周 政,劉宇珂

(同濟(jì)大學(xué)汽車(chē)學(xué)院,上海 200092)

淺談乘用車(chē)空調(diào)箱成本構(gòu)成及應(yīng)用*

周 政,劉宇珂

(同濟(jì)大學(xué)汽車(chē)學(xué)院,上海 200092)

結(jié)合企業(yè)實(shí)際的情況,運(yùn)用成本分析及多元線性回歸等理論知識(shí),得出的在項(xiàng)目前期就能夠快速高效使用的方法,來(lái)切實(shí)解決企業(yè)成本控制中存在的一些問(wèn)題。以乘用車(chē)空調(diào)箱作為研究對(duì)象,通過(guò)多元線形回歸,分析成本構(gòu)成,并且闡述了其普遍應(yīng)用價(jià)值。

成本構(gòu)成;線性回歸

0 引 言

汽車(chē)行業(yè)在近十年,得到了火速迅猛的發(fā)展。汽車(chē)市場(chǎng)由發(fā)達(dá)國(guó)家逐步轉(zhuǎn)向發(fā)展中國(guó)家,隨著中國(guó)汽車(chē)市場(chǎng)的不斷成熟,消費(fèi)者擁有了更多的選擇,近年來(lái)各大車(chē)企都在不斷地提升自身的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,然而不論是降價(jià)賣(mài)車(chē),還是提高配置,都需要足夠的價(jià)格空間以支撐企業(yè)的利潤(rùn)率。在當(dāng)前異常激烈的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境下整車(chē)廠對(duì)成本重視程度已經(jīng)達(dá)到了一個(gè)空前的高度,不少整車(chē)廠更是在項(xiàng)目非常前期的時(shí)候就開(kāi)始?jí)嚎s零部件采購(gòu)預(yù)算,通常是由財(cái)務(wù)部門(mén)給出項(xiàng)目成本目標(biāo),然后由采購(gòu)部完成指標(biāo)。然而問(wèn)題也隨之而來(lái),應(yīng)該如何使零部件的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)與目標(biāo)成本結(jié)合起來(lái)綜合考慮,如何在做開(kāi)發(fā)策略時(shí)運(yùn)用成本分析[1-2]更加靈活的通過(guò)配置的增減來(lái)滿足客戶的需求又能將成本控制在一個(gè)既有競(jìng)爭(zhēng)力又合理的范圍內(nèi)[3],這便是本文研究的核心內(nèi)容。

1 乘用車(chē)空調(diào)箱的成本構(gòu)成

現(xiàn)代乘用車(chē)的空調(diào)箱一般是由蒸發(fā)器,暖風(fēng)芯體,風(fēng)門(mén)組件,連桿機(jī)構(gòu),鼓風(fēng)機(jī),空氣濾芯及塑料外殼體等組成的。其主要作用是調(diào)節(jié)車(chē)內(nèi)溫度,凈化車(chē)內(nèi)空氣,,提高體感的舒適性,車(chē)內(nèi)空氣循環(huán)流通。

現(xiàn)代汽車(chē)越來(lái)越注重乘客廂的舒適度,對(duì)于乘用車(chē)空調(diào)而言,所謂配置的高低,主要是由風(fēng)控系統(tǒng)決定的。所謂風(fēng)控系統(tǒng)是由風(fēng)門(mén)組件,連桿機(jī)構(gòu),伺服電機(jī),鼓風(fēng)機(jī),空氣濾芯等組成。伺服電機(jī)收到電控信號(hào)的輸入,驅(qū)動(dòng)連桿機(jī)構(gòu),帶動(dòng)風(fēng)門(mén)組件,實(shí)現(xiàn)出風(fēng)口的通風(fēng)控制,高端的配置通常會(huì)對(duì)乘客廂不同的區(qū)域分別控制溫度風(fēng)量,這個(gè)功能就是通過(guò)風(fēng)門(mén)組件來(lái)控制的,高配的空調(diào)箱會(huì)對(duì)一個(gè)區(qū)域的控溫使用好幾個(gè)風(fēng)門(mén)進(jìn)行混合控制,比如冷熱風(fēng)的混合,多個(gè)部位的風(fēng)量控制。而低配的空調(diào)箱則會(huì)盡量減少風(fēng)門(mén)組件的數(shù)量來(lái)控制總成本,相對(duì)的,空調(diào)箱對(duì)出風(fēng)溫度,出風(fēng)風(fēng)量,出風(fēng)部位的控制也就相對(duì)單一,沒(méi)有辦法個(gè)性化滿足每個(gè)乘客的需求。至于風(fēng)門(mén)對(duì)于溫度的控制則是利用冷凝器的制冷功能,及暖風(fēng)芯體的加熱功能,再通過(guò)混合風(fēng)門(mén)對(duì)冷熱氣體在空調(diào)箱艙內(nèi)進(jìn)行溫度混合,達(dá)到調(diào)節(jié)溫度的功能,最后再結(jié)合溫度傳感器對(duì)溫度實(shí)現(xiàn)控制。

