文／劉迪祥，王雙枝，黃頂社·安徽江淮汽車集團股份有限公司

隨著汽車市場競爭越來越激烈，各主機廠都開始把競爭力提升的焦點放在成本控制上。白車身成本在設(shè)計階段就確認了95%以上，一旦進入工裝實物開發(fā)階段，工藝上改進和影響的量將很小。同步工程(簡稱SE)在開發(fā)時就充分考慮沖壓件整個生命周期內(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數(shù)量、焊縫長度、工裝分攤及輔材等，主要由產(chǎn)品設(shè)計決定；沖壓成本主要影響因素是原材料、生產(chǎn)工序及工裝分攤，其中原材料成本主要受材料利用率和材料規(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，工裝分攤主要是模、夾、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。

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)過程中實施的同步一體化設(shè)計，主要目的是提前識別產(chǎn)品設(shè)計和工藝設(shè)計問題，降低產(chǎn)品變更成本和制造風(fēng)險，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)重點不同，在產(chǎn)品設(shè)計階段，主要從沖壓成形性撰寫產(chǎn)品沖壓工藝可行性分析報告，反饋給產(chǎn)品研發(fā)部門。沖壓設(shè)計階段，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。在工藝驗證階段，對工藝方案進行驗證和再優(yōu)化，并進行相應(yīng)評定和糾正及持續(xù)改進。

沖壓成本控制策劃

沖壓成本控制要進行提前策劃并貫穿于整個產(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)定一個參考值，然后結(jié)合CAE 分析，給出達標(biāo)值和挑戰(zhàn)值，與工裝開發(fā)廠家合力一起達成成本目標(biāo)。在“造型設(shè)計—產(chǎn)品設(shè)計—工藝設(shè)計—工藝驗證”各個階段都可進行目標(biāo)策劃，結(jié)果總結(jié)確認及改進措施，確保設(shè)計出最優(yōu)的產(chǎn)品、選擇最佳的工藝、控制最嚴的驗證，將降成本工作在項目運行各階段執(zhí)行落地。同步的將各階段優(yōu)秀的方案和經(jīng)驗進行總結(jié)和提煉，并轉(zhuǎn)化為各類設(shè)計指南，指導(dǎo)后續(xù)項目的開發(fā)。各階段成本控制措施及效果如表1 所示。

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 個百分點，節(jié)約板料重量約12.32 千克，按照板料市場參考價6 元/千克計算，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、工藝分析設(shè)計及試制階段均可開展，圖2 為我司某款轎車在設(shè)計階段通過產(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)計階段通過優(yōu)化工藝補充，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)時提升至58.17%，挑戰(zhàn)目標(biāo)達成。在工藝驗證階段通過實物縮減料片尺寸等手段，整車材料利用率進一步提升，無天窗版達到59.14%，小天窗版58.59%，全景天窗版58.29%。

表1 各階段成本控制措施及效果

降低沖壓件成形噸位與工序數(shù)

沖壓件的生產(chǎn)費用與壓力機噸位選擇和工序數(shù)直接相關(guān)。沖壓模具工藝設(shè)計時選擇的機床噸位越大，生產(chǎn)工序數(shù)越多，生產(chǎn)費用就越高。沖壓設(shè)備型號的合理選擇和優(yōu)化及減少工序數(shù)均可降低生產(chǎn)成本。如我司沖壓件機床設(shè)計噸位一般用CAE 理論噸位乘經(jīng)驗系數(shù)并參考歷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)場噸位實物驗證及優(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。

減少工裝開發(fā)投入成本

沖件模具開發(fā)費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)省工裝費用的35%～70%。但激光切割生產(chǎn)費用會相應(yīng)增加，我司半工裝方案的盈虧平衡點約為10000 臺。對于生命周期超過10000 臺但又非主銷車型，可通過降低設(shè)計標(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)簡易模具等，均可以減少工裝開發(fā)投入成本，即減少工裝分攤和沖壓件成本。簡易工裝方案見圖5.

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)計階段要加強車體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。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)市場價格信息，在不影響整車性能以及零件成形性的前提下，對沖壓件材質(zhì)進行優(yōu)化。同時可加大新材料、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度，也能有效技術(shù)降本。

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)計凍結(jié)之前進行的工藝方案規(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)計階段可實施空間大，貢獻度高，利用歷史車型大數(shù)據(jù)庫比對，通過系統(tǒng)策劃，設(shè)計改良，工藝優(yōu)化，過程確認，評定糾正可以持續(xù)改進。