汽車座椅用發(fā)泡工藝成本分析模型建立與應(yīng)用

陳瀟　李家昂　趙振家

摘要：隨著我國汽車工業(yè)的發(fā)展壯大，在滿足人們基本出行要求的基礎(chǔ)上，消費(fèi)者對汽車外觀、舒適性等方面要求日益提高。聚氨酯材料因其舒適性強(qiáng)、質(zhì)量輕、價(jià)格便宜等方面的優(yōu)勢，在汽車產(chǎn)業(yè)中受到青睞。目前，傳統(tǒng)汽車座椅的頭枕、靠背和坐墊，均采用聚氨酯發(fā)泡工藝加工制造的，工藝成本是指發(fā)泡零部件在制造過程中的成本，是產(chǎn)品成本的核心組成。本文介紹了一種汽車座椅用發(fā)泡工藝成本模型的構(gòu)建方法，通過該模型能夠?qū)崿F(xiàn)汽車座椅用發(fā)泡零部件成本的快速核算，并最終應(yīng)用此模型完成了5款汽車座椅靠背及坐墊的成本計(jì)算。

關(guān)鍵詞：汽車座椅;發(fā)泡工藝;成本模型

0? 引言

汽車座椅坐墊泡沫組件、靠背泡沫組件和頭枕組件均屬于聚氨酯產(chǎn)品，由異氰酸酯、多元醇聚合物（主要包括聚酯多元醇和聚醚多元醇）以及各種輔助化學(xué)材料（包括催化劑、發(fā)泡劑、擴(kuò)鏈劑和泡沫穩(wěn)定劑等）混合后，澆注到一定溫度的模具內(nèi)，經(jīng)過一系列的化學(xué)反應(yīng)，最后形成符合要求的泡沫組件。

汽車座椅用發(fā)泡工藝成本，是指汽車座椅發(fā)泡零部件在制造過程中成本，是發(fā)泡零部件成本的核心組成部分。通過建立汽車座椅用發(fā)泡工藝成本模型，能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)泡零部件工藝成本的估算，在產(chǎn)品規(guī)劃、設(shè)計(jì)和工藝規(guī)劃階段，可以快速、準(zhǔn)確、科學(xué)地給出參考成本，從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品性能和成本的平衡。

1? 汽車座椅發(fā)泡材料及工藝介紹

1.1 汽車座椅用發(fā)泡原材料

異氰酸酯的選擇主要有TDI、MDI、TDI與MDI混合物以及MDI與TDI混合物4種。TDI制作的產(chǎn)品密度比較低，性能（特別是耐老化性能）也比較低;MDI活性較高，反應(yīng)速度較快，對模具溫度的依賴程度低，可進(jìn)行低模溫生產(chǎn)，后熟化較快，物理性能優(yōu)良。但撕裂強(qiáng)度差，價(jià)格昂貴，制作的產(chǎn)品密度高，成本較高;MDI與TDI混合物，以MDI為主要成分，加入部分的TDI以降低產(chǎn)品的密度從而降低產(chǎn)品成本;TDI與MDI混合物，以TDI為主，加入部分MDI以改善性能，加入MDI的比例不同，常見的有TM80/20，TM70/30等不同配比。

1.2 主要工藝流程

座椅發(fā)泡件實(shí)際生產(chǎn)中，利用模具使得泡沫發(fā)起后形成需要的形狀，稱之為反應(yīng)模塑。模具預(yù)加溫至設(shè)定溫度并保溫，混合好的化學(xué)材料通過高壓盆腔注入模具的下模腔，上下半模合攏，發(fā)泡原料在恒溫模具中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)并膨脹充滿整個(gè)模具型腔，經(jīng)過設(shè)定的熟化時(shí)間后，開模取出發(fā)泡，通過機(jī)器擠破發(fā)泡體內(nèi)部泡沫。之后將它放在自由狀態(tài)下進(jìn)行時(shí)效處理。因?yàn)榕菽且环N粘彈性物質(zhì)，它的特性會(huì)隨著時(shí)間、速度而產(chǎn)生變化，因此一般會(huì)把它靜止8到24個(gè)小時(shí)，讓它的硬度穩(wěn)定之后，再拿到總裝工廠去包覆，這就是一個(gè)座椅泡沫的生產(chǎn)過程。