所謂空調(diào)箱成本驅(qū)動(dòng)因子,對(duì)其定義為影響空調(diào)箱成本變化的主要因素,即由于某些特征或者功能發(fā)生變化時(shí),空調(diào)箱的成本亦隨之進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的變化,這種產(chǎn)生空調(diào)箱成本變化的因素稱之為成本驅(qū)動(dòng)因子。在成本公式中如果空調(diào)箱的成本是因變量,那么驅(qū)動(dòng)因子就是自變量。為了獲取這些成本因子,本文選取了19個(gè)空調(diào)箱采購(gòu)項(xiàng)目的定點(diǎn)報(bào)價(jià)作為分析樣本,這些報(bào)價(jià)都經(jīng)過(guò)充分的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)及議價(jià),并且來(lái)自不同的空調(diào)箱制造供應(yīng)商,不同的生產(chǎn)體系,不同的上下游供應(yīng)鏈,因此通過(guò)多元線性回歸的分析方法能夠比較客觀準(zhǔn)確的找出驅(qū)動(dòng)因子及相應(yīng)的系數(shù)。

2 蒸發(fā)器成本公式

從蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)以及原材料來(lái)看,其主要的成本在于蒸發(fā)器的重量,芯體尺寸等方面。本文選取了19個(gè)樣本進(jìn)行回歸分析,所有樣本都為整車(chē)廠實(shí)際采購(gòu)項(xiàng)目的定點(diǎn)價(jià)格,且都經(jīng)過(guò)充分的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)及商務(wù)談判。分析的自變量為蒸發(fā)器的重量,芯體的迎風(fēng)面積,芯體的厚度,扁管的層數(shù),因變量為蒸發(fā)器的采購(gòu)價(jià)格。

假設(shè)蒸發(fā)器采購(gòu)成本公式為:

經(jīng)過(guò)線性回歸分析,如表1所示,回歸統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果中的相關(guān)系數(shù)Multiple R的值達(dá)到98.96%,說(shuō)明這四項(xiàng)自變量與因變量采購(gòu)價(jià)格之間是高度正相關(guān)的。R Square為0.9793,說(shuō)明這四項(xiàng)自變量能夠說(shuō)明因變量的97.93%,也就是說(shuō),蒸發(fā)器的重量,迎風(fēng)面積,厚度,扁管層數(shù)以外的因素僅影響2.07%的采購(gòu)成本。0.94的標(biāo)準(zhǔn)誤差說(shuō)明該成本公式的線性回歸曲線的擬合度非常好。另外,由表2可知,F顯著性統(tǒng)計(jì)量的值十分接近于0,因此該回歸方程回歸效果顯著,公式(1)有效。

表1 回歸統(tǒng)計(jì)

表2 方差分析

由表3中P value列的值可發(fā)現(xiàn),Xevap1與Xevap2的值遠(yuǎn)小于顯著性水平0.05,因此蒸發(fā)器的重量和迎風(fēng)面積與采購(gòu)成本強(qiáng)相關(guān),而蒸發(fā)器的厚度與扁管的層數(shù)與采購(gòu)成本弱相關(guān)。

