前　　言
研发降本，助力工程师升职加薪，助力企业利润提升。
1. 工程师的出路在哪里？
购买本书的朋友，我猜你同我一样，是一名从事产品研发与设计相关职位的工程师。我相信，你可能正在经历这样的困扰：加班加点，却难以升职加薪，不确定自己的出路在哪里。
作为一名工程师，你可能每天天不亮就不得不从床上爬起来，去挤公交、挤地铁，在办公室开始一天忙碌的产品设计工作，然后在夜深人静、孩子已经入睡的时候，你拖着疲惫的身体回到家里。
一年365 天，从周一到周五无不如此，而且有可能是从周一到周六，甚至有些时候，节假日也不得不去加班。
然而，到了年底写年终总结的时候，你发现不知道该如何下笔，好像这一年除了加班加点、按时按质地完成了领导布置的几个项目，解决了几个技术难题，参与了某手册的编写，为部门同事提供了某培训之外，并没有什么特别值得写的亮点。甚至连加班加点都算不上亮点，因为你的同事可能下班比你更晚，比你更“卷”。
你意识到，今年的升职加薪可能又没有希望了；职业生涯，年复一年，始终没有什么突破；收入没怎么增加，工作变成了按部就班，感受不到一丝丝的成就感。
你并不是特例。为什么？因为以上就是我还是新人工程师时的亲身经历。
事实上，大多数的工程师，终其一生都难以摆脱这样的处境。
你需要一个出路。这个出路就是研发降本，即通过产品研发和设计来降低产品成本。这个出路是我亲身实践、一步一步地走出来的，而且同时我看到很多工程师在这条路上越走越顺利。
试着想象一下，假设你掌握了研发降本的能力，并在随后的产品开发中应用研发降本，使得产品成本降低了5%、10%，甚至更多，或者说每个产品的成本降低了10 元，如果产品年销量为10 万件，那么你一年就可以为企业节省100万元的成本，换言之就是带来100 万元的利润，5 年就是500 万元。可能你会说，我就是一个小小的工程师、一个小小的绘图员，怎么可能给企业带来这么大的成本节省呢？
各位工程师、各位绘图员，千万不要小看你的价值。根据“二八”法则，你绘制的产品图纸，决定了80% 的产品成本，你的角色真的很重要。从某种程度来说，企业能否盈利就在于你的产品设计。
例如，图1 所示为一种叫作金属接线端子（2020 年我的一个降本咨询案例）的汽车零件，通过研发降本，把它两边的“翅膀”去掉，一年就可以轻松节省68 万元的材料成本（详细计算过程见1.1.2 节）。
图1 金属接线端子的优化
在这个时候，你应该认识到了自身的价值，原来做产品设计、制图是一件非常有成就感的事情。
至于升职加薪，则是水到渠成的事情，你只需要在年终总结里面风轻云淡地写下这样一句话“今年我通过研发降本，在某项目中给企业带来了100 万元的成本节省”，它胜过一万句“按时按质、加班加点地完成了领导布置的任务”。除非你遇到了不开明的老板。但是，即使不幸遇到了，那又有什么关系呢？
掌握了研发降本这项技能，换一家企业乃至换一个行业，是轻而易举的事情，会有开明的老板对研发降本人才求贤若渴的，你职业生涯的跃迁会从此开始。当然，所有这一切的转变，依赖于你是否可以学会并应用研发降本。我希望，《研发降本实战：三维降本》这本书，能帮你迈出学习研发降本最基础也是最关键的一步。
在本书中，我主要介绍了研发降本技术方面的内容，包括实施方法、实施步骤和工具模型，以及研发降本的底层逻辑、底层思维、体系支撑、思维模型和核心等，如图2 所示。
图2 研发降本的主要框架——研发降本屋
同时我还提炼了研发降本刻意练习的四个步骤，可以帮助你把研发降本学会。我相信，只要按照研发降本刻意练习的四个步骤（第一步，自我学习；第二步，实践应用；第三步，复盘萃取；第四步，成果发布），一步一个台阶，你就能够把研发降本学会，从而在工作中使用研发降本，给企业带来利润的同时，也给自己带来升职加薪的机会，实现企业与个人的双赢。
2. 企业降本的出路在哪里？
在如今竞争越来越激烈的时代，企业不得不想方设法去降低产品成本。绝大多数企业在降本时，往往是投入了大量时间、精力和资源在劳动力、在采购、在供应链或在生产端，然而降本效果却一言难尽；或者说初次有效果，当这些降本手段应用到一定程度之后，想要再降本则是难上加难。
为什么会出现这样的状况呢？主要因为企业当前的降本手段是集中在制造阶段。根据“二八”法则，产品制造阶段仅仅决定了20% 左右的产品成本。显然，试图从20% 中去降本，就好比想从干毛巾中拧出水来。
从降本模式的进化来看，大多数企业当前的降本阶段分别对应降本1.0：初级阶段、降本2.0：中级阶段和降本3.0：高级阶段，如图3 所示。
图3 降本模式的进化
