數(shù)控機(jī)床是電子信息與傳統(tǒng)機(jī)床技術(shù)相結(jié)合的機(jī)床一體化產(chǎn)品，數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)融合了機(jī)、電、液、氣等工程學(xué)科。國內(nèi)外機(jī)床企業(yè)普遍重視產(chǎn)品研發(fā)，沒有新產(chǎn)品企業(yè)就沒有未來，成功的新產(chǎn)品研發(fā)是企業(yè)發(fā)展的保障。
一、機(jī)床新產(chǎn)品研發(fā)的基本流程
機(jī)床新品研發(fā)一般由營銷部門牽頭，以市場需求為依托，制定新產(chǎn)品需求、研發(fā)建議，組織技術(shù)、制造單位專題研討，確定產(chǎn)品參數(shù)、結(jié)構(gòu)及配置，明確銷售價格、溢價空間及市場需求預(yù)期。之后由技術(shù)部門立項(xiàng)，組織開展技術(shù)論證、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、圖紙繪制、制定工藝；研發(fā)完成后由公司組織樣機(jī)制造、樣機(jī)測試及驗(yàn)收等的相關(guān)工作。新產(chǎn)品驗(yàn)收、檢測合格后，由營銷部門負(fù)責(zé)實(shí)施產(chǎn)業(yè)化承接，負(fù)責(zé)制定推廣計(jì)劃、競爭促銷策略等，負(fù)責(zé)新產(chǎn)品協(xié)議評審、簽訂合同，做好客戶推廣、產(chǎn)品維護(hù)及服務(wù)反饋工作。機(jī)床產(chǎn)品研發(fā)基本的實(shí)施路線為，市場→設(shè)計(jì)→工藝→制造→裝配→檢驗(yàn)→營銷→服務(wù)→改善，是自上而下的組織流程。
具體的機(jī)床產(chǎn)品的設(shè)計(jì)一般是由設(shè)計(jì)主管（項(xiàng)目負(fù)責(zé)人）根據(jù)企業(yè)決策即機(jī)床設(shè)計(jì)任務(wù)書的總體要求來組織實(shí)施的，設(shè)計(jì)主管一般由機(jī)械工程師擔(dān)任，設(shè)計(jì)過程中設(shè)計(jì)主管主要擔(dān)負(fù)機(jī)床總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、參數(shù)的確定，機(jī)床總體性能、精度的確定，機(jī)床重點(diǎn)功能部件的選定，對電氣、液壓系統(tǒng)提出功能要求，指導(dǎo)其它部件、電氣液壓、工藝設(shè)計(jì)員設(shè)計(jì)。
如立式加工中心的設(shè)計(jì)，要求主管設(shè)計(jì)員首先確定機(jī)床的主要結(jié)構(gòu)并繪制相應(yīng)的機(jī)床結(jié)構(gòu)圖（即00部分），確定機(jī)床的總體尺寸，各部分的相對位置、相互關(guān)系等等；確定機(jī)床的參數(shù)如主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度、工作臺尺寸、快移速度、機(jī)床主要的精度指標(biāo)等等。確定系統(tǒng)、絲杠、導(dǎo)軌、軸承等主要外購件的廠家、規(guī)格型號等消息。各部件設(shè)計(jì)員根據(jù)設(shè)計(jì)主管的要求展開工作，完成詳細(xì)的部件設(shè)計(jì)工作。設(shè)計(jì)完成后設(shè)計(jì)員負(fù)責(zé)配合樣機(jī)制造、性能檢測、驗(yàn)收等提供技術(shù)支持系列工作。
二、機(jī)床新產(chǎn)品定價的兩種方式
機(jī)床企業(yè)新產(chǎn)品的定價，根據(jù)市場需求情況、產(chǎn)品特點(diǎn)、溢價能力，普遍采用加法和減法兩種方式。
1.加法定價方式
