù)是柔性生產(chǎn)線，即多種產(chǎn)品混線生產(chǎn)，以滿足市場的多品種、多系列需求。車型不同，零部件的狀態(tài)和數(shù)量也不一樣，要實(shí)現(xiàn)混線生產(chǎn)，主要采用PDM技術(shù)和ERP技術(shù)進(jìn)行管理，其組織核心是BOM表。這就要求排產(chǎn)人員必須嚴(yán)格按照BOM表的清單制訂“生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃指導(dǎo)書”，準(zhǔn)確安排系列順序和計(jì)算節(jié)點(diǎn)時間，作業(yè)人員再按指導(dǎo)書嚴(yán)格執(zhí)行，保證生產(chǎn)計(jì)劃的嚴(yán)肅性和準(zhǔn)確性。產(chǎn)品的構(gòu)型越多，出現(xiàn)錯漏裝的幾率就越大，BOM表的排序就越復(fù)雜，一旦出現(xiàn)排序混亂，在現(xiàn)代化的生產(chǎn)線上就會造成連鎖反應(yīng)，如停工、停線、返工等損失。

2）產(chǎn)品構(gòu)型越多，需要的模具越多，成本就越高

在汽車制造企業(yè)，無論是自制零部件還是到定點(diǎn)廠家外協(xié)，都需要支付模具的成本，一副模具的成本從幾萬到幾千萬人民幣不等。模具質(zhì)量的好壞不僅會影響零部件產(chǎn)品的質(zhì)量，而且會影響模具本身的使用壽命，一般國產(chǎn)模具能生產(chǎn)30萬件產(chǎn)品左右，國外模具能生產(chǎn)50萬件左右。如果產(chǎn)品的構(gòu)型發(fā)生變化，以前的模具只能報(bào)廢而需要開發(fā)新模具。顯然，一套20萬人民幣的模具，生產(chǎn)10萬件產(chǎn)品和生產(chǎn)20萬件甚至30萬件產(chǎn)品的成本孰高孰低？

3）產(chǎn)品構(gòu)型越多，設(shè)備或工裝件轉(zhuǎn)換越頻繁，生產(chǎn)效率就越低，同時設(shè)備或工裝件種類越多，維護(hù)維修成本就越高

生產(chǎn)線一般分為專用生產(chǎn)線和柔性生產(chǎn)線，對于產(chǎn)量大的產(chǎn)品一般是專用生產(chǎn)線，效率最高，成本最低；而對于多品種低產(chǎn)量的產(chǎn)品，一般采用柔性生產(chǎn)線，相對降低成本。當(dāng)產(chǎn)品構(gòu)型增多，勢必改造或增加生產(chǎn)線及其設(shè)備和工裝件。隨著生產(chǎn)線的變化，一是設(shè)備和工裝件的種類復(fù)雜增加了維護(hù)、維修費(fèi)用；二是增加了設(shè)備備件和工裝備件，造成大量的存貨成本；三是增加了更換模具和工裝件的等待時間。以某年產(chǎn)50萬輛發(fā)動機(jī)生產(chǎn)企業(yè)為例，每年維修費(fèi)用和備件存貨費(fèi)用一般是上千萬元人民幣；如果要在鑄造生產(chǎn)線和機(jī)加生產(chǎn)線上分別生產(chǎn)兩種狀態(tài)的產(chǎn)品，其模具和工裝需要全部更換，大約需要2天左右的時間，在總裝生產(chǎn)線上只需要進(jìn)行部分更換，但也大約需要20分鐘左右，這樣大大地降低了生產(chǎn)效率。

2.4 產(chǎn)品構(gòu)型與物流成本

產(chǎn)品構(gòu)型不同需要的盛具和轉(zhuǎn)運(yùn)架就不同。隨著產(chǎn)品構(gòu)型的增加，一是盛具和轉(zhuǎn)運(yùn)架增多，需要的置場面積越大；二是增加了物流運(yùn)輸難度；三是每種構(gòu)型生產(chǎn)量的減少，盛具和轉(zhuǎn)運(yùn)架易造成積壓、銹蝕；四是會造成大量的呆滯品，存在二次轉(zhuǎn)運(yùn)費(fèi)用，同時還需要對產(chǎn)品進(jìn)行防塵、防銹處理，占用大量的物流成本和資金成本。

2.5 產(chǎn)品構(gòu)型與維護(hù)保養(yǎng)成本

汽車產(chǎn)品一般可使用15年左右，為了保證用戶的使用，每種車型售后備件也至少要管理到車型生產(chǎn)結(jié)束后的15年左右。管理這些備件，需要專門的場地進(jìn)行存放，增加了場地使用成本；需要專門的人員進(jìn)行看管和保養(yǎng)，定期上油以防銹蝕等，增加了管理和維護(hù)成本。如果每款產(chǎn)品間的構(gòu)型差別太大，每淘汰一款車型就會再累積15年左右的備件，其數(shù)量之龐大，管理成本之高可想而知。

