uloga konstrukcije i razvoja u procesu snižavanja troškova...
TRANSCRIPT
P - 373
Uloga konstrukcije i razvoja u procesu snižavanja troškova
proizvoda
Ivo Jerčić
Sveučilište u Splitu, Sveučilišni odjel za stručne studije, Split, Hrvatska
Alen Kovač
Adria Winch, Split, Hrvatska
Sažetak. Ključ uspjeha poduzeća je ostvariti i održati konkurentsku prednost na tržištu. Dugoročno se
konkurentska prednost i postizanje većeg tržišnog udjela postiže isporučivanjem proizvoda jednakih
svojstava i kvalitete uz niže cijene ili davanjem proizvoda veće vrijednosti po jednakim cijenama.
Snižavanje troškova je kompleksan problem s mnogo utjecajnih čimbenika, različitih pristupa, metoda
i mogućnosti rješavanja. Na troškove proizvodnje, uz sami proizvodni proces, značajno utječu
tehnička rješenja definirana u fazi razvoja i konstruiranja proizvoda. Završetkom procesa razvoja
proizvoda i izradom proizvodne dokumentacije, proizvod je u potpunosti definiran, a samim tim je
predodređena većina ukupnih proizvodnih troškova. Pogrešno je stoga shvaćanje kako su inženjeri
odgovorni za tehniku, a poslovodstvo za troškove. U radu su analizirani različiti utjecaji razvoja i
konstrukcije na troškove proizvoda. Istaknute su faze procesa konstruiranja u kojima se značajno
predodređuju troškovi. Navedene su mjere koje se, u cilju smanjenja proizvodnih troškova, mogu
poduzimati u razvoju i konstrukciji. Briga o trošku u fazi konstruiranja traži dodatnu kreativnost
inženjera. Dan je pregled mogućnosti snižavanja troškova proizvoda. Ukazano je na nužnost sustavnog
pristupa i suradnje različitih odjela poduzeća u procesu snižavanja troškova. Potrebno je adekvatno
računovodstvo troškova te metodologija upravljanja troškovima.
Ključne riječi: razvoj i konstruiranje, proizvodni troškovi, snižavanje troškova
1. Uvod
Za uspjeh ili neuspjeh poduzeća odlučujući utjecaj je njena konkurentnost. Bitno je, u odnosu
na konkurenciju, izgraditi i osigurati povoljan položaj na tržištu. Cijena koja se može postići
na tržištu za neki proizvod ovisi prvenstveno o mjeri u kojoj ponuđeni proizvod sa svojim
svojstvima zadovoljava potrebe kupaca. Strategije poduzeća bi se mogle sažeti u nastojanju da
se poveća ili zadrži potražnja za razvijenim proizvodima te da se smanje troškovi. Pri tome
dugoročno opstaju oni koji nude proizvode jednakih svojstava za nižu cijenu ili nude bolje
proizvode za cijenu jednaku konkurenciji.
U ovom značajnu ulogu imaju inženjeri konstruktori koji razvijaju i usavršavaju proizvode jer
utječu s jedne strane na potražnju za proizvodom, a s druge strane na troškove. Razvoj novog
proizvoda i konstruiranje bi stoga trebalo shvaćati kao aktivnosti od strateške važnosti za
opstanak poduzeća. Novo razvijeni ili usavršeni proizvod, osim što zadovoljava potrebe
kupca, mora se moći proizvoditi uz prihvatljive troškove. Životni vijek proizvoda je sve kraći
pa je i vrijeme u kojem se mora vratiti uloženi kapital sve kraće. Traže se novi profitabilniji
proizvodi.
P - 374
Pri vrednovanju dobrote tehničkog rješenja moraju se uzeti u obzir i troškovi. Konstruktor
razvojem proizvoda ne zadovoljava samo potrebe kupca već mu je zadatak da razvije
proizvod koji će biti profitabilan, odnosno da ima najniže moguće troškove proizvodnje.
Cilj rada je opisati utjecaj inženjera konstruktora na troškove, potaknuti ih za konstruiranje
proizvoda nižih troškova proizvodnje te ukazati na potrebna znanja, informacije, organizaciju,
metode i modele upravljanja troškovima koji su pri tom potrebni.
2. Odgovornost konstruktora za trošak proizvoda
Razvojem proizvoda i izradom proizvodne dokumentacije konstruktor presudno utječe na
troškove proizvodnje. Organizacija rada poduzeća postavljena je na način da se poslovi
potrebni za razvoj, proizvodnju i plasman proizvoda na tržište te servis proizvoda odvijaju
najučinkovitije i uz najmanje troškove. Organizacija u svim segmentima jako ovisi o
proizvodima ili uslugama koje nude tržištu. Očigledno je da inženjeri konstruktori razvojem
novog proizvoda osim na troškove proizvodnje utječu i na širok spektar procesa u poduzeću,
tj. utječu i na opće troškove poduzeća. Npr. specificiranjem sklopa kojeg je potrebno nabaviti
od dobavljača potreban je rad nabave, transporta, zaprimanje naručene robe, ulazne kontrole i
skladišta.
