1 系统的基本原理和方法

1. 成本预估方法
   对产品报价的关键在于对产品成本的准确预测。成本预估具有以下几类主要方法。

   • 直觉法 基于预测者的经验进行预估，预估结果的准确性也取决于预估者的知识。
   • 逻辑法 由已知系统的成本推知相似系统的成本。
   • 参数法 根据产品的特性参数预估成本，特性参数往往是对产品特性的不完全描述。
   • 分析法将任务分解为一系列的基本任务来预估产品成本。
   在实际运用中，采用单一的某种方法往往不能取得很好的效果，需要基于实例的特点结合多种方法进行综合运用。
2. 运用成本预估方法进行机床产品快速报价
   1. 运用参数法建立性能成本模型 机床产品快速报价系统的输入信息是用户对机床产品的结构性能要求，输出信息是产品的成本及价格，因此，必须建立产品结构性能特征与成本之间的关系。机床的结构性能特征是以性能参数来描述的。性能参数是对产品结构性能特征的不完全描述。本文选用参数法建立产品性能参数与成本的关系模型。
   2. 运用分析法进行成本单元分解 通常用参数法建立成本预估模型限于2～5个参数，而机床特性参数的数量大大超过此限制，因此不能直接运用参数法。对机床产品运用分析法。在结构上，机床产品具有可分离的特性。产品可分解为各个部件经由总装工序组合而成，部件可分解为各个零件经由部装工序组合而成，零件由一定的材料，经由各加工工序而成。在性能上，产品的性能是由部件性能及总装工序的精度来保证的，以此可类推。在成本组成上，产品的成本也可分解为各部件的成本及总装工序的成本，以此可类推。
      本文将具有一定性能特征及成本的实体或活动定义为成本单元，产品、部件、零件、工序都是成本单元。
      由以上分析可知，成本单元可进行分解，通过分解，成本单元的特性参数数量将减少，最终可用参数法建立特性参数与成本的关系模型。
      本文将分解后可运用参数法建立成本模型的成本单元称为最小成本单元。
   3. 运用直觉法选取主要零件 分析法及参数法使系统建立产品性能与成本关系模型在理论上成为可行，但实际上，成本单元分解将产生大量不同种类的子单元。而不同种类的成本单元具有不同的性能参数，其成本模型也将不同。对所有的成本子单元逐一建立成本模型将意味着巨大的工作量，这在实际系统中是不可行的。
      成本子单元数量的增多主要是因为产品分解产生大量的零件。机床的性能主要取决于其中的某些主要零件，同时机床成本的绝大部分也耗费在这些主要零件上。因此，系统可将研究的重点放在这些主要零件上，建立这些零件的成本模型。主要零件的选择要依靠机床行业的长期经验，也就是通过直觉法获得。主要零件的选择将直接影响报价系统的合理性和准确性。
   4. 运用逻辑法推算产品成本 获取了主要零件成本，还必须进一步估算机床成本。机床成本的构成十分复杂。不仅包括产品的制造成本(如材料成本、直接工资、制造费用等)和各种非制造成本(如销售费用、管理费用、财务费用等)，还应包括产品的设计、开发费用。应该指出，在制造系统的内部环境及外部市场环境基本稳定的条件下，产品各项成本的组成也将基本保持稳定。因此，可运用逻辑法，以企业现有产品的成本组成推算新产品的成本组成，最终估算出新产品成本。
   
   
   产品快速报价系统的基本原理及方法。

2 最小成本单元性能成本关系建模

1. 性能参数的选择
   对机床产品运用分析法，可从用户输入的产品性能要求推知最小成本单元的性能要求。最小成本单元的性能是由性能参数描述的。为了满足用参数法建模的要求，单元的性能参数不能超过2～5个。而对于制造业中的实体或活动，要完整描述其大小、形状特征、精度要求以及动态性能要求等，这是不够的。因此，必须选择适当的性能参数，对单元性能进行不完整描述。性能参数的选择往往要依靠大量的经验，也就是通过直觉法获得。性能参数选择的合理性直接关系着报价系统输出的可靠性和准确性。
   应选取对产品功能以及单元成本最具影响的参数作为成本单元的性能参数。本文对单元性能参数的选取提出了以下原则:

   1. 选取大尺寸单元的规格参数 大尺寸零件的材料成本占有很大比重。其规格参数直接影响材料成本，同时也大大影响零件的可制造性。
   2. 选取高精度单元的精度参数 高精度件的加工费占有很大比重。对于一般规格的高精度零件，其规格参数往往对成本的影响不大，而精度参数将直接影响零件的工艺方法，影响加工设备、测量工具以及制造过程的废品率等，是影响成本的及其敏感的因素。
   3. 选取传动单元的动态性能参数 对于传动单元，其动态性能参数影响材料的选择，并且单元的精度参数往往是由动态参数所决定的。因此，应选择动态性能参数，而不是精度参数。动态性能参数还将影响单元的装配及调试过程，这些成本在单元成本中占有很大的比重。
2. 建模方法的选择
   单元性能参数与成本关系的建模方法并不唯一。根据性能参数的数量以及系统所能提供的信息而有所不同。本文提出以下可供选择的建模方法，并给出了每种方法的适用条件及其优缺点。

