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精益设计的的步骤以及设计原则

精益设计是指以最小的资本投入来获得最大化的利益、价值。指从源头入手,在设计过程解决产品的质量问题,达到事半功倍的效果,前期的设计要把握降低成本等精益设计原则,同时精益设计有着复杂的步骤,本文就让让我们一起来看看精益设计的步骤,原则的相关内容吧。

一、精益设计的步骤

1、产品级目标成本确定

产品级目标成本确定如下:

(1)用户可接受的市场价格;

(2)计划利润;

(3)各种税金;

(4)营销费用;

(5)可变计件成本(计划);

(6)开发规划费用(计划);

(7)产品寿命周期承担的固定费用份额(计划)

(8)产品数量

这些都反映市场对目标成本的影响,指出了设计过程中为达到目标成本应控制的因素。目标成本确定时,既要考虑竞争对象的价格水平,还要考虑用户的经济能力。因此产品级目标成本的确定不是某一个部门的事,而涉及到企业甚至整个供应链的全过程各个环节。采用基于互联网的协同设计环境可在概念设计阶段改变了原有的线性设计流程,以并行工程的方式进行产品设计,各种功能小组互相作用与反馈重叠,目标成本方法在这种集成式设计中起了重要作用。

2、利用精益设计理念采用价值工程评价与修正

目标成本精益设计是及时制造,消灭故障,消除一切浪费,向零缺陷、零库存进军。企业中普遍运用价值工程的类型是功能分析,即对产品的每一主要功能或特征的效用和成本进行考察。这种分析的目的是确定效用与成本间的平衡。在复杂的产品设计中,所有组件累加形成最终产品的成本与价值。价值工程需要协同功能组去分析每种产品功能相关联的价值。这对每种功能价值的成本比率确定至关重要。价值工程由分析与确立两个步骤引导。在分析步骤中,决策与制造专家组调查产品功能价值与评价价值。在研究产品功能特点及成本、价值的基础上确定产品的价值系数:

3、计算机技术的应用

在产品设计方面,计算机技术主要应用在辅助设计和辅助设计管理。随着计算机业及软件业的进步,计算机辅助设计CAD软件,已经在工业界广泛使用。利用CAD软件能够很快设计出图纸,大大提高了作图效率。国际上的大企业已经开始尝试用计算机进行模拟实验、试做。例如,某一产品的塑料外壳需要很强的抗震能力,人们从以前大量试验获得的数据中,建立评价的模型,将此模型做成评价软件,此类产品通过CAD软件设计出后,用评价软件来模拟实验评价,可得出的设计有哪些方面比较薄弱,可能存在的问题,然后再修改设计图,再评价,直到评价合格,开始制作模具。而在此之前,并不需要制模具,修改模具等等工作,这样就减少了修改模具所耗费的时间及费用

精益设计的步骤

4、详细设计阶段产品成本设计

产品级目标成本确定后,在设计部门可根据概念设计的确定的方案进行产品详细设计的同时,财务部门需将产品层的目标成本进行分解,建立子件目标成本。这也是一个协同工作的过程,财务部需应用到设计部门提供的BOM、工艺路线、工作时间的信息,采用作业成本法,才能科学地进行目标成本分解

具体来说,从以下几方面人手:

(1)物料清单(BOM/BiII of Materia1)

BOM是完整的、正式的、结构化的组成一个产品的部件清单。该清单包含每个部件的物料编号、数量和计量单位。是自动生产材料成本的关键数据来源,并决定了计算顺序。物料清单可能包括半成品,而半成品本身也有物料清单,这样构成了多层物料清单。BOM可由设计部门创建,财务、生产、储运部门共享,具有惟一的BOM编号及用途。

(2)工作中心(Work center)

工作中心在产品目标成本分解中是计算人工成本和制造费用的基础,在工作中心定义了与产品成本相关的公式。

(3)工艺路线(ROUTING )

工艺路线描述了生产一种产品所需的每一道工序以及执行这些工序的先后顺序。包含了每一道工序在哪个工作中心中执行,需要哪些材料部件以及其他的一些计算生产期、产能、生产成本相关的技术信息。对每道工序,还需定义该工序的作业(Activity)数量。