Utjecaj na troškove osobito je velik u ranim fazama procesa konstruiranja. Naravno da se,
osim što najdirektnije utječe na troškove proizvodnje, utječe i na troškove u eksploataciji te na
troškove reciklaže ili zbrinjavanja proizvoda. Inženjeri konstruktori najodgovorniji su za
troškove proizvodnje te troškove u životnom vijeku proizvoda.
Slika 1 Mogućnost utjecaja na troškove proizvoda, (Schmidt, 1996)
Za uspjeh proizvoda u tehničkom i ekonomskom smislu najznačajnije su prve faze. Iz
vlastitog iskustva se može potvrditi da vrijedi „Rule of ten“, a što znači da trošak promjene
koji bi u fazi postavljanja i raščišćavanja zadatka iznosio 1€ u fazi konstruiranja iznosi 10€, u
pripremi proizvodnje je 100€, u proizvodnji ili pri završnim ispitivanjima je 1000€ , a poslije
isporuke kupcu trošak je 10000€.
Stoga je u ranim fazama procesa konstruiranja potrebno uvoditi metode i alate koji će
konstruktoru omogućiti pronalazak troškovno povoljnih rješenja.
Odjel razvoja i konstrukcije odgovoran je za planiranje, razvoj i konstrukcijsku razradu
proizvoda. Temeljem informacije, znanja i iskustva iz različitih izvora i područja razvija
proizvod, pri čemu su najvažniji zahtjevi kupca i izvori poduzeća. Rezultat razvoja je
proizvodna dokumentacija sa specifikacijama materijala i komponentama koje se kupuju od
dobavljača. Ovim odjel razvoja i konstrukcije ima najveći utjecaj na proizvodne i troškove u
P - 375
životnom vijeku proizvoda. Nabava i proizvodnja realiziraju najveći dio troškova, ali je
mogućnost utjecaja na troškove proizvoda relativno mala.
Mogućnost utjecaja na troškove te realizacija troškova po različitim odjelima prosječnog
poduzeća koje proizvodi strojarske proizvode prikazana je na slici 2.
Slika 2 Predodređeni i realizirani troskovi proizvodnje po odjelima poduzeća, (Ehrlenspiel, 2011)
Vrijedno je uočiti da odjeli razvoja i konstrukcije te pripreme proizvodnje imaju mogućnost
utjecaja na proizvodne troškove razine oko 88% (predodređeni troškovi), a da im je ukupni
vlastiti trošak oko 10% (realizirani troškovi). Inženjeru konstruktoru zadatak je da svoje
kompetencije, raspoloživo znanje i iskustvo svih odjela u poduzeću upotrijebi za razvoj ili
unaprjeđenje proizvoda. Da bi to bilo moguće potrebno je osigurati: dobro radno okružje,
odgovarajuću organizaciju, dobru komunikaciju među različitim odjelima i dostupnost
informacija bitnih za razvoj proizvoda. Izazov proizvodnje (poslovanja) uz što manje troškove
zadatak je svakog zaposlenika. Za iskorištenje svih potencijala poduzeća bitna je atmosfera
sveopće suradnje pri čemu je ključna uloga menadžera. Provodi se ciljano i sustavno
upravljanje troškovima. Cilj je konkretnim mjerama utjecati na troškove proizvoda, procesa i
resursa na način da se postigne što veća dugoročna korist, odnosno, poboljša konkurentnost
poduzeća. Ključ uspjeha su kompetentni, motivirani zaposlenici, kojima treba pružiti
mogućnost profesionalnog razvoja, usavršavanje procesima edukacije te napredovanje.
Radne organizacije s računalnom mrežom – intranetom imaju mogućnost organizirati se
orijentirano prema proizvodu. Djelatnici raznih specijalnosti se dodjeljuju određenom
razvojnom timu, što podiže odgovornost i motiviranost za zajednički uspjeh projekta. Ozračje
opće otvorenosti je preduvjet za uspješan razvoj troškovno povoljnih – profitabilnih
proizvoda.
3. Utjecajni faktori na troškove proizvodnje i mogućnosti smanjenja troškova
Općenito gledano mogućnosti za smanjenjem troškova proizvodnje su u smanjenju troškova:
materijala i ugradnih komponenti, izrade dijelova, montaže te troškova završnih ispitivanja.
Trošak materijala smanjuje se korištenjem troškovno povoljnijih materijala te smanjenjem
količine materijala potrebnog u proizvodnju.
P - 376
Sa stajališta izrade dijelova proizvoda povoljniji su dijelovi koji se mogu izraditi jeftinijim
proizvodnim postupcima, strojevima i alatima te koji imaju manji broj proizvodnih operacija.
