“精益”思想為根本，數(shù)字為基礎(chǔ)，結(jié)合產(chǎn)品設(shè)計業(yè)務(wù)流程，保證核心競爭力，企業(yè)在保證產(chǎn)品質(zhì)量、差異化與重點化同時，必需降低成本。成本成為決定產(chǎn)品競爭力的重要因素。而精益設(shè)計的理念就是減少不必要的成本環(huán)節(jié)，達到高質(zhì)量，高效能低成本。傳統(tǒng)的成本側(cè)重于制造過程，然而，產(chǎn)品成本的很大程度上是在產(chǎn)品設(shè)計階段決定的。設(shè)計階段決定了整個產(chǎn)品生命周期成本的70％以上，但所需現(xiàn)金流出僅占5％左右，事實上，一旦產(chǎn)品設(shè)計完成，成本在以后階段降低的空間相當有限。因此，應(yīng)將產(chǎn)品成本管理的重點放在產(chǎn)品設(shè)計階段，并將成本管理從制造階段擴展到整個產(chǎn)品生命周期，實現(xiàn)全生命周期成本管理。而產(chǎn)品成本設(shè)計PCD（Product Cost Design）要具有精益設(shè)計（Lean Engineering）理念，才可以實現(xiàn)零缺陷設(shè)計、快速設(shè)計以及低成本設(shè)計。
1 產(chǎn)品成本設(shè)計內(nèi)涵與過程
產(chǎn)品成本設(shè)計PCD（Product Cost Deign），是面向產(chǎn)品設(shè)計全過程的根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計信息對產(chǎn)品的目標成本進行估算建模、優(yōu)化控制和分析決策的智能方法，技術(shù)和系統(tǒng)。其概念源于于20世紀60年代日本豐田汽車公司的目標成本管理，是在“面向成本的產(chǎn)品設(shè)計（DFC）”和“按費用設(shè)計（DTC）”等方法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新體系，屬于產(chǎn)品設(shè)計與企業(yè)管理兩個領(lǐng)域的交叉部分，是當前多種技術(shù)發(fā)展后的結(jié)果，不僅包括設(shè)計方法學(xué)，企業(yè)管理學(xué)，還包括計算機科學(xué)、優(yōu)化方法學(xué)、控制理論等其目的旨在配合功能，引導(dǎo)和優(yōu)化產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計。使設(shè)計產(chǎn)品達到零缺陷。零缺陷包括以下幾個方面，一是設(shè)計出的產(chǎn)品要滿足顧客的價值要求，二是產(chǎn)品的可加工性，即設(shè)計出的產(chǎn)品在現(xiàn)有條件下能夠制造出來；三是產(chǎn)品能夠滿足使用壽命的要求，在壽命期應(yīng)使產(chǎn)品在使用中“零故障”。零缺陷設(shè)計應(yīng)以經(jīng)濟行為前提，也就是要低成本設(shè)計把正是一種在設(shè)計階段進行成本管理的方法體系。
產(chǎn)品設(shè)計首先對需要開發(fā)的產(chǎn)品進行技術(shù)評定，包括產(chǎn)品功能定義、功能評價、材料選用、工藝實現(xiàn)，確定設(shè)計方案。與此同時，必須進行經(jīng)濟分析。市場開發(fā)時對新產(chǎn)品的銷售市場做好充分的預(yù)測，包括產(chǎn)品的銷量、產(chǎn)品的性能等，然后把第一手市場預(yù)測的信息交給技術(shù)部門，技術(shù)部門根據(jù)客戶的需求，根據(jù)現(xiàn)有的技術(shù)及工藝水平。經(jīng)過充分的論證后，確定產(chǎn)品的性能。根據(jù)確定的產(chǎn)品性能及配置，確定該產(chǎn)品的物料清單，把該清單交給采購部門以及定額部門，由采購部門預(yù)計其采購價格，定額部門確定其工時定額、材料定額等。產(chǎn)品成本設(shè)計的關(guān)鍵是與市場相適應(yīng)的目標成本的確定和競爭性成本壓力的分解傳遞。目標成本與開發(fā)設(shè)計過程的直接關(guān)聯(lián)性決定了它在產(chǎn)品成本目標系統(tǒng)中的典型代表性?？茖W(xué)預(yù)測、推算、評價，優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計目標成本，不僅對未來產(chǎn)品價格、企業(yè)利潤產(chǎn)生決定性影響，而且對開發(fā)費用預(yù)算。使用成本的控制具有類推借鑒意義。
