返回列表 首頁 快製教學 大量生產與出貨

第 7 課

硬體製造如何估算成本?

各位創新創業的夥伴大家好,我是丹尼斯老師,今天要跟大家談談:如何估算成本?

丹尼斯老師相信,絕大部分的創新創業的夥伴都沒有接觸過硬體產品製造的成本問題。其實,並沒有那麼複雜、那麼困難,因為評估項目 是固定的。因為塑膠件在工業產品所使用的材料佔有較高的比例,我們在這裡就以塑膠射出模具與射出成形作為解說的範例。


當你的專案進行到準備開模量產,你應該已經完成:

機構件
  • 功能模型 Working prototype。
  • BOM, Bill of Material。詳列該產品的所有機構件、電子件、配件、包材。
  • CMF, Color-Material-Finish 色彩計畫。詳列所有零件的配色-材質-表面處理(噴漆、電鍍、或表面直接鏡面拋光...)
  • 產量預估。這涉及模具架構:所有零件各一模一穴、一模多穴、或共模,這對單價的影響非常深遠。
電子件
  • 製作 PCBA 用的 BOM 與 gerber file。
包材與配件
  • 印刷稿、刀模圖、紙質選定、包裝盒與內襯款式。
  • 配件:充導線規格(長度...等)、充電器規格。

我們來談談機構件中的塑膠射出成形為例,費用評估來自兩方面:一次性的模具投資(與出貨數量無關)與單價(與出貨數量有關)。 前面有提到,模具估價與以下幾個關鍵因素有關:

  • 模具架構:一模一穴、一模多穴、或共模。基本上零件尺寸越大,代表模具尺寸也就越大,用到鋼材的體積就越大,費用就越高。
  • 模具是否用到滑塊。有設計拔模角、可以正常脫模的零件,如果改為 4 面整面滑塊的模具結構(0 度拔模),模具費可能變成 2 倍。
  • 越多的外型特徵,包括:肋、卡勾、螺絲柱...等,代表需要衍生的 NC 加工費用、師傅的鉗工精修(希阿給)費用也越高。
  • 表面處理越精緻,費用也越高:鏡面 Glossy > 平光 Flat = 消光 Matte

    因為鋼材硬度等級不一樣,材料成本也會不一樣:Stavax > NAK80 > P20 > S50C

單價方面,則與以下幾個關鍵因素有關:

  • 塑料的用量與成形所需時間,是影響成形件成本最大關鍵因素。
  • 塑料的用量涉及重量,當然就跟所選用的塑料種類有關:從 ABS, PC, PC+ABS, PMMA, PA66, POM...等,單價都不一樣,從每公 斤 NTD 70(ABS)– NTD 900(PEEK),甚至價格更高都有。同一種 ABS 也有分等級,例如:常規級、耐衝擊、電鍍級...等。
  • 成形所需時間,代表每個成形循環 cycle time 從模具閉合到成形品頂出,所需要的時間。這與成品的尺寸有直接關係,零件越大注 入到模腔內的熔融塑料就多,當然成形時間就越長費用也就越高。小零件成形時間可能只需要 30 秒,一支汽車保險桿成形時間可 能長達數分鐘。
  • 零件尺寸越大,代表所使用的射出成形機噸數也越高,從 80 噸、100 噸、150 噸、250 噸、450 噸、到 3000 噸。噸數是代表成 形機的鎖模力 clamping force 大小,鎖模力越大能承受的射壓也越大,當然計算成形費的基礎也不一樣,這也對單價造成直接影 響。
  • 射出件成品的不良率,也是成形工廠在計算成本的指標之一。通常淺色不良率會比深色高,特別是白色(又來了...又是蘋果牌 3C 產 品)。因為白色容易從肉眼看到汙點或雜點,特別是如果工廠前一批訂單剛好在生產黑色塑膠外殼,這下就ㄘㄨㄚˋ了~黑色雜點很 容易就混入下一批新訂單的白色,射出成形料管如果要清洗乾淨要耗費非常大的功夫。工廠在商言商通常會把 NG 的不良品比率攤 到報價內,正常情況下 5-10%不良率 Yield rate 還算合理。
  • 有一個工廠一定會問的問題:MOQ, Minimal Order Quantity 最小訂單數量,每批出貨 1,000 套廠商應該不太會拒絕你。

此外,一個完整的電子產品除上述的塑膠件(可能還有金屬鈑金件),還有電子件 PCBA、包材、配件...等,再加上組立費用,就是你新產品 的材料與加工總成本。


我們再談一下開發一個硬體產品不能不知道一項重中之重的重點:BOM, Bill of Material 材料表

材料表 BOM, Bill of Material 是一份說明產品架構的零件分解清單,用於產品研發與製造階段所需。項目包括:階層、料號、品名、版 本、敘述、單位用量、廠商代碼...等。它除了是一份完整的零件清單,也敘述該產品在工廠製造時,裝配上的邏輯順序。所有工業產品, 包括:機構料件(塑膠、金屬、橡膠、包材、配件...等),都需要材料表。材料表是一個研發單位跨領域溝通的共同平台(文件),包括:設 計、工程、文件中心、生管、製造、採購、供應商...等。藉由表單內的所有共享資訊,讓所有參與單位能如期、如質完成產品開發任務。

以下我們就來簡單介紹一份標準材料表所需要的基本內容:

  1. 階層-指定 BOM 內每個零件或組件一個數字,以詳細說明它在 BOM 的層次結構中的位置。讓所有新產品開發的參與者了 解 BOM 的結構,並能快速解讀它所代表的涵意。
  2. 料號-每個零件或組件都應該有一個特定號碼,稱為料號,以便能快速識別零件。避免同一種規格零件,卻給予多個不同 料號。
  3. 品名-每個零件或總成給予一個唯一的名稱,這將更有效率的識別零件。
  4. 階段-記錄每個零件在其生命週期中的階段。例如:生產中的零件,使用“生產中”。 尚未核准的新零件,使用“未發 行”或“設計中”。讓所有參與單位能掌握產品開發進度,與待追蹤事項。
  5. 敘述-針對每個零件提供詳細說明,協助需要參考 BOM 的人能方便區分功能或外觀相似的零件,以提升效率。
  6. 用量-紀錄零件在總成或次總成中的單位用量,以利採購或製造單位作業的進行。
  7. 單位-用於描述該零件的計算單位,例如:inch, mm, gram, drop...等,方便正確採購或遞交給生產線。
  8. 貨源-該零件是屬於”市購品”或”客製品”,方便控管。
  9. 位置-印刷電路板組件(PCBA)上應包括參考標識符號,詳細說明零件在 BOM 板上的位置,以節省時間並避免混淆。

其他注意事項,包括:

  • 有些不容易量化記錄在 BOM 中的耗材,例如:雙面膠、點膠、潤滑油、標籤、收縮膜...等,這類消耗品不必記錄在 BOM 內。記錄在作業指導書內,由生產線準備即可。
  • 在 BOM 內盡可能附加工程圖、零件規格書 datasheet、線路圖...等,方便查閱。
  • BOM 中盡可能包含所有細節,方便分享給所有專案參與者。

綜合以上的課程重點,我們幫各位創新創業的夥伴做個總整理:

  • 當一個硬體產品可以開始進行模具估價,代表它已經完成以下的工作:
    1. 功能模型 Working prototype。
    2. BOM, Bill of Material。詳列該產品的所有機構件、電子件、配件、包材。
    3. CMF, Color-Material-Finish 色彩計畫。詳列所有零件的配色-材質-表面處理(噴漆、電鍍、或表面直接鏡面拋光...)
    4. 產量預估。這涉及模具架構:所有零件各一模一穴、一模多穴、或共模,這對單價的影響非常深遠。
  • 以塑膠射出成形為例:費用評估來自兩方面:一次性的模具投資(與出貨數量無關)與單價(與出貨數量有關)。
  • 模具估價與以下幾個關鍵因素有關:
    1. 模具架構:一模一穴、一模多穴、或共模。
    2. 零件尺寸越大,模具尺寸也就越大,鋼材的體積就越大,費用也就越高。
    3. 滑塊影響模具成本非常深遠。有設計拔模角、可以正常脫模的零件,如果改為 4 面滑塊的模具結構(0 度拔模),模具費可能 變成 2 倍。
    4. 越多的外型特徵,包括:肋、卡勾、螺絲柱...等,需要的 NC 加工費用、師傅的鉗工精修(希阿給)費用也越高。
    5. 表面處理越精緻,費用也越高:鏡面 Glossy > 平光 Flat = 消光 Matte,鋼材越硬成本越高 Stavax > NAK80 > P20 > S50C
  • 單價與以下幾個關鍵因素有關:
    1. 塑料用量與成形時間,是直接影響成本最大關鍵因素。
    2. 塑料的用量涉及重量,跟所選用的塑料種類有關:從 ABS, PC, PC+ABS, PMMA, PA66, POM...等,同一種 ABS 也有分等 級,例如:常規級、耐衝擊、電鍍級...等,單價都不同。
    3. 成形時間,代表從模具閉合到成形品頂出,所需要的時間。成品尺寸越大所需成形時間就越長,費用也就越高。
    4. 成品尺寸越大,射出成形機噸數也越高,不同機台尺寸計算價格的基礎也不一樣,也會影響單價。
    5. 成品不良率是工廠在計算成本的指標之一。淺色不良率比深色高,特別是白色,正常情況下 5-10%不良率算合理。
    6. 完整的電子產品包括塑膠、鈑金、PCBA、包材、配件...等,再加上組立費 = 材料與加工總成本。
    7. MOQ, Minimal Order Quantity 最小訂單數量。每批出貨 1,000 套廠商應該不太會拒絕你。
  • 完整的電子產品包括:塑膠、鈑金、電子、包材、配件...等,再加組立費用 = 新產品的材料與加工總成本。
    1. 材料表 BOM, Bill of Material 是一份說明產品架構的零件分解清單,用於產品研發與製造階段所需。
    2. 材料表內容包括:階層、料號、品名、版本、敘述、單位用量、廠商代碼...等。它除了是一份完整的零件清單,也敘述該產 品在工廠製造時,裝配上的邏輯順序。
    3. 材料表是一個研發單位跨領域溝通的共同平台(文件),包括:設計、工程、文件中心、生管、製造、採購、供應商...等,共 享材料表內的所有資訊。

作者:游明熏 Dennis You

成立美鈦國際,提供全球新創公司/群眾募資達標團隊 軟硬體整合:設計製造一體化服務 SW/HW Integration Solution