基于PLM 的成本估算應用

文/郭廓

為了在激烈的市場競爭中處于立于不敗之地，技術創新、控制成本就成了制造類企業具有核心競爭力的重要途徑。在技術無法得到革命性創新的基礎下，企業獲取利潤的方式越來越倚重成本控制，大量研究表明，產品成本的70%-80%在產品設計開發階段應確定，生產環節僅占20%-30%。而隨著精益化生產的發展和推廣，大部分制造類企業開始關注產品設計階段的約束性成本，研究產品進入生產環節前的產品開發設計階段成本管理，以尋求進一步降低成本的方法。

1 PLM與成本估算簡述

1.1 PLM

PLM 是產品全生命周期的信息化管理系統，它可以幫助企業整合企業內部業務流程，與合作伙伴時時協同，共享資源，實現數據企業內部與外部的產品數據收集，大大縮短產品上市時間和降低產品的費用，滿足用戶個性化需求。

PLM 以結構化產品數據集成為基礎，管理與協同產品的規劃、設計、制造到銷售等全過程。它是一種對產品所有相關數據進行管理的模式，通過構建產品信息數據庫，建立一個統一的產品研發數據管理系統平臺。企業的客戶、供方、員工等相關方參與到產品研發設計等各個環節，滿足客戶最終需求；另一方面，PLM 與企業的生產管理、供應鏈等各個環節連接起來，簡化企業業務流程，從而打打縮短產品的生產周期。

1.2 成本估算

成本估算是指對產品設計、生產過程中產生費用的計算。它以BOM 為基礎，獲取估算對象在不同關節中發生的各種費用，按照成本計算進行歸集，計算出估算對象的總成本和單位成本。

1.3 基于PLM的產品成本估算

目前面向PLM 的產品成本估算研究較少，因為在產品的不同生命周期具有不同的成本估算方法，本文主要介紹設計階段的產品成本估算，即通過構建BOM，將產品分為自制件、標準件和外購件等分類，再類比分析進行成本估算。

在設計階段進行產品成本估算，其準確率可達到80%以上，在產品設計階段進行成本估算可及時進行設計更改，降低成本消耗，避免企業因不當產品導致更大損失。

2 基于PLM的產品成本估算法與模型

2.1 基于PLM的產品成本估算方法

常見的成本估算法有作業成本估算法、基于特征的神經網絡法、類比成本方法、工程成本估算法、參數成本估算法等，由于成本估算的方法很多，計算的精度不同，應用場合也不相同。在眾多的方法中進行綜合比較后發現，作業成本管理法具有不確定性高、應用階段偏后、精確性高等特點，但結合PLM 以BOM為主線之后，其不確定性可大大提高，應用階段也得以前置，因此作業成本估算法是最好選擇。另外，作業成本估算法更適應間接成本的比重變化，可有效對間接成本的比例分配。再有，隨著PLM 系統業務覆蓋范圍的增大，以及研發工具的提升，虛擬制造技術在企業中發揮著越來越重要的作用，這也為作業成本估算法的應用提供了重要支持，使得作業成本估算法更為科學和細化。原有人工使用各種電子表格中的公式進行計算的產品成本，使用作業成本法無法達到的工作效率，通過計算機技術特別是PLM 技術使作業成本估算法在實際生產經營中成為可能。其應用模式是通過將與產品有關的作業進行累加得到產品成本。

2.2 基于PLM的產品成本估算模型

在設計研發階段的成本估算過程中會用 到 三 種BOM 視 圖：EBOM，PBOM 和MBOM。EBOM 是通過CAX 工具軟件生成，在PLM 環境下基于特征建模的CAD 系統自動提取生成的產品結構樹物料清單，也稱為工程BOM，是客戶需求的初始體現，主要應用于設計階段，主要包括產品名稱、產品結構、明細表、匯總表、產品使用說明書、裝箱清單等信息。PBOM 產生于CAPP 系統，以EBOM的數據為基礎，制定工藝計劃、工序信息等信息，可以產生計劃BOM。MBOM 是制造部分根據己經生成的PBOM，對工藝裝配步驟進行設計，再對材料定額屬性信息排樣匯總之后得到的，主要包括產品的工藝、工序、工時以及工裝信息等，它詳細描述了產品的整個制造過程。EBOM 是BOM 基礎表現形式，其他任何形式的BOM 都是以EBOM 衍生。