2 精益思想的確定
精益思想（Lean Thinking）源于20世紀80年代日本豐田發(fā)明的精益生產(chǎn)（Lean Manufacturing）方式，在制造業(yè)中的應(yīng)用，即“精益生產(chǎn)Lean production”。其核心是以整體優(yōu)化的觀點合理地配置和利用企業(yè)擁有的生產(chǎn)要素，消除生產(chǎn)全過程一切不產(chǎn)生附加價值的勞動和資源，追求“盡善盡美”，達到增強企業(yè)適應(yīng)市場多元需求的應(yīng)變能力，獲得更高的經(jīng)濟效益。極大地降低了制造成本、縮短了開發(fā)和制造的周期、顯著地增強了企業(yè)的競爭能力，精益生產(chǎn)的核心其實是關(guān)于生產(chǎn)計劃和控制以及庫存管理的基本思想，而在計算機網(wǎng)絡(luò)支持下的小組工作方式是實施精益生產(chǎn)的基礎(chǔ)。精益生產(chǎn)要求以少而精的生產(chǎn)要素投入管理和追求效益經(jīng)濟的指導(dǎo)思想。是對傳統(tǒng)的“大規(guī)模生產(chǎn)模式”的挑戰(zhàn)。它的基本目標是零庫存、高柔性、無缺陷。以前在產(chǎn)品設(shè)計領(lǐng)域，工程師通?？梢圆挥嫵杀镜刈非笞约旱膲粝?，而不會受到來自生產(chǎn)部門的壓力，也不用與這些部門的人員進行接觸。但隨著產(chǎn)品利潤的不斷下降，各家公司希望能最大程度地降低成本。“制造領(lǐng)域在此方面已經(jīng)做了大量工作，現(xiàn)在所面臨的問題是如何在產(chǎn)品進入生產(chǎn)環(huán)節(jié)以前就開始降低成本。”美國Goodrich Sensor Systems公司設(shè)計主管Tim Matuseski認為，“普遍應(yīng)用于生產(chǎn)活動、以提高效率和減少浪費為目標的精益原則同樣能為生產(chǎn)上游環(huán)節(jié)提供好處。”
分析師和產(chǎn)業(yè)觀察家也注意到這種趨勢正在加強，特別是在當前經(jīng)濟形勢較穩(wěn)定的情況下，一度受到打擊的廠商正在評估其下一步行動，不斷平衡利潤壓力與市場對創(chuàng)新產(chǎn)品的強烈需求。“最近五年為改善產(chǎn)品開發(fā)流程創(chuàng)造了非常有利的環(huán)境，人們都在積極考慮采用精益原則來促進NPI。”咨詢公司Pittiglio Rabin Todd&McGrath（PRTM）的董事Mark Thut表示。
在20世紀90年代，圍繞互聯(lián)網(wǎng)出現(xiàn)了許多新興產(chǎn)業(yè)，市場推出創(chuàng)新性產(chǎn)品的速度快得驚人。許多消費產(chǎn)品，個人電腦和電信設(shè)備等產(chǎn)品，產(chǎn)品生命周期變成了六至九個月。跟上時代步伐的有效方法就是盡可能快地向全球推出最新產(chǎn)品，而不能過多地考慮庫存積壓或者長期財務(wù)的承受能力。
3 設(shè)計過程決定產(chǎn)品質(zhì)量一概念設(shè)計階段產(chǎn)品成本設(shè)計
