面向成本的产品设计：降本设计之道

通过本书，读者可以学到：
如何选择合适的产品进行开发
如何选择合适的设计方案
如何选择合适的零件材料
如何选择合适的零件制造工艺
如何选择合适的零件装配工艺
如何准确计算塑胶件、冲压件和装配件成本
如何降低塑胶件、冲压件和装配件成本
如何利用DFC软件来指导降本
如何把降本设计变成一步一步的具体行动

降本设计是近年来各企业内部呼声很高的口号,企业深知产品成本关系着企业的盈利和存亡。但是，当真正准备把降本设计付诸实际行动时，却不知如何下手，因为无先例可循，也无任何书籍和资料可查询。
面向成本的产品设计(DFC)正是企业所急需的降本设计之道。本书详细介绍了面向成本的产品设计，包括产品成本认知、DFC流程、材料选择、制造及装配工艺选择、装配件成本计算及降低装配件成本的设计、塑胶件成本计算及降低塑胶件成本的设计、冲压件成本计算及降低冲压件成本的设计和DFC成本计算软件等，可以指导企业和工程师一步一步、脚踏实地把降本设计从口号变为具体行动。
本书适合从事产品开发的工程师及企业管理人员阅读，也可供高等院校机械类专业师生学习参考。

钟元，四川大学机械专业工学硕士。
具有20余年的实际产品开发经验，开发过台式计算机、服务器、连接器和汽车零部件等大批量产品，为企业节省了数百万至数千万元成本。
先后为华为、中车、ABB、康佳电子、艾默生、欧普照明、旭东中国、瑞士GF、特灵空调、科瑞集团、国人通信、三菱电梯、中艺实业、日本化药和重庆机电控股（集团）等近百家国内外知名企业提供降本设计培训、咨询及导入服务。
成功开发出了产品成本计算软件——DFC软件，该软件可帮助企业快速、准确地计算产品成本和投资回报，从而做出正确的投资决策和设计决策。
集多年产品开发经验和国内外先进产品开发理念，2011年编写出版了《面向制造和装配的产品设计指南》，深受读者欢迎；2016年第进行了修订再版，目前已累计重印10余次，销售3万余册，是*畅销的产品设计书籍之一，工程师对本书的评价是“非常实用”。

