（机械电子工程专业论文）基于成本核算的注塑模具报价系统的研究与开发.pdf

摘要摘要模具报价是模具制造企业技术、经济、效率和管理的综合反映，同时也是决定模具制造企业和客户间能否成交的一个重要经济条件。随着模具制造业的快速发展，依靠个人经验所进行的报价已明显不能满足市场竞争和变化的需要，过高或过低的报价，既容易导致企业失去市场和信誉，也容易使企业收支不平衡。同时并行工程、协同设计技术的发展，也要求企业在模具设计与制造的不同阶段及时提供模具的估算成本与价格因此，开发一套既能反映模具制造企业自身的生产能力，又能在速度、准确程度和详细程度上满足客户需要的模具报价系统成为模具制造商和客户所共同关心的问题。本文基于并行工程的思想，以注塑模具为主要研究对象，开发了一套面向注塑领域的基于成本核算的模具报价系统，旨在解决目前在注塑模具报价方面普遍存在的周期长、不准确的问题，给企业提供一种快速、精确地进行模具报价的工具，实现计算机辅助下的注塑模具报价本文在深入研究了大量有关资料的基础上，结合企业中存在的实际问题，以先进性、科学性、实用性和自适应性为指导思想，对系统进行了细致、深入地分析，成功建立了开放的系统框架。本文首先分析研究了传统的成本核算和模具报价的特点和方法，通过注塑模具的成本分析，依据相似性理论，分别建立了制件及注塑模具编码系统，将与注塑模具成本密切相关的制件特征及模具特征通过编码系统表达出来；采用层次分析法建立了制件及模具特征的权重模型，成功实现了相似度的量化计算：采用基于特征编码的相似检索方法检索相似模具的成本及报价，参照检索出的相似模具的结构和工艺对当前模具进行结构配置与工艺设计，并根据配置完成的注塑模具的结构和工艺对注塑模具的成本进行核算，最后根据计算出的模具成本及模具报价的其它条件实现注塑模具的对外报价本文在制件与注塑模具的特征编码、相似模具的检索、相似度的计算、模具结构配置和工艺设计等方面取得了较大的突破。关键词成本分析；通用编码器：分类编码；相似检索：模具报价a b s t r a c tm o u l d s q u o t a t i o ni sc o m p r e h e n s i v er e f l e c t i o no ft e c h n o l o g y 、e c o n o m y 、e f f i c i e n c ya n dm a n a g e m e n to fm a n u f a c t u r e r so fm o u l d s ，a tt h es a m et i m e 。i ti sa ni m p o r t a n te c o n o m i ct e r m st h a td e t e r m i n i n gw h e t h e rc o u l dm a k ead e a la m o n gm a n u f a c t u r e r so fm o u l d sa n dc u s t o m e r s w i t ht h ef a s td e v e l o p m e n to ft h em a n u f a c t u r i n g i n d u s t r yo fm o u l d s ，q u o t a t i o nr e l y i n go np e r s o n a le x p e r i e n c eo b v i o u s l yc a nn o tm e e tn e e do fm a r k e tc o m p e t i t i o na n dc h a n g ea l r e a d y ，t o oh i g ho rl o wq u o t a t i o nn o to n l yc a u s e se n t e r p r i s e st ol o s et h em a r k e ta n dp r e s t i g ee a s i l y ，a l s om a k ee n t e r p r i s e sr e v e n u ea n de x p e n d i t u r eu n e v e n a t t h es a m e t i m e 。d e v e l o p m e n to f c e 、c s c w r e q u i r ee n t e r p r i s e s t o o f f e rt h ee s t i m a t i o nc o s ta n dp r i c eo ft h em o u l da tt h ed i f f e r e n ts t a g eo fd e s i g na n dm a n u f a c t u r eo fm o u l d si nt i m et o o s o ，d e v e l o p i n go n es e to fm o u l d sq u o t a ti o ns y s t e mt h a tc a nr e f l e c tt h em o u l dm a n u f a c t u r i n gc o m p a n y so w np r o d u c t i o nc a p