   1. 曲线拟合法——基于数据的连续模型[2，3] 曲线拟合法是在系统已知一定量的单元性能参数与成本数据的情况下，用一定的曲线对已知数据点进行拟合，从而得出连续的性能参数与成本曲线。通常采用指数曲线、倒数曲线、多项式曲线及样条曲线进行拟合。运用曲线拟合法要求单元的性能参数不能超过两到三个，且系统必须掌握一定的数据。曲线拟合法较为简单、直观，但拟合曲线所带来的退化误差将不可避免。误差的大小取决于数据的准确性与密集程度。
   2. 蒙特卡洛法——数值仿真下的统计模型蒙特卡洛法适用于参数数量较多的复杂单元。要求系统提供生成单元成本的仿真模型。蒙特卡洛法计算量大，对系统硬件环境要求较高，但能有效地解决复杂成本单元的建模问题。该方法在研究成本对于各性能参数的灵敏度分析时十分有效。
   3. 分类计算法——基于机械设计标准及工艺定额标准的分段模型对于某些单元，运用机械设计标准可从性能参数获取单元较完整的材料、结构及典型工艺方法，运用工艺定额标准可获取加工工序的工时定额。运用以上标准，单元性能参数在一定范围内变化时，其性能参数与成本将满足一定的比例关系。因此可以建立分段的性能参数与成本模型。分类计算法对于存在标准系列及典型工艺的通用件、标准件，如齿轮、丝杠等较为适用。

3 实例———卧式加工中心成本预估

1. 产品性能描述
   系统输入应为用户对产品的性能要求。对于卧式加工中心，包括以下性能参数:

   • X、Y、Z行程
   • 快移速度、进给速度
   • 工作台面积、允许承重
   • 主轴转速范围、主轴电动机功率
   • 定位精度、重复定位精度
   • 换刀时间、刀库容量
2. 成本单元分解
   对卧式加工中心进行结构分解。
3. 成本单元性能
   成本模型的建立下面以前床身部件中主要零件前床身为例说明最小成本单元成本模型的建立。

   1. 性能参数的选择 对主要零件前床身分析如表1。表1 床身零件成本及功能因素分析类型分析成本因素分析功能因素分析床身属于大型零件，应选取规格参数床身材料及其热处理工序成本很高，其成本主要与零件重量有关，最终与零件长度及结构形式相关。床身属于支承零件。其长度受机床工作台大小及行程长度约束。床身导轨属于高精度零件特征，应选取精度参数床身导轨面的加工成本较高。导轨面的加工工艺及工时定额与导轨面的精度要求有关。加工设备的选取与零件规格有关。床身导轨精度是保证机床定位精度及重复定位精度的重要因素。
      由以上分析，选取前床身零件的总长L及导轨面直线度d为该主要零件的性能参数。
   
   表2 基于性能参数的零件分类 L>2500mmL≤2500mmd<0.008mm/1000mmK₁LK₂Ld≥0.008mm/1000mmK₃LK₄L
   2. 性能参数成本模型的建立 零件成本与零件加工工艺密切相关。而对于特定的企业，其加工工艺受其设备配置、技术水平、传统习惯等因素的影响。对于本例所研究的企业，其床身件材料的选择、加工工艺及加工设备根据床身件的规格及精度要求来确定，工艺路线确定后，零件的成本与其规格呈正比例关系。因此，选用分类法建立性能成本模型。按照性能参数对零件进行分类，在同类零件中，用直线拟合性能与成本关系。具体分类如表2。
      对企业现有机床前床身件的性能参数及成本进行调研，得到六台机床M₁～M₆的L、d及成本C数据如表3。表3 零件性能参数及成本数据 L(mm)d(mm/mm)C(元)M₁31400.006/100046507M₂30000.006/100040281M₃25000.006/100025427M₄21500.006/100020986M₅27000.01/100031239M₆17200.01/100013067计算得K₁=14.12，K₂=9.97，K₃=11.57，K₄=7.60。
4. 产品成本的综合
   由企业现有机床数据推算，前床身部件中，主要零件前床身所占成本比例为87.2%。预估某机床成本，由用户提出性能要求得出对前床身的性能参数为L=2300mm，d=0.01mm/1000mm。由上节模型得出前床身零件成本为K₄L=17480元，前床身部件成本为20045元。同理计算其它部件及装配工艺成本，最终估计机床总制造成本为658920元。按照经验预估机床成本为80万元。机床设计误差为30.13%，快速报价系统预估误差为7.19%。

4 结束语