Trošak montaže smanjuje se manjim brojem radnih operacija, mogućnošću montaže po
ugradnim grupama, mogućnošću automatiziranja.
Na troškove proizvodnje utječu neposredno ili posredno svi odjeli sa svojim zaposlenicima.
Konstruktor na troškove proizvoda utječe s velikim brojem faktora grupiranih u:
zahtjeve koji se postavljaju na proizvod (lista zahtjeva)
koncept proizvoda (princip funkcioniranja, fizikalni principi, vrste materijala,
složenost)
veličine i oblike (količina materijala, dimenzije, oblici ploha)
proizvodne količine (standardizacija dijelova, moduli)
proizvodne tehnologije i postupke montaže (ovise o izabranim materijalima,
proizvodnim količinama, oblicima i veličinama).
3.1 Utjecaj zahtjeva koji se postavljaju na proizvod
Zahtjevi koji se postavljaju na proizvod, osim od kupca, mogu dolaziti od razvoja i
konstrukcije, proizvodnje, kontrole, servisne službe, zakonodavca, .. Na krajnju cijenu
proizvoda zahtjevi najizravnije utječu pa trebaju biti pomno analizirani i troškovno
ograničeni. Ovo vrijedi i za nefunkcionalne zahtjeve kao što su: sigurnost rada, norme koje
proizvod mora ispuniti, dodatni uvjeti eksploatabilnosti, uvjeti održavanja i servisiranja,
ekološki uvjeti, jamstva, uvjeti preuzimanja. Zahtjevi koji se postavljaju na proizvod
konstantno se povećavaju i razvijeni proizvodi su sve složeniji. Eventualno nepotrebne,
pretjerane zahtjeve i posebne želje treba na vrijeme razjasniti te razumjeti potrebe kupca, jer
su naknadne izmjene vrlo skupe („sve je isto kao prije, samo je dodano ...“). U cilju smanjenja
troškova prednost bi trebalo dati standardnim pred posebnim rješenjem. Izuzetak su zahtjevi
za koje kupac zna da nisu standardni, ali je za njihovo ispunjenje spreman platiti veću cijenu.
Često je moguće ispuniti želju kupca bez dodatnog troška ili uz minimalni dodatni trošak. Za
brže raščišćavanje zahtjeva korisno je izraditi i koristiti check- listu, (Feldhusen, 2013).
Temelji za postavljanje, odnosno procjenu dopuštenih troškova proizvoda su postojeći slični
proizvodi, cijene sličnih proizvoda na tržištu te cijene konkurencije. Ukupni troškovi za
proizvod razdjeljuju se na pojedine zahtjeve – funkcije. U slučaju da tehničko rješenje koje
ispunjava postavljene zahtjeve nije poznato potrebno ga je pronaći u procesu razvoja i
konstruiranja proizvoda, a u okviru predviđenih troškova. Prvorazredni je inženjerski izazov i
za najjednostavnije proizvode pronaći tehnička rješenja koji ispunjavaju postavljene zahtjeve
uz ograničene troškove ili uz postojeće troškove razviti bolji, konkurentniji proizvod.
Ukoliko se zahtjev ispunjava standardnim elementima ili podsklopovima moguće je s velikom
pouzdanošću procijeniti trošak ispunjenja pojedinih zahtjeva i za proizvode koji još nisu
konstruirani.
Za rješenje ovih problema konstruktor mora imati široka znanja i iskustvo te znati procijeniti
troškovne posljedice pojedinih rješenja.
3.2 Utjecaj koncepta
Konceptom je proizvod određen u svim svojim bitnim svojstvima. Određeni su procesi i
pojedine funkcije te njihova međusobna povezanost. S jedne strane koncept najviše utječe na
troškove proizvoda, a s druge strane iskustvo pokazuje da pri razvoju proizvoda na izradu
odgovarajućeg koncepta otpada 5 do 10% ukupnog vremena razvoja. Put smanjenja troškova
proizvoda primjenom novog koncepta nosi za sobom i mnoge rizike poput tehničkog
P - 377
neuspjeha i neprihvaćanja od tržišta. Koncept proizvoda ili grupe proizvoda nije uputno
prečesto mijenjati. Povoljno je da proizvođač ima prepoznatljiv, provjeren temeljni koncept
proizvoda. Novi koncept će biti potreban ukoliko se zbog tehničkih zahtjeva razvija potpuno
novi proizvod ili ako je potrebno znatno sniženje troškova proizvoda koje se usavršavanjem
proizvoda na postojećem konceptu ne može postići. Za postavljanje dobrog koncept nema
općih pravila kojih bi se trebalo držati, ali bi trebalo težiti konceptima: s jednostavnom
funkcionalnom strukturom, otpornim na smetnje i poremećaje, s jednostavnim radnim
površinama i rotacijskim radnim gibanjima, s većim brzinama i radnim tlakovima, manjih
gabarita. Za velikoserijske proizvode i proizvode manjih gabarita povoljni su koncepti s
objedinjenim funkcijama i integralnim dizajnom.
