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产品设计降本铁三角: DFMA+VAVE+TRIZ

发布时间:2022-07-18作者来源:科理咨询浏览:256


在新冠疫情的反复冲击与俄乌冲突引发的世界性通货膨胀的叠加影响下,越来越多的制造业企业感受到前所未有的成本压力。而且,当一直傲娇的大型外资企业也开始认真考虑降低产品成本的时候,我们就知道,成本问题已经成为一个普遍性的问题,而且已经变得相当紧迫。现在从产品设计端降本逐渐成为有识之士的共识,那么,接下来的问题就是,从设计到降本,好用的利器都有哪些?


让我们直奔主题,先上一组英文缩写:DFMA®、VAVE、TRIZ,这些就是设计降本方法铁三角。

图1设计降本方法铁三角


对于很多人来说,面对这些缩写时会有云里雾里的感觉,我们来揭开他们的面纱:DFMA®是面向制造和装配的设计,从诞生至今刚刚超过40年。这是我们过去将近10年时间帮助企业从设计到降本用到的主要方法,通过简化装配结构,优化制造流程全面降低产品成本;VAVE是价值分析和价值工程的意思,简称价值工程,诞生于第二次世界大战,已经有相当长的历史,重点从产品的功能分析入手,合理分配产品模块的成本,实现高的产品性价比;TRIZ则自带神秘光环,来自俄语,意思是发明问题解决理论,1946年诞生于前苏联,创始人是根里奇•阿奇舒勒。TRIZ被广泛认为是发明创新最好的方法论,同时,也可以很好地帮助实现设计降本。


三种设计降本方法各自的特点如下:


DFMA®从产品拆解分析入手,分析产品的复杂度和装配问题,再加上对零件材料和制造工艺的分析,识别减少零件、简化制造过程的机会,并通过再设计实现更简单,更容易制造、成本更低的目的。这个方法道理简单明了,容易上手,容易落地,非常好用。DFMA®没有直接对产品功能做具体的分析,所以要结合其他方法才能在产品具体落地方面做得更加全面。


图2. DFMA方法简介

VAVE:从产品功能分析入手,先结合客户需求判断产品各功能的重要度,再核算各功能模块的成本,判断功能模块成本投入的合理性。特别是识别那些功能重要度不高,但成本很高的模块,作为降本的主攻方向,充分体现好钢用在刀刃上的理念。亮点是对客户需求的关注,以及对高性价比的持续追求。但是,VAVE在具体落地措施上并没有特别系统化的手段,更强调的是具体到每个零件功能成本的合理性判断。


图3. 价值工程案例:成本过高的功能模块,并做相应改善


TRIZ本身是发明和创新的最好方法,包含了丰富的工具方法。其中,对于设计降本,综合运用功能分析、因果链分析和裁剪法可以有很好的效果。功能分析主要是将一个产品各个组件之间的功能清晰地呈现出来,并识别出功能缺陷,如有害的功能、不足的功能、过度的功能,结合因果链分析造成缺陷的原因,直接针对缺陷源头进行裁剪。裁剪后再将被裁掉的组件所承担的有用功能重新分配到剩余组件上。这个过程可以在裁剪度提升的过程中激发更多创新的想法,有机会在降本的同时得到一个非常创新的产品。


图4. TRIZ裁剪法实例: 裁剪掉摩托车油箱,用车架替代储油功能(资料源自GEN TRIZ Inc.)


在冷兵器时代,一个人手里同时拿着三样武器恐怕不但不会增加战斗力,反而会自乱阵脚很快败下阵来。那我们这三个降本神器该怎么用呢?总结了在多个降本项目上的经验,我们认为,可以在设计降本不断深入的过程中顺序使用这三个工具。


图5. 降本铁三角的运用路径


如图5所示,在产品的设计降本过程的第一阶段,先运用VAVE明确客户需求,这是产品设计的最重要基础,然后识别产品要实现的各个层面的功能,并计算各功能的当前成本。按照价值分析原则计算功能成本的合理性,找出成本过高的功能模块(即成本占比高于功能重要性占比),作为后续降本设计的重点模块。


在第二阶段,充分运用DFMA®方法,识别核心零部件,通常都是承担核心功能的零部件,然后围绕这些核心件,减少或合并相邻零件,同时提升可制造性和可装配性。此时的重点是尽可能降本,但是在创新性上还不是特别突出。到第三阶段,进一步从功能缺陷的角度入手,比如能量利用率低、污染、功能效果不充分等,对相应的零部件进行裁剪。在裁剪过程中可能会随之出现技术冲突,比如裁剪掉一个结构件可能会造成整体可靠性下降,需要考虑一种新的结构解决这个问题,或者寻找一种完全不同的功能实现方式,这个过程很可能导向一个创新的产品出现,将新产品设计从降本为主推向增强创新的方向,最终得到一个兼顾成本优化和创新的好产品。


在成本问题成为各制造型企业无可回避的问题的当下,从设计源头降本是企业解除成本压力的不二之选,而能综合运用设计降本方法铁三角,将能保证企业在降本之路上不会偏离方向,且不需要再去寻找什么其他的灵丹妙药。最重要的是,不管方法有多好,都离不开人的坚决执行。所以,各企业应该从高层领导就将设计降本提升到战略高度,并组织好相关人力资源,系统化保证对设计降本工作的持续开展,才能真正收到实效,度过经济大环境动荡的艰难时期。

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