表3 回歸參數(shù)表

3 暖風(fēng)芯體成本公式

從暖風(fēng)芯體的結(jié)構(gòu)以及原材料來(lái)看,其主要的成本在于暖風(fēng)芯體的重量,芯體尺寸等方面。因此同樣的,依舊選取這19個(gè)空調(diào)箱樣本進(jìn)行回歸分析,所有樣本都為整車(chē)廠實(shí)際采購(gòu)項(xiàng)目的定點(diǎn)價(jià)格,且都經(jīng)過(guò)充分的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)及商務(wù)談判。分析的自變量為芯體的重量,芯體的迎風(fēng)面積,芯體的厚度,扁管的層數(shù),因變量為暖風(fēng)芯體的采購(gòu)價(jià)格。

假設(shè)暖風(fēng)芯體的采購(gòu)成本公式為:

經(jīng)過(guò)分析,如表4所示,回歸統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果中的相關(guān)系數(shù)Multiple R的值達(dá)到98.99%,說(shuō)明這四項(xiàng)自變量與因變量采購(gòu)價(jià)格之間是高度正相關(guān)的。R Square為0.9801,說(shuō)明這四項(xiàng)自變量能夠說(shuō)明因變量的98.01%,也就是說(shuō),暖風(fēng)芯體的重量,迎風(fēng)面積,厚度,扁管層數(shù)以外的因素僅影響1.99%的采購(gòu)成本。0.97的標(biāo)準(zhǔn)誤差說(shuō)明該成本公式的線性回歸曲線的擬合度非常好。另外,由表5可知,F顯著性統(tǒng)計(jì)量的值十分接近于0,因此該回歸方程回歸效果顯著,公式(2)有效。

由表6中 P value列的值可發(fā)現(xiàn),Xhtr1,Xhtr2的值遠(yuǎn)小于顯著性水平0.05,因此暖風(fēng)芯體的重量和迎風(fēng)面積與采購(gòu)成本強(qiáng)相關(guān),Xhtr4的值接近于顯著性水平0.05,因此暖風(fēng)芯體的扁管數(shù)量與采購(gòu)成本基本相關(guān),而暖風(fēng)芯體的厚度則與采購(gòu)成本弱相關(guān)。

表4 回歸統(tǒng)計(jì)

表5 方差分析

表6 回歸參數(shù)表

4 風(fēng)控系統(tǒng)成本構(gòu)成

風(fēng)控系統(tǒng)的成本主要由風(fēng)門(mén)連桿機(jī)構(gòu),電機(jī),鼓風(fēng)機(jī),控制模塊,空調(diào)濾芯,傳感器等因素組成,其成本與汽車(chē)空調(diào)的配置極其相關(guān)。本文將會(huì)列出風(fēng)控系統(tǒng)中的各個(gè)部件與配置之間的關(guān)系。

假設(shè)風(fēng)控系統(tǒng)的采購(gòu)成本公式為:

式中:Ywcs1為鼓風(fēng)機(jī)價(jià)格;Ywcs2為鼓風(fēng)機(jī)控制模塊價(jià)格;Ywcs3為伺服電機(jī)價(jià)格;Ywcs4為風(fēng)門(mén)連桿機(jī)構(gòu)價(jià)格; Ywcs5為空調(diào)濾芯價(jià)格;Ywcs6為空氣質(zhì)量傳感器價(jià)格; Ywcs7塑料外殼體價(jià)格。