產品成本主要包含設計費用、材料費用、制造費用和人工費用等。依據產品設計的工作量、設計復雜程度和資源消耗，可有效估算某單一物料的設計成本，再根據EBOM 所包含的所有物料進行分別計算，最后得出產品的研發設計費用。產品的材料費用估算基于PBOM進行，PBOM 包含所有的物料和相關的工藝流程，既可以通過PBOM 計算出材料費用，也為制造費用的計算提供依據。PBOM 中不僅包含人工費用、設備折舊、余廢料率和低值易耗品費用等信息，也對產品下一步的作業內容、加工工時和工藝設備進行了定義。MBOM 反映物料在車間的消失順序，即裝配方法和裝配順序，根據其工時定額，結合工人的人工費率可得出人工費用，制造費用由單個設備的分攤折舊到每個產品或者單位時間內進行定量計算。

以BOM 為主線的作業成本估算法，在產品的設計研發階段產品的步驟和方法。以BOM 為主線的作業成本估算法對估算的成本時序性與完備性有了可靠解決，可確保間接成本的合理性，也可以充分發揮成本的科學性。另外，BOM 作為PLM 系統的基本數據，特點是及時性和唯一性，因此，以BOM 作為面向PLM 的成本估算系統估算成本的及時性和一致性。

3 基于PLM的產品成本估算應用實踐

3.1 將成本控制環節前置，提高產品盈利能力

企業在產品設計階段，進行成本測算，可以建立采購價格、利潤指標的最佳方案，將成本控制進行前置。成本估算過程中，要遵循兩個原則：一是要求設計者設計產品時努力提高產品的使用價值與功能；二是要求設計者設計產品時以低成本獲取最大的經濟效益。即技術指標與經濟指標同時做到先進。

在企業實際生產經營中，當產品設計完成后，再對其成本在生產制造等其他環節進行降低的可能性微乎其微，根據客戶需求設定的目標成本與開發設計過程的直接關聯性決定了設計階段進行成本估算的重要性。產品完成后的估算成本是否優于目標成本，對企業利潤、未來產品價格、開發費用預算、使用成本的控制等都有重要意義。基于PLM 的產品估算系統可進行如下成本管理工作：

與ERP 集成后，外購件、標準件在特定庫選取中，自動顯示ERP 系統中相應物料最新的價格、最后一次出庫時間、庫存數（ERP數據由ERP系統傳遞至成本估算系統數據庫）。按部件或產品顯示未有ERP 價格的外購件、標準件列表，由設計人員補充完整。由設計人員按上述部件或產品填入自制件的價格系數，成本管理系統按產品結構，自動匯總生成自制件價格和外購件、標準件價格。從更嚴謹的成本測算角度出發，將加工消耗材料定額、中心人工工時成本、設備折舊費等細化后，形成完整的工藝結構化數據，從而支持更為精準的成本管理需求。

3.2 從成本方面考慮優化產品設計方案

通過基于PLM 的成本估算管理系統平臺，研發設計人員實際工作中，可以從成本方面考慮優化產品設計：

在達到用戶要求的前提下，剔除產品的過剩功能。在產品質量達標的前提下，消除過剩的產品質量。在選取材料，工藝加工制造方面本著節約的原則，做到有效實用。在此基礎上對產品成本進行測算，即通常說的，按照產品形成的不同階段制定出目標成本，在保證完成目標成本的前提下。盡量采用新材料、新工藝、新方法和新技術，零部件盡量采用通用件、標準件，選材方面盡量采用普通材料代替進口材料，在采購時考慮產地與價格。對PBOM 進行優化分析，給出最佳的工藝方案，在制造過程中選擇最好的加工方法，改良優化不合理的作業順序，有效縮短生產制造準備周期。

4 結語

在市場競爭中，企業進行新產品研發設計的目的雖然是提高產品競爭力，但經濟效益仍然是唯一的成功標準。成本領先戰略是企業取得經濟效益的基本競爭戰略之一。

通過基于PLM 的產品成本估算系統的應用，針對影響其總成本的主要方面采取措施降低產品成本。將研發設計和成本管理有機地結合起來，可有效避免研發設計工作的盲目性，為企業帶來成本競爭優勢。