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本文將介紹復(fù)合材料設(shè)計初審及初始成本估算。

設(shè)計初審

既然材料(纖維和樹脂)已經(jīng)選定，也確定了制造工藝，并對復(fù)合材料層壓板進行了初始應(yīng)力分析，現(xiàn)在是時候根據(jù)設(shè)計要求（功能規(guī)范）審查設(shè)計了?；叵胍幌拢δ芤?guī)范是在設(shè)計工作實際開始之前制定的。

在這個階段，設(shè)計審查是最關(guān)鍵的，因為沒有直接的成本花在項目上，我們可以在這個階段更準確地確定項目的可行性。使用列表功能規(guī)范（本文中使用了質(zhì)量功能展開Quality Functional Deployment，QFD方法），我們根據(jù)設(shè)計需求列出了設(shè)計的屬性。

還要注意的是，使用質(zhì)量功能展開的方法，我們已經(jīng)審查了其他幾個現(xiàn)有設(shè)計作為基準，因此設(shè)計審查還允許將我們的設(shè)計與現(xiàn)有產(chǎn)品進行比較。設(shè)計審查是以對比的方式進行的，但卻是一個系統(tǒng)的過程。對比研究可能如下表所示（請注意，在這一階段，并非所有要求都已滿足，因為如果項目繼續(xù)，這些要求將在稍后確定）：

從表格比較中，我們可以提出以下問題：

設(shè)計是否滿足客戶的基本要求？

設(shè)計是否滿足工程規(guī)范目標(biāo)？

設(shè)計與基準相比是否具有競爭力？

設(shè)計過程應(yīng)該繼續(xù)還是取消？

能否根據(jù)客戶要求和工程規(guī)范改進設(shè)計？

對這些問題的回答將允許你對復(fù)合材料層壓設(shè)計進行修改，包括材料類型和形式，以滿足通用設(shè)計規(guī)范。在設(shè)計過程的這個階段，這種設(shè)計變更的成本是最小的，并且實際上可以節(jié)省大量資源。從這里，我們可以查看生產(chǎn)復(fù)合材料層壓產(chǎn)品的初始成本，并開發(fā)設(shè)計的細節(jié)方面，即孔、接頭、局部加強和加固等。

初始成本估算

現(xiàn)在，從我們目前的設(shè)計來看，是一種復(fù)合材料結(jié)構(gòu)，其中包括對所用材料、層壓結(jié)構(gòu)、后續(xù)工程和物理材料特性以及計劃的制造方法的初步估計。有了這些信息，我們可以對產(chǎn)品成本進行初步估算。

成本估算是科學(xué)與藝術(shù)的結(jié)合。科學(xué)來自定價和歷史數(shù)據(jù)的統(tǒng)計關(guān)系。藝術(shù)就是我們?nèi)绾卫眠@一點來獲得最好的，或者更準確地說最準確的估計。更多時候，我們可以使用成本估算來確定一種材料選擇或制造方法是否比另一種更具成本效益。

成本估算應(yīng)基本涵蓋材料（纖維/填料/樹脂）成本、消耗品、人工成本和相關(guān)成本、加工工具和使用、生產(chǎn)費和資本設(shè)備成本。以下是對其中每一項的簡要回顧：

材料成本估算——通常情況下，纖維、填料和樹脂都有一個相對固定成本，但使用一個非常簡單的關(guān)系，即材料成本隨著小批量訂單呈指數(shù)增長，可以估算結(jié)果合理的材料成本，別忘了加上廢品率和損耗率。通常，可以通過以下關(guān)系確定材料成本：

其中A是所需成本，C是所需數(shù)量，B是已知成本，D為數(shù)量。指數(shù)（通常給出為-0.1）可以根據(jù)已知經(jīng)驗而變化。

消耗品——這在很大程度上取決于自己的經(jīng)驗和車間實踐，但有了良好的購買歷史數(shù)據(jù)，可以快速了解以前任務(wù)的使用模式。

人工成本——整個復(fù)合材料行業(yè)的人工成本和相關(guān)成本也是可變的，相關(guān)的經(jīng)驗和現(xiàn)有知識也是寶貴的。考慮到這一點，勞動力價格還取決于所采用的制造技術(shù)和完成任務(wù)所需的技能水平。與層壓和高壓釜固化的技術(shù)人員相比，其他技術(shù)人員的工資更低。

加工工具——制造工具可以是復(fù)合材料工具、單面金屬工具、匹配金屬工具或硬化表面金屬工具。成本隨著模具材料成本和準備要求的增加而增加。然而，多重使用能力隨著增加的費用而增加，因此基于生產(chǎn)運行方式，不同類型的制造工具存在盈虧平衡點。

生產(chǎn)率——生產(chǎn)的數(shù)量會影響產(chǎn)品成本的各個方面。這將在下一篇文章中強調(diào)，屆時將會演示成本估算的示例。

設(shè)備成本——使用的不同材料（尤其是樹脂系統(tǒng)）和制造方法將需要一系列設(shè)備來完成。所使用的設(shè)備也會影響生產(chǎn)率，但此類設(shè)備的成本可以在已知使用率和磨損預(yù)期的基礎(chǔ)上攤銷。