2? 汽車座椅用發(fā)泡工藝成本模型建立

2.1 發(fā)泡工藝成本組成分析

從發(fā)泡工藝角度出發(fā)，發(fā)泡工藝成本主要有材料成本、制造成本、期間費(fèi)用、利潤等部分組成。材料成本和制造成本時(shí)產(chǎn)品成本分析的基礎(chǔ)，直接反應(yīng)企業(yè)成本。期間費(fèi)用和利潤反應(yīng)同一產(chǎn)品按不同分類定價(jià)時(shí)產(chǎn)生的差異，可以根據(jù)需要在制造成本基礎(chǔ)上乘以不同系數(shù)獲得。發(fā)泡零部件單元成本計(jì)算邏輯如下：

①零部件單元成本=材料成本+制造成本+包裝成本+運(yùn)輸成本+管理費(fèi)用、財(cái)務(wù)費(fèi)用、銷售費(fèi)用+利潤

②制造成本=人工成本+設(shè)備成本+工模成本+可變成本（燃料動(dòng)力費(fèi)）+固定成本（場地成本）

③管理費(fèi)用、財(cái)務(wù)費(fèi)用、銷售費(fèi)用=制造費(fèi)用×5%

④利潤=制造費(fèi)用×10%

將工藝成本分為以上的基本要素逐一研究建立分析模型。

2.2 發(fā)泡工藝成本分析模型具體建立

2.2.1 材料成本

發(fā)泡過程的材料成本可依據(jù)產(chǎn)品的重量和單位原材料價(jià)格相乘計(jì)算得出。發(fā)泡的材料是由異氰酸酯和聚醚混合物兩種原料混合而成。工業(yè)中將聚醚混合物成為A料，其中包含了聚醚多元醇、聚合物多元醇、硅油、發(fā)泡催化劑、交聯(lián)催化劑、開孔劑及水等物質(zhì)。異氰酸酯為B料，可選擇TDI、TMI或TDI/TMI混合物。計(jì)算方法如下：

其中，Cmaterial指產(chǎn)品的材料成本，單位為人民幣元;MA指A料的質(zhì)量，單位為千克kg;PmaterialA指單位質(zhì)量的A原材料價(jià)格，單位為人民幣元/kg;MB指產(chǎn)品的質(zhì)量，單位為千克kg;PmaterialB指單位質(zhì)量的B原材料價(jià)格，單位為人民幣元/kg;ηmaterial指材料利用率，單位百分比%。

針對汽車發(fā)泡零部件，使用A料合B料的質(zhì)量，可供過其設(shè)備澆注流量合澆注時(shí)間計(jì)算：

其中，F(xiàn)pour為澆注設(shè)備的澆注流量，單位為kg/s;Tpour為澆注時(shí)間，單位為s。

2.2.2 制造成本

①設(shè)備成本。

設(shè)備費(fèi)用指發(fā)泡工藝所用設(shè)備的費(fèi)用分?jǐn)?，主要設(shè)備為發(fā)泡機(jī)，液壓機(jī)、開孔機(jī)、懸掛裝置等，可通過設(shè)備折舊法對設(shè)備費(fèi)用分?jǐn)傔M(jìn)行計(jì)算。

其中，Cequipmentshare為設(shè)備分?jǐn)傎M(fèi)用，單位為元;Cequipment為設(shè)備原價(jià)，單位為元;Tstd為標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)，單位秒;yequipment為設(shè)備使用年限，一般取8～10年;mequipment為每年工作月數(shù)量，取12個(gè)月;dequipment為每月工作日數(shù)，一般取21.75～26天;hequipment為每日時(shí)間，一般取8～12小時(shí);ηequipment為設(shè)備利用率，單位%。

②燃料動(dòng)力費(fèi)成本。

燃料動(dòng)力費(fèi)主要指發(fā)泡設(shè)備所用的電費(fèi)。計(jì)算方法如下：

其中，Pequipment為設(shè)備額定總功率，單位千瓦kW;1為設(shè)備工作1小時(shí);Penergy為生產(chǎn)地的工業(yè)用電單價(jià)，單位元/kWh;Tstd為產(chǎn)品的發(fā)泡周期，單位為秒。