a c i t y ，a l s oc a ns a t i s f y i n gt h ed e m a n d so fc o n s u m e r si ns p e e d 、a c c u r a c ya n dd e t a i lb e c o m e sc o n m l o nc o n c e r nq u e s t i o n so fm a n u f a c t u r e ro ft h em o u l d sa n dc u s t o m e r t h i st e x td e v e l o p e das e to fm o u l d sq u o t a t i o na d m i n i s t r a t i v es y s t e mf a c i n gt h ef i e l do fm o u l d i n gp l a s t i c sw i t hi n j e c t i o nm o u l d sa st h em a i nr e s e a r c ho b j e c to nt h eb a s i so ft h et h o u g h to fc e ，i no r d e rt od e a lw i t ht h eu b i q u i t o u sp r o b l e mt h a tc y c l ei sv e r yl o n g 、p r i c ei si n a c c u r a t ei nt h ef i e l d so fm o u l d sq u o t a t i o n ，p r o v i d e dat o o lt h a to f f e r e df a s t 、a c c u r a t eq u o t a t i o nt oe n t e r p r i s e sa n dt or e a l i z ec o m p u t e r - a i d e d - q u o t a t i o no fi n j e c t i o nm o u l d s c o m b i n i n gw i t ht h em o u l d sm a n u f a c t u r i n gf a c ti ne n t e r p r i s e s w i t ht h eg u i d a n c eo fa d v a n c e 、s c i e n t i f i c 、a p p l i c a b l ea n ds e l f - a d a p t i v et h e o r y ，t h et e x td e e p l ya n a l y s e st h eq u o t a t i o ns y s t e ma n dc o n s t r u c t sa no p e ns y s t e mf r a m e w o r kb a s e do nr e s e a r c ho fal a r g ea m o u n to fi n f o r m a t i o n a tf i r s t 。t h et e x td i s c u s s e st h et r a d i t i o n a lc h a r a c t e r i s t i ca n dm e t h o do nm o u l dq u o t a t i o na n dt h e nr e s p e c t i v e l yc o n s t r u c t sc o d es y s t e mo fp l a s t i cp a r ta n di n j e c t o nm o u l da c c o r d i n gt oc o m p a r a b i l i t yt h e o r yt h r o u g hc o s ta n a l y s i so fi n j e c t i o nm o u l d s w i t ht h i ss y s t e m , t h ep l a s t i cp a r tc h a r a c t e r sa n dt h em o u l dc h a r a c t e r sw h i c ha r ec l o s et ot h em o u l dc o s ta r ee x p r e s s e d =b yu s i n gf - a h p 。t h et e x tc o n s t r u c t sac o e f f i c i e n tm o d e lo fp l a s t i cp a r ta n dm o u l d - c h a r a c t e r s 。