精益思想的核心就是以越來越少的投入——較少的人力，較少的設(shè)備、較短的時間和較小的場地創(chuàng)造出盡可能多的價值；同時也越來越接近用戶，提供他們確實要的東西。精確地定義價值是精益思想關(guān)鍵性的第一步；確定每個產(chǎn)品（或在某些情況下確定每一產(chǎn)品系列）的全部價值流是精益思想的第二步；緊接著就是要使保留下來的、創(chuàng)造價值的各個步驟流動起來，使需要若干天才能辦完的訂貨手續(xù)，在幾小時內(nèi)辦完，使傳統(tǒng)的物資生產(chǎn)完成時間由幾個月或幾周減少到幾天或幾分鐘，隨后就要及時跟上不斷變化著的顧客需求，因為一旦具備了在用戶真正需要的時候就能設(shè)計、安排生產(chǎn)和制造出用戶真正需要的產(chǎn)品的能力，就意味著可以拋開銷售，直接按用戶告知的實際要求進行生產(chǎn)，產(chǎn)品一經(jīng)研發(fā)出來，產(chǎn)品的基因也就確定?？梢?，質(zhì)量是設(shè)計出來的，提高產(chǎn)品質(zhì)量，應(yīng)該從設(shè)計源頭入手。在設(shè)計過程解決產(chǎn)品的質(zhì)量問題可以達到事半功倍的效果，越是在產(chǎn)品生命周期的前端采取措施，對產(chǎn)品質(zhì)量提高的效果就越明顯。前期設(shè)計要把握“適時，適量、適物”的精益設(shè)計原則。
3.1 產(chǎn)品級目標成本確定如下
3.1.1 用戶可接受的市場價格；
3.1.2 計劃利潤。
3.1.3 各種稅金，
3.1.4 營銷費用，
3.1.5 可變計件成本（計劃），
3.1.5 開發(fā)規(guī)劃費用（計劃），
3.1.6 產(chǎn)品壽命周期承擔(dān)的固定費用份額（計劃），
3.1.7 產(chǎn)品數(shù)量。
這些都反映市場對目標成本的影響，指出了設(shè)計過程中為達到目標成本應(yīng)控制的因素。目標成本確定時，既要考慮競爭對象的價格水平，還要考慮用戶的經(jīng)濟能力。因此產(chǎn)品級目標成本的確定不是某一個部門的事，而涉及到企業(yè)甚至整個供應(yīng)鏈的全過程各個環(huán)節(jié)。采用基于互聯(lián)網(wǎng)的協(xié)同設(shè)計環(huán)境可在概念設(shè)計階段改變了原有的線性設(shè)計流程，以并行工程的方式進行產(chǎn)品設(shè)計，各種功能小組互相作用與反饋重疊，目標成本方法在這種集成式設(shè)計中起了重要作用。
3.2 利用精益設(shè)計理念采用價值工程評價與修正目標成本
精益設(shè)計是及時制造，消滅故障，消除一切浪費，向零缺陷，零庫存進軍。企業(yè)中普遍運用價值工程的類型是功能分析，即對產(chǎn)品的每一主要功能或特征的效用和成本進行考察。這種分析的目的是確定效用與成本間的平衡。在復(fù)雜的產(chǎn)品設(shè)計中，所有組件累加形成最終產(chǎn)品的成本與價值。價值工程需要協(xié)同功能組去分析每種產(chǎn)品功能相關(guān)聯(lián)的價值。這對每種功能價值的成本比率確定至關(guān)重要。價值工程由分析與確立兩個步驟引導(dǎo)。在分析步驟中，決策與制造專家組調(diào)查產(chǎn)品功能價值與評價價值。在研究產(chǎn)品功能特點及成本、價值的基礎(chǔ)上確定產(chǎn)品的價值系數(shù)。
3.3 計算機技術(shù)的應(yīng)用
在產(chǎn)品設(shè)計方面，計算機技術(shù)主要應(yīng)用在輔助設(shè)計和輔助設(shè)計管理。隨著計算機業(yè)及軟件業(yè)的進步，計算機輔助設(shè)計CAD軟件，已經(jīng)在工業(yè)界廣泛使用。利用CAD軟件能夠很快設(shè)計出圖紙，大大提高了作圖效率。國際上的大企業(yè)已經(jīng)開始嘗試用計算機進行模擬實驗、試做。例如，某一產(chǎn)品的塑料外殼需要很強的抗震能力，人們從以前大量試驗獲得的數(shù)據(jù)中，建立評價的模型，將此模型做成評價軟件，此類產(chǎn)品通過CAD軟件設(shè)計出后，用評價軟件來模擬實驗評價，可得出目前的設(shè)計有哪些方面比較薄弱，可能存在的問題，然后再修改設(shè)計圖，再評價，直到評價合格，開始制作模具。而在此之前，并不需要制模具，修改模具等等工作，這樣就減少了修改模具所耗費的時間及費用。
