基于PLM 的成本估算应用

文/郭廓

为了在激烈的市场竞争中处于立于不败之地，技术创新、控制成本就成了制造类企业具有核心竞争力的重要途径。在技术无法得到革命性创新的基础下，企业获取利润的方式越来越倚重成本控制，大量研究表明，产品成本的70%-80%在产品设计开发阶段应确定，生产环节仅占20%-30%。而随着精益化生产的发展和推广，大部分制造类企业开始关注产品设计阶段的约束性成本，研究产品进入生产环节前的产品开发设计阶段成本管理，以寻求进一步降低成本的方法。

1 PLM与成本估算简述

1.1 PLM

PLM 是产品全生命周期的信息化管理系统，它可以帮助企业整合企业内部业务流程，与合作伙伴时时协同，共享资源，实现数据企业内部与外部的产品数据收集，大大缩短产品上市时间和降低产品的费用，满足用户个性化需求。

PLM 以结构化产品数据集成为基础，管理与协同产品的规划、设计、制造到销售等全过程。它是一种对产品所有相关数据进行管理的模式，通过构建产品信息数据库，建立一个统一的产品研发数据管理系统平台。企业的客户、供方、员工等相关方参与到产品研发设计等各个环节，满足客户最终需求；另一方面，PLM 与企业的生产管理、供应链等各个环节连接起来，简化企业业务流程，从而打打缩短产品的生产周期。

1.2 成本估算

成本估算是指对产品设计、生产过程中产生费用的计算。它以BOM 为基础，获取估算对象在不同关节中发生的各种费用，按照成本计算进行归集，计算出估算对象的总成本和单位成本。

1.3 基于PLM的产品成本估算

目前面向PLM 的产品成本估算研究较少，因为在产品的不同生命周期具有不同的成本估算方法，本文主要介绍设计阶段的产品成本估算，即通过构建BOM，将产品分为自制件、标准件和外购件等分类，再类比分析进行成本估算。

在设计阶段进行产品成本估算，其准确率可达到80%以上，在产品设计阶段进行成本估算可及时进行设计更改，降低成本消耗，避免企业因不当产品导致更大损失。

2 基于PLM的产品成本估算法与模型

2.1 基于PLM的产品成本估算方法

常见的成本估算法有作业成本估算法、基于特征的神经网络法、类比成本方法、工程成本估算法、参数成本估算法等，由于成本估算的方法很多，计算的精度不同，应用场合也不相同。在众多的方法中进行综合比较后发现，作业成本管理法具有不确定性高、应用阶段偏后、精确性高等特点，但结合PLM 以BOM为主线之后，其不确定性可大大提高，应用阶段也得以前置，因此作业成本估算法是最好选择。另外，作业成本估算法更适应间接成本的比重变化，可有效对间接成本的比例分配。再有，随着PLM 系统业务覆盖范围的增大，以及研发工具的提升，虚拟制造技术在企业中发挥着越来越重要的作用，这也为作业成本估算法的应用提供了重要支持，使得作业成本估算法更为科学和细化。原有人工使用各种电子表格中的公式进行计算的产品成本，使用作业成本法无法达到的工作效率，通过计算机技术特别是PLM 技术使作业成本估算法在实际生产经营中成为可能。其应用模式是通过将与产品有关的作业进行累加得到产品成本。

2.2 基于PLM的产品成本估算模型

在设计研发阶段的成本估算过程中会用 到 三 种BOM 视 图：EBOM，PBOM 和MBOM。EBOM 是通过CAX 工具软件生成，在PLM 环境下基于特征建模的CAD 系统自动提取生成的产品结构树物料清单，也称为工程BOM，是客户需求的初始体现，主要应用于设计阶段，主要包括产品名称、产品结构、明细表、汇总表、产品使用说明书、装箱清单等信息。PBOM 产生于CAPP 系统，以EBOM的数据为基础，制定工艺计划、工序信息等信息，可以产生计划BOM。MBOM 是制造部分根据己经生成的PBOM，对工艺装配步骤进行设计，再对材料定额属性信息排样汇总之后得到的，主要包括产品的工艺、工序、工时以及工装信息等，它详细描述了产品的整个制造过程。EBOM 是BOM 基础表现形式，其他任何形式的BOM 都是以EBOM 衍生。