3.3 Utjecaj oblika proizvoda
Oblik proizvoda razvija se kontinuirano od koncepta do konstrukcijske razrade. Jako je ovisan
o konkretnom proizvodu, materijalu i proizvodnom postupku. Ne mogu se navesti općenita
pravila koja bi dovodila do optimalnog oblika proizvoda. Na troškove proizvodnje utječe
makro geometrija (oblik) i mikro geometrija (hrapavost površina, tolerancije dimenzija,
oblika i položaja). Osim na troškove izrade dijelova, tolerancije imaju utjecaj i na montažu te
na zamjenjivost dijelova u eksploataciji. Nužno je da konstruktor poznaje relativne troškove
koje uzrokuju pojedini konstrukcijski oblici i tolerancije te da se ne „osigurava“ zahtijevajući
najstrože tolerancije koje proizvodnja može postići već da propiše tolerancije dovoljne za
sigurno funkcioniranje proizvoda.
3.4 Utjecaj proizvodnih količina na troškove proizvodnje
Često proizvodnja razvijenog novog proizvoda ili sklopa starta kao pojedinačna proizvodnja
da bi poslije redizajna, interne standardizacije i prilagodba produktivnijim tehnologijama te
snižavanja troškova postala maloserijska, serijska ili masovna proizvodnja pri čemu se
troškovi proizvodnje pojedinog proizvoda značajno smanjuju. Čak i u slučaju izvjesne veće
potražnje tržišta, proizvođači su zbog nedostatka kapitala ili vremena za ustroj produktivnijih
proizvodnih postupaka primorani proizvodnju započeti kao pojedinačnu ili maloserijsku.
Smanjenje troškova proizvoda povećanom proizvodnjom obično je više nego što daju površne
analize. Više je razloga smanjenju troškova proizvodnje pri povećanoj količini
3.4.1 Jednokratni troškovi:
Troškovi proizvoda koji ne ovise o proizvedenoj količini su troškovi: analize tržišta, razvoja,
planiranja, troškovi marketinga, ugovaranja, certifikata, izrade proizvodne dokumentacije,
izrade uputstava za instalaciju i puštanje u rad, izrade uputstava za korištenje i održavanje,
ispitivanja, atesta materijala, nabave, ulazne kontrole, troškovi otpreme, specifičnih
proizvodnih troškova, npr. alata, naprava, izvještavanja, arhiviranja.
Tradicionalno se snižavanje gore navedenih troškova s povećanjem količine proizvoda rijetko
uzima u obzir. Već se uzimaju faktorom indirektnih troškova i na taj način ih svi proizvodi
snose na jednak način (npr. prema direktnim troškovima rada u proizvodnji) bez obzira na
količine. Na proizvodne količine odnose se samo troškovi za: modele, naprave, specijalne
alate. Zbog ovog je utjecaj količine proizvoda na snižavanje troškova veći nego što se
kalkulacijom iskazuje. U uvjetima pomiješane pojedinačne i maloserijske proizvodnje
moguće je da se zbog ove metodologije donesu pogrešne odluke.
3.5 Sniženje troškova proizvoda povećavanjem količine
Neposredni troškovi proizvodnje mogu se podijeliti na troškove za: pripremu za rad
(pripremna vremena), specijalne alate i naprave (TPR1), te troškove materijala (TM1) i
efektivnog rada (TE1).
P - 378
Neposredni trošak proizvodnje za količinu od N proizvoda sveden na jedan proizvod je:
kom
TETMN
TPRTP €
111
1 (1)
Ovisno o udjelu troškova pripreme za rad (TPR1) u ukupnim troškovima efekat smanjenja
troškova povećanjem količine (N) je veći ili manji.
3.6 Sniženje troškova efektom treninga
Iz iskustva je poznato da se posao, intelektualni ili fizički, kojim se nije prije intenzivno
bavilo, ponavljanjem obavlja sve brže – efikasnije. Ovo vrijedi i za aktivnosti proizvodnje, ali
i za ostale aktivnosti: pripremu, kontrolu, nabavu, projektiranje,.. Ovaj utjecaj smanjenja
troškova najznačajniji je u maloserijskoj proizvodnji i zavisno o poslova pri desetom
ponavljanju može se postići sniženje troškova i do 30%.
3.7 Sniženje troškova optimiranim oblikovanjem
Svaki proizvodni postupak optimalan je za određeno područje proizvodnih količina te prema
proizvodnom postupku, odnosno količini koja će biti proizvedena, konstruktor treba
konstruirati proizvod. Optimalizacija proizvoda zahtijeva više vremena i veći su troškovi
razvoja, ali se smanjuju troškovi materijala i troškova rada. Proizvodi koji se proizvode u
velikim količinama troškovno su povoljni kad su optimirani, jer se jednokratni veći troškovi
razvoja dijele na veliki broj proizvoda. U pravilu produktivniji proizvodni postupci
zahtijevaju veće investicijske troškove te više sati za proračun, optimalizaciju, konstrukcijsku
razradu te ispitivanje proizvoda. Za optimiranje proizvoda ključno je poznavanje količine
proizvoda i proizvodnih postupaka.