q u a n t i f i e sc o m p a r a b i l i t ys u c c e s s f u l l y ：s e a r c h i n gc o s ta n dq u o t a t i o no fc o m p a r a t i v em o u l d sw i t hc o m p a r a t i v es e a r c h i n g m e t h o db a s e do nc h a r a c t e r - c o d i n g ，c o n s t r u c t i n gs t r u c t u r ea n dd e s i g n i n gc r a f to ft h ep r e s e n tm o u l da c c o r d i n gt ot h es t r u c t u r ea n d t h ec r a f to ft h ec o m p a r a t i r em o u l d sb e i n gs e a r c h e do u t ，a n dc o m p u t i n gc o s to ft h ep r e s e n tm o u l da c c o r d i n gt oc o n s t r u c t e ds t r u c t u r ea n dc r a f t ，f i n a l l yt h ea u t h o rr e a l i z e st h ei n j e c t i o nm o u l d q u o t a t i o na c c o r d i n gt om o u l dc o s ta n do t h e rt e r m so fm o u l d sq u o t a t i o n i l l山东大学硕士学位论文t h i st e x tm a k e sb r e a k t h r o u g hi nc h a r a c t e r c o d i n go fp l a s t i ca n di n j e c t i o nm o u l d s 、s e a r c ho fc o m p a r a t i v em o u l d s 、c o m p u t a t i o no fc o m p a r a b i l i t y 、c o n s t r u c t i o no fm o u l d ss t r u c t u r ea n dd e s i g no fc r a f t k e yw o r d sc o s ta n a l y s i s ；u n i v e r s a lc o d e r ；c a t e g o r i z i n gc o d i n g ；c o m p a r a t i v es e a r c hsm o u l dq u o t a t i o n原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：毯堑盎，日期：2 噬：篁：厘关于学位论文使用授权的声明本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权山东大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。( 保密论文在解密后应遵守此规定)论文作者签名：趁盔导师签名：第1 章绪论1 1 成本概述1 1 1 成本概念第1 章绪论“成本”这一概念在不同的学科中有不同的解释，即使在同一学科的不同分支中也有不同的解释，在本文中我们采用会计学中的成本定义：即成本是为了实现一定目的而付出( 或可能要付出的) 、用货币测定的价值牺牲。“11 1 2 成本有关的理论1 1 2 1 并行工程( c e )在竞争日益激烈的市场中，产品更新换代的周期越来越短，为了能使产品生存的时间更长，需要尽可能的缩短产品的设计和制造时间，缩短交货期。传统的生产和管理方法很难适应当前竞争激烈的市场。在传统的生产和管理模式中，企业各部门间的物资和信息流动是单向的，通常是从设计部门到生产部门，从生产部门到销售部门。但实际上，企业内部的每个部门都可能对产品的价格、质量和交货期产生重大影响，例如销售部门的销售情况和预测会影响到生产部门的计划、原材料和零配件的采购，影响到设计部门对产品的改进和进一步开发。因此，为了降低成本，缩短交货期，1 9 8 6 年美国国家防御分析研究所( i d a - - i n s t i t u t eo f d e f e n s e a n a l y z e ) 完整地提出了并行工程( c e - - c o n c u r r e n te n g i n e e r i n g ) 的概念，即“并行工程是集成地、并行地设计产品及其相关过程( 包括制造过程和支持过程) 的系统方法。这种方法要求产品开发人在一开始就考虑产品整个生命周期中从概念形成到产品报废的所有因素，包括质量、成本、进度计划和用户要求等”并行工程的核心是使产品开发人员在设计过程中尽早的考虑产品生命周期中的所有因素，解决好产品的t 、q 、c 、s 、e 难题，即以最快的上市速度t ( t i m et om a r k e t ) 、最好的质量q ( q u a l i t y ) 、最低的成本c ( c o s t ) 、山东大学硕士学位论文最优的服务s ( s e r v i c e ) 及最清洁的环境e ( e n v i r o n m e n t ) 来满足顾客的不同需求和社会可持续发展的需求。