不得不看! 优化产品成本，避免过度工程

汽车工业里，设计发生的“过度工程”（Over engineering），使产品客户特征复杂实现、产品性能超出客户的正常使用范围、产品耐久性超过了产品的使用生命周期，在没有增加客户价值的状态下，同时导致产品成本增加！

设计中的“过度工程”每天都在发生！也可以在每个产品上找到！这里把它们分为三类：

1.    产品客户特征

1）案例一：车载空调控制面板

图1 五款不同车型的车载空调控制面板

这是五款不同车型的车载空调控制面板，实现如下的客户特征：

1） 打开或关上空调

2） 调节并显示空调温度

3） 调节出风方向和风力大小

4）开关空气内循环、除前挡风玻璃和后玻璃霜

第一款车型用了3个旋钮，9个开关（含发光二极管显示开关状态），2个数字显示屏；

第二款车型用了11个按键开关（含发光二极管显示开关状态），1条二极管照明符号显示条；

第三款车型安装了1个旋钮，14个按键开关（部分含发光二极管显示开关状态）；

第四款采用了2个旋钮，10个开关（部分含发光二极管显示开关状态）；

第五款车型仅用了3个旋钮，3个开关（含发光二极管显示开关状态）

这五款车型的车载空调控制面板成本差异最多可高达200元，除去造型语言的影响因素外，是一个典型的、在实现产品客户特征方面的“过度工程”（Over engineering）。

2）案例二：座椅包覆面料

图2 座椅真皮切片前

真皮原材料有瑕疵、伤痕，切片前要人工标识，然后用切片软件自动计算各个切片分布位置。有的自主品牌车企要求切片后的真皮要无瑕疵！导致真皮利用率只有55% 至 60%， 而一些豪华品牌的真皮利用率高达70%，因为有一个量化的真皮瑕疵质量要求书，定义每平方分米容许几个瑕疵、多长的伤痕！不影响客户特征。这里，切片利用率，就是成本啊。更令我惊讶的是，在一次生产线实地研讨时，看到的切片软件计算是在一台15年前的Windows XP普通个人电脑上运行2个小时完成! 导致连原材料毫无瑕疵的PVC皮革，切片利用率也只能到达74%。 难道不知道，切片软件计算结果是有无限多个切片分布方案的？计算机的计算速度越快、计算时间越长，计算出来的切片分布方案，也就是说切片利用率就越高！为何不换一台计算速度快的工作站？让它周末计算2天，而不是用一台古老的普通旧电脑，只计算2个小时？

无瑕疵的要求或者没有量化的材料质量要求书，没有充分利用计算机软件的优化潜力，导致产品客户特征的“过度工程”。

2.    产品性能

1）设计时“过度工程”的一种典型，就是设置过高的设计安全系数。

这是一个SUV的前副车架，设计横梁（见图3绿色部分）时，安全系数设定为3.0，也就是说，如果理论计算出的强度除以3.0，然后对比实际强度要求，看看能否满足。实际案例中，安全系数降低为2.0，也是在十分安全的范围，降低了重量1.1公斤，成本降低10元，净现值（NPV）1036万元。

图3 一款SUV的前副车架（部分）

2）为了防止锈蚀，车身的部分钣金件（见图4）镀了锌层，这里有不同厚度，有40克每平米的，也有50克、70克每平米。一般车型使用40克或50克每平米镀锌层的板材，这样，长期使用的车辆，不会有锈蚀。有的车型，却要使用70克每平米的镀锌层，成本增加了，没有提升任何客户的使用性能。这也是一个“过度工程”的典型。

图4 一台轿车的车身和被动安全结构设计示意图

（Auto News Qoros 3 sedan 2014年日内瓦国际汽车沙龙）

3.    产品耐久性

图5 电子真空泵

这个电子真空泵（见图5电子真空泵）的产品耐久性最初要求它的电机可以启动120万次。 如果按照每行驶1公里电机启动一次的话，那么这辆车（单从电子真空泵来说）可以行驶120万公里，而正常乘用车的生命周期设定在25万至35万公里，也就是说，这个电子真空泵的产品耐久性要求远远超过整车的生命周期要求，又是一个“过度工程”Over Engineering的典型。从这里就能找到成本优化空间，在保障电子真空泵性能及整车NVH要求的前提下，通过对耐久性能要求的再次评审，由原来的120万次电机启动次数，降低为45万次（相当于可以在正常使用状况下，行驶45万公里），并做了相应的验证。单件成本降低300元，降低成本总额2250万元（净现值），另外降低重量200g。

总结

设计中的“过度工程”每天都在发生！也可以在每个产品上找到！产品的要求书是基于经验数据书写出来的，随着技术的进步，尤其在材料、制造工艺以及CAE（计算机辅助工程）的不断提高，从产品客户特征、产品性能、产品耐久性都可以寻找到设计和成本优化的空间。

作者刘晓毅博士（观昱机电技术（CostKey-Solutions.com）创始人， CEO），德国戴姆勒集团（奔驰汽车）21年成本工程部门高级经理，德国物理学家奖获得者，河北省百人计划、省级特聘专家，长城汽车技术中心原价重量企划部部长，主导全集团产品降本工作。中国汽车产业培训基地特聘讲师，高顿财税学院合作培训讲师，安亭政府特约培训嘉宾，同济大学汽车学院客座教授。