針對市場競爭相對較小、價格不透明的專機(jī)、自動線等新產(chǎn)品研發(fā)，機(jī)床成本及銷售價格一般采用加法定價方式。設(shè)計(jì)主管根據(jù)經(jīng)驗(yàn)對機(jī)床進(jìn)行整體估價，之后由公司相關(guān)部門核準(zhǔn)該價格，確定成本及銷售價格，最低售價＝鑄件+系統(tǒng)+外購件+電氣+液壓潤滑件+制造成本+管理費(fèi)用＋毛利。存在的問題，“術(shù)業(yè)有專攻、學(xué)科有邊界”，設(shè)計(jì)主管致力于對于機(jī)床結(jié)構(gòu)與性能的追求，很難全面了解機(jī)床各個部件的加工、裝配環(huán)節(jié)等具體的制造費(fèi)用，很難逐一了解各個功能部件、外協(xié)外購件具體的價格；對公司財(cái)務(wù)的各類費(fèi)用與攤銷也了解不多，成本意識相對是淡泊的，很難科學(xué)的把握機(jī)床具體的價格和獲利空間。
2.減法定價方式
面向市場競爭激烈、價格較透明的流量型產(chǎn)品，如立加、臥加、數(shù)控車等等，利用加法定價方式很難開發(fā)出質(zhì)優(yōu)價廉的產(chǎn)品。而采用減法定價方式就有效的解決了這一問題。以某公司研發(fā)經(jīng)濟(jì)型VMC850立式加工中心為例，該機(jī)型主要市場競爭對手是新諾、大連、寶雞和其它國內(nèi)機(jī)床企業(yè)。通過分析競爭對手產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、性能及價格，認(rèn)定該款產(chǎn)品共同的特點(diǎn)是，使用立加光機(jī)、配置數(shù)控系統(tǒng)、功能部件、電氣原件和整機(jī)防護(hù)，實(shí)施OEM式的生產(chǎn)組織。通過估算及市場反饋，該公司認(rèn)定該款機(jī)床競爭對手最低售價P1=光機(jī)＋數(shù)控系統(tǒng)＋鈑金件＋電氣原件＋制造成本+管理費(fèi)用+毛利。
以競爭對手相同的銷售價格，確定市場售價和目標(biāo)成本。該公司確定新品銷售價為P1，結(jié)合該公司綜合管理費(fèi)用14％、設(shè)定毛利率為5％，實(shí)施設(shè)計(jì)成本倒推，確定目標(biāo)成本價P2＝P1-（14%+5％）P1。
設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)總成本P2、利潤5％，一切設(shè)計(jì)工作依此為基礎(chǔ)協(xié)同展開。但在實(shí)踐中數(shù)控系統(tǒng)、鈑金件、鑄件、功能部件和電氣原件等外購件的價格是相對固定的、降價空間有限，設(shè)計(jì)中的成本只能從自身的制造、外協(xié)中想辦法。
三、新產(chǎn)品設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)思路
機(jī)床的研發(fā)思路決定了產(chǎn)品80%以上的成本，好的機(jī)床產(chǎn)品設(shè)計(jì)的思路是產(chǎn)品營銷、企業(yè)獲利成功與否的關(guān)鍵。
合理選擇機(jī)床配件，根據(jù)機(jī)床的市場定位，選好外購件、外協(xié)件生產(chǎn)廠家，合格的原材料是生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品的物質(zhì)基礎(chǔ)。以該款VMC850E立式加工中心為例，考慮到機(jī)床目標(biāo)成本，主要配置以國產(chǎn)及臺灣為主。采用經(jīng)濟(jì)型的FANUC 0i-MATE系統(tǒng)、臺灣旭泰主軸組、南京工藝絲杠導(dǎo)軌、采用呼和浩特刀庫、自制排屑器等。