并行工程的实施可在三个方面降低产品的成本：首先，它可以将错误限制在设计阶段，避免了很多设计返工。在产品寿命周期中，错误发现的越晚，造成的损失就越大其次，并行工程不同于传统的“反复试制样机”的作法，强调“一次达到目的”这种一次达到目的是靠软件仿真和快速样件生成实现的。省去了昂贵的样机试制其三，由于在设计时就考虑到加工、装配、检验、维修等因素，产品在上市前的成本将会降低，同时，在上市后的运行费用也会降低，所以，产品的寿命循环价格就降低了，既有利于制造者，也有利于顾客d f x 是d e s i g nf o rx ( 面向产品生命周期各某环节的设计) 的缩写，其中。x可以代表产品生命周期或其中某一环节，如装配、加工、使用、维修、回收、报废等，也可以代表产品竞争力或决定产品竞争力的因素，如质量、成本、时问等等而这里的设计不仅仅指产品的设计，也指产品的开发过程和系统的计划。d f x 作为一种哲理、方法、手段、工具，它既是并行工程的关键环节，也是并行工程的思想核心，同时也是并行工程的支撑工具。d f x 领域中存在着许多课题，其中与成本核算相关的领域有：( 1 ) d f m面向制造的设计( d f m - - - d e s i g n f o r m a n u f a c t u r e ) 是从产品的整个生命周期出发，在产品概念设计阶段，就考虑产品成本的一种实用技术它的主要思想是：在产品设计时不但要考虑功能和性能要求，而且要同时考虑制造的可能性、高效性和经济性，即产品的可制造性其目标是在保证质量的前提下缩短周期、降低成本。在这种情况下，潜在的制造性问题能够及早暴露出来，避免了很多设计返工而且。对设计方案根据加工的时间和费用进行优化，能显著地降低成本，增强产品的竞争力，使得企业在竞争日益激烈的市场中取得优势。( 2 ) d f a面向装配的设计( d f a - - d e s i g nf o ra s s e m b l y ) 指在设计的过程中考虑产品零部件的装配问题，避免因无法装配而造成的返工。d f a 中与成本相关的方面是在设计过程将产品的装配成本考虑进去，寻求最优成本的产品装配设计( 3 ) d f cd e s i g nf o rc o s t 的意思是面向成本的设计，它最早出现于九十年代初期，属于并行工程中的d f x ( d e s i g nf o rx ) 技术的一个分支。面向成本的设计是指第1 章绪论在满足用户需求的前提下，尽可能地降低成本，通过分析和研究产品制造过程及其相关的销售、使用、维修、回收、报废等产品全生命周期中的各个部分的成本组成情况，并进行评价后，对原设计中影响产品成本的过高费用部分进行修改，以达到降低成本的目的。嘲咖1 1 2 2 可制造性评价( p m e )可制造性评价在实现产品及其过程设计的集成中起着非常重要的作用，是实现产品并行设计的重要手段它使得在产品设计的同时，就能考虑到与制造相关的因素，使设计者在制造工艺和制造环境的约束下进行产品的结构设计，同时基于有关制造约束对产品进行一定的工艺信息分析和处理，从而做到产品设计的一次成功，降低产品的成本。( 1 ) 产品的可制造性定义产品的可制造性是指：从产品可加工性、经济性出发，对产品的设计质量的量的度量。即产品的可制造性是在满足功能要求的前提下，在相对资源环境的限制下，用以衡量产品制造品质的综合指标。在这样的概念下，一个产品若有最低的生产成本、最短的制造周期、最容易实现的技术操作集，则被认为这个产品具有好的可制造性。( 2 ) 可制造性评价的指标产品的可制造性评价指标分为三种：技术指标、经济指标、生产率指标。( a ) 技术指标技术评价主要是评价设计方案满足设计要求和技术性能要求的程度。评价指标可分为：可加工性、结构工艺性、可装配性、加工工艺性、标准化分析和可装夹性等。( b ) 经济指标经济评价主要围绕产品设计方案的经济效益进行评价，包括方案的成本、利润、实施的费用、周期和资金回收等。可制造性中所包括的成本有：外购件费用、材料费用、劳动力费用、制造费用、装配费用、非生产费用和工装费用。可制造性所包括的时间主要有：工装准备时间、加工准备时间、加工时间、装配时间。( c ) 生产率指标生产率评价指标可分为产品开发时间、产品制造时间。产品开发时间包括：市场需求调研时间、产品设计时间、产品软件开发时间；产品制造时间包括：生产准备时间、零件加工时间、检验时问、装配时间。山东大学硕士学位论文( 3 ) 产品可制造性评价中的费用估算几乎所有的d f m 研究者都指出，费用估算是可制造性评价的主要部分。1 9 8 5年e h r l e n s p i e l 首先发表专著，综合论述了机械设计中费用的影响作用和构成关系，随后在设计过程中进行费用估算的工作日益受到重视。为了对机械产品的生产费用进行估算，研究人员针对具体的应用领域，按照制造过程的特性，对制造过程的费用进行了分类，并建立了相应的产品费用模型( c o s tm o d e l ) 这些费用模型主要包括：( a ) 基于操作的费用模型( b a s e d o n o p e r a t i o n ) ，这种费用估算模型是最早被使用的，模型认为在机械加工过程中，加工、装配、检测等操作的费用是影响产品费用的主要因素，对不同设计方案的操作费用进行估算可以得到较优的方案。