田啟文 許超 

　　目前，對于鈑金的研究一般都是排樣、折彎、沖壓以及成形等，對于鈑金的成本估算研究很少。傳統(tǒng)的鈑金成本以經(jīng)驗為基礎進行估算，并且一般只是關注生產(chǎn)成本。本文提出了基于全生命周期的成本估算方法，并引進人工神經(jīng)網(wǎng)絡調(diào)整成本估算結(jié)果，使之更接近實際成本。這樣，可以快速得到合理報價，將成本估算拓展到全生命周期，拓展了獲得利潤的途徑。 

　　一、 引言 

　　鈑金因其外形美觀、輕巧、加工方便、成本低廉等特點，在電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、機械制造、石油化工、船舶、航空航天、國防軍事等領域被廣泛應用。許多大學、研究所等科研機構(gòu)對鈑金進行了深入的研究，但是這些研究一般是對鈑金排樣、鈑金折彎、鈑金沖壓、鈑金成形以及CAD/CAM/CAPP集成等方法、優(yōu)化的研究，而對鈑金的成本估算研究很少。成本是現(xiàn)代企業(yè)增強競爭力必須重視的五大因素（Time、Quality、Service、Cost、Environment）之一，通過估算成本可以快速得到合理的報價，搶占市場先機，同時保證企業(yè)獲得一定的利潤；給企業(yè)管理者提供產(chǎn)品成本估計數(shù)據(jù)，為企業(yè)制定發(fā)展計劃和戰(zhàn)略決策提供依據(jù)。 

　　傳統(tǒng)的鈑金成本估算一般是以經(jīng)驗為基礎，進行手工估算。這種估算費時費力并缺乏科學依據(jù)，具有隨意性。并且以往的成本估算一般重視生產(chǎn)成本，而忽視其他成本。隨著技術的發(fā)展和競爭的激烈，僅限于生產(chǎn)過程的利潤空間越來越小了。先進制造技術的研究和發(fā)展提出了一些理論，將傳統(tǒng)的生產(chǎn)、銷售利潤來源拓展到設計、物流、庫存、回收等全生命周期的各個階段。精良生產(chǎn)（Lean Production）的核心思想就是去掉不增值作業(yè)鏈，最終達到包括市場在內(nèi)的生產(chǎn)各方面的最好效果。其主要支柱之一——準時生產(chǎn)（Just In Time）是通過減少庫存來減少成本。它把物流管理作為一種科技創(chuàng)新的范疇和管理理念，被廣泛地認為是企業(yè)降低物耗、提高勞動生產(chǎn)率以外的第三利潤源泉�；�于過程的鈑金全生命周期成本估算是按照鈑金全生命周期的流程，以時間軸為基準，對包括設計、制造、檢測、銷售、使用、維修、報廢等階段全生命周期的成本進行科學估算，并探討全生命周期的各階段對產(chǎn)品總成本的影響。全生命周期成本估算是一種考慮環(huán)境問題下的企業(yè)決策方法，它將環(huán)境和其他內(nèi)部成本與企業(yè)的行為對于環(huán)境和人類健康的外部影響及其成本與收益相結(jié)合。 

　　產(chǎn)品的全生命周期（All Life Cycle）包括：產(chǎn)品的設計階段、制造階段、銷售階段、使用階段和回收重用期的整個閉環(huán)周期。許多理論的提出是基于全生命周期的，一些研究機構(gòu)總結(jié)多年的研究成果，提出了生命周期分析（LCA Life Cycle Analysis）方法、全生命周期設計（LCD Life Cycle Design）、全生命周期的綠色制造等。 

