降本設計是近年來各企業(yè)內部呼聲很高的口號,企業(yè)深知產品成本關系著企業(yè)的盈利和存亡。但是，當真正準備把降本設計付諸實際行動時，卻不知如何下手，因為無先例可循，也無任何書籍和資料可查詢。
面向成本的產品設計(DFC)正是企業(yè)所急需的降本設計之道。本書詳細介紹了面向成本的產品設計，包括產品成本認知、DFC流程、材料選擇、制造及裝配工藝選擇、裝配件成本計算及降低裝配件成本的設計、塑膠件成本計算及降低塑膠件成本的設計、沖壓件成本計算及降低沖壓件成本的設計和DFC成本計算軟件等，可以指導企業(yè)和工程師一步一步、腳踏實地把降本設計從口號變?yōu)榫唧w行動。
本書適合從事產品開發(fā)的工程師及企業(yè)管理人員閱讀，也可供高等院校機械類專業(yè)師生學習參考。
目錄
前言
第1章 產品成本………………………………………………………………………1
1.1 成本的概念和分類……………………………………………………………1
1.1.1 成本的概念………………………………………………………………1
1.1.2 成本的分類………………………………………………………………1
1.2 產品成本概述…………………………………………………………………5
1.2.1 產品成本的概念…………………………………………………………5
1.2.2 對待產品成本的三個態(tài)度………………………………………………6
1.2.3 降低產品成本是企業(yè)提高利潤的最好方法……………………………8
1.2.4 產品成本領先戰(zhàn)略………………………………………………………10
1.3 產品成本的構成………………………………………………………………11
1.3.1 iPhone成本的構成………………………………………………………11
1.3.2 產品成本的分類…………………………………………………………12
1.3.3 產品成本與產品產量的關系……………………………………………14
1.3.4 21個降低產品成本的方法………………………………………………16
1.4 產品成本決定性認知的四個階段……………………………………………20
1.4.1 產品成本是由產品制造決定的…………………………………………20
1.4.2 產品成本是由產品設計決定的…………………………………………23
1.4.3 產品成本是由產品概念設計決定的……………………………………23
1.4.4 產品成本是由產品規(guī)格決定的…………………………………………25
1.4.5 工程師的困境……………………………………………………………26
第2章 面向成本的產品設計流程……………………………………………………28
2.1 面向成本的產品設計八大原則………………………………………………28
2.2 面向成本的產品設計流程……………………………………………………33
2.3 產品需求文檔…………………………………………………………………33
2.4 目標成本管理…………………………………………………………………36
2.4.1 目標成本概述……………………………………………………………36
2.4.2 設定目標成本的流程……………………………………………………38
2.5 投資回報計算…………………………………………………………………39
2.5.1 凈現(xiàn)值法…………………………………………………………………39
2.5.2 回收期法…………………………………………………………………42
2.5.3 內部收益率法……………………………………………………………44
2.5.4 盈利指數(shù)法………………………………………………………………45
2.6 概念設計………………………………………………………………………46
2.6.1 概念設計概述……………………………………………………………46
2.6.2 問題分解…………………………………………………………………48
2.6.3 信息收集…………………………………………………………………49
2.6.4 產生新的方案……………………………………………………………50
2.6.5 方案評估…………………………………………………………………55
2.7 CAE分析……………………………………………………………………… 56
2.8 原型制作和驗證………………………………………………………………58
2.8.1 原型制作的概念與作用…………………………………………………58
2.8.2 原型制作的方法…………………………………………………………59
2.9 自制和外購……………………………………………………………………64
2.9.1 自制和外購決策的決定因素……………………………………………64
2.9.2 自制和外購決策的成本分析……………………………………………66
2.10 與供應商協(xié)作降低成本………………………………………………………68
2.10.1 向供應商要成本的三大原則………………………………………… 68
2.10.2 四級供應商與企業(yè)的關系…………………………………………… 73
2.11 生產線設計………………………………………………………………… 74
2.12 產品成本數(shù)據(jù)庫…………………………………………………………… 76
2.12.1 產品成本數(shù)據(jù)庫的概念……………………………………………… 76
2.12.2 產品成本數(shù)據(jù)庫的價值……………………………………………… 76
2.12.3 如何建立產品成本數(shù)據(jù)庫…………………………………………… 77
2.12.4 產品成本數(shù)據(jù)庫的加速器 :信息化工具…………………………… 79
2.13從制造端降低產品成本……………………………………………………… 79
2.13.1 豐田生產模式………………………………………………………… 79
2.13.2 豐田生產方式對產品設計的啟示…………………………………… 80
2.14 產品成本經驗總結……………………………………………………………80
第3章 材料選擇………………………………………………………………………82
3.1 術語……………………………………………………………………………82
3.2 工程材料分類…………………………………………………………………84
3.3 材料的性能……………………………………………………………………87
3.3.1 材料的使用性能…………………………………………………………87
3.3.2 材料的工藝性能…………………………………………………………91
3.3.3 材料的價格………………………………………………………………92
3.4 零件使用材料的進化…………………………………………………………94
3.4.1 水壺使用材料的進化……………………………………………………94