这种评价模型，通常被用于产品设计完成后的不同方案的评价( b ) 基于操作过程的费用模型( b a s e do na c t i v i t i o n ) ，这种费用估算模型认为产品生产的各个活动都会影响到方案的选择，将总费用定义为材料、加工、装配、测试、夹具等各个环节的总和。( c ) 基于产品的重量和材料成本的费用估算模型( b a s e do nw e i g h ta n dm a t e r i a l ) ，这种费用估算模型认为产品费用与产品的重量( 材料) 之间存在着对应的关系，通过构造产品费用和重量( 材料) 的关系函数，进行粗略的费用估算。这种模型仅是一种粗略的估算方法，它对产品本身的复杂性所带来的费用增加的考虑是明显不足的。( d ) 使用物理关系来确定费用模型( u s eo f p h y s i c mr e l a t i o n s h i p ) ，在某些特殊的产品生产过程中，某个具体属性的要求，是决定产品费用的主要因素，且存在着一定的对应关系，这时候就可以以这一具体属性作为费用评价的依据( e ) 使用相似性原理估算费用c o s eo f s i m i l a r i t y p r i n c i p l e ) ，这一方法只适合于具有相似关系的同类产品，相似产品之间的费用也存在着对应的关系，可以通过已知的同类产品的费用，依据它们的相似性，推算出新产品的费用情况( f ) 混合费用模型r i dm o d e l ) ，通过两个或两个以上的上述方法结合使用，来进行费用评价通过对产品的费用评价，可以在产品设计初期对其进行成本估算，使设计人员把生产费用作为评价设计意图的一个指标，避免了因生产费用过高而造成的废品或返t 叫4第1 章绪论1 1 3 成本信息模型根据并行工程的思想，我们在研究产品的成本时，需要考虑产品的全生命周期成本产品的全生命周期成本包括以下几个部分：开发成本、制造成本、管理成本、销售成本、运行成本和回收成本产品的全生命周期成本信息模型如图1 - 1所示：嘲图l l 产品全生命周期成本信息模型1 2 成本估算方法1 2 1 产品的成本估算方法目前，成本估算的方法比较多，按照估算原理，一般可以分为下面两大类：基于统计和参数拟合的方法、分析估算方法。( 1 ) 基于统计和参数拟合的方法这类估算方法的最大特点是无需对产品本身作详细的结构分析，而是充分利用己有类似产品的结构和成本信息来弥补待估产品设计信息的不足，通过建立二者之间参数的拟合关系或由己知产品的成本统计信息建立起成本估算的数学表达山东大学硕士学位论文式，进而通过这些统计数据和关系式来估算出新产品的成本这类方法的最大优点是只需部分产品信息即可得出成本估算公式，特别适合解决产品设计早期阶段的成本估算问题，而且工作量相对较小其缺点是由于新产品设计信息尚未完全确定，造成估算精度不高，误差较大。常见的该类估算方法有以下几种：( a ) 回归分析估算法这种方法主要是通过统计评估，借助于回归计算，求得与产品特性参数( 功率，重量、直径等) 有关的成本或价格函数，可用于产品设计的各个阶段。( b ) 相似估算法这是利用相似性关系决定成本增长规律的一种估算方法，适用于某种参数系列的几何相似或几何半相似部件的成本估算，估算时以基础技术设计草案或工艺元素为基础( c ) 功能成本法此种方法来源于价值工程，它针对用户关心的功能，从用户需求出发，估算产品提供给用户的功能成本( d ) 参数法这种方法根据产品的历史记录找出产品的成本驱动参数，然后将当前设计阶段的已知信息转化为成本驱动参数，依次预测产品的成本，这是产品设计早期阶段应用较广的一种方法( e ) 神经网络法这种方法和参数法一样，也是适用于设计早期阶段的一种成本估算方法。神经网络方法具有并行分布处理、自组织、自适应、自学习和容错性等独特的优良性能，能较好地处理成本预测这类多因素、不确定性、非线性问题。虽然神经网络方法采用黑匣子式的预测，但它自身的强大学习能力可将需考虑的多种因素的数据进行融合，输出一个经非线性变换后较精确的产品成本预测值。然而，神经网络方法毕竟是个新生事物，很多方面还很不成熟、完善，如何建立恰当的非线性变换的数学模型还有待研究，而且它的自学习功能需要输入大量数据进行较长时间的训练这些不足导致神经网络方法还不能满足实际需要( 2 ) 分析估算法分析估算法的出发点是跟踪产品生命周期的行为( 设计、制造、装配、销售、使用，维护、报废等) ，通过详细分析这一过程中造成成本的“动因”来实现产品的成本估算。与基于统计和参数拟合的方法相比，分析估算法的精确度更高，误6第l 章绪论差更小，因为它始终面向造成成本的“动因”但这种估算方法是建立在产品信息比较完整的基础上，因此更适合于在产品设计的后期阶段或设计完成后的成本估算。常见的该类估算法有以下几种：( a ) a b c 法( a c t i v i t y b a s e dc o s t i n ga b c )这种方法也称作业成本法。此方法把企业视作最终满足客户需要而设计的“一系列作业”的集合体，形成一个由此及彼，由内到外的作业链，每完成项作业要消耗一定的资源，而作业的产生又形成一定的价值，转移到下一个作业，按此步骤逐步推移，直至最终把产品提供给客户该方法首先计算每一作业的单位成本，然后计算新产品所消耗的作业数，两者相乘即可得到产品的总成本。