基于目標成本約束的機械產品配置研究

高靜，李開世，黃文權

（四川理工學院機械工程學院，四川 自貢643000）

0 引 言

隨著市場經濟由賣方市場向買方市場的轉變［1］，隨著技術經濟向知識經濟的轉變，如何快速了解客戶需求，如何根據獲取的客戶需求快速配置出讓客戶滿意的產品［3］，已成為未來企業，尤其是制造業發展的不可避免的趨勢［4］。而產品配置正好就是這樣一種技術，產品配置就是在了解、分析、歸納客戶需求的基礎上，預測未來產品市場的發展方向，制定企業的發展戰略，從而在激烈的市場競爭中占有一席之地，以提高企業經營利潤［5］。

1 基于目標成本約束的產品配置模型的建立

1.1 客戶需求獲取與目標成本的制定

隨著市場經濟模式的轉變，成本的高低、產品能否滿足顧客需求無疑會影響企業的競爭力。本研究以自行車產品為實例，通過客戶需求獲取方法，形成客戶需求表，為產品配置提供配置依據；通過研究目標成本的已有的制定方法，確定自行車產品的目標成本，為產品配置提供成本約束。

1.1.1 客戶需求獲取

信息技術和先進生產制造技術的完善與發展［3］，同類產品因相似程度高而變得越來越難以區分，所以企業想在競爭中獲取優勢將變得異常艱難。因此，以產品為中心的生產模式逐漸轉向了以客戶為中心的生產模式［4］。企業必須能夠快速準確地獲取客戶個性化需求并根據個性化需求配置出個性化產品，需要及時對獲取的客戶需求進行分析、歸類，從而把客戶需求的性能、功能、價格等描述轉化成產品配置所需的產品結構特征數據，為下一步的產品配置提供可靠的結構信息。根據主動分析法獲取的客戶需求如表1 所示。

表1 自行車產品用戶需求分類

1.1.2 目標成本的制定

在當今激烈的市場競爭中，低成本無疑是企業占據競爭優勢地位的一個決定性因素，而目標成本法［5］就是在市場預測的基礎上確定的相對比較低的成本。目標成本［2］的實質是成本的前饋控制，是一種先導性和預防性的控制方式。確定目標成本，根據倒推法原理：目標成本=目標售價-目標利潤-稅金。

目標成本制定的具體步驟：

第一步：目標售價的確定，根據市場調查，選擇普通自行車銷售價格為500 元，為不含稅售價；

第二步：應納稅收的確定，根據現行稅法條例，制造業的稅收率為15%，則稅收=500*15%=75 元，稅后價格=500-75=425 元；

第三步：目標利潤的計算，目前自行車行業的利潤率為10%~20%，居中選則15%。目標利潤=425/（1+15%）×15%=55 元；

第四步：目標成本=目標售價-目標利潤-稅收=500-55-75=370 元。

1.2 配置模型建立及求解

產品配置模型是根據產品功能及結構建立的模型，是產品所有結構功能信息的總和，用于具體產品的配置。產品配置是一項新的“生產”技術。

1.2.1 基于實例推理的產品配置模型

基于實例的產品配置原理就是從以前成功配置產品的實例庫中，根據獲取的客戶需求和一定的約束條件從實例庫中檢索出與客戶需求相近的一個或幾個實例，或者一個實例都沒有。圖1 為基于實例的產品配置原理圖。

圖1 基于實例配置基本原理

圖2 基于成本約束的配置模型

1.2.2 基于目標成本約束的產品配置模型

基于成本約束的產品配置就是將成本最低的原則融入產品配置設計的各個階段［8］，實現可配置產品的成本最低。圖2 為基于目標成本約束的產品配置模型。根據基于實例推理的理論和成本的特點，將產品配置分為三部分：

1）產品模塊實例庫的建立［7］。在實例推理技術中，實例是基礎；2）相似實例檢索；3）成品性能評價和入庫。

成本約束形成一種以成本最低為目標的產品配置方法，該方法主要包括產品配置知識表示和配置求解兩部分內容。本文提出的基于成本約束的產品配置設計是指在產品配置過程中將目標成本和顧客需求與產品功能、結構及常規性能需求綜合考慮，將成本最低的理念和思想融入產品配置過程中。

1.2.3 配置求解

配置求解就是根據已建立的產品配置模型，根據一定的約束條件，配置規則，實現模型實例化的過程。

因為所選產品的零件數并不多，所以本文進行了手工配置。在進行產品配置之前要做的準備工作，首先計算出實例庫中配置產品的最低成本、最高成本。如果獲取的目標成本小于最低成本，就沒必要進行產品配置了，此時就需要進行直接的沖突消解了。