3.4 詳細設(shè)計階段產(chǎn)品成本設(shè)計
產(chǎn)品級目標成本確定后，在設(shè)計部門可根據(jù)概念設(shè)計的確定的方案進行產(chǎn)品詳細設(shè)計的同時，財務(wù)部門需將產(chǎn)品層的目標成本進行分解，建立子件目標成本。這也是一個協(xié)同工作的過程，財務(wù)部需應(yīng)用到設(shè)計部門提供的BOM、工藝路線、工作時問的信息，采用作業(yè)成本法，才能科學(xué)地進行目標成本分解具體來說，從以下幾方面人手：
3.4.1 物料清單（BOM／Bill of Material）
BOM是完整的、正式的、結(jié)構(gòu)化的組成一個產(chǎn)品的部件清單。該清單包含每個部件的物料編號、數(shù)量和計量單位。是自動生產(chǎn)材料成本的關(guān)鍵數(shù)據(jù)來源，并決定了計算順序。物料清單可能包括半成品，而半成品本身也有物料清單，這樣構(gòu)成了多層物料清單。BOM可由設(shè)計部門創(chuàng)建，財務(wù)、生產(chǎn)、儲運部門共享，具有惟一的BOM編號及用途。
3.4.2 工作中心（Work center）
工作中心在產(chǎn)品目標成本分解中是計算人工成本和制造費用的基礎(chǔ)，在工作中心定義了與產(chǎn)品成本相關(guān)的公式。
3.4.3 工藝路線（Routing）
工藝路線描述了生產(chǎn)一種產(chǎn)品所需的每—道工序以及執(zhí)行這些工序的先后順序。包含了每—道工序在哪個工作中心中執(zhí)行，需要哪些材料部件以及其他的一些計算生產(chǎn)期、產(chǎn)能、生產(chǎn)成本相關(guān)的技術(shù)信息。對每道工序，還需定義該工序的作業(yè)（Activity）數(shù)量。
3.4.4 成本中心
成本中心是目標成本分解、歸集與控制的組織機構(gòu)，在能明確成本控制責(zé)任和方便成本核算原則下，工作中心與成本中心可是多對一關(guān)系或一對一關(guān)系。在成本中心，通過各種BOM中物料成本、工藝路線定義的作業(yè)與工作中心定義的公式，匯總即可得產(chǎn)品各層級的目標成本。
3.4.5 精益設(shè)計（Lean Engineering）的實現(xiàn)
可通過“設(shè)試、量試階段解決消除所有缺陷”，縮短設(shè)計周期、主查負責(zé)制的項目組織形式、品質(zhì)預(yù)測以及計算機技術(shù)的應(yīng)用實現(xiàn)精益設(shè)計。
3.4.6 設(shè)試、量試階段解決消除所有缺陷
工業(yè)產(chǎn)品從設(shè)計開發(fā)到大批量生產(chǎn)，一般要經(jīng)過設(shè)計試做（簡稱設(shè)試）、試量生產(chǎn)（簡稱量試）以及大批量生產(chǎn)（簡稱量產(chǎn)）三個階段，對于復(fù)雜的工業(yè)產(chǎn)品，例如汽車還要追加技術(shù)試做等階段。要實現(xiàn)及時生產(chǎn)，在量試階段就要消除所有設(shè)計缺陷。
量試階段消除所有缺陷使得設(shè)計的總損耗最小。在設(shè)計做、量試、量產(chǎn)階段，總損耗設(shè)計試作的單件損耗雖然很高，但因生產(chǎn)數(shù)量極少，總損耗不會太大。在量試開始，產(chǎn)品數(shù)量增多，雖然單件產(chǎn)品損耗率比設(shè)計試作時少，但總量比設(shè)計試作要多，總損耗增加。到大批量生產(chǎn)時，每天產(chǎn)量較高，在初期如果產(chǎn)品品質(zhì)不能穩(wěn)定，發(fā)生因品質(zhì)問題停線及改造產(chǎn)品等情況。其損失可能巨大。因此，盡量將問題在批量生產(chǎn)前解決及縮短整個過程時間，保證新產(chǎn)品能高品質(zhì)低損耗、快速地推向市場，已成為企業(yè)提升競爭力的利器。
3.4.7 縮短設(shè)計周期
設(shè)計周期的縮短主要通過產(chǎn)品模塊化設(shè)計、并行工程來解決。
