基于AutoForm的沖壓模具成本計(jì)算方法研究（下）

文/涂小文·上汽大眾汽車有限公司

基于AutoForm的沖壓模具成本計(jì)算方法研究（下）

文/涂小文·上汽大眾汽車有限公司

《基于AutoForm的沖壓模具成本計(jì)算方法研究（上）》見《鍛造與沖壓》2017年第12期

成果展示

數(shù)據(jù)標(biāo)定成果展示

通過深入研究模具成本計(jì)算方法，并不斷優(yōu)化模具成本計(jì)算數(shù)據(jù)庫，最終我們得到了適用于上汽大眾的模具成本計(jì)算數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)庫。在AF-CE系統(tǒng)中加載此參數(shù)庫就可以進(jìn)行零件模具成本計(jì)算。下面介紹一下我們在項(xiàng)目結(jié)題時獲得的一些成果。

對于MODEL-A車型自制件，以實(shí)際模具制造成本作為參照（零位），圖9所示為基于Loop03-A版本參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算的模具成本偏差分布情況。Loop03-A版本的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)是經(jīng)過三輪參數(shù)優(yōu)化得到的加工標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫。雖然有些零件的模具計(jì)算成本偏差大于10%，但是該車型總成本的平均偏差接近項(xiàng)目目標(biāo)5%。

圖9 基于Loop03-A參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算的模具成本偏差（%）

圖10 基于Loop05-B參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算的模具成本偏差（%）

針對上述計(jì)算偏差，后續(xù)我們又進(jìn)行了幾輪優(yōu)化。數(shù)據(jù)優(yōu)化主要集中在成本偏差較大的零件和制造分項(xiàng)，如前蓋外板、后蓋外板下部和翼子板等零件，優(yōu)化方式主要包括檢查對應(yīng)的計(jì)算設(shè)置是否正確、核對模具實(shí)際制造成本的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)是否正確等。通過修正數(shù)據(jù)錯誤，重新計(jì)算成本偏差并進(jìn)行數(shù)據(jù)標(biāo)定，最終得到了最優(yōu)化的成本計(jì)算加工標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫。圖10所示為基于Loop05-B版本參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算的模具成本偏差分布情況。與基于Loop03-A版本加工標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算的成本偏差（圖9）相比，圖10所示的成本偏差明顯變小，其中總成本偏差為3.6%，滿足我們設(shè)定的5%的項(xiàng)目目標(biāo)；單個零件的最大成本偏差為13%，還未達(dá)到10%的設(shè)定目標(biāo)。經(jīng)過詳細(xì)分析該翼子板零件的成本數(shù)據(jù)，我們發(fā)現(xiàn)翼子板零件實(shí)際模具成本數(shù)據(jù)中的部分?jǐn)?shù)據(jù)不合理，但經(jīng)過與模具中心溝通發(fā)現(xiàn)，該部分成本數(shù)據(jù)無法追溯。由此可見，這些不合理的原始數(shù)據(jù)導(dǎo)致后期模具成本偏差超差，由于數(shù)據(jù)無法追溯，因此無法再做進(jìn)一步的數(shù)據(jù)優(yōu)化，最終經(jīng)過討論認(rèn)為本次模具成本計(jì)算精度達(dá)到要求。

新項(xiàng)目驗(yàn)證

基于數(shù)據(jù)標(biāo)定得到的模具成本計(jì)算數(shù)據(jù)庫，我們對MODEL-B和MODEL-C兩個新車型的自制件進(jìn)行了模具成本計(jì)算，并且以模具成本計(jì)算結(jié)果為基準(zhǔn)計(jì)算了模具采購價的偏差。圖11所示為MODEL-B車型部分自制件的模具采購價相對于模具計(jì)算成本的偏差；圖12所示為MODEL-C車型部分自制件的模具采購價相對于模具計(jì)算成本的偏差，不同顏色的矩形框代表了不同的模具供應(yīng)商。由于Loop05-B加工標(biāo)準(zhǔn)是基于模具中心的模具制造水平進(jìn)行標(biāo)定的，所以計(jì)算的成本結(jié)果比模具供應(yīng)商的模具成本高。從兩幅圖中可以明顯看出，大部分零件基于Loop05-B加工標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算的模具成本要比模具采購價高，而且偏差比較大，接近50%。

