隨著汽車市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)越來越激烈，各主機(jī)廠都開始把競(jìng)爭(zhēng)力提升的焦點(diǎn)放在成本控制上。白車身成本在設(shè)計(jì)階段就確認(rèn)了95%以上，一旦進(jìn)入工裝實(shí)物開發(fā)階段，工藝上改進(jìn)和影響的量將很小。同步工程(簡(jiǎn)稱SE)在開發(fā)時(shí)就充分考慮沖壓件整個(gè)生命周期內(nèi)的工藝性、成本、質(zhì)量等因素，重視沖壓件的工藝審查和工藝規(guī)劃，用最優(yōu)的工藝方法及手段開發(fā)出滿足產(chǎn)品要求的零件。

白車身成本構(gòu)成

白車身成本(圖1)主要包括沖壓成本和焊接成本，其中焊接成本的主要影響因素是焊點(diǎn)數(shù)量、焊縫長度、工裝分?jǐn)偧拜o材等，主要由產(chǎn)品設(shè)計(jì)決定；沖壓成本主要影響因素是原材料、生產(chǎn)工序及工裝分?jǐn)偅渲性牧铣杀局饕懿牧侠寐屎筒牧弦?guī)格影響，生產(chǎn)成本主要受工序數(shù)量和生產(chǎn)噸位決定，工裝分?jǐn)傊饕悄！A、檢具開發(fā)成本。沖壓成本是影響白車身成本的關(guān)鍵因素(占80%)，且其工藝方案凍結(jié)后成本就已經(jīng)基本確定。

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圖1 白車身成本構(gòu)成

沖壓領(lǐng)域白車身成本控制的手段

沖壓同步工程是在產(chǎn)品開發(fā)過程中實(shí)施的同步一體化設(shè)計(jì)，主要目的是提前識(shí)別產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)問題，降低產(chǎn)品變更成本和制造風(fēng)險(xiǎn)，減少產(chǎn)品開發(fā)成本和生產(chǎn)成本，改善產(chǎn)品品質(zhì)，縮減開發(fā)周期。其工作貫穿產(chǎn)品開發(fā)全過程，按產(chǎn)品開發(fā)階段不同，工作側(cè)重點(diǎn)不同，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段，主要從沖壓成形性撰寫產(chǎn)品沖壓工藝可行性分析報(bào)告，反饋給產(chǎn)品研發(fā)部門。沖壓設(shè)計(jì)階段，主要是制定出可行的沖壓工藝，具體到多少工序及各工序的沖壓方向及工作內(nèi)容等。在工藝驗(yàn)證階段，對(duì)工藝方案進(jìn)行驗(yàn)證和再優(yōu)化，并進(jìn)行相應(yīng)評(píng)定和糾正及持續(xù)改進(jìn)。

沖壓成本控制策劃

沖壓成本控制要進(jìn)行提前策劃并貫穿于整個(gè)產(chǎn)品開發(fā)流程，從整車到分總成到零件，都可以參照同類歷史車型現(xiàn)狀，去除不合理因素后，設(shè)定一個(gè)參考值，然后結(jié)合CAE 分析，給出達(dá)標(biāo)值和挑戰(zhàn)值，與工裝開發(fā)廠家合力一起達(dá)成成本目標(biāo)。在“造型設(shè)計(jì)—產(chǎn)品設(shè)計(jì)—工藝設(shè)計(jì)—工藝驗(yàn)證”各個(gè)階段都可進(jìn)行目標(biāo)策劃，結(jié)果總結(jié)確認(rèn)及改進(jìn)措施，確保設(shè)計(jì)出最優(yōu)的產(chǎn)品、選擇最佳的工藝、控制最嚴(yán)的驗(yàn)證，將降成本工作在項(xiàng)目運(yùn)行各階段執(zhí)行落地。同步的將各階段優(yōu)秀的方案和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)和提煉，并轉(zhuǎn)化為各類設(shè)計(jì)指南，指導(dǎo)后續(xù)項(xiàng)目的開發(fā)。各階段成本控制措施及效果如表1 所示。

表1 各階段成本控制措施及效果

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提升整車材料利用率

材料利用率直接關(guān)系到白車身成本。以某車型為例，整車材料利用率提升1 個(gè)百分點(diǎn)，節(jié)約板料重量約12.32 千克，按照板料市場(chǎng)參考價(jià)6 元/千克計(jì)算，白車身成本節(jié)約12.32 千克×6 元/千克=73.92元。提升材料利用率在造型、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝分析設(shè)計(jì)及試制階段均可開展，圖2 為我司某款轎車在設(shè)計(jì)階段通過產(chǎn)品邊界優(yōu)化、拆分件合件等手段提升材料利用率，圖3 是在工藝設(shè)計(jì)階段通過優(yōu)化工藝補(bǔ)充，優(yōu)化排樣、擺剪、開發(fā)側(cè)出料落料模具，合模、激光拼焊、零件嵌套套沖、廢料利用等工藝手段多途徑多維度提升整車材料利用率，整車材料利用率從最初規(guī)劃的55.07%，到方案凍結(jié)時(shí)提升至58.17%，挑戰(zhàn)目標(biāo)達(dá)成。在工藝驗(yàn)證階段通過實(shí)物縮減料片尺寸等手段，整車材料利用率進(jìn)一步提升，無天窗版達(dá)到59.14%，小天窗版58.59%，全景天窗版58.29%。