鼓風(fēng)機(jī)作為向車(chē)內(nèi)乘客廂送風(fēng)的主要?jiǎng)恿?lái)源,除了對(duì)其制冷制熱的表現(xiàn)有較高的要求外,還對(duì)其穩(wěn)定性,低噪音等指標(biāo)有所考量。因此該部件一般比較注重品質(zhì)的整車(chē)廠及空調(diào)箱供應(yīng)商都會(huì)選用電裝、博世等國(guó)際化品牌的電機(jī)供應(yīng)商。由于電機(jī)供應(yīng)商選擇范圍較小,因此電機(jī)價(jià)格透明,議價(jià)空間也很少,價(jià)格區(qū)間主要是有電機(jī)功率的不同所造成的,大多數(shù)整車(chē)廠都對(duì)其制冷制熱能力給予了邊界條件的設(shè)計(jì)要求,例如在制冷方面,采去三個(gè)測(cè)量點(diǎn)對(duì)制冷現(xiàn)進(jìn)行要求,當(dāng)風(fēng)量在280 kg/hr時(shí)達(dá)到5.2 kW的制冷水平,當(dāng)風(fēng)量在400 kg/hr時(shí)達(dá)到7.2 kW的制冷水平,當(dāng)風(fēng)量在520 kg/hr時(shí)達(dá)到8.7 kW的制冷水平。又例如在制熱方面,當(dāng)風(fēng)量在450 kg/hr時(shí)制熱溫度能夠達(dá)到58℃。風(fēng)速方面達(dá)到125 L/s@12 V。這些技術(shù)指標(biāo)都是考量鼓風(fēng)機(jī)乃至空調(diào)箱設(shè)計(jì)的關(guān)鍵數(shù)值,由于蒸發(fā)器和暖風(fēng)芯體由于空間限制,調(diào)整范圍不大,因此為了達(dá)到客戶的要求,空調(diào)箱供應(yīng)商會(huì)選擇不同系列的鼓風(fēng)機(jī)來(lái)搭配蒸發(fā)器暖風(fēng)芯體的設(shè)計(jì),尋找一種組合能夠滿足技術(shù)指標(biāo)?？照{(diào)鼓風(fēng)機(jī)的成本因素主要來(lái)自于電機(jī)的功率,其價(jià)格基本滿足公式(4):

式中:Xpwr為鼓風(fēng)機(jī)的功率;X0空調(diào)箱鼓風(fēng)機(jī)最低功率;P0為空調(diào)箱鼓風(fēng)電機(jī)的基礎(chǔ)價(jià)格;L0為價(jià)格檔位;P1為每檔的價(jià)格。

鼓風(fēng)機(jī)的功率是由調(diào)速模塊控制的,控制模塊決定了電機(jī)檔位的變化方式及范圍,不同形式的控制模塊更決定了鼓風(fēng)機(jī)變檔的速度,效率,乃至油耗。就目前主流的控制模塊而言,調(diào)速模塊的選擇基本上與空調(diào)的配置相關(guān),手動(dòng)空調(diào),電動(dòng)空調(diào)還是自動(dòng)空調(diào),及其空調(diào)系統(tǒng)的算法決定了使用哪種控制模塊。

風(fēng)門(mén)及其連桿機(jī)構(gòu)從設(shè)計(jì)上來(lái)講,與空調(diào)箱制造供應(yīng)商的設(shè)計(jì)風(fēng)格設(shè)計(jì)習(xí)慣有關(guān),每套連桿機(jī)構(gòu)控制的風(fēng)門(mén)數(shù)量以及所能傳遞的扭矩都是不同的,但為了保持市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,基本上每個(gè)空調(diào)箱制造商都做了價(jià)值分析以優(yōu)化設(shè)計(jì),家族化、模塊化的連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案也已經(jīng)成為行業(yè)的普遍做法。因此總體而言對(duì)于空調(diào)箱中一整套風(fēng)門(mén)連桿機(jī)構(gòu)的總成本差異并不大。一般在項(xiàng)目前期預(yù)估成本的時(shí)候都以風(fēng)門(mén)數(shù)量為單位,按風(fēng)門(mén)個(gè)數(shù)預(yù)估價(jià)格。