产品成本主要包含设计费用、材料费用、制造费用和人工费用等。依据产品设计的工作量、设计复杂程度和资源消耗，可有效估算某单一物料的设计成本，再根据EBOM 所包含的所有物料进行分别计算，最后得出产品的研发设计费用。产品的材料费用估算基于PBOM进行，PBOM 包含所有的物料和相关的工艺流程，既可以通过PBOM 计算出材料费用，也为制造费用的计算提供依据。PBOM 中不仅包含人工费用、设备折旧、余废料率和低值易耗品费用等信息，也对产品下一步的作业内容、加工工时和工艺设备进行了定义。MBOM 反映物料在车间的消失顺序，即装配方法和装配顺序，根据其工时定额，结合工人的人工费率可得出人工费用，制造费用由单个设备的分摊折旧到每个产品或者单位时间内进行定量计算。

以BOM 为主线的作业成本估算法，在产品的设计研发阶段产品的步骤和方法。以BOM 为主线的作业成本估算法对估算的成本时序性与完备性有了可靠解决，可确保间接成本的合理性，也可以充分发挥成本的科学性。另外，BOM 作为PLM 系统的基本数据，特点是及时性和唯一性，因此，以BOM 作为面向PLM 的成本估算系统估算成本的及时性和一致性。

3 基于PLM的产品成本估算应用实践

3.1 将成本控制环节前置，提高产品盈利能力

企业在产品设计阶段，进行成本测算，可以建立采购价格、利润指标的最佳方案，将成本控制进行前置。成本估算过程中，要遵循两个原则：一是要求设计者设计产品时努力提高产品的使用价值与功能；二是要求设计者设计产品时以低成本获取最大的经济效益。即技术指标与经济指标同时做到先进。

在企业实际生产经营中，当产品设计完成后，再对其成本在生产制造等其他环节进行降低的可能性微乎其微，根据客户需求设定的目标成本与开发设计过程的直接关联性决定了设计阶段进行成本估算的重要性。产品完成后的估算成本是否优于目标成本，对企业利润、未来产品价格、开发费用预算、使用成本的控制等都有重要意义。基于PLM 的产品估算系统可进行如下成本管理工作：

与ERP 集成后，外购件、标准件在特定库选取中，自动显示ERP 系统中相应物料最新的价格、最后一次出库时间、库存数（ERP数据由ERP系统传递至成本估算系统数据库）。按部件或产品显示未有ERP 价格的外购件、标准件列表，由设计人员补充完整。由设计人员按上述部件或产品填入自制件的价格系数，成本管理系统按产品结构，自动汇总生成自制件价格和外购件、标准件价格。从更严谨的成本测算角度出发，将加工消耗材料定额、中心人工工时成本、设备折旧费等细化后，形成完整的工艺结构化数据，从而支持更为精准的成本管理需求。

3.2 从成本方面考虑优化产品设计方案

通过基于PLM 的成本估算管理系统平台，研发设计人员实际工作中，可以从成本方面考虑优化产品设计：

在达到用户要求的前提下，剔除产品的过剩功能。在产品质量达标的前提下，消除过剩的产品质量。在选取材料，工艺加工制造方面本着节约的原则，做到有效实用。在此基础上对产品成本进行测算，即通常说的，按照产品形成的不同阶段制定出目标成本，在保证完成目标成本的前提下。尽量采用新材料、新工艺、新方法和新技术，零部件尽量采用通用件、标准件，选材方面尽量采用普通材料代替进口材料，在采购时考虑产地与价格。对PBOM 进行优化分析，给出最佳的工艺方案，在制造过程中选择最好的加工方法，改良优化不合理的作业顺序，有效缩短生产制造准备周期。

4 结语

在市场竞争中，企业进行新产品研发设计的目的虽然是提高产品竞争力，但经济效益仍然是唯一的成功标准。成本领先战略是企业取得经济效益的基本竞争战略之一。

通过基于PLM 的产品成本估算系统的应用，针对影响其总成本的主要方面采取措施降低产品成本。将研发设计和成本管理有机地结合起来，可有效避免研发设计工作的盲目性，为企业带来成本竞争优势。