其优点是估算精度较高，缺点是估算要在产品设计完成后进行，而且单位作业成本不易获得。( b ) 基于特征和加工工艺的估算法这是种在产品的设计阶段估算制造成本的方法。其原理是将设计过程看作是一个添加特征的过程，每增加一个特征都会反映到加工工艺中去，这样就可以预先选择制造参数、加工设备、工装等，从而精确的估算出产品的制造成本表l 一1 总结了各种估算方法的特点哪表1 1 各种成本估算方法恃点比较详细的估算特点两类方法方法不确定性适用阶段精确度需要信息量回归分析估低统计和参算法数拟合方相似估算法高设计早期一般较少法功能成本法高参数法低神经网络法中分析估算a b c 法方法基于特征和设计后期或较高需要详细的加工工艺的低设计完成后产品设计信估算法息7山东大学硕士学位论文1 2 2 模具的成本估算方法目前，在注塑模的成本估算方面主要有三类方法：参数法，基于基点工时的成本估算法、相似关系成本估算法其中参数法包括：重量成本预测法、材料成本折算法，下面我们对这些方法进行详细的介绍( 1 ) 参数法( a ) 重量成本预测法重量成本预测法是根据模具的成本与其重量近似成正比的统计规律进行成本估算的。此方法首先统计计算某类典型模具的单位重量制造成本( 重量成本系数) ，然后乘以所求模具的重量，即可估算出当前模具的制造成本其计算公式为：c = 胁f i( 1 一1 )式中：c ：模具的制造成本，元；g ：模具的重量，k g ：f l ：重量成本系数，元k g ,重量成本系数f 。不一定是常数，一般情况下随模具重量g 的变化而变化f l的计算公式是：f # k g p( 1 2 )式中：k ：随各类模具不同而不同的关系常数；p ：随各类模具不同而不同的关系指数：关系常数和关系系数k 、p 的计算方法和计算公式是；调查统计某类模具几种重量下的制造成本，分别计算出相应的重量成本系数f l ，在对数坐标中找到每个( 1 9 c ，l g f l i ) 点，并把这些点连接成直线。如图l 一9 所示由图可得f i 的计算公式为：c = f a ( g g o ) ”( 1 3 )对比公式卜2 和1 3 可以得出k 、g 的计算公式分别为：k = 厶( g o ) - - r i o( 1 - - 4 )p = t g a( 1 5 )式中：1 9 ”；对数坐标中某一点的已知纵坐标值，元；8第l 章绪论l g 啪：对数坐标中某一点的已知横坐标值，k g ；l g g ：所求模具重量，k g ；a ：关系曲线与横坐标轴的夹角；l f( 元k g )l g “俨1 9 0 0i g o | g g ( k g )图1 2 模具重量和重量成本系数的对数关系曲线( b ) 材料成本折算法材料成本折算法是利用模具的材料成本来估算模具的制造成本。由前面的介绍，我们知道，模具的制造成本c 主要由材料成本c m 和加工成本c f 组成。由于模具的结构复杂程度和加工特点是不周的，所以其材料成本在制造成本中占的比例也是不同的，但每类模具的材料成本相对于制造成本的百匆比即材料成本率m是有一定的范围的，可用统计方法得出。根据资料统计，模具的材料成本率m 的参考数值约为4 2 一5 8 ，视其结构及加工特点取值不同。按照此方法，模具的制造成本的计算公式是：c = c m m( 卜6 )式中：c m ：模具的材料成本，元；i l l ：某类模具的材料成本率；模具的材料成本的计算公式是：c m - - ( 1 一1 2 ) ( z + w )w = v l 木r i 爿c k ( i - - 1 n )式中：z ：外购件成本，元；w ：毛坯成本，元：9( 卜7 )( 1 _ 8 )山东大学硕士学位论文v 。：某类材料的体积，c m 3 ；r 。：某类材料的比重，k g c m 3 ；k 。：某类材料的单位重量价格，元k g ；1 3 1 材料种类数：( 2 ) 基于基点工时的成本估算法基于基点工时的成本估算法就是根据模具的制造工时计算模具的成本其计算方法是：首先计算出单位工时的成本值，然后再计算出某套模具的制造总工时，最后两项相乘得到该模具的成本。其计算公式是：m o 。= g 。( 1 + d ) + c 。+ e i + u 。+ y 。( 1 9 )式中：地。：模具的成本，元；g ，：模具的工费，元；d t ：设计费系数；c 。：原材料费，元；e l ：专用工具费，元；u ：试模费，元；y ：包装运输费，元；模具的工费g i 。是模具制造全过程中所发生的全部工时费用之总和。模具工费的计算公式如下：g i 。= t 。串a l( 1 - - i 0 )式中：e t 。：模具制造过程总工时，h ；a 。：模具制造中的单位工时费用，元h ：t 。的计算公式是：e t 。= t o 。埘( i 。木k ： k 。k 。木( 1 - t - k 。5 )( 1 - 1 1 )式中：t o , ：模具制造基点工时，h ：k ：模具型腔深度因素；k n ：制件形状复杂因素；k 1 3 制件精度因素；k 模具型腔表面粗糙度因素；i o第1 章绪论k 埽= 模具结构因素：模具的原材料费用c 的计算公式是：c 。= p 。i 木( 1 + k 。6 ) i 。+ p 。2 木 。