目录
前言
第1章　产品成本………………………………………………………………………1 　
1.1　成本的概念和分类……………………………………………………………1 　　
1.1.1　成本的概念………………………………………………………………1 　　
1.1.2　成本的分类………………………………………………………………1 　
1.2　产品成本概述…………………………………………………………………5 　　
1.2.1　产品成本的概念…………………………………………………………5 　　
1.2.2　对待产品成本的三个态度………………………………………………6 　　
1.2.3　降低产品成本是企业提高利润的最好方法……………………………8 　　
1.2.4　产品成本领先战略………………………………………………………10 　
1.3　产品成本的构成………………………………………………………………11　　
1.3.1　iPhone成本的构成………………………………………………………11 　　
1.3.2 产品成本的分类…………………………………………………………12 　　
1.3.3 产品成本与产品产量的关系……………………………………………14
1.3.4　21个降低产品成本的方法………………………………………………16 　　
1.4　产品成本决定性认知的四个阶段……………………………………………20　　
1.4.1　产品成本是由产品制造决定的…………………………………………20　
1.4.2　产品成本是由产品设计决定的…………………………………………23　　
1.4.3　产品成本是由产品概念设计决定的……………………………………23　
1.4.4　产品成本是由产品规格决定的…………………………………………25　
1.4.5　工程师的困境……………………………………………………………26
第2章　面向成本的产品设计流程……………………………………………………28
2.1　面向成本的产品设计八大原则………………………………………………28
2.2　面向成本的产品设计流程……………………………………………………33
2.3　产品需求文档…………………………………………………………………33
2.4　目标成本管理…………………………………………………………………36　
2.4.1　目标成本概述……………………………………………………………36　
2.4.2　设定目标成本的流程……………………………………………………38
2.5　投资回报计算…………………………………………………………………39
2.5.1　净现值法…………………………………………………………………39　
2.5.2　回收期法…………………………………………………………………42　
2.5.3　内部收益率法……………………………………………………………44　
2.5.4　盈利指数法………………………………………………………………45
2.6　概念设计………………………………………………………………………46
2.6.1　概念设计概述……………………………………………………………46
2.6.2　问题分解…………………………………………………………………48
2.6.3　信息收集…………………………………………………………………49
2.6.4　产生新的方案……………………………………………………………50
2.6.5　方案评估…………………………………………………………………55
2.7　CAE分析……………………………………………………………………… 56
2.8　原型制作和验证………………………………………………………………58
2.8.1　原型制作的概念与作用…………………………………………………58　
2.8.2　原型制作的方法…………………………………………………………59
2.9　自制和外购……………………………………………………………………64
2.9.1　自制和外购决策的决定因素……………………………………………64　
2.9.2　自制和外购决策的成本分析……………………………………………66
2.10 与供应商协作降低成本………………………………………………………68
2.10.1　向供应商要成本的三大原则………………………………………… 68
2.10.2　四级供应商与企业的关系…………………………………………… 73
2.11　生产线设计………………………………………………………………… 74
2.12 产品成本数据库…………………………………………………………… 76
2.12.1　产品成本数据库的概念……………………………………………… 76　
2.12.2　产品成本数据库的价值……………………………………………… 76　
2.12.3　如何建立产品成本数据库…………………………………………… 77　
2.12.4　产品成本数据库的加速器 :信息化工具…………………………… 79　
2.13从制造端降低产品成本……………………………………………………… 79 　　
2.13.1　丰田生产模式………………………………………………………… 79　
　2.13.2　丰田生产方式对产品设计的启示…………………………………… 80　
2.14 产品成本经验总结……………………………………………………………80
第3章　材料选择………………………………………………………………………82　
3.1　术语……………………………………………………………………………82　
3.2　工程材料分类…………………………………………………………………84　
3.3　材料的性能……………………………………………………………………87　
3.3.1　材料的使用性能…………………………………………………………87　　
3.3.2　材料的工艺性能…………………………………………………………91　　
3.3.3　材料的价格………………………………………………………………92
3.4　零件使用材料的进化…………………………………………………………94
3.4.1　水壶使用材料的进化……………………………………………………94　
3.4.2　飞机使用材料的进化……………………………………………………94
3.5　材料选择概述…………………………………………………………………96
　3.5.1　为什么会选择新的材料…………………………………………………96　　
3.5.2　材料选择不仅仅依靠经验………………………………………………97 　　
3.5.3　错误的材料选择代价高昂………………………………………………97　　
3.5.4　材料、功能、形状及制造和装配工艺的相互关系……………………98 　　
3.5.5　材料与产品成本…………………………………………………………98
3.6　材料选择流程…………………………………………………………………99
3.6.1　定义部件设计要求………………………………………………………99　
3.6.2　定义零件设计要求………………………………………………………100　　
3.6.3　定义候选材料……………………………………………………………105　　
3.6.4　候选材料评估……………………………………………………………106　　
3.6.5　选择最优材料……………………………………………………………108
第4章　常规制造工艺选择……………………………………………………………109
4.1　制造工艺选择概述……………………………………………………………109　
4.1.1　制造工艺与成本…………………………………………………………109　　
4.1.2　制造工艺的选择方法……………………………………………………110
4.2　常规制造工艺介绍……………………………………………………………113
4.2.1　制造工艺总览……………………………………………………………113　　
4.2.2　注射成型…………………………………………………………………114　
4.2.3　热压成型…………………………………………………………………117　
4.2.4　旋转成型…………………………………………………………………120
4.2.5　吹塑成型…………………………………………………………………123
4.2.6　发泡成型…………………………………………………………………126
4.2.7　塑料挤出成型……………………………………………………………128
4.2.8　模压成型…………………………………………………………………130
4.2.9　压力铸造…………………………………………………………………132
4.2.10　砂型铸造……………………………………………………………… 133
4.2.11　熔模铸造……………………………………………………………… 135
4.2.12　锻造…………………………………………………………………… 137
4.2.13　冲压…………………………………………………………………… 139
4.2.14　手糊成型……………………………………………………………… 140
4.2.15　树脂传递模塑成型…………………………………………………… 142
4.2.16　粉末成形……………………………………………………………… 144
第5章　常规装配工艺选择………………………………………………………… 148
5.1　装配生产线……………………………………………………………………148
5.1.1　装配生产线选择策略……………………………………………………148　
5.1.2　案例 :医疗单向阀的装配………………………………………………152
5.2　紧固工艺………………………………………………………………………153
5.2.1　紧固工艺与成本…………………………………………………………153 　　
5.2.2　紧固工艺选择策略………………………………………………………154　　
5.2.3　常规紧固工艺……………………………………………………………157
第6章　非常规制造

