汽車制造企業產品構型與成本的關系研究

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. 重慶工商職業學院 機電工程系，重慶 400052；2. 重慶大學 機械工程學院，重慶 400040；3. 重慶工程職業技術學院，重慶 400037；4. 重慶工商職業學院 教務處，重慶 400052））

汽車制造企業產品構型與成本的關系研究

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. 重慶工商職業學院 機電工程系，重慶 400052；2. 重慶大學 機械工程學院，重慶 400040；3. 重慶工程職業技術學院，重慶 400037；4. 重慶工商職業學院 教務處，重慶 400052））

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

汽車制造；產品構型；成本

0 引言

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

1 產品構型與市場需求

產品構型（又稱技術狀態[1]）是指在技術文件中規定的并且在產品中達到的功能特性和物理特性。隨著市場全球化、經濟區域化、經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烈，使得產品的構型越來越多，產品的生命周期不斷縮短。為了指導和監督各種構型項目在其論證、研制、交付、使用的整個生命周期中的各種活動，企業多使用產品數據管理[2,3]技術（PDM技術）和企業資源計劃技術（ERP技術[4]）對產品構型進行管理。

為顧客提供多樣化的產品、全面提高顧客的滿意度，已成為現代企業追求競爭優勢的一種必然趨勢。目前，大多數汽車制造企業產品的新配置狀態需求一般都是由銷售部或市場部根據市場反饋的用戶要求而提出，再向技術部門提出新配置狀態的開發需求。但實際上很大一部分車型狀態開發出來后未上市銷售或者銷售量微乎其微，造成車型狀態過多，嚴重浪費企業資源。據了解，某汽車制造企業一車型自2006年上市以來銷量為10萬輛左右，但其產品構型狀態最多時高達80余種，然而每年實際生產的狀態只有30余種，其中能達到批量生產（年產千輛）的有6種狀態，另有多種狀態僅生產了一輛。

因此，我們說產品構型的增加是把雙刃劍，一方面產品的多樣化使得企業可以更好地適應市場的需求，給企業帶來高的銷售額；但另一方面，產品構型越多，項目風險度越大，同時還會大量增加生產管理成本和售后維護維修成本等。

2 產品構型與企業成本

成本是企業為了實現經營目標，在生產經營活動中已付出或應付出的資源代價[5]。資源一般包括人力資源、物力資源、財力資源和信息資源等。產品從研發設計、采購、制造、物流、營銷、使用、維護保養、廢棄處置等過程中都會消耗資源，稱為產品的全生命周期成本[6]。多一種產品構型，就會增加企業的成本。因此，我們在考慮滿足市場需求而增加產品構型的同時，還要考慮產品構型與生命周期成本之間的關系，使企業既能滿足市場需求，又能利潤最大化，從而提高企業的競爭力。

2.1 產品構型與研發設計成本

多數汽車制造企業在研發階段是通過購買參考車制作雜合車進行各種試驗，試驗通過后再進行工裝樣車的試生產和試驗等。為了保證汽車的可靠性，必須對每一種產品構型進行試驗，顯然多一種構型就需要多做一次試驗。如果是產品量產后再進行設計變更，會產生舊狀態零部件庫存處理、售后備件儲備等問題，至少要比在研發設計階段多花5-8倍的成本，主要體現在：一是增加新的試驗成本；二是需要重新制作新的模具；三是前一產品構型的模具報廢，企業要么為報廢的模具直接買單，要么增加新模具的分攤成本；四是對供應商的損失進行賠償。因此，產品構型越多，研發設計或設計變更的試驗越多，成本就越高。

2.2 產品構型與采購成本

眾所周知，采購數量越大，采購價格就越低。如果產品的構型越多，勢必減少每一種零部件的采購數量，則會相應增加產品的成本。因此，產品構型越多，量產數量越少，采購成本就越高。