3.4.2 飛機使用材料的進化……………………………………………………94
3.5 材料選擇概述…………………………………………………………………96
3.5.1 為什么會選擇新的材料…………………………………………………96
3.5.2 材料選擇不僅僅依靠經驗………………………………………………97
3.5.3 錯誤的材料選擇代價高昂………………………………………………97
3.5.4 材料、功能、形狀及制造和裝配工藝的相互關系……………………98
3.5.5 材料與產品成本…………………………………………………………98
3.6 材料選擇流程…………………………………………………………………99
3.6.1 定義部件設計要求………………………………………………………99
3.6.2 定義零件設計要求………………………………………………………100
3.6.3 定義候選材料……………………………………………………………105
3.6.4 候選材料評估……………………………………………………………106
3.6.5 選擇最優(yōu)材料……………………………………………………………108
第4章 常規(guī)制造工藝選擇……………………………………………………………109
4.1 制造工藝選擇概述……………………………………………………………109
4.1.1 制造工藝與成本…………………………………………………………109
4.1.2 制造工藝的選擇方法……………………………………………………110
4.2 常規(guī)制造工藝介紹……………………………………………………………113
4.2.1 制造工藝總覽……………………………………………………………113
4.2.2 注射成型…………………………………………………………………114
4.2.3 熱壓成型…………………………………………………………………117
4.2.4 旋轉成型…………………………………………………………………120
4.2.5 吹塑成型…………………………………………………………………123
4.2.6 發(fā)泡成型…………………………………………………………………126
4.2.7 塑料擠出成型……………………………………………………………128
4.2.8 模壓成型…………………………………………………………………130
4.2.9 壓力鑄造…………………………………………………………………132
4.2.10 砂型鑄造……………………………………………………………… 133
4.2.11 熔模鑄造……………………………………………………………… 135
4.2.12 鍛造…………………………………………………………………… 137
4.2.13 沖壓…………………………………………………………………… 139
4.2.14 手糊成型……………………………………………………………… 140
4.2.15 樹脂傳遞模塑成型…………………………………………………… 142
4.2.16 粉末成形……………………………………………………………… 144
第5章 常規(guī)裝配工藝選擇………………………………………………………… 148
5.1 裝配生產線……………………………………………………………………148
5.1.1 裝配生產線選擇策略……………………………………………………148
5.1.2 案例 :醫(yī)療單向閥的裝配………………………………………………152
5.2 緊固工藝………………………………………………………………………153
5.2.1 緊固工藝與成本…………………………………………………………153
5.2.2 緊固工藝選擇策略………………………………………………………154
5.2.3 常規(guī)緊固工藝……………………………………………………………157
第6章 非常規(guī)制造和裝配工藝………………………………………………………184
6.1 制造和裝配工藝的融合………………………………………………………184
6.1.1 注射成型和裝配的制造單元生產………………………………………184
6.1.2 密封工藝的進化…………………………………………………………185
6.2 金屬與塑料的結合工藝………………………………………………………187
6.2.1 激光直接成型技術………………………………………………………187
6.2.2 納米注射技術……………………………………………………………189
6.3 金屬注射成型…………………………………………………………………192
6.3.1 MIM的概念……………………………………………………………… 192
6.3.2 MIM的工藝過程………………………………………………………… 193
6.3.3 適用于MIM的材料……………………………………………………… 194
6.3.4 MIM的基本屬性………………………………………………………… 195
6.3.5 MIM的技術優(yōu)勢與限制………………………………………………… 195
6.3.6 MIM的應用領域………………………………………………………… 197
6.4 結構膠粘………………………………………………………………………198
6.4.1 結構膠粘劑的概念………………………………………………………198
6.4.2 結構膠粘劑的分類………………………………………………………200
6.4.3 結構膠粘的優(yōu)缺點………………………………………………………200
6.4.4 結構膠粘的應用…………………………………………………………202
6.5 微發(fā)泡注射成型………………………………………………………………202
6.5.1 微發(fā)泡注射成型的概念…………………………………………………202
6.5.2 微發(fā)泡注射成型的工藝過程……………………………………………203
6.5.3 微發(fā)泡注射成型的優(yōu)點…………………………………………………204
6.5.4 微發(fā)泡注射成型的應用…………………………………………………209
6.6 多組分注射成型………………………………………………………………210
6.7 低壓注射成型…………………………………………………………………212
第7章 小時費率………………………………………………………………………216
7.1 直接人工小時費率……………………………………………………………216
7.1.1 直接人工成本的構成……………………………………………………216
7.1.2 直接人工小時費率的計算………………………………………………217
7.1.3 直接人工小時費率的增長趨勢…………………………………………219
7.2 機器小時費率…………………………………………………………………220
7.2.1 機器小時費率的概念……………………………………………………220