為了使計(jì)算的模具成本適應(yīng)模具供應(yīng)商的模具制造水平，我們針對供應(yīng)商的模具成本數(shù)據(jù)創(chuàng)建了外購模具的加工標(biāo)準(zhǔn)。基于外購模具的加工標(biāo)準(zhǔn)，我們更新了兩個車型的模具成本計(jì)算結(jié)果，如圖13和圖14所示?？梢钥闯?，以模具成本計(jì)算結(jié)果為參考（零位），兩個車型的模具采購價都在計(jì)算的模具成本范圍上下波動。

圖11 基于Loop05-B參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算的模具成本偏差（MODEL-B車型，%）

圖12 基于Loop05-B參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算的模具成本偏差（MODEL-C車型，%）

圖13 基于Out01-C參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算的模具成本偏差（MODEL-B車型，%）

圖14 基于Out01-C參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算的模具成本偏差（MODEL-C車型，%）

對于圖13所示的MODEL-B車型，除了后蓋外板下部、天窗加強(qiáng)板和翼子板的采購價超差以外，其他零件的采購成本與估算的模具成本偏差都小于20%。需要說明的是，實(shí)際情況下，供應(yīng)商在模具項(xiàng)目競標(biāo)時的模具報(bào)價和模具最終的采購價都受很多因素的影響。對于后蓋外板下部和天窗加強(qiáng)板等比較簡單的零件，模具采購價往往不能真實(shí)反映模具的實(shí)際制造成本。同時，翼子板零件由于存在一定的制造難度，因此模具的采購價也相應(yīng)偏高。

對于圖14所示的MODEL-C車型，以基于Out01-C加工標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算的模具成本為參考（零位），同樣不考慮后蓋外板下部和翼子板等特殊零件，其他零件的實(shí)際采購價的波動也比較大，一般在20%以上。

通過上述對比發(fā)現(xiàn)，基于同樣的外購模具加工標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算的兩個車型，MODEL-B車型大部分零件的模具估算成本與實(shí)際采購價比較接近，而MODEL-C的成本偏差較大。針對這一情況，我們也做了進(jìn)一步的原因分析，將在下一小節(jié)詳細(xì)介紹。

MODEL-C項(xiàng)目成本偏差分析

由圖14可知，MODEL-C車型部分零件的估算成本與模具采購價之間的偏差較大。經(jīng)過仔細(xì)的分析和檢查，我們最終找到了原因。由于零件尺寸對模具制造成本有重要影響，所以如果零件尺寸較大，其模具采購價相應(yīng)提高才合理。而實(shí)際上，MODEL-C車型部分零件的采購價卻在往相反的方向變動，不符合實(shí)際情況。下面將對比部分零件的尺寸，以簡要說明實(shí)際模具采購價并沒有和零件尺寸關(guān)聯(lián)，這和理論上的精確模具成本計(jì)算情況并不一致。

⑴前蓋內(nèi)板。圖15所示為兩個車型的前蓋內(nèi)板零件尺寸對比，模具采購成本估算結(jié)果對比如表3所示，相比MODEL-B、MODEL-C的前蓋內(nèi)板要增加一道落料工序，同時零件面積增加了5.4%，采購價只增加了11.7%；而估算的模具成本增加了18.2%，相對來說更合理一些。

圖15 前蓋內(nèi)板尺寸（左：MODEL-B；右：MODEL-C）

圖16 車頂尺寸（上：MODEL-B；下：MODEL-C）

表3 前蓋內(nèi)板模具成本估算結(jié)果對比

表4 車頂模具成本估算結(jié)果對比

⑵車頂。圖16所示為兩個車型的車頂零件尺寸對比，模具成本估算結(jié)果對比如表4所示，相比MODEL-B、MODEL-C的車頂面積增加了43.1%，采購價卻減少了5.5%；而估算的模具成本增加了37.2%，相對來說更合理一些。

⑶車頂加強(qiáng)板。圖17所示為兩個車型的車頂加強(qiáng)板零件尺寸對比，模具成本估算結(jié)果對比如表5所示，相比MODEL-B、MODEL-C的車頂加強(qiáng)板面積增加了7.3%，采購價卻只增加了1.4%；而估算的模具成本增加了4.5%，相對來說更接近一些。

⑷后蓋外板上部。圖18所示為兩個車型的后蓋外板上部零件尺寸對比，模具成本估算結(jié)果對比如表6所示，相比MODEL-B、MODEL-C的后蓋外板上部面積增加了39.2%，采購價卻只增加了3.8%；而估算的模具成本增加了27.5%，相對來說更接近一些。