空調(diào)箱的塑料外殼體一般都是以聚丙烯為基料,聚丙烯密度小,強(qiáng)度剛度,硬度耐熱性均優(yōu)于低壓聚乙烯,可在100℃左右使用。具有良好的電性能和高頻絕緣性不受濕度影響,但低溫時(shí)變脆、不耐磨、易老化。一般適用于機(jī)械零件,耐腐蝕零件和絕緣零件。另外現(xiàn)在聚丙烯的國(guó)產(chǎn)化程度非常高,金發(fā)等國(guó)內(nèi)大型原材料制造企業(yè)都已經(jīng)完全掌握這種材料的開(kāi)發(fā),并且已經(jīng)大規(guī)模與整車(chē)廠合作,因此聚丙烯不論從物理特性還是成本上的優(yōu)勢(shì)來(lái)看,都非常適合作為空調(diào)箱的外殼體的材料。此外考慮到空調(diào)箱的實(shí)際工況,一般都會(huì)在聚丙烯中加入滑石粉,滑石粉的比例通常為20%。使空調(diào)箱的外殼體經(jīng)過(guò)注塑工藝后,產(chǎn)品形狀更加穩(wěn)定,有更好的張力強(qiáng)度,剪切強(qiáng)度,繞曲強(qiáng)度,壓力強(qiáng)度。降低變形,伸張率,熱膨脹系數(shù)。這是一種非常常用的強(qiáng)化改質(zhì)填充劑。對(duì)于空調(diào)箱塑料殼體這類單一工藝的注塑件而言,一般有黑色居多,也有乳白色,這些都成本影響不大。主要是原材料的成本和注塑的成本。使用的原材料非常常見(jiàn),因此市場(chǎng)上的價(jià)格也非常透明。而注塑的成本主要取決于塑料殼體零件本身的尺寸大小,零件的尺寸決定了需要用多大的注塑機(jī)。一般注塑機(jī)的選擇分為以下四步,及選對(duì)型,放得下,拿得出,鎖得住。

選對(duì)型:由產(chǎn)品及塑料決定機(jī)種及系列。由于射出機(jī)有非常多的種類,因此一開(kāi)始要先正確判斷此產(chǎn)品應(yīng)由哪一種注塑機(jī),是單色、雙色、多色、夾層或混色等。對(duì)于空調(diào)箱外殼體而言基本的單色注塑機(jī)就可以滿足需求。國(guó)內(nèi)空調(diào)箱殼體的制造商中海天注塑機(jī)的占有率非常之大,因此本文也會(huì)以海天注塑機(jī)的成本作為研究基礎(chǔ)。

放得下:由模具尺寸判定機(jī)臺(tái)的“大柱內(nèi)距”、“模厚”、“模具最小尺寸”及“模盤(pán)尺 寸”是否適當(dāng),以確認(rèn)模具是否放得下。模具的寬度及高度需小于或至少有一邊小于大柱內(nèi)距;模具的寬度及高度最好在模盤(pán)尺寸范圍內(nèi);模具的厚度需介于注塑機(jī)的模厚之間;模具的寬度及高度需符合該注塑機(jī)建議的最小模具尺寸,太小也不行。

拿得出:由模具及成品判定“開(kāi)模行程”及“托模行程”是否足以讓成品取出。開(kāi)模行程至少需大于成品在開(kāi)關(guān)模方向的高度的兩倍以上,且需含豎澆道的長(zhǎng)度;托模行程需足夠?qū)⒊善讽敵觥?/p>

鎖得住:由產(chǎn)品及塑料決定“鎖模力”噸數(shù)。當(dāng)原料以高壓注入模穴內(nèi)時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)撐模的力量,因此注塑機(jī)的鎖模單元必須提供足夠的“鎖模力”使模具不至于被撐開(kāi)。鎖模力需求的計(jì)算如下:由成品外觀尺寸求出成品在開(kāi)關(guān)模方向的投影面積;撐模力量=成品在開(kāi)關(guān)模方向的投影面積(cm2)×模穴數(shù)×模內(nèi)壓力(kg/cm2);機(jī)器鎖模力需大于撐模力量,且為了保險(xiǎn)起見(jiàn),機(jī)器鎖模力通常需大于撐模力量的1. 17倍以上。