要降本，并且要得到大幅度的降本成果，必须从产品成本产生的根源处，即研发和设计端进行降本，这就是研发降本。图1 所示的金属接线端子优化，就是研发降本的典型案例。
企业降本的出路在于研发降本，研发降本是一种先进、高效的降本模式，我把它称为降本4.0，是降本模式进化的专家阶段。任何研发型制造企业，必然会逐步进入降本4.0 阶段。但目前，国内仅仅有少数企业进入了降本4.0 阶段。
有的读者看到这里可能会说：我们一直在通过研发和设计进行降本，但是同样很难产生降本方案。
这是因为当前企业在进行研发降本时，主要是依靠工程师或者团队的知识和经验、依靠头脑风暴，采用降本“三板斧”的办法（把零部件壁厚减薄、尺寸减小、重量减轻），缺乏一套系统化和结构化的方法。
本书的目的，就是全面介绍一套系统化和结构化的研发降本方法论——三维降本。三维降本是指在研发和设计时，从三个维度（高度、深度和宽度） 出发，通过三种思维模型（第一性原理思维、逻辑思维和横向思维），运用十大降本方法，包括减法原则、功能搜索、材料选择、制造工艺选择、紧固工艺选择、DFM、DFA、DFC、产品对标和规范对标，达到全方位、多层次、立体化和结构化降低产品成本的目的，如图4 所示。
图4 三维降本
目前，三维降本的理念已经在众多行业、众多产品上得到了验证，包括智能装备、家电产品、汽车座椅、风力发电机、继电器、环保设备、交换机、灯具和新能源设备等。一家智能装备企业从2021 年开始连续三年，针对4 亿元左右销售额的产品，通过三维降本每年降本4000 万以上。在本书即将定稿之时，我在被称为“卷王之王”的微波炉行业，为某企业的微波炉产品应用三维降本，实现了每年几千万元的成本节省。
3. 作者自我介绍
那么，我是谁呢？为什么我可以帮助你学习研发降本呢？为什么我可以帮助企业实现降本呢？
在过去的二十多年中，我做的事情，都与研发降本相关，并且取得了一些小小的成果。我以时间轴的形式来介绍我自己，如图5 所示。
图5 我的个人经历
2003 年，我从四川大学机械专业硕士毕业，作为一名入行新人，在某家企业开始了我的第一份产品结构设计工作。
2008 年，我开始写作第一本书籍《面向制造和装配的产品设计指南》。这是国内第一本关于DFMA 的书籍，这本书可以看作研发降本的萌芽。
2011 年，《面向制造和装配的产品设计指南》由机械工业出版社出版。也是在这一年，有的企业因为阅读了这本书，觉得它很实用，开始请我做研发降本相关的培训和咨询。于是，我开始涉足培训、咨询行业。
2016 年，因为《面向制造和装配的产品设计指南》上市后非常受欢迎，于是我进行了比较大的改版，增加了差不多一半的篇幅，第2 版在这一年出版。同时，也是在这一年，我开始写作第二本书籍《面向成本的产品设计：降本设计之道》。
2020 年，《面向成本的产品设计：降本设计之道》由机械工业出版社出版。在这本书中，我第一次系统化地提出了研发降本的概念。
这两本书非常受欢迎，工程师的普遍评价是干货满满、非常实用。《面向制造和装配的产品设计指南》的两个版本，在过去的十几年中，已经重印了20 次。《面向成本的产品设计：降本设计之道》，在过去的4 年中，重印了8 次。2022 年，我开始筹划《研发降本实战：三维降本》这本书籍。同时，我开始筹划相关视频课程。在本书中，我将详细介绍一种全新的研发降本方法论——三维降本。
可以说，在过去二十多年的职业生涯中，我只专注一项事业，那就是研发降本。现在，我的研发降本事业分为两项：研发降本培训、咨询和研发降本理论研究。
第一项工作：研发降本培训、咨询。过去十几年中，我给近两百家企业提供了研发降本培训和咨询，这些企业包括华为、美的、亚马逊、西门子、中车、ABB、艾默生、海信、东风李尔、方太、爱玛、宏发、大连重工、浙江三花、宁德新能源、中邮科技、安克创新、亿纬锂能、禾望电气、欧普照明和瑞士GF 等。
涉及的行业包括3C、智能装备、工业电器、新能源、汽车等众多行业。涉及的产品也非常多，包括微波炉、交换机、空调、继电器、断路器、风力发电机、掘进机、物流装备、风机、汽车、灯具、厨房电器和变频器等。
三维降本正是众多行业、众多产品的最佳研发降本实践，凝聚了我多年来在各类企业进行研发降本培训和咨询的实战经验。
第二项工作：研发降本理论研究。当我给企业提供研发降本培训和咨询之后，我会总结提炼研发降本的方法论，不断迭代、不断进化。
研发降本理论研究的成果目前有三个：①“降本设计”微信公众号的文章，我每周会在公众号上发表1~2 篇原创文章，从2019 年到现在已经累计发表了500 多篇原创文章，有7 万多名工程师关注了该公众号；②研发降本的书籍，包括已经出版的两本书和本书；③《降本设计实战：三维降本》视频课程，已经上线。