③人工成本。

人工費(fèi)用指生產(chǎn)實(shí)際所需用的工人數(shù)，按工種進(jìn)行分類，計(jì)算方法如下：

其中，Clabor指生產(chǎn)單件產(chǎn)品所用的人工費(fèi)用分?jǐn)?Plabor指不同工種每月的人工工資，單位為元/月;dlabor指每月的實(shí)際生產(chǎn)天數(shù)，一般取21.75天;hlabor指每天的時(shí)間工作時(shí)間，單位小時(shí)，一般取8～12小時(shí);Nlabor指工人數(shù)量;Tstd指產(chǎn)品的發(fā)泡周期，單位為秒。

④場地成本。

場地費(fèi)用指生產(chǎn)設(shè)備所需用的場地面積產(chǎn)生的費(fèi)用。計(jì)算方法如下：

其中，Crentshare為單位產(chǎn)品所分?jǐn)偟膱龅刭M(fèi)用;Sequipment為設(shè)備所需要的面積，單位為m2;Prent為每平米場地每月所需的租金，單位為元/m2;dlabor指每月的實(shí)際生產(chǎn)天數(shù)，一般取21.75天;hlabor指設(shè)備每天的工作時(shí)間，單位小時(shí)，一般取12小時(shí);Tstd指產(chǎn)品的發(fā)泡周期，單位為秒。

⑤工模成本。

發(fā)泡工藝常用的工裝設(shè)備包括模具、檢具和其它夾具等，其中模具費(fèi)用最大。計(jì)算方法如下：

其中，Cmoldshare為模具費(fèi)用分?jǐn)?，單位為?Cmold為模具總價(jià)，單位為元;Nmoldlife為模具壽命，一般取30萬次。

2.2.3 包裝成本

包裝費(fèi)用指單件產(chǎn)品所需用的包裝材料費(fèi)，計(jì)算方法如下：

其中Cpackagematerial為單位產(chǎn)品所需用的包裝費(fèi)用;Ppackagematerial為包裝材料費(fèi)用，單位為元/（千克，件，米，等單位）;kpackage為包裝用量，單位為千克，件，米，等單位。

2.2.4 運(yùn)輸成本

運(yùn)輸費(fèi)用指單件產(chǎn)品所需用的運(yùn)輸費(fèi)用，計(jì)算方法如下：

其中，Ctransportation為單位產(chǎn)品所需用的運(yùn)輸費(fèi)用;dtransportation為單位產(chǎn)品的運(yùn)輸距離;ptransportation為單位產(chǎn)品的運(yùn)輸單價(jià)，單位為元/噸公里。

2.3 基于EXCEL的汽車座椅用發(fā)泡工藝成本分析模型應(yīng)用

基于成本模型的具體構(gòu)建，在EXCEL中輸入計(jì)算邏輯公式，創(chuàng)建汽車座椅用發(fā)泡工藝成本分析模型。模型以零部件生產(chǎn)水平、生產(chǎn)地點(diǎn)、產(chǎn)品得產(chǎn)品長度、產(chǎn)品寬度、產(chǎn)品高度、產(chǎn)品重量及發(fā)泡方式為基本輸入信息參數(shù)，為零部件匹配材料、工時(shí)等參數(shù)，通過輸入?yún)?shù)信息，實(shí)現(xiàn)零部件成本得快速計(jì)算與輸出。依托EXCEL成本模型，對市面上主流汽車座椅進(jìn)行調(diào)研、拆解。收集座椅的靠背發(fā)泡件及坐墊發(fā)泡件的基本信息，使用EXCEL成本模型對其成本進(jìn)行核算。

3? 總結(jié)

本文介紹了一種汽車座椅用發(fā)泡工藝模型成本分析方法的建立方法。通過該方法的建立，能夠?qū)崿F(xiàn)汽車座椅發(fā)泡零件成本的快速核算，對設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)開發(fā)時(shí)對成本估算和控制制造過程中發(fā)泡零部件成本，都有著一定的幫助。該成本分析方法使用過程中，需要建立原材料、設(shè)備、人工工資等數(shù)據(jù)庫，通過不斷完善豐富數(shù)據(jù)庫的信息，以保證模型能夠更準(zhǔn)確地進(jìn)行成本核算工作。另外模型算法還需要進(jìn)一步完善，以幫助提高模型的計(jì)算準(zhǔn)確度。

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