2.3 產品構型與制造成本

1）產品構型越多，零件種類數越多，BOM表的維護越困難，成本就越高

現代化的生產線大多數是柔性生產線，即多種產品混線生產，以滿足市場的多品種、多系列需求。車型不同，零部件的狀態和數量也不一樣，要實現混線生產，主要采用PDM技術和ERP技術進行管理，其組織核心是BOM表。這就要求排產人員必須嚴格按照BOM表的清單制訂“生產作業計劃指導書”，準確安排系列順序和計算節點時間，作業人員再按指導書嚴格執行，保證生產計劃的嚴肅性和準確性。產品的構型越多，出現錯漏裝的幾率就越大，BOM表的排序就越復雜，一旦出現排序混亂，在現代化的生產線上就會造成連鎖反應，如停工、停線、返工等損失。

2）產品構型越多，需要的模具越多，成本就越高

在汽車制造企業，無論是自制零部件還是到定點廠家外協，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。模具質量的好壞不僅會影響零部件產品的質量，而且會影響模具本身的使用壽命，一般國產模具能生產30萬件產品左右，國外模具能生產50萬件左右。如果產品的構型發生變化，以前的模具只能報廢而需要開發新模具。顯然，一套20萬人民幣的模具，生產10萬件產品和生產20萬件甚至30萬件產品的成本孰高孰低？

3）產品構型越多，設備或工裝件轉換越頻繁，生產效率就越低，同時設備或工裝件種類越多，維護維修成本就越高

生產線一般分為專用生產線和柔性生產線，對于產量大的產品一般是專用生產線，效率最高，成本最低；而對于多品種低產量的產品，一般采用柔性生產線，相對降低成本。當產品構型增多，勢必改造或增加生產線及其設備和工裝件。隨著生產線的變化，一是設備和工裝件的種類復雜增加了維護、維修費用；二是增加了設備備件和工裝備件，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50萬輛發動機生產企業為例，每年維修費用和備件存貨費用一般是上千萬元人民幣；如果要在鑄造生產線和機加生產線上分別生產兩種狀態的產品，其模具和工裝需要全部更換，大約需要2天左右的時間，在總裝生產線上只需要進行部分更換，但也大約需要20分鐘左右，這樣大大地降低了生產效率。

2.4 產品構型與物流成本

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

2.5 產品構型與維護保養成本

汽車產品一般可使用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結束后的15年左右。管理這些備件，需要專門的場地進行存放，增加了場地使用成本；需要專門的人員進行看管和保養，定期上油以防銹蝕等，增加了管理和維護成本。如果每款產品間的構型差別太大，每淘汰一款車型就會再累積15年左右的備件，其數量之龐大，管理成本之高可想而知。

3 構型數量的最佳化

隨著產品構型數量的增加，用戶選擇的余地越大，銷售數量就會增加，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量，用C表示該車型的生命周期成本，用n表示該車型的構型數量，則通過一定的數理公式和經驗曲線可以得到銷售數量與構型數量、生命周期成本與構型數量的曲線，如圖1所示。

圖1 銷售數量、生命周期成本與構型數量關系模型

由圖1可知，兩條曲線的交點是最佳構型數量，當nNum后卻剛好相反，產品的銷量增加緩慢，而成本卻急劇增加。因此，此時不宜再增加產品的構型，而應考慮提高現有產品構型的性價比或者開發其它車型產品。

4 基于成本的產品構型管理

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

4.1 標準化技術

對要素零件如螺釘、螺母等類零件全部要標準化且進行登記，一般情況不允許新增設計。另外，引擎、底盤、車體、后備箱等也應實施零件配置的標準化，這有利于提高設計開發效率、提高產品質量、減少零件種類數等。在采購此類標準件時，可以利用量的優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

1）提高零部件的通用化率，降低模具開發成本

在降低汽車零部件成本中，豐田的邏輯是“如果我們全部使用同樣的零件，價格就會降下來”[7]。于是，豐田汽車公司將空調排氣管種類由27種減至4種，使相關成本降低了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種規格，使相關成本降低了40%。由于規格的減少，相應的模具費用降低了，材料利用率也得到提高，同時由于產量加大，使得汽車公司及其供應商都獲得了很大的利潤。