　　二、 全生命周期成本估算 

具有代表性的全生命周期成本的估算方法有以下幾種：（1）參數(shù)成本方法；（2）工程成本方法；（3）類比成本方法；（4）基于特征的神經(jīng)網(wǎng)絡法；（5）作業(yè)成本估算法。E.M.Shehab 和H.S.Abdalla提出一種基于知識智能模式來估計全生命周期的產(chǎn)品成本的方法。鈑金作為機械產(chǎn)品既有普通性，又有特殊性。鈑金件非標準件居多、批量大，需要針對產(chǎn)品進行不同的設計；普通機械產(chǎn)品常用的車、鉗、銑、刨、磨等工藝在鈑金加工中應用較少，鈑金的原材料一般是板材，常用的工藝有沖裁、剪裁、沖孔、彎曲、壓延、旋壓、卷邊、擴口、脹形等；在鈑金的生產(chǎn)中，一般需要模具，模具的價格很高，在鈑金的成本中占有很大比例。本文從鈑金的全生命周期，包括設計、生產(chǎn)制造、銷售階段、使用維護、廢物回收等過程，進行成本估算研究。

　　1．設計成本 

　　鈑金的設計階段包括產(chǎn)品市場需求的調(diào)研、方案的形成、功能結(jié)構(gòu)的設計等。設計成本在產(chǎn)品總成本中占的比例較少，主要是市場調(diào)研的費用，設計人員的工資等。雖然設計成本所占比例比較低，但是對產(chǎn)品總成本有重大的影響。有關的研究表明，盡管產(chǎn)品的設計費用只占產(chǎn)品總成本的6%左右，但是70%以上的產(chǎn)品成本在概念設計階段就已經(jīng)確定了。據(jù)國外一份調(diào)查數(shù)據(jù)表明，為了糾正某一產(chǎn)品設計錯誤，僅需要35美元；在零件加工之前加以糾正，需花費177美元；在成批生產(chǎn)之前加以糾正，則需要花費368美元；如果等到產(chǎn)品投放市場后才加以糾正，則需要花費59000美元。 

　　2．生產(chǎn)制造成本 

　　生產(chǎn)制造成本是產(chǎn)品總成本的主要部分。根據(jù)我國企業(yè)會計準則規(guī)定，企業(yè)應采用制造成本計算法。因此鈑金件成本的構(gòu)成主要有： 直接材料費用、直接人工費用、制造費用。直接材料費用是指直接用于產(chǎn)品生產(chǎn)，構(gòu)成產(chǎn)品實體的原料、主要材料以及有助于產(chǎn)品形成的輔助材料和其他直接材料所產(chǎn)生的費用；直接人工費用是指直接參加生產(chǎn)的人員工資以及按生產(chǎn)人員工資總額和規(guī)定的比例計算提取的職工福利費；制造費用是指企業(yè)各生產(chǎn)單位為組織和管理生產(chǎn)而發(fā)生的各項間接費用�？梢苑譃榕c產(chǎn)量有直接關系的可變制造費用（如燃料與動力、機物料消耗等）；還有與產(chǎn)量無直接關系的固定制造費用（如管理人員工資、辦公費用、修理費、折舊費、采暖費、照明費等）。 

　　在生產(chǎn)成本的估算中，一個方便可行的方法是集成。與CAD軟件（AutoNEST、ProNest等）集成，可以直接讀取鈑金排樣BOM，按照材質(zhì)、板厚、規(guī)格等，經(jīng)過整理、歸類、計算得到材料BOM；調(diào)用材料價格庫，就可以得到直接材料費。直接人工費用主要是由設計費用，加工工時費用等組成。從CAPP中讀入或者手工輸入工藝BOM，分析得到需要的機械設備、夾具等輔助工具信息；并通過與CAM軟件集成，直接讀取數(shù)控程序的G代碼，根據(jù)G代碼中的信息，分析得到加工設備、加工時間，并把管理費按時間占用原則分攤到產(chǎn)品，完成制造費用成本的計算。直接材料費用、直接人工費用、制造費用組成生產(chǎn)成本技術估算。 

