汽车座椅开发中的制造工艺方案选择原则研究

郭永生，张贵平，刘熠荣，李　娟

(东风汽车公司技术中心，湖北 武汉 430058)



汽车座椅开发中的制造工艺方案选择原则研究

郭永生，张贵平，刘熠荣，李娟

(东风汽车公司技术中心，湖北 武汉 430058)

摘要：通过对汽车座椅的结构、开发工作内容、开发周期和开发费用构成的简单介绍，指出了座椅的制造工艺方案在很大程度上影响了座椅开发周期的长短和开发费用的高低。对3种座椅制造工艺方案的工艺方法、工装寿命、工装费用及工装制造周期进行了详细介绍，并结合座椅的预期产量和用途，对汽车座椅的制造工艺方案选择原则进行了研究。

关键词：汽车座椅；工艺方案；选择原则

汽车座椅是汽车开发中比较关键和重要的零件，其开发周期长，制造费用高，往往成为影响汽车开发过程长短的关键零件。为了缩短座椅的开发周期，降低座椅的制造费用，对于不同开发项目的座椅，应根据预期产量和用途的不同而选择不同的座椅制造工艺方案，达到以较少的投入和较短的时间完成座椅开发的目的。

1座椅的结构

座椅主要分为高端座椅(电加热，电动调节6～12向)、中端座椅(电动或手动调节6向)和经济型座椅(手动调节4～6向)。本文按经济型座椅进行分析。

座椅作为汽车上的大总成零件，主要由骨架、面套、泡沫填充物和塑料件等4类零件组成。其中，骨架(见图1)作为座椅的基础和内部的支承结构，占据了座椅价格的40%左右，其主要由金属管件和冲压件焊接而成；面套(见图2)是包裹在座椅表面具有一定形状，用于固定泡沫形态的一层保持套，主要由织物和真皮等2种材料制作而成；泡沫填充物是填充在骨架和面套之间的一层物质，主要用于减振；塑料件(见图2)是固定在座椅四周用于包裹部分结构和起美观作用的零件。

图1　骨架结构　　　　　图2　面套和塑料件

2座椅开发工作内容及周期

座椅作为汽车中的大总成零件，全新开发项目的开发周期主要包括开发目标确认、产品设计、模具开发、样件试制及完善、产品试验和量产准备等几个阶段，各阶段所需要的大概时间见表1。

表1　各阶段所需要的大概时间

从表1可以看出，座椅开发大概需要15～20个月，其中模具开发和样件试制需要5～7个月，所占开发时间较长；因此，寻找和选择合适的座椅制造工艺方案，减少模具开发和样件试制的时间，对于缩短座椅的开发周期非常重要。

3座椅的开发费用

座椅作为汽车上的关键零件，其开发费用项目主要有设计费、试验费、样件费、工装模具费和生产准备费。一般一个全新开发的量产项目的各项费用大概比例见表2。从表2可以看出，在座椅的开发过程中，工装模具制造所占的开发费用比重较大，因此，选择合适的座椅制造工艺方案，对于降低座椅的开发费用也非常重要。

表2　一个全新开发的量产项目的各项费用大概比例

4座椅的制造工艺方案

按照工装的简易程度和费用投入来分类，座椅的制造工艺方案主要分为大批量(即量产)、小批量和简易试制(见表3)。

表3　座椅的制造工艺方案

从表3可以看出，工装越复杂，此工艺能制造的座椅数量就越多，工装费用就越高，制造周期也越长；反之，此工艺能制造的座椅数量就越少，工装费用就越低，制造周期就越短。因此，座椅制造工艺方案选择的前提是需要基本明确此座椅的用途和预计需求数量，以便综合判断此座椅应该选择的制造工艺方案。

5座椅的开发用途及质量要求

座椅的开发用途一般分为2类，具体如下。

1)装配尺寸验证和功能验证。此时座椅主要用于尺寸及功能验证，要求投入少，制造周期短，能够实现设计尺寸和功能即可，对质量一致性、耐久性要求一般，需求数量一般≤500套。