：+ ”( 1 1 2 )式中：p l i 模架的毛重，k g ；k 1 6 与模具结构有关的材料重量修正因素； 1 1 模架材料的单价，元k g ；p n ：模板的毛重，k g ； ：模板材料的单价，元k g ；一 。：其它各种模具标准件的费用，元；( 3 ) 相似关系成本估算法几何相似的零件可按相似关系对其制造成本进行估算，其估算公式是：c = g + g( 1 - - 1 3 )式中：c _ ：材料成本，元；c ，：加工成本，元；两零件相似，其几何尺寸、材料成本和加工成本都成一定比例。若己知某零件的材料成本及加工成本，欲求与其相似尺寸比为由。的另一零件的材料成本g 及加工成本c f ，需分别求得材料成本比巾。加工成本比巾r ，它们的计算公式分别如下：巾。= k i 。( 或d d 。)( 1 1 4 )巾= g c 。，即c _ ：c 。 由。( 1 1 5 )由f = c ，即g = c 。宰由r( 1 - - 1 6 )g t 。掌k( 1 一1 7 )q = v 木k ，( 1 1 8 )式中：由。：几何尺寸比；由虾材料成本比；由，：加工成本比；l ( k ) ：所求( 已知) 成本的零件的长度，c m ；d ( d 。) ：所求( 已知) 成本的零件的宽度( 直径) ，c m ；山东大学硕士学位论文：已知成本的零件的材料成本。元；c 。：已知成本的零件的加工成本，元；t ：加工时间，分；k 。：单位加工时间成本，元分；v ：零件的体积，c m 3 ；k ：单位体积材料成本，元c m j ：以车削为例进行分析：由，= c p g 产( d l v s ) ( nd o l o v s ) = d l id o l = 巾2 l ；由= c = v k ，i v o l f - - v v o - ( d 2 l 1 4 ) ( 丌d 2 0 l 4 ) = 巾3 l 所以零件的生产成本是：c = g + g = 甜由气+ g 一由、式中：v ：车削线速度，定值：s ：车削进给量，定值：刚”( 4 ) 几种模具成本估算方法的比较分析上面介绍的模具成本估算的几种方法，我们可以发现：重量成本预测法是通过统计计算以前的某类典型模具的单位重量制造成本即重量成本系数，并乘一以当前模具的重量，实现对当前模具的成本预测这种成本预测方法，虽然比较快捷，但是随着市场和企业的变化，资料库中的典型模具的成本资料会失去准确性，所以这种方法的准确性较低。材料成本折算法是通过计算出当前模具的材料费，并根据模具的结构复杂程度和加工特点估算出模具的材料成本率从而实现对模具的成本预测。这种成本预测方法比较快捷，但是估算材料成本率时要依靠人的经验，主观性比较大，估算结果不是很准确。基于基点工时的成本估算法是通过列出各项费用的详细清单来实现对模具的成本核算采用这种方法进行成本预测，就要在对模具进行成本核算以前先把模具设计出来，并且要设计完成模具的成型工艺。但是，在订单还没有接下来之前，企业一般是不会对模具进行详细设计的所以，该方法虽然预测的结果比较准确，但是实际操作起来有很大难度相似关系成本估算法是通过参照以往具有几何相似性的零件的制造成本估算出当前模具中各主要零件的制造成本，从而粗略估算出模具的制造成本。这种成1 2第l 章绪论本预测方法忽略了模具的次要零件的制造成本，并且主要零件的制造成本也是不准确的，所以这种方法的估算结果与模具的实际成本会有较大的差别。1 3 模具报价1 3 1 模具报价的概念模具报价是指模具供货企业或公司响应客户询价，对客户所询目标产品报出的价格和对客户其它要求所做出的答复。它是模具供货商和客户问能否成交的一个重要经济条件。1 3 2 传统模具报价的特点及方法1 3 2 1 模具报价的特点模具报价是一个集技术、经验和市场信息的综合型技术问题，在市场经济条件下，模具报价具有如下特点：( 1 ) 报价周期短。市场竞争越来越激烈，企业要生存和发展，就必须参加投标竞争，不少客户已要求迅速地做出详细的报价单，传统的手工查表和手工计算方式远远不能适应这样的要求。( 2 ) 以产品为对象。产品的个性化趋势，使模具往往为小批量生产，甚至是单件生产，以前那种历史的、比拟的、经验的报价方法已越来越受到限制，也难以让客户所接受，不少客户已要求针对产品做出专门的、详细的报价单。( 3 ) 集成性。报价是企业技术、经济、效率和管理的综合反映，模具报价活动涉及到模具制造的几乎所有部门，它要从设计、制造、管理等系统中获取产品的价格信息，然后参照同行业同类产品的价格以及与产品有关的市场信息。( 4 ) 分散性。模具成本合理分布于企业的各个环节。设计部门有设计成本，加工部门有制造成本，管理部门有管理费用等等。模具材料供应商、模架供应商和模具制造商往往不是同一个企业，可能不在同一个地方，因而模具报价所需数据分散在不同的数据库中。( 5 ) 差异性。不同的地区、不同的企业报价时采用的方法不一样，每个企业山东大学硕士学位论文都有适合自身情况的一套方法，很难找到一种适合每个企业的通用报价方法【嘲1 3 2 2 模具报价基本流程模具报价是一个十分复杂的过程，它几乎涉及到模具制造的所有部门。