劉偉　鄧翔　王喆瓊　王麗芳　陳平

摘要：本文對(duì)標(biāo)多個(gè)商用車司機(jī)座椅，從結(jié)構(gòu)、功能方面分析成本構(gòu)成，建立座椅部件與成本的相關(guān)性，從而給出座椅開(kāi)發(fā)的優(yōu)化方案。

關(guān)鍵詞：座椅；對(duì)標(biāo)；成本

引言

汽車零部件生產(chǎn)成本是制造企業(yè)運(yùn)營(yíng)費(fèi)用的重要組成部分，降低成本是改善企業(yè)收益，提升競(jìng)爭(zhēng)力的永恒話題之一。降成本的角度很多，有技術(shù)降成本、商務(wù)降成本、管理降成本等。對(duì)于產(chǎn)品開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)，技術(shù)降成本是一項(xiàng)重要的開(kāi)發(fā)任務(wù)。

技術(shù)降低成本是通過(guò)技術(shù)分析，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行工藝改進(jìn)或深度開(kāi)發(fā)，在保證質(zhì)量的前提下，有效降低采購(gòu)、制造、使用等成本所開(kāi)展的活動(dòng)。主要工作內(nèi)容包括：產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化，配置優(yōu)化，提升系列產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化、通用化率，降低設(shè)計(jì)變更率等。

本文聚焦商用車司機(jī)座椅的成本優(yōu)化，引入標(biāo)桿管理的相關(guān)方法，對(duì)標(biāo)五個(gè)品牌的商用車司機(jī)座椅，從結(jié)構(gòu)、功能方面分析成本構(gòu)成，建立座椅部件與其成本的相關(guān)性，從而給出座椅開(kāi)發(fā)的優(yōu)化方案。

1.座椅結(jié)構(gòu)及成本構(gòu)成分解

1.1座椅結(jié)構(gòu)

汽車座椅是駕駛室內(nèi)部重要的部件，主要作用是支承人體。座椅性能的好壞直接影響著司乘人員對(duì)車輛乘坐舒適性感受的好壞，從而影響司機(jī)對(duì)整車的評(píng)價(jià)。

汽車座椅由靠背、坐墊和懸架機(jī)構(gòu)等主要部件構(gòu)成，某手動(dòng)調(diào)節(jié)駕駛員座椅結(jié)構(gòu)示意見(jiàn)圖1。

座椅骨架常用型材制造或用鋼板沖壓焊接，通過(guò)螺栓直接固定或通過(guò)座椅調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)與車身連接。坐墊和靠背的設(shè)計(jì)應(yīng)符合人體工程學(xué)，形狀應(yīng)與人體相適應(yīng)，使得人體座椅的接觸壓力合理分布，并有一定的附著性和透氣性。坐墊和靠背的彈性元件應(yīng)具備適當(dāng)?shù)膹椥蕴匦?，覆蓋面料應(yīng)具有美觀、耐磨、阻燃等特性。調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)是的作用是通過(guò)改變座椅與駕駛操縱裝置的相對(duì)位置來(lái)適合不同身材駕駛員的需要。

1.2成本構(gòu)成分解

對(duì)于主機(jī)廠而言座椅總成的采購(gòu)成本分解主要有制造成本、運(yùn)行費(fèi)用、包裝物流和利潤(rùn)。其中制造成本由原材料成本、輔料成本、外購(gòu)件成本這三項(xiàng)合計(jì)為實(shí)物成本，以及人工成本、燃料成本、設(shè)備均攤成本、模具均攤成本、制造費(fèi)用構(gòu)成。由于供應(yīng)商的運(yùn)行費(fèi)用不易獲得，這里主要通過(guò)分析研究座椅結(jié)構(gòu)利用成本構(gòu)成要素?cái)?shù)據(jù)庫(kù)測(cè)算實(shí)物成本。

為了準(zhǔn)確的研究座椅成本構(gòu)成，開(kāi)展競(jìng)品對(duì)標(biāo)，本文將座椅總成部件重新分塊和分解，分解單元見(jiàn)圖2：