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(4)成本中心

成本中心是目标成本分解、归集与控制的组织机构,在能明确成本控制责任和方便成本核算原则下,工作中心与成本中心可是多对一关系或一对一关系。在成本中心,通过各种BOM中物料成本、工艺路线定义的作业与工作中心定义的公式,汇总即可得产品各层级的目标成本。

(5)精益设计(Lean Engineering)的实现

可通过“设试、量试阶段解决消除所有缺陷”、缩短设计周期、主查负责制的项目组织形式、品质预测以及计算机技术的应用实现精益设计。

(6)设试、量试阶段解决消除所有缺陷

工业产品从设计开发到大批量生产,一般要经过设计试做(简称设试)、试量生产(简称量试)以及大批量生产(简称量产)三个阶段,对于复杂的工业产品,例如汽车还要追加技术试做等阶段。要实现及时生产,在量试阶段就要消除所有设计缺陷。

量试阶段消除所有缺陷使得设计的总损耗最小。在设计试做、量试、量产阶段,总损耗设计试作的单件损耗虽然很高,但因生产数量极少,总损耗不会太大。在量试开始,产品数量增多,虽然单件产品损耗率比设计试作时少,但总量比设计试作要多,总损耗增加。到大批量生产时,每天产量较高,在初期如果产品品质不能稳定,发生因品质问题停线及改造产品等情况,其损失可能巨大。因此,尽量将问题在批量生产前解决及缩短整个过程时间,保证新产品能高品质低损耗、快速地推向市场,已成为企业提升竞争力的利器。

(7)缩短设计周期

设计周期的缩短主要通过产品模块化设计、并行工程来解决。模块化(UNIT)设计也称单元化设计,产品由若干个模块(单元)组成,每个模块(单元)实现产品的一部分机能(功能),所有模块(单元、组件)组合后实现了产品全部机能(功能)的方式称为模块化设计。每个模块实现产品所需部分机能,全部组合后实现产品的全部机能,每个单元可以独立装拆,又可独立升级改进。只要某个单元(或若干单元)有了改进升级,整个产品的部分机能就能得到改进及升级。

二、精益设计16大设计原则

1、 材料变更:针对同系列材料、不同系列材料、同时变更材料和工艺3种方式进行着眼,在本行业内,本企业内、同行对标和跨行业间广泛地了解各种材料的具体应用,打开思路,追求降本。

2、料厚变更:减薄强度要求低产品的料厚,减薄整体料厚度但在局部区域增设加强筋,持续反问自己:“厚度还能不能降低了?”

3、 长度变更:针对线束和管路长度的layout布局设计优化,对紧固件(例如螺栓长度)用不到的地方可以减短

4、表面处理:镀铬、镀锌、喷漆、发黑不同处理方式及其成本差异的比较,选择最合适的表面处理方式

5、减少工艺:优化结构尽量减少二次加工工序

6、 加工工艺优化:尽量选择初级工艺,减少二次加工,减少废料以节约成本,或者减少不必要的加工特征(表面粗糙度、机加工面积区域等)

7、配置优化:减少配置,依据前期的市场调研,依据不同的客户群体需求确定最合理的配置

8、 功能优化:去除多余的不必要的功能,集成化功能设计

9、 减少零件个数:这是最基本的一条原则,要反复问自己:两个零件之间有无相对运动关系?是否必须要用不同的材料?能否合并安装或者做在一起?总之就是不断地拿部件的价值挑战自己的已有设计

10、 减少螺纹连接:螺纹连接费时费工,最经济的装备方式是卡接,装配效率也更高。(铆接、焊接次之)

11、装配工艺的优化:未详述,可参考《钟元老师的书》

12、 四化设计(通用/模块/系列/标准化):其中标准化的设计,尽量选择国标、企标里已有的标准件,同时注意减少标准件的数量(不利于后期生产车间物料管理)

以上就是所有关于精益设计的步骤,原则的内容,希望能对大家有所帮助。


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