3.8 Sniženje troškova promjenom proizvodnog postupka
Ovisno o količini proizvoda koje treba proizvesti različiti proizvodni postupci uzrokuju više
ili manje troškove proizvoda. Poznavajući potrebnu količinu može se odrediti najpovoljniji
proizvodni postupak. Izbor proizvodnog postupka je otežan kad se proizvodne količine
povećavaju tijekom dužeg perioda vremena, tj. kada proizvodnja starta kao pojedinačna pa se
nastavlja kao maloserijska te potom serijska.
Slika 3 Usporedba troška proizvodnje strojnog dijela proizvedenog različitim postupcima
P - 379
Na slici 3 prikazani su troškovi proizvodnje strojnog dijela konstruiranog kao zavareni sklop i
dijela iste funkcije i gabarita konstruiranog kao odljevak koji se lijeva u pijesku. Vidljivo je
da je za pojedinačnu proizvodnju povoljno dio oblikovati kao zavareni sklop, a za
maloserijsku proizvodnju kao odljevak.
3.9 Snižavanje troškova dobivanjem količinskih popusta - rabata
Količinski popusti se daju pri kupnji velikih količina materijala ili dijelova. Ovisno o veličini
i vrsti narudžbe te pregovaračkim strategijama mogući su popusti od 35 do 50%. Za
dugogodišnje narudžbe dobavljači su spremni odobriti i veće rabate.
U cilju dobivanja većih rabata potrebne su veće narudžbe materijala i komponenti. To se
može ostvariti razvojem novih proizvoda koristeći što manji broj različitih materijala i
kupovnih komponenti. Izbor vrsta materijala te dobavljača koji imaju asortiman komponenti
potrebnih za troškovno najpovoljniju proizvodnju razvijenih proizvoda izazov je za odjel
razvoja i konstrukcije te odjel nabave.
3.10 Utjecaj veličine i dimenzija proizvoda
Veličina proizvoda ili njegovog dijela ima veliki utjecaj na troškove proizvodnje. Povećanjem
veličine povećava se potrebna količina materijala, troškovi obrade te troškovi pripreme za rad.
Za pretpostaviti je da bi porastom linearnih dimenzija trošak materijala u odnosu na
geometrijski slični dio trebao rasti s trećom potencijom linearnih dimenzija.
komTMTM €3
01 (2)
TM0 - troškovi materijala, dijela dimenzija L0
0
1
l
l - omjer linearnih dimenzija dva geometrijski slična dijela
Kako se materijal nabavlja u obliku nekog poluproizvoda (limova, šipki, profila,..) tj.
uključuje troškove i nekog proizvodnog postupka koji nisu proporcionalni volumenu pa se
eksponent u izrazu (2) može kretati u granicama od 2.4 do 3.
Za troškove obrade dijela može se uzeti da su proporcionalni njegovoj površini tj.
proporcionalni su s kvadratom linearnih dimenzija.
komTETE €2
01 (3)
Troškovi pojedinih toplinskih obrada u masi i grube strojne obrade proporcionalni su s trećom
potencijom linearnih dimenzija, a finih strojnih obrada i površinskih toplinskih obrada s
površinom proizvoda. Općenito različiti proizvodni postupci imaju različite eksponente pa se
eksponent u izrazu (3) može kretati od 1.8 do 2.2.
Za pretpostaviti je da troškovi pripreme rada (proučavanje crteža, izrada NC programa,
postavljanje i stezanje radnog komada) rastu s veličinom (težinom) izratka, npr. teže radne
komade može se pozicionirati na alatni stroj samo dizalicom, a i vrijeme upinjanja je dulje.
Troškovi pripreme rada proporcionalni su s linearnim dimenzijama potenciranih na 0 do 0,5.
komTPRTPR €5.0
01 (4)
P - 380
3.11 Istodobni utjecaj veličine i količine dijelova koji se izrađuju
Troškovi izrade dijela izrađenog u seriji od N komada mogu se procijeniti na temelju poznatih
troškova geometrijski sličnog dijela, jednakog materijala i proizvedenog sličnom
tehnologijom. Uvrštenjem izraza (2), (3) i (4) u izraz (1) dobiva se:
komTETM
N
TPRTP €2
0
3
0
5.00
1 (5)
Na slici 4 prikazane su ovisnosti troškova i ukupnog troška o relativnim dimenzijama dijela
proizvedenog u pojedinačnoj proizvodnji (N=1).
Slika 4 Odnos troškova proizvodnje u funkciji veličine dijela
Uočava se da za male relativne dimenzije dijela ukupni troškovi rastu približno linearno,
potom s kvadratom, a za velike dimenzije s trećom potencijom linearnih dimenzija. S
povećanjem linearnih dimenzija dijela bitno se mijenja struktura troškova proizvoda.