模塊化（UNIT）設(shè)計也稱單元化設(shè)計，產(chǎn)品由若干個模塊（單元）組成，每個模塊（單元）實現(xiàn)產(chǎn)品的一部分機能（功能），所有模塊（單元，組件）組合后實現(xiàn)了產(chǎn)品全部機能（功能）的方式稱為模塊化設(shè)計。每個模塊實現(xiàn)產(chǎn)品所需部分機能，全部組合后實現(xiàn)產(chǎn)品的全部機能，每個單元可以獨立裝拆，又可獨立升級改進。只要某個單元（或若干單元）有了改進升級，整個產(chǎn)品的部分機能就能得到改進及升級。
4 運用TRIZ理論，加快創(chuàng)造創(chuàng)造發(fā)明產(chǎn)品的進程
TRIZ理論，其英文全稱是Theory of the Solution of Inventive Problems（發(fā)明問題解決理論）。在歐美國家也可縮寫為TIPS。運用TRlZ可大大加快人們創(chuàng)造發(fā)明的進程，兩且能得到高質(zhì)量的創(chuàng)新產(chǎn)品。它能夠幫助我們系統(tǒng)的分析問題情境，快速發(fā)現(xiàn)問題本質(zhì)或者矛盾，它能夠準確確定問題探索方向，不會錯過各種可能，而且它能夠幫助我們突破思維障礙，打破思維定勢，以新的視覺分析問題，進行邏輯性和非邏輯性的系統(tǒng)思維。還能根據(jù)技術(shù)進化規(guī)律預(yù)測未來發(fā)展趨勢，幫助我們開發(fā)富有競爭力的新產(chǎn)品。
TRIZ中的產(chǎn)品進化理論將產(chǎn)品進化過程分為4個階段：嬰兒期、成長期、成熟期、退出期。處于前兩個階段的產(chǎn)品，企業(yè)應(yīng)加大投入，盡快使其進入成熟期，以便企業(yè)獲得最大效益；處于成熟期的產(chǎn)品，企業(yè)應(yīng)對其替代技術(shù)進行研究，使產(chǎn)品取得新的替代技術(shù)，以應(yīng)對未來的市場競爭；處于退出期的產(chǎn)品，企業(yè)利潤急劇下降，應(yīng)盡快淘汰。這些可以為企業(yè)產(chǎn)品規(guī)劃提供具體的、科學(xué)的支持。
產(chǎn)品進化理論還研究產(chǎn)品進化模式、進化定律與進化路線。應(yīng)用模式、定律與路線，設(shè)計者可較快地確定創(chuàng)新設(shè)計的原始構(gòu)思，使設(shè)計設(shè)計取得突破。
新產(chǎn)品的研發(fā)設(shè)計是制造業(yè)企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的主要途徑。在全球化經(jīng)濟競爭的激烈中，企業(yè)開展新產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計的目的雖然是技術(shù)進步，但成功的標準仍然是商業(yè)性的經(jīng)濟效益，因此企業(yè)必須綜合考慮產(chǎn)品的成本、開發(fā)周期、產(chǎn)品質(zhì)量、投資風(fēng)險等要素。產(chǎn)品設(shè)計中的成本控制不是簡單的成本降低，針對產(chǎn)品設(shè)計階段中忽略成本控制的誤區(qū)，依據(jù)成本控制的原則，將成本管理和產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計有機的結(jié)合，實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計與成本控制（目標成本設(shè)定、分解、估算、達成）之間的協(xié)調(diào)同步和動態(tài)反饋機制。建立不同階段對應(yīng)的產(chǎn)品級、裝配級、零件級、特征級的成本信息模型，在產(chǎn)品設(shè)計階段貫穿了戰(zhàn)略成本管理和價值工程理念，將目標成本管理融入到產(chǎn)品設(shè)計中，在建立產(chǎn)品數(shù)字化模型和參數(shù)化的產(chǎn)品配置中，從根本上降低了產(chǎn)品成本。