1.2 成本工程体系
2017年我首次提出成本工程体系的概念。成本工程在制造企业的未来发展方向，就是要跟研发体系、生产体系、质量体系一样，形成一个完整的成本工程体系。
如同质量体系，成本工程体系需要有一个在企业组织框架下的独立团队，制定一套标准和规范，并有系统的方法和清晰的流程，以及成本目标驱动下的绩效考核（KPI），图 1.1示意了成本工程体系的三个要素。
图1.1 成本工程体系的三个要素
1.2.1 成本工程在制造企业中的定位
第一是组织架构。
成本工程部门在企业组织架构下的定位极其重要，比如，德国戴姆勒集团（奔驰汽车）的成本工程部门是一个独立的部门，和研发、采购、制造等部门平行（见图 1.2）。
图1.2 制造企业的成本工程体系架构
这样设立的优点是，由研发、成本、采购、质量、制造组成的产品团队，有三个共同的目标：产品的功能、成本和质量。
研发部门不是只负责产品功能，成本和采购部门不是只负责产品成本，质量和制造部门也不是只负责产品质量，而是针对每个产品过程，在这些部门的交接点都有设定好的输入物、方法、流程及输出物，以达到产品的功能、成本、质量整体最优化。
第二是方法和流程。
成本工程部门是一个技术部门，成本工程师大多由有经验的产品研发工程师、制造工艺工程师担任，熟悉客户需求和制造工艺。
也可以说，成本工程部门是制造企业的特种部队，成本工程师要对产品的定义、设计和制造，从一开始，应用不同的成本工程方法，提出技术优化方案，并且和研发、制造、采购及质量部门的同事一起并肩作战，在保障性能和质量的前提下，做到成本最优。
工程师的艺术不只是开发一个能满足功能/性能要求的产品，更应该在满足功能/性能的前提下，设计出一个成本最低、质量达到要求的产品。这里的工程师不是单指研发工程师，而是指研发、成本、质量和制造工程师。
第三是绩效考核（KPI）。
对制造企业所有在产品过程中的参与部门都需要设定相应的成本目标KPI。
成本工程是制造企业的日常工作，不能只是因为市场压力而必须降低产品成本了，才去做一些 VAVE，才去降低成本。而是要在每个新产品定义的第一天起，就做按目标成本进行设计（Design to Cost），做成本工程管理下的设计变更，因为 85%的产品成本已经在产品定义和研发初始阶段就定型了。当然，量产后的 VAVE也是必不可少的。
目前在欧州、北美、日本等地区和国家，部分制造企业已经有了成本工程团队，部分优秀制造企业已经形成了一个完整的全建制的成本工程体系，有效地为企业降低了成本。
在目前经济下滑、市场紧缩的环境下，制造企业更需要一个全建制的成本工程体系，降本增效、提高企业的盈利能力和市场竞争力。
1.2.2 成本工程方法在产品过程中的实际应用
成本工程的方法有哪些？一说起 VAVE（价值分析和价值工程），似乎很多人都知道。真是这样吗？单是 VAVE 四个字母就要分成：VA （Value Analysis，价值分析），应用在量产产品阶段；VE（Value Engineering，价值工程），应用在产品开发阶段。实质上，这就是零部件和总成的价值分析，是成本工程的一个方法。
成本工程的方法有几十个，大致分为以下三类，我们在后面的章节中会详细介绍。
分析类：
参照成本计算；零部件和总成的价值分析；多维度 ABC分析；市场价和采购量解析分析等。
设计优化类：
按目标成本进行设计（型态盒创意法；功能-成本矩阵法；对标法）等。
商务类：
商务案例计算（净现值 NPV）；谈判战略和艺术等。
产品过程包含了产品定义、产品研发、产品生产、产品销售及售后服务阶段的全部过程，是制造企业的核心流程。产品过程中包含了研发、成本、质量、生产部分。也就是说，成本工程首先是产品过程的一个重要组成部分。
成本工程的多种方法，通常应用在产品过程的不同阶段。
□商务案例计算（净现值 NPV）用在产品定义阶段，以产品在整个生命周期的净现值 NPV作为产品是否开发和生产的决策依据，并以此为依据来设定产品目标成本
□按目标成本进行设计，参照成本计算，价值工程用在产品研发阶段，对产品方案进行技术优化
□价值分析用在产品量产、产品销售及售后服务阶段，进一步挖掘成本优化潜力
表 1.1 描述了在整个产品过程（包含产品定义、产品研发、产品生产、产品销售及售后服务）中，成本工程需要做的主要工作。
表1.1 产品过程及对应的成本工程方法
1.2.3 产品成本企划
成本工程对制造企业来说，不是“自选动作”，而是“规定动作”。
一家制造企业是否认为成本工程是企业必不可少的，只需要看成本工程是不是嵌入了企业的整个产品过程！