Povećanjem broja proizvedenih komada jednokratni se troškovi dijele pa troškovi po komadu
opadaju. Na slici 5 prikazan je pad troškova za male i velike dijelove koji se izrađuju u
serijama od N komada. Struktura troškova preuzeta je iz slike 4 za =1 i za =5.
Malim dijelovima troškovi materijala su zanemarivi, a jednokratni troškovi su u strukturi
troškova najveći pa se proizvodeći male dijelove u većim serijama troškovi po proizvedenom
komadu bitno smanjuju.
Naprotiv, dijelovima većih dimenzija dominantna je cijena materijala, potom troškovi
efektivne obrade, a jednokratni troškovi pripreme su u ukupnim troškovima zanemarivi.
Proizvodnjom velikih jedinica u seriji ne snižavaju se bitno troškovi po proizvedenom dijelu.
P - 381
Slika 5 Odnos troškova proizvodnje malih i velikih jedinica u funkciji broja proizvedenih komada N
Na temelju iznesenog troškovno je povoljno male dijelove izrađivati u većim serijama.
Razumno je male dijelove standardizirati tako da budu zajednički većem broju proizvoda.
Ukoliko proizvod ima više malih dijelova koje treba proizvesti pojedinačno, sniženje troškova
se može postići narudžbom od dobavljača s nižom cijenom rada.
Zbog promjenjive strukture troškova u dijelovima različite veličine, odluke donesene na
temelju pojednostavljenih kalkulacija, npr. gdje se troškovi proizvodnje obračunavaju prema
težini proizvoda, mogu biti pogrešne.
3.12 Utjecaj specifičnih opterećenja na troškove proizvoda
Opterećenja su najčešće mehanička, toplinska, električna i kemijska. Za očekivati je da će
najmanje troškove proizvodnje imati proizvod čija su specifična opterećenja (naprezanja,
tlakovi, temperature, struje) blizu tehničke granice za odabrani materijal (granica tečenja,
dinamička čvrstoća, najveći dopušteni tlak,.. ) Međutim, ovakva opterećenja izazvala bi
povećane troškove održavanja, povećani broj otkaza te smanjeni vijek trajanja proizvoda.
Zadatak konstruktora je da razvije proizvod sa specifičnim opterećenjima koja daju najniže
troškove u životnom vijeku proizvoda.
3.13 Utjecaj troškova materijala i komponenti
Udio troškova materijala i komponenti u ukupnim troškovima proizvodnje zavise o vrsti
proizvoda i tipu proizvodnje. U proizvodnji kompleksnih proizvoda i velikih jedinica udio
troška materijala i komponenti može iznositi više od 70%. Snižavanje troškova materijala
moguće je postići racionalnijim konstruiranjem i popustima odobrenim u postupcima nabave.
Za dugoročne i velike narudžbe moguće je postići popuste i do 80%.
Moguće su uštede npr. korištenjem materijala veće čvrstoće jer je npr. poznato da čelici
povećane čvrstoće imaju bolji omjer čvrstoća/cijena. Primjenom materijala boljih svojstava
moguće je ostvariti smanjenje dimenzija elementa pa se osim nižih troškova materijala, zbog
manjih dimenzija uštede ostvaruju pri izradi i montaži, a moguće je očekivati da će i troškovi
u eksploataciji biti niži.
Pri izboru materijala konstruktor osim relativnih cijena različitih grupa materijala mora dobro
poznavati zahtjeve koji se postavljaju na pojedine dijelove konstrukcije i njihova opterećenja.
Npr. kratkim tlačno opterećenim štapovima bitno svojstvo materijala je tlačna čvrstoća, a
dugim, modul elastičnosti. Dinamički opterećenim elementima konstrukcija bitna je
dinamička čvrstoća koja jako ovisi o njihovoj veličini, konstrukcijskim detaljima i
mehaničkoj te toplinskoj obradi površina. Sa stajališta iskorištenja materijala, zbog
uniformnosti naprezanja po poprečnom presjeku, prednost treba dati aksijalnom opterećenju
pred savijanju i uvijanju.
P - 382
Za uspješno rješavanje ovakvih konstrukcijskih zadataka bilo bi dobro da inženjeri tijekom
svog formalnog obrazovanja steknu kompetencije izbora odgovarajućih materijala tipičnih
elemenata konstrukcija sa stajališta različitih kriterija npr.:najmanja cijena, masa, deformacije,
toplinska naprezanja,...(Ashby, 2011).
Osim izborom materijala boljih svojstava, smanjenje količine materijala elementa
konstrukcije moguće je ostvariti povoljnijim rasporedom opterećenja. Npr. u prijenosniku
umjesto jednog koristiti dva ili više pogonskih zupčanika. Ovim se smanjuje snaga, odnosno
moment koji se prenosi zupčanim parom što daje manje dimenzije i masu te se troškovi izrade
smanjuju. Za primijetiti je da se ovim postupkom povećavaju troškovi komponenti koje se
nabavljaju, rastu i troškovi montaže te opći troškovi nabave.