这两项工作——研发降本的实践和理论研究，互相融合、互相促进，理论指导实践，实践迭代理论。我对研发降本的理解和认知，随着时间向前推移，不断地升华和进化。具体来说，我对研发降本的理解和认知包括四个阶段，如图6 所示。
图6 我对研发降本的理解和认知的四个阶段
第一个阶段，我认为产品设计只需要考虑功能、外观和可靠性等即可，至于产品是否可以顺利制造、是否可以顺利装配、成本是否太高等，这不是产品设计或研发工程师的职责。
第二个阶段，是以第一本书《面向制造和装配的产品设计指南》为标志。在这个阶段，我认为产品设计最关键的事情是使产品能够顺利制造和装配，一次性把事情做对，降本是附带的成果。这是研发降本的萌芽阶段。
第三个阶段，是以第二本书《面向成本的产品设计：降本设计之道》为标志。在这个阶段，我认为产品设计除了要考虑产品能顺利制造和装配之外，还需要考虑成本，需要想方设法确保产品成本最低。这是研发降本的理论阶段。这个阶段更偏向理论，缺乏实操。
第四个阶段，是以本书，即《研发降本实战：三维降本》为标志。我根据过去的降本实践，总结提炼出了一个有方法、有步骤、有流程、有体系、有实操性的研发降本方法论——三维降本。这是研发降本的实操阶段。
4. 本书主要框架结构和内容
在本书中，我会介绍研发降本的道、法、术、器、例五大部分，即理论体系（道）、方法步骤（法）、技术技能（术）、工具模型（器） 和案例演练（例），如图7 所示。
图7 本书的主要框架结构和内容
三维降本是本书的主题，属于研发降本方法步骤（法） 的部分。本书的具体内容如下。
第1 部分　理论体系（道）
第1 章　研发降本概述
第2 章　研发降本的底层逻辑和底层思维
第3 章　研发降本方法论：三维降本
第2 部分　方法步骤（法）
第4 章　降本三步法：降本问题，三步解决
第6 章　降本十法之一：减法原则
第7 章　降本十法之二：功能搜索
第8 章　降本十法之三：材料选择
第9 章　降本十法之四：制造工艺选择
第10 章　降本十法之五：紧固工艺选择
第11 章　降本十法之六：面向制造的产品设计
第12 章　降本十法之七：面向装配的产品设计
第13 章　降本十法之八：面向成本的产品设计
第14 章　降本十法之九：产品对标
第15 章　降本十法之十：规范对标
第17 章　降本改善月（三维降本在企业的落地）
第3 部分　技术技能（术）
减法原则设计指南包含在了第6 章中。
如何创建DFMA、DFC 设计指南包含在了第13 章中。
第４部分　工具模型（器）
第5 章　研发降本的工具模型（产品拆解表，研发降本检查表，降本方案汇总分级表）
为了光伏接线盒的演练，将这部分内容提前到了第5 章。
第5 部分　案例演练（例）
第16 章　研发降本案例（光伏接线盒、保护罩、车载充电机、抗原提取管）
同时，本书以图8 所示的光伏接线盒为例，贯穿整书进行了演练。如果你需要光伏接线盒的产品介绍和3D 图纸，可以联系我。在此，强烈建议大家在阅读本书时，针对光伏接线盒进行演练，这样才可以更快地掌握和内化三维降本的内容。
在本书中，我会一边介绍三维降本的理论，一边把三维降本应用在光伏接线盒降本上。对于光伏接线盒，如果你采用常规的降本方法，如头脑风暴法，可能你很难想到太多的降本方案。而如果使用三维降本的理论和方法，从三个维度，使用十种降本方法，按照降本三步法的步骤，你可以逐步获得37 个潜在降本方案（部分方案有重叠），如图9 所示。从而得到一个全新的光伏接线盒设计，产品成本降低50% 以上。本书详细展示了这37 个潜在降本方案的产生过程。
当然，你也可以使用企业当前急需降本的产品作为演练案例，一边学习本书，一边演练，一边给企业降本。一本书学习完毕，可能几十万、几百万的降本方案就产生了，一举多得。
三维降本是一种全新的研发降本方法论，是我过去二十余年理论研究和实践相结合的成果，我非常期待你能够和我一起去学习三维降本、去实践三维降本、去优化和迭代三维降本、去推广三维降本。
图8 光伏接线盒
图9 三维降本产生的37 个潜在降本方案
学习三维降本在内的研发降本理论，一方面你可以帮助企业实现降本，从而有机会改变你的职业生涯，实现职场跃迁；另一方面，中国制造向前发展，离不开产品设计、离不开研发降本、离不开三维降本，作为一名工程师，你可以为中国制造贡献自己的力量，助力中国制造发展。研发降本，助力工程师升职加薪，助力企业利润提升。
本书是我二十余年实践研发降本、培训和咨询的经验总结，并结合了国内外先进的产品开发理念，但产品研发和设计是一项极其复杂和极具挑战性的工作，书中难免存在错误，欢迎广大读者来信指正和交流。
钟　元
2025 年2 月于上海