⑸后蓋內(nèi)板。圖19所示為兩個車型的后蓋內(nèi)板零件尺寸對比，模具成本估算結(jié)果對比如表7所示，相比MODEL-B、MODEL-C的后蓋內(nèi)板面積增加了39.2%，采購價卻只增加了3.8%；而估算的模具成本增加了27.5%，相對來說更接近一些。

圖17 車頂加強(qiáng)板尺寸（上：MODEL-B；下：MODEL-C）

圖18 后蓋外板上部（左：MODEL-B；右：MODEL-C）

表5 車頂加強(qiáng)板模具成本估算結(jié)果對比

⑹前門外板。圖20所示為兩個車型的前門外板零件尺寸對比，模具成本估算結(jié)果對比如表8所示，相比MODEL-B、MODEL-C的前門外板面積增加了8.1%，還增加一道工序，采購價卻只增加了4.2%；而估算的模具成本增加了20.5%，相對來說更接近一些。

表6 后蓋外板上部模具成本估算結(jié)果對比

⑺后門內(nèi)板。圖21所示為兩個車型的后門內(nèi)板零件尺寸對比，模具成本估算結(jié)果對比如表9所示，相比MODEL-B、MODEL-C的后門內(nèi)板面積增加了6.3%，采購價卻減少了11.5%；而估算的模具成本增加了9%，相對來說更接近一些。

⑻翼子板。圖22所示為兩個車型的翼子板零件尺寸對比，模具成本估算結(jié)果對比如表10所示，相比MODEL-B，MODEL-C的翼子板面積減小了40.8%，采購價卻只減少了0.7%；而估算的模具成本減少了19.2%，相對來說更接近了一些。

圖19 后蓋內(nèi)板（左：MODEL-B；右：MODEL-C）

圖20 前門外板（上：MODEL-B；下：MODEL-C）

圖21 后門內(nèi)板（左：MODEL-B；右：MODEL-C）

表7 后蓋內(nèi)板模具成本估算結(jié)果對比

表8 前門外板模具成本估算結(jié)果對比

由上述對比可知，模具的采購價和零件尺寸的關(guān)聯(lián)度不大，這與實(shí)際模具制造成本的波動情況并不一致。因?yàn)榱慵叽巛^大的模具，其制造費(fèi)用相應(yīng)也會增加。因此，這一對比也說明了圖14中部分零件模具成本偏差較大的原因。由此可見，基于Out01-C加工標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算的模具成本可以精確地估算新車型的模具成本，可以用于模具投資成本預(yù)算，并對模具采購有一定的參考意義。

表9 后門內(nèi)板模具成本估算結(jié)果對比

表10 翼子板模具成本估算結(jié)果對比

圖22 翼子板尺寸（左：MODEL-B；右：MODEL-C）

圖23 模具成本、報(bào)價和合同價間的關(guān)系及影響因素

結(jié)論

通過基于AutoForm沖壓模具成本計(jì)算方法的研究及分析，我們可以得出如下結(jié)論。

⑴研究基本達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)，主要表現(xiàn)為：1）科學(xué)準(zhǔn)確，平均計(jì)算誤差小于5%，并且基礎(chǔ)價格數(shù)據(jù)庫一旦確定，價格僅取決于零件的大小、形狀及工藝的復(fù)雜性；2）簡單高效，只需要完成零件工藝方案，指定壓機(jī)、模具形式、加工方式和加載基礎(chǔ)價格數(shù)據(jù)庫等即可確定模具價格；3）透明，各項(xiàng)材料、加工費(fèi)用及人工明細(xì)齊全清楚，并且只要工藝確定，模具價格不依賴操作計(jì)算報(bào)價的人而改變；4）基礎(chǔ)價格數(shù)據(jù)庫可根據(jù)年度材料、機(jī)加工小時數(shù)和人工小時單價等變動定期更新，適用于新的項(xiàng)目模具價格計(jì)算。

⑵模具成本、供應(yīng)商模具報(bào)價和模具合同價格受多種因素影響，三者并不相等，如圖23所示。

⑶該模具成本計(jì)算方法可以用于精確的模具投資成本預(yù)算。

⑷剔除模具市場供求關(guān)系和模具供應(yīng)商產(chǎn)能負(fù)荷等非成本因素，該模具成本計(jì)算方法可以用于主機(jī)廠模具采購價格參考。

⑸該模具成本計(jì)算方法可以用于模具企業(yè)作為模具成本計(jì)算的輔助工具。