白瑤琦

摘要：

隨著汽車的不斷普及，越來越多的家用車走入尋常百姓家，同時(shí)汽車的價(jià)格也不斷降低。作為汽車配件的生產(chǎn)商，一直要面臨著不斷要求降價(jià)的壓力。這種降價(jià)的壓力來自于客戶的主觀要求，來自于市場(chǎng)的客觀實(shí)際?？蛻舻慕祪r(jià)要求達(dá)不到，就要面臨著被減少配套份額;達(dá)不到市場(chǎng)的降價(jià)預(yù)期，在開發(fā)新的客戶時(shí)，就沒有進(jìn)入新的配套體系的先決條件。所以降低產(chǎn)品成本，無論從主觀和客觀方面來看，都是一項(xiàng)持續(xù)不斷的工作。而且，在降低成本的同時(shí)，要保證產(chǎn)品性能、外觀等品質(zhì)不能有所下降。

作者分析了汽車發(fā)電機(jī)的成本構(gòu)成，對(duì)成本構(gòu)成的費(fèi)用進(jìn)行了詳細(xì)研究。在降低材料成本方面，可以通過優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)零部件的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，對(duì)發(fā)電機(jī)的主要材料進(jìn)行調(diào)整，對(duì)主要功能件實(shí)行國(guó)產(chǎn)化，通過試驗(yàn)驗(yàn)證，在保證性能不變的前提下，達(dá)到降低成本的目的。

關(guān)鍵詞：憂化設(shè)計(jì);發(fā)電機(jī);材料成本

優(yōu)化設(shè)計(jì)英文名是optimization?design，從多種方案中選擇最佳方案的設(shè)計(jì)方法。它以數(shù)學(xué)中的最優(yōu)化理論為基礎(chǔ)，以計(jì)算機(jī)為手段，根據(jù)設(shè)計(jì)所追求的性能目標(biāo)，建立目標(biāo)函數(shù)，在滿足給定的各種約束條件下，尋求最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案。

優(yōu)化步驟：建立數(shù)學(xué)模型，選擇最優(yōu)化算法，程序設(shè)計(jì)，制定目標(biāo)要求。優(yōu)化設(shè)計(jì)就是在滿足設(shè)計(jì)要求的眾多設(shè)計(jì)方案中選出最佳設(shè)計(jì)方案的設(shè)計(jì)方法。

1.通過優(yōu)化設(shè)計(jì)變更定子、轉(zhuǎn)子參數(shù)進(jìn)行材料成本節(jié)儉

定子的功用是產(chǎn)生交流電。定子由定子鐵芯和定子繞組組成。轉(zhuǎn)子的功用是產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。

定子、轉(zhuǎn)子繞組的線徑，纏繞的匝數(shù)，直接影響發(fā)電機(jī)的發(fā)電量。在保證原有發(fā)電量的前提下，通過優(yōu)化設(shè)計(jì)，變更定子、轉(zhuǎn)子的繞組的線徑，纏繞的匝數(shù)，可以達(dá)到節(jié)儉銅線的重量的目的。在理論設(shè)計(jì)方案出來之后，要制作樣機(jī)，然后依據(jù)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行相應(yīng)的試驗(yàn)測(cè)試，根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，最終確定最佳的優(yōu)化方案。

公司為某客戶配套的A型號(hào)發(fā)電機(jī)，由于主機(jī)廠要求降價(jià)，但性能不能有所降低，所以對(duì)此產(chǎn)品進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以期達(dá)到公司及客戶的雙方面要求。

1.1調(diào)整目的：為了節(jié)省成本，JFZXXXX定子改變參數(shù)，轉(zhuǎn)子改變參數(shù)，使用C廠加厚鍛造爪極，要求滿足性能及噪音標(biāo)準(zhǔn)。按照QC/T729-2005標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的性能試驗(yàn)：試驗(yàn)數(shù)據(jù)略。

1.2經(jīng)過4次調(diào)整得出結(jié)論：方案四是使用C廠Φ135鍛造加厚爪極后，既滿足圖紙性能，又節(jié)省成本的最佳方案。噪音試驗(yàn)合格。

從整個(gè)試驗(yàn)過程可以看出，采用改變定轉(zhuǎn)子參數(shù)的方法，并通過試驗(yàn)驗(yàn)證性能及噪音，優(yōu)選最佳方案，能夠達(dá)到既保證客戶的要求又降低了成本的目的