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圖2 產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段提升材料利用率

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圖3 工藝設(shè)計(jì)階段提升材料利用率

降低沖壓件成形噸位與工序數(shù)

沖壓件的生產(chǎn)費(fèi)用與壓力機(jī)噸位選擇和工序數(shù)直接相關(guān)。沖壓模具工藝設(shè)計(jì)時(shí)選擇的機(jī)床噸位越大，生產(chǎn)工序數(shù)越多，生產(chǎn)費(fèi)用就越高。沖壓設(shè)備型號(hào)的合理選擇和優(yōu)化及減少工序數(shù)均可降低生產(chǎn)成本。如我司沖壓件機(jī)床設(shè)計(jì)噸位一般用CAE 理論噸位乘經(jīng)驗(yàn)系數(shù)并參考?xì)v史車型選擇成形噸位，通過成形部位放大成形R 角，修沖類模具使用波浪刀口，提升模具研合及非關(guān)鍵面避空，現(xiàn)場(chǎng)噸位實(shí)物驗(yàn)證及優(yōu)化均能降低成形噸位。

整車工序比(模具數(shù)量/零件數(shù))一定程度上可體現(xiàn)整車生產(chǎn)成本，一般整車控制在2.4 以內(nèi)。在設(shè)計(jì)階段通過零件優(yōu)化減少模具復(fù)雜程度，采用多腔模具，左右合模、共模、套模等方式均可減少零件工序比。如圖4 所示。

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圖4 工序比優(yōu)化

減少工裝開發(fā)投入成本

沖件模具開發(fā)費(fèi)用是占比最大的研發(fā)投入，約占一半以上，而鑄造模開發(fā)又占到所有模具開發(fā)費(fèi)用的80%。預(yù)期產(chǎn)量不大的車型，非關(guān)鍵鑄造模件可采用半工裝方案，僅開發(fā)成形類模具，修沖類模具使用激光切割的方案，待車型上量，再開發(fā)修沖類工裝。對(duì)于確定不開發(fā)全工裝的車型，零件一次成形可以不考慮修沖角度，能進(jìn)一步減少翻整類模具的開發(fā)，半工裝方案一般可節(jié)省工裝費(fèi)用的35%～70%。但激光切割生產(chǎn)費(fèi)用會(huì)相應(yīng)增加，我司半工裝方案的盈虧平衡點(diǎn)約為10000 臺(tái)。對(duì)于生命周期超過10000 臺(tái)但又非主銷車型，可通過降低設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，如減少模板厚度，降低鑲塊材質(zhì)和標(biāo)準(zhǔn)件要求，開發(fā)簡(jiǎn)易模具等，均可以減少工裝開發(fā)投入成本，即減少工裝分?jǐn)偤蜎_壓件成本。簡(jiǎn)易工裝方案見圖5。

圖5 簡(jiǎn)易工裝方案

零件選材優(yōu)化

零件選材優(yōu)化也是技術(shù)降本的方案之一，在設(shè)計(jì)階段要加強(qiáng)車體BOM 材質(zhì)審查，盡量減少板料規(guī)格和特殊規(guī)格的板料，便于集中規(guī)模采購及議價(jià)。另外，同規(guī)格料片中，一般1.5mm 料厚板料最便宜，鋅鐵合金板B340LAD 相較其他材質(zhì)要便宜，汽車用板材常規(guī)料厚范圍見圖6?？筛鶕?jù)市場(chǎng)價(jià)格信息，在不影響整車性能以及零件成形性的前提下，對(duì)沖壓件材質(zhì)進(jìn)行優(yōu)化。同時(shí)可加大新材料、新技術(shù)的應(yīng)用，激光拼焊板、熱成形件較成熟，鋁合金、充液脹形零件正逐步研究和應(yīng)用，新技術(shù)的應(yīng)用不僅能提升白車身的強(qiáng)度，也能有效技術(shù)降本。

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圖6 汽車用板材常規(guī)料厚范圍

結(jié)論

同步工程階段作為控制白車身成本的最重要階段，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)凍結(jié)之前進(jìn)行的工藝方案規(guī)劃將決定后續(xù)的工裝成本以及生產(chǎn)成本，因此從產(chǎn)品的工藝性、設(shè)備的合理性以及工裝開發(fā)的精益性展開成本控制活動(dòng)十分必要。凡事預(yù)則立，不預(yù)則廢。沖壓件成本控制在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段可實(shí)施空間大，貢獻(xiàn)度高，利用歷史車型大數(shù)據(jù)庫比對(duì)，通過系統(tǒng)策劃，設(shè)計(jì)改良，工藝優(yōu)化，過程確認(rèn)，評(píng)定糾正可以持續(xù)改進(jìn)。