传统自模具报价流程一般是：制件注塑工艺分析、模具成本计算、模具报价根据这个流程，我们可以将模具报价的流程抽象为图l 一3 所示的流程图：图l - - 3 传统的模具报价流程图在图l - - 3 中，各模块的功能如下：( 1 ) 功能分解与评估：根据客户提供的制件图纸、交货期限及其他要求，分析制件的结构特征、工艺参数等因素，提取对模具报价有用的信息( 2 ) 产品方案设计与评价：根据功能分解与评估所提供的有用信息，考虑自身的生产、经营、管理现状，确定产品的设计方案，主要有注塑工艺方案设计、模具分型面形式的选择、模具型腔数的确定等。( 3 ) 产品结构设计：根据设计方案确定模具的合理结构和大致尺寸，同时确定模架形式( 4 ) 成本估算：根据工厂积累的有关经验数据( 如外购件价格、人工费用、材料费用、加工费用等) 和以往开发的同类模具的成本和报价经验，按照方案设计和结构设计所得到的有关信息，估算模具的成本。( 5 ) 报价决策：与报价活动相关的非结构因素，比如交货期、利税率、是否加急等。1 4第1 章绪论( 6 ) 历史经验数据与资料：为方案设计，结构设计，成本估算提供各种所需的资料、数据，包括各种工具书、国家标准、材料费用表、人工费用表、模具开发成本、模具报价经验及相关数据等各种信息。1 3 2 3 模具报价常用方法模具专业厂生产的模具多数为单件生产，同产品、同规格、同类型的模具几乎很少重复。对于模具，国内也没有统一的定价标准，所以当一个产品在不同的地区、不同的企业报价时往往会出现很大的差异，有的甚至差几倍或更多。不少模具厂在模具报价时也没有形成系统的资料和科学合理的计算方法。在当前市场经济条件下，模具报价经常采用的方法大致有以下几种：( 1 ) 历史资料分析法。有的专业产品厂或专业模具厂在承接一个新品模具时，往往会以历史的资料即历年的价格作参考，稍作修正来作为对客户的报价。( 2 ) 相同产品比较法很多模具厂是以同类型模具的现行制造报价稍作修正而对外报价的。对同类产品的比较报价，制造厂较有把握，经常有业务往来的客户也较易接受。现在在承接外资企业模具时，有的则参考欧美国家报价、日本报价或港台地区的报价分别给以一个折扣系数而对外报价。当折扣系数合适且产品质量和交货期都能满足要求时，这种报价也较易让客户所接受当然，在制造技术等方面，企业一定要有相当的把握。( 3 ) 材料比价经验估算法。在模具报价中，也有用材料比价作经验估算的方法，比如用材料费作为比价基准，有的控制以5 1 0 倍的材料价格，辅之以其它参考资料作为模具的报价。当然这种估价法也都是低层次的，且因不同的模具而异。经模具制造业大量资料的统计，材料费和人工费均会有一定的比例范围，国外也有资料统计，但由于国内的材料费和人工费与国外均会有很大差异，所以不能全作参考。( 4 ) 客户心理价位定价法。当客户在开发一个新产品时，对一个新产品需作出全面的技术评估，市场需求评估及经济可行性评估。也就是在开发一个产品时要有一个科学的初步剖析，显然对模具也就有了一个期望价格或心理价位。当制造商掌握客户的心理价位后，再作逆向测算，然后对客户作一个报价，以寻求进山东大学硕士学位论文一步谈判的途径。( 5 ) 成本预测报价法。通过列出各项开支的详细清单，迅速地作出报价“o1 4 模具报价与成本的关系我们知道，模具报价是以成本为基础的，所以模具成本计算的准确与否将会直接影响模具报价的准确性，由价值工程的知识，可知：模具价格( 报价) = 总成本+ 利润十税收如果我们知道了模具的成本，就可以利用上面的公式计算得到模具的报价，从而实现模具的对外报价表1 2 我们列举了一个涵盖模具细部制造费用的报价单，显示了模具成本( 9 + 1 5 + 1 9 + + 2 0 + 2 l + 2 2 + 2 3 ) 和报价( 2 8 ) 之间的关系n ”表l - - 2 注塑模具细部费用报价单序号项目参数金额备注l型腔最大横截面积2相同型腔数3公差尺寸4抽芯数5型腔最大深度6制件尺寸7粗糙度8分型面9模具材料费l o + 1 2 + 1 3 + ( 1 4 )1 0模架材料费l l型腔材料牌号1 2型腔材料费0 国产0 进口1 3标准件费用1 4热流道系统0 国产0 进口1 5模具加工费1 6 1 71 6制造工时小时1 7工时单价元d , 时第1 章绪论1 8设计费系数a1 9设计费1 5 a2 0专用工具费2 1试模费2 2包装运输费2 3管理费2 4成本利润率b2 5成本利润( 9 + 1 5 + 1 9 + 2 伊卜2 l + 2 2 ) b2 6综合税率c2 7综合税金( 9 + 1 5 + 1 9 + 2 - 2 l + 2 2 + 2 3 + 2 5 ) x c2 8销售总价9 + 1 5 + i 蚍o + 2 1 + 2 2 + 2 3 + 2 5 + 2 71 5 国内外研究现状1 5 1 模具成本的研究现状目前，在注塑模具的成本评估方面，国内外已经提出了许多方法，按照前面介绍的模具成本估算方法的分类，我们对这些方法介绍如下：( 1 ) 相似关系成本估算法上海交通大学的王辉等人把注塑件和注塑模的特征分为：a 、塑件的特征信息，如塑件的类型、塑件尺寸、内凹陷的个数等。b 、模具特征因素，如每副模具的具体型腔个数、模架的类型、型腔材料等c 、模具加工因素，如模具加工工厂的工人劳动生产价格率、模具制造工厂的设备情况等，并把这些特征进行编码，利用c b r 技术实现了注射模的成本评估。在此系统中，利用遗传算法对事例进行改写，利用神经网络对事例进行检索，从