商用车车架纵梁成本快速计算方法研究与应用

2021-06-20王新兵陈静荔

汽车科技 2021年3期

王新兵陈静荔

摘要：本文分析商用车车架纵梁成本要素与工艺特点之间的关系、工艺特点与设计参数之间的关系，从而找到成本要素与设计参数之间的函数关系，可以通过简单的设计参数输入，快速估算实物成本。本方法可应用于新车开发前期成本目标制定、开发过程中整车实物成本控制、零部件供应商价格谈判等;从而指导产品开发过程中整车及零部件的设计成本控制策略、零部件价格控制要点，达到成本正向设计的目的。

关键词：车架;成本;工艺;方法;研究

中图分类号：U462.1 文献标识码：A 文章编号：1005-2550（2021）03-0081-03

Research and Application of Fast Cost Calculation Method for Longitudinal Beam of Commercial Vehicle Frame

WAN Xin-bing， CHEN Jing-li

（ Dongfeng Commercial Vehicle Technical Center， Wuhan 430056， China）

Abstract： This paper analyzes the relationship between the cost elements and process characteristics of commercial vehicle frame longitudinal beam and the relationship between process characteristics and design parameters， so as to find the functional relationship between cost elements and design parameters. Can be input through simple design parameters. Quickly estimate the physical cost. This method can be used to determine the pre-development cost of the new vehicle， to control the physical cost of the whole vehicle and to negotiate the price of the component suppliers.

Key Words： Frame; Cost; Process; Method; Research

萬新兵

毕业于华中科技大学，机械工程专业工程硕士学位，东风商用车有限公司技术中心成本控制专家，研究员级高级工程师、东风汽车公司一级人才库专家，主要致力于竞争力分析方法研究、市场调研方法研究与应用、价值工程方法研究与应用、成本正向设计方法研究与应用等工作。已发表多篇论文。

1 前言

商用车市场竞争力愈来愈激烈，整车实物成本控制对于价格竞争力与盈利能力影响不断增加。正向成本设计是成本控制最有效地方法，所以，研究出适用于设计人员使用的简单的快速成本分析方法非常重要。

车架是商用车的主要承载单元之一，成本占比较高。下面以作业成本分析法为基础[1]，对车架纵梁成本要素相关的工艺参数进行详细的调查研究，成本要素与设计参数之间的联系，形成函数计算模版。设计人员只需要提供设计相关的常用参数就可以快捷、简便的计算车架纵梁的实物成本。

2 车架纵梁工艺特点分析[2]

车架（见图1）由左右对称纵梁、加强板以及横梁组成，都是梁类零件，计算方法类似。下面主要通过纵梁的制造工艺特点分析，研究纵梁的快速成本计算模型。工序时间决定了设备折旧费用、直接人工成本、能耗等关键成本要素。

车架常用制造工艺为冲压工艺、辊压工艺，冲压工艺适用于单一品种产量大车架生产，前期投入低，模具通用性差;辊压成型适合用于等截面大梁，前期生产线投入成本高，设备通用性高。车架生产工艺有以下特点：

1）车架工艺采用模具冲压，冲压工序时间固定;采用辊压工艺，则辊压时间与车架长度和辊压线速度相关。

2）采用柔性化冲孔工艺，冲孔时间与孔数量直接相关，工序时间平均约1.5～1.6秒/孔，工序时间与孔的数量相关。采用模具冲孔，则工序时间固定。单品种数量大，采用模具冲孔成本低。目前商用车车架品种单一且数量不大，不同车型的纵梁外形尺寸通用性强，只是孔位变化多，所以一般采用柔性化冲孔工艺。

3）车架其它长圆孔、方孔、变截面部分通常采用线切割工艺，工序时间与线切割长度直接相关。线切割速度慢、占时长、成本高，设计应该尽量减少线切割数量，采用冲孔工艺。

3 成本要素分析计算[3]

根据工艺分析计算出辊压工艺与冲压工艺关键工序成本，以此分析出成本要素与工艺之间的关系，找出以设计参数为自变量，成本为变量的函数关系。将不随设计参数变化而变化的成本要素（示例中的参数为推荐值）作为函数的常量。

车架实物成本=材料成本+制造工艺成本，其中：

材料成本计算公式=下料材料重量×材料价格-废料重量×废料价格

制造工艺成本根据作业成本模式计算，成本要素主要有设备折旧费、动能损耗费、人工成本、模具、工装夹具、检具摊销、其它（运输物流等）等组成。

按照《中户人民共和国企业所得税法实施条例》[4]，结合商用车行业通用方法，设备摊销年限通常为10年。模具、工装夹具、检具计算方式有一次摊销与分次摊销。如果采用一次摊销，由主机厂一次性将模具、工装夹具、检具费用支付给供应商，那么零部件成本模型中不再包含该项费用。如果采用分次摊销，则将模具工装夹具检具费用按照生产量摊销到每一个零部件;当产量较小时，一般按照规划产量分摊;当生产量较大，超过模具生命周期时，一般按照模具寿命等分摊。比如商用车车架纵梁，一般按照模具寿命为10万次分摊，计算公式（1）如下。

不同的生产厂家使用的设备不同，人工成本也存在差异，为了减少由此带来的误差，可采用3-5家调查，代表行业平均水平。

从以下公式（1）可以看出，设备折旧费、动能损耗费、人工成本等关键成本要素与工序时间直接相关，模具、工装、检具摊销费用为固定值。根据调查数据可以进行每道工序成本的计算。

1）辊压工艺成本要素分析计算

①辊压工序线速V为固定值，车架长度决定设备使用时间、工序时间;所以车架长度决定了设备摊销、动能损耗、人工成本、辊轮保养更换等费用;车架长度与油漆（喷粉）成本成正比关系;这部分成本可以转化为单位长度成本与车架长度关系进行计算。根据大量调查数据（见表1）取平均值约14.20 元/米。

②每個孔冲压工序时间1.5秒，每孔冲孔平均成本约0.37元。

③线切割占工序平均成本约15元/米。

④其它工序成本为常数，成本包含：检测序、抛丸序、外宽折弯序等，约19.18元。

2）冲压工艺成本要素分析计算（见表2）

①根据调查结果，冲压模具成本平均3元/m，与纵梁长度相关（量纲10万）。

②油漆成本，10.42元/米，与纵梁长度相关。

③抛丸、折弯（模具除外）等其它工序成本平均常数约为4.35元。

④开卷、冲孔、线切割成本同表1。