3 構(gòu)型數(shù)量的最佳化

隨著產(chǎn)品構(gòu)型數(shù)量的增加，用戶選擇的余地越大，銷售數(shù)量就會增加，同時生命周期成本也會增加。如果用S表示某種車型的銷售數(shù)量，用C表示該車型的生命周期成本，用n表示該車型的構(gòu)型數(shù)量，則通過一定的數(shù)理公式和經(jīng)驗(yàn)曲線可以得到銷售數(shù)量與構(gòu)型數(shù)量、生命周期成本與構(gòu)型數(shù)量的曲線，如圖1所示。

圖1 銷售數(shù)量、生命周期成本與構(gòu)型數(shù)量關(guān)系模型

由圖1可知，兩條曲線的交點(diǎn)是最佳構(gòu)型數(shù)量，當(dāng)nNum后卻剛好相反，產(chǎn)品的銷量增加緩慢，而成本卻急劇增加。因此，此時不宜再增加產(chǎn)品的構(gòu)型，而應(yīng)考慮提高現(xiàn)有產(chǎn)品構(gòu)型的性價比或者開發(fā)其它車型產(chǎn)品。

4 基于成本的產(chǎn)品構(gòu)型管理

基于上面的分析，為滿足市場對產(chǎn)品多樣化的需求，在增加產(chǎn)品構(gòu)型的同時，又要降低生產(chǎn)管理難度和企業(yè)成本，需要對產(chǎn)品構(gòu)型進(jìn)行成本管控。

4.1 標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)

對要素零件如螺釘、螺母等類零件全部要標(biāo)準(zhǔn)化且進(jìn)行登記，一般情況不允許新增設(shè)計(jì)。另外，引擎、底盤、車體、后備箱等也應(yīng)實(shí)施零件配置的標(biāo)準(zhǔn)化，這有利于提高設(shè)計(jì)開發(fā)效率、提高產(chǎn)品質(zhì)量、減少零件種類數(shù)等。在采購此類標(biāo)準(zhǔn)件時，可以利用量的優(yōu)勢采取集中采購或全球采購等方式來降低成本。

4.2 通用化技術(shù)

1）提高零部件的通用化率，降低模具開發(fā)成本

在降低汽車零部件成本中，豐田的邏輯是“如果我們?nèi)渴褂猛瑯拥牧慵瑑r格就會降下來”[7]。于是，豐田汽車公司將空調(diào)排氣管種類由27種減至4種，使相關(guān)成本降低了28%；將轎車車座上方用來固定身體的把手，由30多種削減為只有3種規(guī)格，使相關(guān)成本降低了40%。由于規(guī)格的減少，相應(yīng)的模具費(fèi)用降低了，材料利用率也得到提高，同時由于產(chǎn)量加大，使得汽車公司及其供應(yīng)商都獲得了很大的利潤。

因此，汽車制造企業(yè)為滿足顧客需求多樣化而設(shè)計(jì)開發(fā)多種款式車型時，應(yīng)著重體現(xiàn)不同款式車型的主要區(qū)別。對于大量的零部件盡量選用通用件，以降低整車的開發(fā)制造成本和備件庫存成本，同時也便于構(gòu)型管理。我們可以利用矩陣分解[8]的方式對本公司制造的類似產(chǎn)品，分析其配件表現(xiàn)出共通特征的部分和未表現(xiàn)部分的情形。對未表現(xiàn)部分進(jìn)行共用化、共通化，以減少構(gòu)型種類，提高生產(chǎn)批量，從而提高生產(chǎn)力，降低投資及固定費(fèi)率。

2）提高生產(chǎn)設(shè)備的通用性，擴(kuò)大混線生產(chǎn)能力

為提高產(chǎn)能降低成本，除提高零部件的通用化率外，還需要提高生產(chǎn)線、工裝夾具、焊接、盛具等設(shè)備的通用性。生產(chǎn)設(shè)備的通用性越強(qiáng)，混線生產(chǎn)的效率就越高，對提高效益、降低生產(chǎn)成本、適應(yīng)市場等都會帶來好處。當(dāng)生產(chǎn)設(shè)備通用化后，共享的通用平臺可以大幅度節(jié)省新車投產(chǎn)或車型變更的前期投入，無形中增強(qiáng)了新車的市場競爭力。

4.3 模塊化技術(shù)

模塊化技術(shù)包括模塊化生產(chǎn)和模塊化設(shè)計(jì)。模塊化生產(chǎn)是指汽車制造企業(yè)為了減少零部件組裝工作量，由供貨商按產(chǎn)品的組成結(jié)構(gòu)將零部件或子系統(tǒng)進(jìn)行集成，從而形成一個大的部件或大總成，然后交付給企業(yè)生產(chǎn)組裝成最后產(chǎn)品的生產(chǎn)方式，對于通用化零件或量產(chǎn)零件可以形成成本上的優(yōu)勢。模塊化設(shè)計(jì)是利用可互換的、獨(dú)立的、有限種類的零部件，根據(jù)用戶的具體要求，組裝出不同系列、不同性能、不同用途的新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方法。利用模塊化設(shè)計(jì)法可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品多樣化、零件少數(shù)化、生產(chǎn)機(jī)能統(tǒng)合化，從而降低企業(yè)成本。

