基于区间分析的成本估算策略和方法研究

　　产品的方案设计阶段已经确定了产品的性能主参数,对于同一性能主参数的设计方案,有众多的结构实施方案可供选择。传统的结构设计方法以保证结构的可制造性和确保性能指标为准则,根据这一准则设计的结构方案其经济性指标往往达不到要求[1,2],例如,美国Xerox公司对实现同一性能指标的注塑机零件进行了详细的成本分析,发现美国的产品制造成本比日本的高出50%,其中原材料成本比日本高出10%,劳动力成本和加工成本比日本高出15%外,其余25%的成本均是结构设计不合理造成的。然而令人遗憾的是这一分析是在产品投产后才完成的,虽然对产品的改进设计起作用,但已严重地影响了产品的竞争能力和企业效益,若这一过程能提前到与设计过程同步,则会取得更大成效。因此,引入区间分析原理和并行工程策略,建立面向结构设计全过程的并行成本估算区间模型,从而为合理的结构设计和降低产品成本提供有效的工具。

　　1　成本估算误差因素分析

　　影响成本估算准确性的因素众多,主要分为2大类:①面向加工过程的成本估算模型自身的误差;②早期设计阶段产品参数的不确定性所引起的成本估算误差。假设面向加工过程的成本估算模型需要输入包含零件结构尺寸、材料、生产批量、加工方法等产品参数a、b、c、…、j、k。方案设计阶段最初有参数a、b、c,随着设计进程的推进,设计师相继确定了参数d、e、f、g、h、i、j、k,可得到成本估算方程模式

　　式中,F()为面向加工过程的成本估算模型;f()为参数自动映射关系;ΔK为面向加工过程的成本估算模型F()自身的误差;ΔC为产品参数不确定所引起的误差;d-、e-、…、j-、k-分别为早期设计阶段对未知参数d、e、…、j、k所取的估计值。

　　1.1　成本估算模型自身误差

　　面向加工过程的成本估算模型自身固有的误差,在各个设计阶段的成本估算中始终存在,这类误差往往可以消除或者控制在允许的误差范围内。成本估算模型自身的误差产生于2个阶段:模型的建立阶段和模型的使用阶段。

　　1.1.1　成本估算模型的建立阶段

　　在成本估算模型的建立过程中,考虑到实际成本来源众多,计算复杂,往往采用简化的计算方法:忽略一部分所占份额较小但又计算复杂的成本项;对于不能忽略又难以计算的成本项(如加工公共成本的可变部分),往往将其统计平均值转换为其它成本项的系数因子加以考虑。这类误差难于彻底消除,但需控制在允许的误差范围内。

　　面向加工过程的成本估算模型适用于产品施工设计阶段,这时零件的详细结构设计已经基本完成,可将零件参数作为成本控制因子代入成本函数进行估算。考虑到成本估算允许存在一定的误差,而且设计师也希望能够及早地了解产品成本信息,因此,在建立成本估算模型时往往舍弃一些对成本影响很小但需要设计师在更为详细的设计阶段确定的参数,例如零件上尺寸较小的工艺圆角。忽略某些零件参数所引起的受人为控制的成本估算误差,它们总是在允许的误差范围内。