2.對(duì)標(biāo)競(jìng)品的選擇

選定座椅來(lái)源于牽引車平臺(tái)里具有一定競(jìng)爭(zhēng)力的車型。按未來(lái)市場(chǎng)發(fā)展方向及技術(shù)研究方向，對(duì)標(biāo)分析對(duì)象以氣囊減震座椅為主，機(jī)械減震座椅為輔。對(duì)標(biāo)樣件結(jié)構(gòu)及配置說(shuō)明見(jiàn)表1。

3.結(jié)構(gòu)及成本對(duì)比

3.1坐墊總成

競(jìng)品樣件的拆解結(jié)構(gòu)及對(duì)比見(jiàn)表2。氣囊座椅坐墊骨架整體采用鋼板沖壓成型，效率高，是未來(lái)行業(yè)技術(shù)方向，但模具投入費(fèi)用較高，產(chǎn)量不高的情況下成本偏高。機(jī)械座椅則主要采用骨架框型式，框架用焊管、鋼板焊接，工藝簡(jiǎn)單，工裝投入小，成本較低，受產(chǎn)量的影響不大，但承載性不好，下榻易變形。坐墊泡沫的成本主要受尺寸及重量決定，靠背套成本會(huì)由面料裁剪方式不同而產(chǎn)生差異。坐墊總成各樣品實(shí)物成本和重量分布見(jiàn)圖3所示。

3.2靠背總成

競(jìng)品樣件結(jié)構(gòu)及對(duì)比見(jiàn)表3-4，成本對(duì)比見(jiàn)圖4。三個(gè)氣囊座椅的采用頭枕分離式的骨架相比整體式骨架重。骨架有腰拖時(shí)采用鐵絲固定，成本相對(duì)低，沒(méi)有腰托的則采用蛇形彈簧簡(jiǎn)單易安裝。另外無(wú)論氣囊或機(jī)械減震座椅，分離式靠背比一體式的泡沫、面料少?？勘匙o(hù)板有PP成型和硬紙板兩種結(jié)構(gòu)形式，硬紙板結(jié)構(gòu)的重量輕、成本相對(duì)更低。

3.3坐墊架總成

競(jìng)品坐墊架樣件結(jié)構(gòu)及對(duì)比見(jiàn)表5，成本對(duì)比見(jiàn)圖6。尺寸相當(dāng)?shù)幕竟羌?，使用的材料大致相同，其?shí)物成本基本相當(dāng)。坐墊架構(gòu)成基本為功能件，總成重量差異比較大。實(shí)現(xiàn)功能的多少及附件的復(fù)雜程度決定總成實(shí)物成本的增加程度。圖5為某坐墊架拆解結(jié)構(gòu)圖。樣品4的功能項(xiàng)很多，除了角調(diào)功能外，還有座椅上下端、前后端調(diào)節(jié)（滑軌直接設(shè)置在坐墊架上），造成實(shí)物成本增加。

3.4懸架總成

競(jìng)品懸架樣件結(jié)構(gòu)及對(duì)比見(jiàn)表6-8，成本對(duì)比見(jiàn)圖7。上下框架結(jié)構(gòu)基本一樣，只是滑軌設(shè)置的位置不一樣，基本功能沒(méi)有區(qū)別。選材也基本相同。其中三款氣囊座椅的交叉臂結(jié)構(gòu)類似，均采用前后上下旋轉(zhuǎn)軸+連接臂結(jié)構(gòu)，材料選擇上，樣品1和樣品2為圓鋼+Q235鋼板，樣品3選用無(wú)縫管+Q235鋼板，在功能實(shí)現(xiàn)相同，且滿足強(qiáng)度功能，因此樣品3的結(jié)構(gòu)重量輕、成本相對(duì)低。