在过去，依靠人口红利和廉价的劳动力成本优势，中国制造征服了全世界。而如今，人口红利逐渐消失，劳动力进入紧缺时代，劳动力成本逐年上升，随之而来的是产品成本越来越高，以往价格优势不复存在，中国制造正面临着前所未有的挑战。在这样的背景下，如何降低产品成本从而使得企业盈利是摆在所有企业面前急需解决的一大难题。
面向成本的产品设计(Design for Cost)正是这一难题的解决方案。面向成本的产品设计是指在产品设计阶段，通过准确定义产品规格，从产品成本的角度，选择最优的产品内部结构、零部件材料及其制造和装配工艺，设计产品满足产品功能、外观、可靠性、可制造性和可装配性等要求，并在整个产品开发阶段进行目标成本管理，包括设定目标成本和成本计算与核算等，从而达到降低产品成本的目的，保障企业能够获得足够的利润和投资回报。
与传统的降低产品成本方案集中于产品制造阶段不同，面向成本的产品设计把降低产品成本的方案向前推进到产品设计阶段，这是基于一个众所周知的事实：约85%的产品成本决定于产品设计阶段。
本书包括四部分内容：
第一部分内容包括产品成本概述和面向成本的产品设计相关流程。第1章介绍产品成本的基本概念、对产品成本的态度和认知。第2章介绍面向成本的产品设计流程,从流程的角度阐释了降低产品成本的每一个关键步骤。
第二部分是材料、制造和装配工艺选择。选择合适的材料、制造和装配工艺可大幅降低产品成本。第3~5章分别介绍常规的材料、制造和装配工艺，及其相应的选择策略和方法。第6章介绍一些非常规的制造和装配工艺，灵活地选用不常用的工艺可创新性地解决传统工艺所带来的产品成本瓶颈问题。
第三部分是产品成本计算。在产品设计阶段进行准确的产品成本计算一直是企业和工程师所渴求的。因为准确的产品成本计算是做出设计决策 (如材料选择、制造和装配工艺选择及设计方案选择等 )和项目阶段性投资决策 (前进、取消或重新定向 )的关键依据。第7章介绍人工小时费率和机器小时费率的计算方法；第8~10章的前半部分分别介绍装配件成本、塑胶件成本和冲压件成本的计算方法；第11章介绍DFC成本计算软件，工程师利用该软件在产品设计阶段输入相关参数即可快速、准确计算出产品成本。
第四部分是降低产品成本的设计。在第8~10章后半部分分别介绍如何从产品设计角度入手系统化地降低装配件成本、塑胶件成本和冲压件成本，在产品成本实际发生之前就对产品成本进行管控。
本书是作者二十余年的实际产品设计、培训和咨询的经验总结，并结合了国内外先进的产品开发理念，但产品设计是一项极其复杂和极具挑战的工作，书中错误在所难免，欢迎读者指正和交流。
钟　元