　　3．銷售階段成本 

　　銷售階段成本主要包括包裝、運輸、成品庫存成本、銷售和安裝調(diào)試的費用。目前，運輸一般交給第三方物流完成，雖然我國的第三方物流相比西方發(fā)達國家還有差距，但是我國的第三方物流正在向正規(guī)化、合理化道路邁進，我國已經(jīng)基本上形成了運行良好的物流產(chǎn)業(yè)。庫存成本與物流息息相關，一般物流成本高，產(chǎn)品的流動性好，庫存成本相應的就低。Anshumnan Gupta等提出了需求不確定條件下的庫存管理計劃，可以估算出相應庫存成本。 

　　4．使用維護階段和廢物回收階段的成本 

使用維護階段包括產(chǎn)品運行、維修；廢物回收階段包括產(chǎn)品報廢、零部件重用、原材料的回收再利用和廢物處理處置等。到了這兩階段，通過商品交易，商品的價值的擁有者發(fā)生了轉(zhuǎn)移，由原來的生產(chǎn)廠家轉(zhuǎn)移到了客戶。這個階段的成本一般由客戶承擔。這兩個階段的成本估算主要用于評價產(chǎn)品是否是綠色產(chǎn)品。 

　　5．數(shù)據(jù)庫的查詢 

　　經(jīng)過一段時間的使用，數(shù)據(jù)逐漸完備，有一些產(chǎn)品是重復生產(chǎn)或類似生產(chǎn)，這時候就要充分利用歷史數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)庫的建模過程中，零件的編碼在存貯時采用成組技術（Group Technology），以便于以后相同相似產(chǎn)品的快速定位。當輸入新的產(chǎn)品時，系統(tǒng)就在數(shù)據(jù)庫查找以前報價，并進行對比找到相同相似產(chǎn)品。相似的尺度標準可以根據(jù)相似度函數(shù)Sim(x,y)來完成比較。 

　　成組編碼技術建立在大量的歷史數(shù)據(jù)之上，它根據(jù)零件特征建立起編碼系統(tǒng)。20世紀50年代，以原捷克斯洛伐克金屬切削機床研究所卡洛茨為首的研究小組，根據(jù)成組技術原理制定了世界上第一個科學的零件編碼系統(tǒng)：VUOSO零件分類編碼系統(tǒng)。之后，國內(nèi)外學者又制定了各種不同的基于成組技術的零件編碼系統(tǒng)，如原聯(lián)邦德國的OPITZ系統(tǒng)、日本的KK-3系統(tǒng)以及我國的JLBM-1系統(tǒng)等，至今已有近百種。鈑金零件有一定的特殊性，零件品種多，非標準件多，在零件編碼存貯過程中，利用成組技術和各企業(yè)制定的標準相結(jié)合的方法。 

　　6．減少非確定因素的影響 

　　鈑金零件非標件多，因為一些非確定性因素的影響，會導致成本估算和實際的消耗的成本總有誤差。由于從影響因素到實際成本的具體映射關系是一種十分復雜的非線性關系，無法用經(jīng)典的解析表達式來表達，人工神經(jīng)網(wǎng)絡具有強大的非線性處理能力，因此選用人工神經(jīng)網(wǎng)絡來解決這一問題。把對結(jié)果影響大的特征參數(shù)，例如重量、材料、主要工藝、形狀特征等作為輸入，同時把估算成本作為輸入，把實際成本作為輸出。通過網(wǎng)絡進行自學習訓練，調(diào)整各層權重，把誤差降到最低。使估算成本更接近實際成本。

　　三、結(jié)束語 

　　本文對鈑金的全生命周期的成本估算進行了研究，并將全生命周期劃分為五個過程，分別研究各個過程的成本估算，以及對全生命周期成本的影響，并提出了利用成組技術構(gòu)件數(shù)據(jù)庫和相似函數(shù)進行相似性對比。還引入了人工神經(jīng)網(wǎng)絡以減少非確定因素的影響，使成本估算更準確合理。