U slučajevima kada je razvijeni proizvod osim nominalnim opterećenjima izložen i
kratkotrajnim preopterećenjima moguće je trošak proizvoda smanjiti dimenzionirajući ga
prema nominalnom opterećenju, a za zaštitu od preopterećenja koristiti odgovarajući uređaj.
Ovisno o proizvodu i njegovom pogonu za zaštitu od preopterećenja moguće je koristiti npr:
sigurnosnu spojku, hidraulički sigurnosni ventil, elektroničku zaštitu, .. U ovim slučajevima
moguće je da analiza troškova pokaže da je povoljno manje jedinice dimenzionirati prema
preopterećenju, a veće jedinice prema nominalnom opterećenju uz uređaj za zaštitu od
preopterećenja.
Cijena pogonskih strojeva, npr. elektromotora približno je proporcionalna njihovom
nazivnom momentu, odnosno masi. Povećavanjem brzine vrtnje za istu snagu smanjuje se
cijena pogonskih strojeva. Za donositi odluke o ovome konstruktor treba poznavati radna
svojstva pogonskih strojeva i njihove cijene te biti u stanju u razvojnoj fazi kvantificirati
posljedice odluka na ponašanje sustava (dinamika, pouzdanost, pogonski troškovi, troškovi
održavanja, itd.).
Smanjenje otpada materijala u proizvodnji, koji u nekim slučajevima iznosi i do 10% ukupnih
količina, postiže se koristeći za poluproizvode odljevke, otkivke i dijelove izrađene iz lima.
Odluka o ovome ovisi o broju komada koji se izrađuju.
3.14 Smanjenje cijene prosječno ugrađenih materijala
U strojogradnji se obično koriste slijedeće grupe materijala: čelici za konstrukcije, čelici za
poboljšavanje, čelici za cementiranje, čelici za nitriranje, sivi i nodularni lijev, čelični lijev,
nehrđajući čelici, aluminijske slitine i polimerni materijali.
Za najčešće korištene materijale potrebno je znati relativne cijene. Relativne cijene ovise o
nabavnim količinama te je iz tog razloga potrebno da svaka tvrtka izradi svoje relativne cijene
najčešće korištenih materijala. S obzirom na moguću promjenu cijena, podatke je uputno
ažurirati godišnje.
3.15 Smanjenje troškova izdvajanjem aktivnosti - outsourcing
Povećavanje kompleksnosti proizvoda i konkurencije, te težnja proizvođača da prvenstveno
jačaju temeljne kompetencije, rezultira dodjeljivanjem perifernih aktivnosti specijaliziranim
dobavljačima koji raspolažu odgovarajućom tehnologijom, te mogu isporučivati kvalitetne
proizvode po povoljnim cijenama i u ugovorenim rokovima.
Prednosti izdvajanja aktivnosti - outsorcinga su u: nižim fiksnim troškovima, većoj
fleksibilnosti, uključenosti znanja dobavljača u vlastiti proizvod, većoj raspoloživosti resursa
za razvijanje temeljnih kompetencija.
Nedostaci su: gubitak know-how-a, mogućnost da u budućnosti dobavljač postane
konkurencija, neprilagođenost razvijenog proizvoda proizvodnim tehnologijama,
nezadovoljavajuća kvaliteta, nepravodobne isporuke, moguće promjene vlasništva, stečajevi.
P - 383
S druge strane ni pozicija dobavljača za mali broj kupaca nije lagodna. Preduvjet za uspješnu
dugoročnu suradnju je međusobno povjerenje.
Oslanjanje na outsourcing traži odgovarajuću organizaciju rada u kojoj su predviđene
koordinacije s različitim dobavljačima, što opet povećava opće troškove. Dobavljače treba
uključiti u razvoj proizvoda, čak do razmjene zaposlenika na određeno vrijeme.
3.16 Smanjenje troškova nabavom od dobavljača
Dilema je određeni dio za razvijeni proizvod proizvoditi u kući ili ga naručiti od dobavljača.
Odluka o vlastitoj proizvodnji ili kupovini od dobavljača prvenstveno zavisi o strategiji
tvrtke, vrste proizvoda i proizvodnih mogućnosti. Dvije su krajnosti od kojih svaka ima
prednosti i nedostataka. Svi potrebni dijelovi se mogu proizvoditi u kući ili se mogu kupovati
svi dijelovi, a u kući se može ograničiti na ulaznu kontrolu, montažu i završno ispitivanje. U
oba slučaja poduzeća mogu biti uspješna i konkurentna.