因此，汽車制造企業為滿足顧客需求多樣化而設計開發多種款式車型時，應著重體現不同款式車型的主要區別。對于大量的零部件盡量選用通用件，以降低整車的開發制造成本和備件庫存成本，同時也便于構型管理。我們可以利用矩陣分解[8]的方式對本公司制造的類似產品，分析其配件表現出共通特征的部分和未表現部分的情形。對未表現部分進行共用化、共通化，以減少構型種類，提高生產批量，從而提高生產力，降低投資及固定費率。

2）提高生產設備的通用性，擴大混線生產能力

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

4.3 模塊化技術

模塊化技術包括模塊化生產和模塊化設計。模塊化生產是指汽車制造企業為了減少零部件組裝工作量，由供貨商按產品的組成結構將零部件或子系統進行集成，從而形成一個大的部件或大總成，然后交付給企業生產組裝成最后產品的生產方式，對于通用化零件或量產零件可以形成成本上的優勢。模塊化設計是利用可互換的、獨立的、有限種類的零部件，根據用戶的具體要求，組裝出不同系列、不同性能、不同用途的新產品的設計方法。利用模塊化設計法可以實現產品多樣化、零件少數化、生產機能統合化，從而降低企業成本。

4.4 早期介入技術

產品的成本有80%左右在產品設計研發階段就已確定，想要在產品投產后再大幅度地降低成本比較困難。因此，在設計初期或者概念階段就應該成立以設計研發、投資、采購、制造、質量、物流、銷售、財務等部門聯合參與的項目組，甚至有必要讓優秀的專業供應商也加入項目組，體現專業化和矩陣化。這樣可以充分利用企業現有資源，避免產生不必要的新的產品構型狀態，同時還可以利用各自的技術優勢和成本控制策略，保證推出的新產品既符合市場需要，同時又具有成本競爭優勢。

4.5 控制產品的構型狀態數量并定期進行清理

當前大多數汽車制造廠推出新車型的開發周期已經從3-4年縮短為1-2年，舊車型也在不斷的改良，這就造成產品的構型不斷增加，給BOM表的維護和管理帶來很大的難度。

為了對產品的構型狀態數量進行控制，對于新產品，限制每款車型的上市配置狀態在十款以內，這樣就減少了配置狀態的基數。對于老產品，當銷售公司提出某種新配置狀態的需求時，市場部應組織需求部門、技術部門、財務部門共同進行開發可行性研究，并進行成本效益分析，在有效益的基礎下開發新的構型狀態。

此外，需要分析車型銷售量與市場需求的關系、零部件種類與車型需求的關系。如果每一個車型50-60%的構型狀態就能滿足95%的市場需求，那么其余40-50%的構型狀態就可以去掉[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，增加標準型和通用型。因此，建議定期（半年或一年）整合或取消一些構型狀態。

5 結論

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

[1] GB/T 19017-2008.質量管理體系 技術狀態管理指南(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] 張學宏,黃暉.SCM、PDM與產品數據技術狀態的管理[J].航空計算技術,2005(9)：60.

[4] 李少寧.ERP在企業管理中的應用[J].機械管理開發,2008(5).

[5] 姜伯昊.卓有成效的成本管理體系[M].北京：人民郵電出版社,2007：30.

[6] 陳良華.成本管理[M].北京：中信出版社,2006,406.

[7] 陳明武.豐田與本田[M].北京：中國物資出版社,2007,68.

[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：廈門大學出版社,2002,145-152.

[9] 李踐.砍掉成本[M].北京：機械工業出版社,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

重慶市教委科學技術研究項目（KJ102002）

任艷君（1973 -），女，四川渠縣人，副教授，碩士研究生，研究方向為自動化控制技術。