2)预批量或量产装车。此时座椅作为汽车上的必备零件用来进行装车，要求质量一致性较好，可靠性高，但传统车和新能源车项目在需求数量上区别较大，传统车项目需求为30万～100万套，而新能源项目一般都≤5 000套。

6座椅制造工艺方案的选择原则

在选择座椅制造工艺方案之前，应明确此座椅的开发计划和产量规划，了解此座椅的用途，以便从质量、时间和成本上综合考虑来进行座椅制造工艺方案的选择。座椅制造工艺方案的选择原则如下。

1)在座椅开发前期,一般需要制作座椅的样件用于装配尺寸验证和功能验证，此时座椅在设计上可能存在一定的问题，制造数量也较少，样件制作主要用途为验证设计合理性，应采用一种投入较低、周期较短和质量能满足使用要求的座椅制造工艺方案来进行此阶段的座椅开发。从表3的3种方案中进行选择、比较，很容易确认简易试制工艺方案比较符合此阶段的座椅开发需求。

2)当座椅开发完毕，进入量产阶段，如果此座椅的预计产量较大，那么这时的座椅对生产线的生产效率、质量水品和工艺稳定性要求就较高，此时就需要一种工艺较稳定、生产效率较高和工装寿命较长的座椅制造工艺方案。从表3的3种方案中进行选择、比较，很容易确认大批量(即量产)工艺方案比较符合大批量生产阶段的座椅制造需求。

3)如某座椅由于项目原因开发进展缓慢，同时量产后的预计需求数量也不是太大(如新能源项目)，此时采用简易试制工艺方案来进行座椅的制造，一方面简易试制工艺方案的座椅样件单价较高，如制造数量超过500件，总费用将超过量产工艺方案的投入，在成本上不是很经济；另一方面，由于简易试制工艺方案中塑料件的工装(硅胶模具)的保存期限只有3个月，如座椅的开发周期较长，硅胶模将失效；因此，此时需要一种工装寿命满足要求且费用投入较少的工艺方案，小批量工艺方案恰好满足了这种需求。此工艺方案可以制造的零件数量较大，但是费用投入比大批量工艺方案经济，是一种比较适合此种情况的工艺方案。

综上所述，当座椅的用途仅是进行装配尺寸验证和功能验证时，采用试制工艺方案是一种周期短、费用低的方案；当座椅的预期产量较高时，采用大批量(即量产)工艺方案是一种经济、高效的方案；当座椅的预期产量较低时，采用小批量工艺方案是一种综合成本比较合理的方案。

7结语

座椅作为汽车中的大总成关键零件，其开发周期长，制造工艺复杂，制造费用高，往往成为影响汽车开发周期长短的瓶颈零件；因此，研究、探索座椅制造工艺方案的方法、方式，减少座椅制造工艺的周期、成本，对合理、高效地利用开发费用，促进座椅的正向开发及汽车新项目开发具有积极的现实意义。

责任编辑郑练

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Research of Selection Principle for Manufacturing Process Scheme in Automobile Seat Development

GUO Yongsheng, ZHANG Guiping, LIU Yirong, LI Juan

(Dongfeng Motor Corporation Technical Center, Wuhan 430058, China)

Abstract：Through introducing the structure, the development content, the development cycle and the development cost of automobile seat, point out that the manufacturing technological plan of the seat has a great influence on the development period and the development cost of the seat. Introduce the technological method, the tooling service life, the tooling cost and the manufacturing cycle of the three kinds of seat manufacturing technological plan. Discuss the selection principle of the manufacturing process scheme of the automobile seat with the expected output and the use of the seat.

Key words:automobile seat, manufacturing process scheme, selection principle

收稿日期：2015-08-04

作者简介：郭永生(1983-)，男，工程师，主要从事汽车试制技术及工艺等方面的研究。

中图分类号：TG 242.3

文献标志码:A