Odluka se, u pravilu, temelji na jednostavnoj usporedbi cijena eksternih ponuda i vlastitih
troškova. Pri ovome je velika vjerojatnost donošenja pogrešnih odluka, pogotovo, ako
poduzeće već ima potrebne proizvodne kapacitete, a nema adekvatan model upravljanja
troškovima.
4. Računovodstvo troškova
Razvoj troškovno povoljnog proizvoda i smanjenje troškova proizvoda podrazumijeva da
postoji odgovarajuća metodologija upravljanja troškovima. Tradicionalnim načinom obračuna
troškova proizvodnje ne vodi se računa o strukturi troška različitih proizvoda i troška
aktivnosti potrebnih za njihovu proizvodnju. Zbog ovog moguće je da konstruktor u želji da
razvije troškovno povoljan proizvod svojim novim rješenjem troškove iz direktnih samo
„preseli“ u opće, (Schmidt, 2006). Za organizacije koje prihod ostvaruju plasmanom različitih
proizvoda nužno je znati troškove koji su uz njih vezani te njihovu pojedinačnu profitabilnost.
Tradicionalni način obračuna troškova ne pruža informacije potrebne učinkovitom upravljanju
troškovima niti predstavlja pravilan temelj za donošenje odluka. Prikladnijim se smatra model
upravljanja troškovima temeljen na aktivnostima, ABC model, (Hansen, 2009).
5. Zaključak
Sniženje proizvodnih troškova proizvoda je gotovo uvijek moguće. Puno je utjecajnih
veličina, polazišta, metoda, mogućnosti, različitih proizvoda, veličina serija,.. Razvoj i
konstrukcija imaju najveći utjecaj na troškove proizvoda. Sistematičan pristup, timski rad i
suradnja među odjelima je nužnost za razvoj i konstrukciju troškovno povoljnih proizvoda,
pri čemu je ključna uloga menadžera i odgovarajuće računovodstvo troškova. Ova složena
problematika, osim specijalističkih, zahtijeva i interdisciplinarna istraživanja. Tijekom studija
koji obrazuju buduće stručnjaka ovom aspektu bi se mogla posvetiti veća pažnja.
Na slici 6 (u cilju motiviranja) prikazana su realizirana smanjenja proizvodnih troškova
razdijeljena u 17 grupa te je navedena njihova učestalost. Vidljiva je široka lepeza mogućnosti
snižavanja troška proizvoda pri čemu je najveći broj ušteda ostvaren tehnologičnim
oblikovanjem tj. prilagođavajući dio koji se proizvodi proizvodnom postupku.
P - 384
Slika 6 Realizirana smanjenja proizvodnih troškova po grupama i njihova učestalost
Reference
Ashby, F. (2011). Materials Selection in Mechanical Design. 4th ed. New York. Elsevier.
Ehrlenspiel, K., Kiewert, A., Lindemann, U. (2007). Kostengünstig Entwicklen und Konstruieren.
Berlin, Springer.
Feldhusen, J., Grote, K. H. (2013). Konstruktionslehre,Methoden und Anwendung erfolgreicher
Produktentwicklung. Springer Vieweg.
Hansen, D.R., Mowen, M.M., Guan, L. (2009). Cost Management: Accounting and Control, 6th ed.
Mason/Ohio. South-Western/Cengage Learning.
Schmidt, F. (1996). Gemeinkostensenkung durch kostengünstiges Konstruieren. Der Deutsche
Universitäts-Verlag.
Schmidt, F. (2006). Kostengünstiges Konstruieren – Eine Strategie zur langfristigen
Existenzsicherung von Unternehmen. PPMB GmbH.
Role of Product Design and Development in the Process of
Reducing Costs
Ivo Jerčić
University of Split, University Department of Professional Studies, Split, Croatia
Alen Kovač
Adria Winch, Split, Croatia
Abstract. Key to the success of a company is to achieve and sustain competitive advantage in the
market. Long term competitive advantage and greater market share are achieved by delivering
products of the same characteristics and quality at lower prices, or by delivering products of higher
P - 385
value at the same price. Lowering costs is a complex problem with many influencing factors, different
approaches, methods and options applied in an attempt to attain that goal. Production costs are
affected not only by the production process, but also by technical solutions defined during the
development and construction process. Upon completion of the product design, development and
manufacturing documentation, the product is fully defined, and therefore the majority of the total
production costs is determined. With this in mind, it is wrong to claim that engineers are responsible
only for technnical solutions, whereas management is responsible for the costs. This paper analyzes
how product development and design influence the production costs in various ways. Emphasis is put
on those design process phases that significantly predetermine costs. Measures that can be taken
during design and development process in order to reduce production costs, are elaborated. Taking
into consideration production costs during the product design process requires additional creativity
from engineers. An overview of the possibilities aimed at lowering the costs is presented. It is also
pointed out that both cooperation between different company departments and systematic approach
should be integrated in the process of reducing costs. Appropriate cost accounting and cost
management model are required.
Keywords: design and development, production costs, cost reduction