如果目標成本在兩者之間，才有進行產品配置的必要。配置求解步驟為：1）基于成本最低原理，首先在實例庫中配置出符合客戶基本需要的實例；2）輸入客戶特殊需求，進行實例修改，并將選擇的零部件按照成本卷積原理［6］計算，記為配置成本，并將配置成本與目標成本作比較，邊配置邊計算邊比較，如果配置成本大于目標成本了，則發生沖突，不管配置是否結束直接停止配置任務，進行沖突消解；如果在配置過程中配置成本小于目標成本，則繼續進行。3）輸出配置成功的BOM 和產品價格，或者輸出無解。

如果目標成本大于最高配置成本，這種情況一般不會出現，所以也就沒必要討論了。

1.3 沖突消解

沖突是相關事務之間一種不穩定、不和諧、不一致、矛盾的狀態［9］，因為沖突的存在，造成了許多不利的影響；當然沖突也有有利的一面，因為隨著沖突的不斷解決，一個更符合客戶需求的、更優的產品也就配置出來了［10］。

當配置成本大于目標成本時，系統將發生沖突，此時可以從三個方面考慮。

1）判斷目標成本的制定是否合理，是否太低，在目前生產技術和原材料價格方面達到預定目標相當困難。

2）在配置好的產品中，在滿足客戶需求的基礎上，看看是否有顧客并不需要或根本不在乎的功能,或者對材料性能沒有那么嚴格的要求。

3）從目標成本和產品配置兩方面著手來考慮，稍微提升一下目標成本，同時在產品配置成本上面再稍微降低一下,取一個折中值。

2 自行車產品的實例應用研究

自行車是一種典型的機械產品，是一項進行產品配置研究很好的產品。圖3 為簡單開發的自行車配置系統。

圖3 自行車配置系統

根據客戶需求配置的產品成本為382 元，與目標成本發生了沖突，進行沖突消解的方法為：

第一種情況，調整目標成本。此時可以看出，配置成本382 元大于目標成本370 元，差異為382-370=12 元，如果提高目標成本，目標利潤將變為55-12=43 元，此時的利潤率為43/382=11.2%＞10%，此時的目標利潤率大于10%，企業還是可以接受的。

第二種情況，進行產品的再配置。基于零件庫最低配置成本342 元，客戶基本需求的配置成本為367 元，可變需求配置成本為15 元，可以看出，如果只需滿足客戶的基本需求以及對某些性能的特殊要求，而忽略可變需求的配置成本，此時認為配置成功，但考慮到市場競爭的激烈性，若不能滿足顧客可變需求，將很可能失去競爭市場，此時通過觀察產品的零件成本庫，發現普通車座價格為20 元，舒適型車座價格為30 元，相差10 元，而普通車閘為15元，耐用型車閘為30 元，相差為15 元，因為配置時，假定所有的零部件都是自己生產的，此時可以根據價值工程的替代原理，將目光轉向外協件，看是否有價格適中的外協件，如果有一款舒適車座價格為25 元，性能介于普通車閘和耐用型車閘，此時的配置成本為382-10=372 元，稍微大于目標成本，此時認為配置結果還是可以接受的。

根據兩種沖突消解情況，如果只提高目標成本，企業利潤率將降低15%-11.2%=3.8%，而根據再配置的情況，目標成本只提高372-370=2 元，此時企業的利潤率53/372=14.2%，雖然小于預定的15%的利潤率，但是顯然大于11.2%的利潤率，基于各種沖突消解情況的綜合考慮，稍微提高一下目標成本，同時選擇外協件來代替自制件，此時既能滿足客戶需求，也能讓企業獲取一定的利潤。

3 結 論

目標成本的發展已經比較成熟，它具有很好的指導性和先進性。如何選定目標成本需要選定合適的市場與消費者為研究對象。作為人工智能的一部分，產品配置在最近幾年得到了很大的發展，建模方法與建模技術使產品設計周期越來越短，在設計與研發過程中，沖突不可避免的，本文具根據具體情況采取了不同的沖突消解策略，基本達到了消解沖突的目的。本文具有一定的理論基礎，能夠為在實際應用中做很好的指導。

在今后的研究中，可以將目標成本與作業成本、價值工程等結合起來研究，實現設計、生產、管理一體化。同時將目標成本的分解與產品配置原理緊密的結合起來，提高沖突檢測的技術，盡快提出消解方案的策略。通過理論和實踐的互相補充，推行精細化設計，強化設計的節約意識，提高企業在社會中的競爭力。

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［8］ 李妮婭.制造業產品配置研究［D］.長春:吉林大學，2008.

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［10］ 孟秀麗，韓向東，曹杰.機床協同設計中基于實例的沖突消解［J］.中國制造業信息化:學術版，2005（10）：109-112.