3.5角調(diào)器

樣件角調(diào)器靠背部分余均采用齒板+支架固定于靠背的結(jié)構(gòu)，另一邊功能件固定在坐墊架上。從表9數(shù)據(jù)可以看出樣品1（見(jiàn)圖8-a）角調(diào)板質(zhì)量最輕，主要是它的結(jié)構(gòu)比較合理，座椅靠背骨架左邊焊接一塊角調(diào)板，與坐墊架上的角調(diào)器齒輪共同完成角度調(diào)節(jié)，同時(shí)用非常簡(jiǎn)單的2個(gè)回位彈簧完成回位，而樣件5（見(jiàn)圖8-b）角調(diào)器固定在靠背上，采用集成結(jié)構(gòu)，大而重，制造工藝復(fù)雜。各樣件成本對(duì)比見(jiàn)圖9：

3.6附件

座椅附件主要由功能配置構(gòu)成，與成本直接相關(guān)，5個(gè)樣件的構(gòu)成情況見(jiàn)表10。實(shí)物成本樣件5最低，樣件2最高，同配置附件成本差異主要由配置的選型規(guī)格差異造成。

由于座椅控制按鈕一般設(shè)置在左側(cè)，所以在左側(cè)均設(shè)置有裝飾護(hù)板。

皮裙可以提高檔次，設(shè)計(jì)減少材料用量而降低成本。

4.優(yōu)化建議

基于本文第3部分的對(duì)比分析，座椅總成的成本構(gòu)成見(jiàn)圖10，可見(jiàn)靠背和懸架總成成本占座椅總成實(shí)物成本比例較大，在座椅開(kāi)發(fā)時(shí)應(yīng)重點(diǎn)考慮靠背和懸架總成的結(jié)構(gòu)、選材和功能設(shè)計(jì)。

靠背總成結(jié)構(gòu)可采用頭枕和靠背一體式設(shè)計(jì)，機(jī)械式腰托。

懸架總成結(jié)構(gòu)可采用上框架+內(nèi)外交叉臂+下框架+氣囊+阻力器+滑軌的設(shè)計(jì)方式?；竟δ芗O(shè)置：氣囊上端固定在上框架的中間橫加強(qiáng)梁，下端固定在下框架，阻力器分別固定于上框架和內(nèi)交叉臂上，滑軌設(shè)置在上框架上，符合人機(jī)工程。

細(xì)分部件的優(yōu)化建議見(jiàn)表11。

5.結(jié)束語(yǔ)

基于競(jìng)品座椅的結(jié)構(gòu)、功能和成本的對(duì)比，梳理出既滿足基本使用要求叉具有成本優(yōu)勢(shì)的座椅設(shè)計(jì)方案，實(shí)施后相對(duì)本公司以前裝備的同類座椅總成減重3.5kg，同時(shí)成本降低8%左右，優(yōu)化效果明顯。同時(shí)增加懸架高度調(diào)節(jié)、坐墊傾角調(diào)節(jié)、快速放氣、系統(tǒng)剛度調(diào)節(jié)、緊急防傾倒裝置等功能項(xiàng)作為高級(jí)配置選裝來(lái)滿足用戶的個(gè)性化需求。

經(jīng)過(guò)多個(gè)座椅的對(duì)標(biāo)，形成座椅成本構(gòu)成要素參數(shù)庫(kù)，根據(jù)需求建立參數(shù)與座椅成本的關(guān)系，如圖11為幾個(gè)座椅總成實(shí)物成本與其重量的關(guān)系趨勢(shì)線，可見(jiàn)其成線性關(guān)系。在座椅開(kāi)發(fā)之初即對(duì)其成本和相關(guān)參數(shù)進(jìn)行控制和定義，更加貼合產(chǎn)品正向開(kāi)發(fā)的思路。

本文目前僅針對(duì)商用車司機(jī)座椅進(jìn)行了對(duì)標(biāo)分析，后續(xù)可考慮增加與乘用車座椅的對(duì)標(biāo)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，并提高與乘用車產(chǎn)品的通用化，進(jìn)一步降低產(chǎn)品成本。