根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)來(lái)看,一般空調(diào)箱外殼體供應(yīng)商處配備的注塑機(jī)噸位基本上最小在400 t,最大在1 200 t。這種搭配可以涵蓋尺寸從小到大的各種塑料殼體件。由于本研究用于項(xiàng)目前期對(duì)成本的估算,注塑件的具體尺寸大小壁厚都沒(méi)有完成設(shè)計(jì),因此其價(jià)格可以用一個(gè)比較簡(jiǎn)單的經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)做前期的估算,即料工比為7:3。意思是原材料成本占比為70%,注塑加工費(fèi)的成本占比為30%。根據(jù)此經(jīng)驗(yàn)公式,只要知道塑料外殼體的目標(biāo)重量就可以估算出整個(gè)外殼體的大致成本情況。

通過(guò)上述研究分析,我們知道如何使用本文的研究成果使乘用車(chē)空調(diào)箱的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)與目標(biāo)成本結(jié)合起來(lái)綜合考慮,如何在做開(kāi)發(fā)策略時(shí)更加靈活的通過(guò)配置的增減來(lái)滿足客戶的需求,又能將成本控制在一個(gè)既有競(jìng)爭(zhēng)力又合理的范圍內(nèi)。此外,本文的研究成果還將衍生到其他汽車(chē)零部件中,研究論述乘用車(chē)空調(diào)箱開(kāi)發(fā)策略在整車(chē)其他整車(chē)零部件中的擴(kuò)展應(yīng)用。這些問(wèn)題的解決有利于企業(yè)在競(jìng)爭(zhēng)異常激烈的市場(chǎng)能夠有更好的成本控制,能夠有更好的利潤(rùn)空間,也能夠地根據(jù)自身實(shí)際成本情況來(lái)選擇客戶最需要的配置從而掌握市場(chǎng)的主動(dòng)權(quán)。

5 結(jié) 語(yǔ)

隨著車(chē)企不斷大規(guī)模的官降,成本的壓力越來(lái)越大,逆水行舟,不進(jìn)則退。在車(chē)企銷量增長(zhǎng)率不斷下降的今天,關(guān)注成本,控制成本,依然是永不過(guò)時(shí)的話題。本文的研究出發(fā)點(diǎn)便是能夠通過(guò)乘用車(chē)空調(diào)箱作為一個(gè)典型案例樣本進(jìn)行分析研究,最終面向于所有汽車(chē)零部件,其良好的拓展性為今后的研究帶來(lái)了更多的可能性。如今大部分車(chē)企都開(kāi)始或者已經(jīng)組建了成本分析團(tuán)隊(duì),企業(yè)對(duì)于零部件的應(yīng)有成本也在不斷地積累,當(dāng)積累達(dá)到一定程度之后,大部分的汽車(chē)零部件都能夠在通過(guò)一定的方式方法后得出其成本模型。而對(duì)于企業(yè)而言,當(dāng)整車(chē)大部分高價(jià)值的零件成本被模型化之后,那么對(duì)成本的控制將得到進(jìn)一步的升華,從此不會(huì)再被SOP前由于超支而被迫簡(jiǎn)配的問(wèn)題所困擾。合理的規(guī)劃預(yù)算,有效的控制成本,造出有競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品才是每個(gè)汽車(chē)人夢(mèng)寐以求的理想。

[1] 陸 芳.汽車(chē)零部件成本分析與控制[J].江蘇科技信息(學(xué)術(shù)研究),2001(1):53-55.

[2] 徐鳳菊.汽車(chē)零件成本預(yù)測(cè)模型研究[J].統(tǒng)計(jì)與決策,2005 (14):146-148.

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Cost Structure and Application of the HVAC Module in Car

ZHOU Zheng,LIU Yu-ke
(Automobile Institute,Tongji University,Shanghai 200092,China)

The thesis is based on the author′s practical work,combined with the cost analysis theory,and the specific circumstances of the industry.In this thesis,the research is on the strategy of the components development,the HVAC unit is used as the study object,and the thesis takes five sections to describe the author's viewpoint and prove the universal application value of this method.

cost structure;linear regression

U463

A

1007-4414(2015)05-0212-04

10.16576/j.cnki.1007-4414.2015.05.078

2015-09-12

周 政(1984-),男,上海人,工程師,主要從事汽車(chē)行業(yè)采購(gòu)成本方面的工作。