4.4 早期介入技術(shù)

產(chǎn)品的成本有80%左右在產(chǎn)品設(shè)計(jì)研發(fā)階段就已確定，想要在產(chǎn)品投產(chǎn)后再大幅度地降低成本比較困難。因此，在設(shè)計(jì)初期或者概念階段就應(yīng)該成立以設(shè)計(jì)研發(fā)、投資、采購、制造、質(zhì)量、物流、銷售、財(cái)務(wù)等部門聯(lián)合參與的項(xiàng)目組，甚至有必要讓優(yōu)秀的專業(yè)供應(yīng)商也加入項(xiàng)目組，體現(xiàn)專業(yè)化和矩陣化。這樣可以充分利用企業(yè)現(xiàn)有資源，避免產(chǎn)生不必要的新的產(chǎn)品構(gòu)型狀態(tài)，同時還可以利用各自的技術(shù)優(yōu)勢和成本控制策略，保證推出的新產(chǎn)品既符合市場需要，同時又具有成本競爭優(yōu)勢。

4.5 控制產(chǎn)品的構(gòu)型狀態(tài)數(shù)量并定期進(jìn)行清理

當(dāng)前大多數(shù)汽車制造廠推出新車型的開發(fā)周期已經(jīng)從3-4年縮短為1-2年，舊車型也在不斷的改良，這就造成產(chǎn)品的構(gòu)型不斷增加，給BOM表的維護(hù)和管理帶來很大的難度。

為了對產(chǎn)品的構(gòu)型狀態(tài)數(shù)量進(jìn)行控制，對于新產(chǎn)品，限制每款車型的上市配置狀態(tài)在十款以內(nèi)，這樣就減少了配置狀態(tài)的基數(shù)。對于老產(chǎn)品，當(dāng)銷售公司提出某種新配置狀態(tài)的需求時，市場部應(yīng)組織需求部門、技術(shù)部門、財(cái)務(wù)部門共同進(jìn)行開發(fā)可行性研究，并進(jìn)行成本效益分析，在有效益的基礎(chǔ)下開發(fā)新的構(gòu)型狀態(tài)。

此外，需要分析車型銷售量與市場需求的關(guān)系、零部件種類與車型需求的關(guān)系。如果每一個車型50-60%的構(gòu)型狀態(tài)就能滿足95%的市場需求，那么其余40-50%的構(gòu)型狀態(tài)就可以去掉[9]；同樣如果70-80%的零部件類型能夠滿足90%的車型需求，就可以減少零部件種類，增加標(biāo)準(zhǔn)型和通用型。因此，建議定期（半年或一年）整合或取消一些構(gòu)型狀態(tài)。

5 結(jié)論

本文通過對產(chǎn)品構(gòu)型與企業(yè)成本關(guān)系的研究，指出不限制產(chǎn)品構(gòu)型的數(shù)量會給企業(yè)增加巨大的成本，提出尋找最佳構(gòu)型數(shù)量和基于成本的產(chǎn)品構(gòu)型管理方法。由此得出，通過優(yōu)化產(chǎn)品構(gòu)型狀態(tài)，進(jìn)行成本效益分析，不僅可以滿足用戶的市場需求，提高銷售量，還有利于減少企業(yè)的總成本，提高企業(yè)的總體競爭力。

[1] GB/T 19017-2008.質(zhì)量管理體系 技術(shù)狀態(tài)管理指南(ISO 10007：2003,IDT).

[2] carnduff T W.Configuration management in evolutionary engineering design using versioning and integrity constraints[J].Advances in Engineering Software,2004,35：161-177.

[3] 張學(xué)宏,黃暉.SCM、PDM與產(chǎn)品數(shù)據(jù)技術(shù)狀態(tài)的管理[J].航空計(jì)算技術(shù),2005(9)：60.

[4] 李少寧.ERP在企業(yè)管理中的應(yīng)用[J].機(jī)械管理開發(fā),2008(5).

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[8] [日]佐藤嘉彥主編.[臺灣]陳青譯.降低成本新利器-Tear Down技法[M].福建：廈門大學(xué)出版社,2002,145-152.

[9] 李踐.砍掉成本[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2007,115.

F407.471

A

1009-0134(2010)10(下)-0057-04

10.3969/j.issn.1009-0134.2010.10(下).18

2010-06-25

重慶市教委科學(xué)技術(shù)研究項(xiàng)目（KJ102002）

任艷君（1973 -），女，四川渠縣人，副教授，碩士研究生，研究方向?yàn)樽詣踊刂萍夹g(shù)。