7.2.2 名詞定義…………………………………………………………………221
7.2.3 固定成本…………………………………………………………………221
7.2.4 可變成本…………………………………………………………………224
7.2.5 機器小時費率的計算……………………………………………………225
第8章 面向成本的裝配件設計………………………………………………………227
8.1 裝配介紹………………………………………………………………………227
8.1.1 裝配的概念………………………………………………………………227
8.1.2 裝配工藝過程的設計……………………………………………………227
8.1.3 生產線的結構……………………………………………………………229
8.2 生產節(jié)拍與標準工時…………………………………………………………232
8.2.1 生產節(jié)拍…………………………………………………………………232
8.2.2 標準工時…………………………………………………………………234
8.2.3 標準工時、瓶頸工時與生產節(jié)拍………………………………………238
8.3 裝配成本計算…………………………………………………………………238
8.3.1 裝配成本的計算公式……………………………………………………238
8.3.2 裝配成本的計算步驟……………………………………………………239
8.4 降低產品裝配成本……………………………………………………………240
8.4.1 去除緊固工藝……………………………………………………………241
8.4.2 選擇合適的緊固工藝……………………………………………………241
8.4.3 面向裝配的設計…………………………………………………………244
8.4.4 從產品設計階段改善生產線平衡………………………………………246
第9章 面向成本的塑膠件設計………………………………………………………253
9.1 注射成型工藝…………………………………………………………………253
9.1.1 注射成型工藝簡介………………………………………………………253
9.1.2 注射成型機………………………………………………………………253
9.1.3 注射模具…………………………………………………………………253
9.2 注射成型周期…………………………………………………………………259
9.2.1 注射成型工藝過程………………………………………………………259
9.2.2 充填時間…………………………………………………………………262
9.2.3 冷卻時間…………………………………………………………………263
9.2.4 開合模時間………………………………………………………………267
9.2.5 注射成型周期計算………………………………………………………269
9.3 塑膠件成本計算………………………………………………………………270
9.3.1 塑膠件成本構成…………………………………………………………270
9.3.2 材料成本…………………………………………………………………270
9.3.3 注射加工成本……………………………………………………………273
9.3.4 塑膠件成本………………………………………………………………273
9.4 降低塑膠件成本………………………………………………………………273
9.4.1 選擇合適的緊固工藝……………………………………………………274
9.4.2 降低原材料成本…………………………………………………………287
9.4.3 降低加工成本……………………………………………………………293
9.4.4 面向成本的塑膠件開發(fā)流程……………………………………………323
第10章 面向成本的沖壓件設計…………………………………………………… 326
10.1 沖壓工藝…………………………………………………………………… 326
10.1.1 沖壓概述……………………………………………………………… 326
10.1.2 沖壓模具……………………………………………………………… 329
10.1.3 壓力機………………………………………………………………… 331
10.1.4 沖壓生產線…………………………………………………………… 332
10.2沖壓件成本計算……………………………………………………………… 335
10.2.1 沖壓件成本構成……………………………………………………… 335
10.2.2 材料成本……………………………………………………………… 336
10.2.3 沖壓加工成本………………………………………………………… 338
10.2.4 沖壓件成本…………………………………………………………… 340
10.3 降低沖壓件成本…………………………………………………………… 340
10.3.1 從DFA角度降低成本……………………………………………………340
10.3.2 降低材料成本………………………………………………………… 348
10.3.3 降低沖壓模具成本…………………………………………………… 358
10.3.4 利用連續(xù)模料帶輔助后續(xù)裝配工序………………………………… 360
10.3.5 選擇合適的壓力機…………………………………………………… 363
10.3.6 選擇合適的生產方式………………………………………………… 364
10.3.7 沖壓件公差…………………………………………………………… 364
10.3.8 面向成本的沖壓件開發(fā)流程………………………………………… 368
第11章 DFC成本計算軟件……………………………………………………………371
11.1 產品成本計算……………………………………………………………… 371
11.1.1 產品成本計算的必要性……………………………………………… 371
11.1.2 產品成本計算的關鍵………………………………………………… 374
11.1.3 產品成本計算的挑戰(zhàn)………………………………………………… 374
11.1.4 成本計算不建議使用Excel表格………………………………………375
11.2 DFC成本計算軟件介紹………………………………………………………376
11.3 DFC成本計算軟件應用案例…………………………………………………380
11.3.1 注射成本的計算過程………………………………………………… 380
11.3.2 設計方案決策………………………………………………………… 381
11.3.3 降低塑膠件成本……………………………………………………… 382
參考文獻……………………………………………………………………………… 387
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