如图 1.3 所示，成本工程是并行于研发、采购、生产、质量、财务的功能部门。无论是新产品的开发，还是量产产品的成本优化，都有成本工程的参与或者主导。研发、成本工程、采购、生产、质量、财务等部门组成制造企业的一个矩阵式网络，在每个网络节点上都有严格定义好的输入物、方法流程和输出物。
图1.3 产品过程中的成本工程
以开发一款乘用车的产品过程来看（见图 1.4），在（-40）个月的节点上，需要设定目标成本及每台车的收益目标；
在（-33）个月的节点上，造型已经开展初步工作后，对整车成本做一个初步预测；
在（-36 月开始至-19 个月）期间，在数据冻结前，针对主要子系统，按目标成本进行设计；
在（-19 个月至 0 个月）期间，需要成本工程部门针对研发期产生的设计变更实施严格的成本优化及控制；
图1.4 一款乘用车的一级开发大日程
在（-13）个月的节点上，对成本目标达成情况做一个小结；
在（-4）个月节点上，进行目标成本达成确认会议；
在（0）个月节点之后（量产后），成本工程部门将主导做降本增效/VAVE工作。
1.2.4 研发成本企划
1.2.3 节介绍了嵌入产品过程的成本工程及其流程，目的就是要优化产品成本。另外，为开发一款新产品，也需要一次性投入很可观的研发费用、模具费用及生产设备费用（包括新增的、修改的生产设备）。
图 1.5展示了德国豪华品牌开发一款新的乘用车所需的一次性投资。
图1.5 德国一款豪华品牌乘用车的一次性投资（研发、模具、生产设备）
*本书案例大多来源于真实的工程实践，因此在数据单位上保留了工程中所用的单位。
这款新的乘用车一次性费用总额达到 10.25 亿欧元，其中，研发费用为4.2亿欧元，模具费用为 3.85亿欧元，生产设备费用为 2.2亿欧元。
4.2 亿欧元的研发费用对车企来说，是一笔不小的开支。如何精打细算，做到投入产出比最大化呢？
研发费用的其中一个主要部分是人工工时费用，还有样件（样车）费用，以及验证费用，研发费用科目见表 1.2。
表1.2 研发费用科目
研发企划的主要内容：人工工时企划、样件企划和验证企划。
企划的目的就是优化人工工时、样件和验证费用。首先，从人工工时入手。因为不同的产品，需要不同的人工工时。
当制造企业还没有多少人工工时经验数据的积累时，需要建立一个新产品项目——人工工时记录 IT 系统。比如德国奔驰汽车有这样一个人工工时记录系统 K@ET/RMSplus，每周每个参与某款车型研发的人员都要登录这个系统，记录这周为这款车型，为其中哪个子系统、哪一类研发所工作的相应工时。
该车型研发结束后，人工工时记录系统内就有了一个完整的人工工时明细，设计哪个子系统用了多少个人工工时，验证哪个子系统用了多少个人工工时，整车集成和验证又用了多少个人工工时，开了多少次技术研讨会议（多少人参加、多长时间）等。
同样，要对样件和验证费用科目做一个明细记录。
表 1.3 是作者依据多年研发成本企划的经验，分析并推荐的研发费用优化点子。
表1.3 研发成本企划
1.2.5 模具成本企划
模具成本企划类似研发成本企划，需要一个数据积累的过程。图 1.6 中德国一款豪华品牌乘用车 3.85 亿欧元的模具费用，按照各车型、各系统，其分布如下。
图1.6 德国一款豪华品牌乘用车各系统的模具费用分布
其中每个系统又含有数十个子系统，模具成本企划就是要对产品在子系统级别上，做一个模具成本预测。
每个子系统根据制造工艺的不同，需要一个或多个模具。按照参照成本计算模型，单个模具是可以计算出来的。
如图 1.7 所示，这是一个乘用车组合开关外罩用注塑模具的实例，该模具是为一台 5，000kN水平注塑机设计的，一模一件，生产节拍为 60秒，模具长、宽、高为 446毫米、446毫米、348毫米，模具重量为 544千克。
模具制作主要分为三个阶段，第一阶段是模具设计、数控编程，第二阶段为模具加工，第三阶段为模具调试。依据各个阶段的单位工时成本、所需时间，可以计算出各个阶段的成本。
图1.7 组合开关外罩模具成本明细
通过计算，这个组合开关的模具参照成本为 84，640 欧元。计算模具参照成本的能力，是做模具成本企划和模具成本优化的基础。比如，在模具计算明细中（见图 1.7），电火花加工工时较长，约 344.3 小时，是不是可以用高速切削（HSC）替代部分电火花加工呢？因为高速切削的加工速度大大高于电火花加工。
以这个组合开关外罩模具为例，我在德国奔驰汽车负责成本工程工作时，供应商的模具报价是 118，000欧元，通过设计优化、商务谈判，最终双方达成了 89，000欧元模具费用的协议。