2.通過優(yōu)化設(shè)計(jì)變更主要材料進(jìn)行材料成本節(jié)儉

發(fā)電機(jī)材料成本中，銅線的成本所占比重最大，如變更銅線的材質(zhì)構(gòu)成，能大幅節(jié)儉材料成本。[31]

性能調(diào)整方案：為節(jié)儉成本，擬把JFZXXX轉(zhuǎn)子激磁線圈原用Cu線材改為另一TL線材，驗(yàn)證性能。

性能對(duì)比

正常環(huán)境性能試驗(yàn)（23℃），105℃性能試驗(yàn)。

結(jié)論：

根據(jù)兩種不同爪極的試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比，轉(zhuǎn)子參數(shù)初步選定：Ф0.9X355T，TL線，F(xiàn)廠自制爪極，爪極磁軛外徑Ф45.6;

采用上述轉(zhuǎn)子參數(shù)（Ф0.9TL線）的激磁線圈比現(xiàn)在量產(chǎn)時(shí)（Ф0.78Cu線）的激磁線圈節(jié)省5元。

高溫耐久試驗(yàn)（發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)：3000?RPM，發(fā)電機(jī)負(fù)載：最大輸出90%，環(huán)境溫度：105℃?時(shí)間：300?小時(shí)。

試驗(yàn)后狀態(tài)未發(fā)現(xiàn)異常

試驗(yàn)結(jié)論：進(jìn)行高速試驗(yàn)444小時(shí)調(diào)節(jié)器碳刷磨損量過大，與集電環(huán)接觸不良，更換調(diào)節(jié)器后，繼續(xù)進(jìn)行試驗(yàn)，500小時(shí)試驗(yàn)后樣機(jī)耐久后性能滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值。

高速斷續(xù)耐久試驗(yàn)（發(fā)電機(jī)負(fù)載：最大輸出，環(huán)境溫度：90℃?時(shí)間：250?小時(shí)）。

試驗(yàn)后各部件狀態(tài)未發(fā)現(xiàn)異常。

試驗(yàn)結(jié)論：進(jìn)行250小時(shí)高速斷續(xù)試驗(yàn)無異常，耐久后性能滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值。

整車路試試驗(yàn)性能對(duì)比滿足試驗(yàn)要求。

結(jié)論：滿足性能要求。

3.通過變更主要部件產(chǎn)地進(jìn)行成本節(jié)儉

變更發(fā)電機(jī)零部件的結(jié)構(gòu)及產(chǎn)地，也能達(dá)到節(jié)儉成本的目的。整流橋是發(fā)電機(jī)的重要部件之一。它的功能是把發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交流電，通過整流二極管組成的電路變?yōu)橹绷麟姟?/p>

在整流橋的整個(gè)價(jià)格構(gòu)成中，二極管的價(jià)格約占總價(jià)40%-50%，所以如果二極管的價(jià)格降低，整個(gè)整流橋的總價(jià)也會(huì)有效降低。D廠為公司配套的整流橋一直用的是進(jìn)口的二極管，價(jià)格較高。目前國(guó)產(chǎn)二極管的質(zhì)量已有大幅提高，在整流橋的制作中，一些廠家已經(jīng)大批采用國(guó)產(chǎn)二極管。進(jìn)口二極管與目前國(guó)產(chǎn)的二極管除價(jià)格之外，形狀也有很大差別，如果要想國(guó)產(chǎn)化二極管，則必須改變整流橋的現(xiàn)有結(jié)構(gòu)。

D廠為國(guó)產(chǎn)化二極管，增加國(guó)內(nèi)供應(yīng)商，重新開發(fā)散熱板，改造生產(chǎn)線工裝，變更生產(chǎn)工藝，達(dá)到了用國(guó)產(chǎn)的二極管代替進(jìn)口二極管的目的，降低了配套價(jià)格。

4.小結(jié)

通過三個(gè)實(shí)例，驗(yàn)證了：優(yōu)化定轉(zhuǎn)子參數(shù)，某型號(hào)電機(jī)可節(jié)儉3元/臺(tái);變更主要線料，某型號(hào)電機(jī)可節(jié)儉5元/臺(tái);整流橋使用國(guó)產(chǎn)二極管后，某型號(hào)電機(jī)可節(jié)儉1.5元/臺(tái)。

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