三維設(shè)計(jì)優(yōu)化，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，工欲善其事、必先利其器，在機(jī)床整機(jī)的設(shè)計(jì)和關(guān)鍵件設(shè)計(jì)中應(yīng)用UG、SolidWorks、Pro/E等三維CAD軟件和Visual Nastran、ANSYS工程分析等軟件，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段采用實(shí)體建模、虛擬裝配、靜動力學(xué)特性有限元分析、系統(tǒng)動態(tài)仿真等技術(shù)，三維設(shè)計(jì)系統(tǒng)具有可視化好、形象直觀、設(shè)計(jì)效率高和支持并行工程。減少產(chǎn)品在生產(chǎn)和裝配過程中的差錯，提高了設(shè)計(jì)工作的質(zhì)量和效率，降低了產(chǎn)品開發(fā)研制成本。
模塊化設(shè)計(jì)，產(chǎn)品通用化、系列化，主要體現(xiàn)在兩個方面：其一，設(shè)計(jì)人員主動考慮是否能將外形或功能相近的零部件做成通用的、尺寸一致的，如立加產(chǎn)品的三軸電機(jī)座、軸承、絲杠座的實(shí)現(xiàn)了全系列通用化，M8、M10、M12系列的導(dǎo)軌螺紋經(jīng)計(jì)算后統(tǒng)一到M10；其二，盡管使用通用件、標(biāo)準(zhǔn)件會增加產(chǎn)品設(shè)計(jì)的困難，但是設(shè)計(jì)人員只要能夠使用通用件、標(biāo)準(zhǔn)件絕不使用專用件，使用專用件時要有主管副總簽字。模塊化設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了加工程序的統(tǒng)一，刀具、卡具的一致，極大的提高了加工效率、降低了制造成本。
控制鑄件重量，降低成本，通過合理布局內(nèi)部筋型結(jié)構(gòu)和有效的支撐點(diǎn)，保證鑄件剛性，減少設(shè)計(jì)重量；另外以有限元分析為依據(jù)，合理地設(shè)計(jì)鑄件結(jié)構(gòu)減少鑄件厚度，簡化鑄造工藝、改善鑄件質(zhì)量、減少鑄件加工余量，實(shí)現(xiàn)了降低生產(chǎn)成本、穩(wěn)定質(zhì)量、提高生產(chǎn)加工效率。
工藝協(xié)同，降低機(jī)加成本，為便于加工、減少調(diào)整點(diǎn)、方便裝配、提升效率，工藝員與設(shè)計(jì)員同步實(shí)施設(shè)計(jì)，工藝員借助CAM、CAPP軟件，對設(shè)計(jì)模型實(shí)施工藝預(yù)生產(chǎn)，核準(zhǔn)零件尺寸、公差及精度等加工要求、確定工件裝卡方式、優(yōu)化加工刀具數(shù)量、規(guī)劃最佳加工工藝路線，設(shè)計(jì)員優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、減少配做、減少不必要的加工量與過高的精度要求。
持續(xù)改善，提升產(chǎn)品質(zhì)量與制造水平；好的產(chǎn)品是持續(xù)改善的產(chǎn)物，任何產(chǎn)品只有經(jīng)不斷的持續(xù)改進(jìn)才能彌補(bǔ)設(shè)計(jì)缺陷，滿足時代發(fā)展客戶的需求。一方面公司可利用服務(wù)熱線為依托、聚焦客戶反饋VOC，逐月根據(jù)服務(wù)反饋信息開展質(zhì)量問題匯總與分析，指導(dǎo)相關(guān)單位實(shí)施質(zhì)量整改。
另一方面鼓勵制造單元、技術(shù)、工藝、工會等部門緊緊圍繞新產(chǎn)品，以“優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、降低制造費(fèi)用、提升溢價空間”為主線，以精益改善PDCA為切入點(diǎn)，設(shè)立對標(biāo)改善項(xiàng)目、設(shè)立合理化建議改善提案，不斷提升產(chǎn)品質(zhì)量與制造水平。
