淺談沖壓制造成本控制方法

文/段志強(qiáng)，楊潤(rùn)·上汽通用五菱汽車(chē)股份有限公司

隨著汽車(chē)保有量基數(shù)擴(kuò)大，汽車(chē)市場(chǎng)總體呈現(xiàn)下滑態(tài)勢(shì)，汽車(chē)市場(chǎng)從增量市場(chǎng)逐步轉(zhuǎn)變?yōu)榇媪渴袌?chǎng)，競(jìng)爭(zhēng)趨向白熱化。在增速放緩的同時(shí)，車(chē)企如何提質(zhì)降本，提升產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力顯得尤為重要，本文針對(duì)整車(chē)沖壓制造成本控制進(jìn)行闡述，提出了影響沖壓過(guò)程制造成本的主要因素及對(duì)應(yīng)控制措施。

整車(chē)制造成本嚴(yán)重影響企業(yè)利潤(rùn)率，其中沖壓件是整車(chē)的主要組成部分，控制沖壓制造成本對(duì)整車(chē)成本控制具有重要意義。沖壓制造成本控制就是減少間接或直接影響沖壓成本的各種費(fèi)用。

沖壓制造成本C∑包含：C∑=Ca+QCb；式中，Ca=固定成本，Cb=可變成本，Q=產(chǎn)量。

固定成本=設(shè)備、廠房折舊+模具、檢具等工裝固定投入+其他。

可變成本=人工成本+動(dòng)力成本+外包成本+輔料、備件成本+維修成本+包裝器具成本+原材料成本+其他。

沖壓制造成本、產(chǎn)量、可變成本、固定成本之間存在著密切關(guān)系，可用圖1進(jìn)行表示。可以看出，當(dāng)產(chǎn)量Q一定時(shí)，可變成本越低，沖壓制造成本C∑越低，沖壓制造經(jīng)濟(jì)性越高。

圖1 沖壓制造成本受可變成本影響的曲線圖

在沖壓制造成本構(gòu)成中，固定成本在一定時(shí)期內(nèi)是固定不變的，設(shè)備、廠房、模具、檢具導(dǎo)入要根據(jù)工廠定位選擇合適的配置，并不是配置越高越好，需兼并考慮投資回報(bào)率，在此不做討論。

另外，針對(duì)前期設(shè)計(jì)過(guò)程成本控制，模具結(jié)構(gòu)合理化、沖壓件材質(zhì)選擇、選用低成本沖壓板料替代高成本沖壓板料、沖壓工藝合理化、簡(jiǎn)化和優(yōu)化模具結(jié)構(gòu)、模具材料合理選擇、沖壓生產(chǎn)的自動(dòng)化程度、共模生產(chǎn)、工序減少等在此亦不做研究，本文僅探究通過(guò)對(duì)產(chǎn)品量產(chǎn)后可變成本控制來(lái)改進(jìn)沖壓制造成本表現(xiàn)。

沖壓制造成本中的可變成本控制

降低原材料成本

⑴提升材料利用率。

材料利用率=(沖壓件重量／沖壓件生產(chǎn)使用的坯料重量)×100%

一般而言，沖壓材料利用率在60%左右，提高沖壓材料利用率是降低原材料成本的最有效途徑之一。車(chē)型量產(chǎn)以后，常用的方法有“0”搭邊和排樣優(yōu)化，如圖2、圖3所示。

圖2“0”搭邊

圖3 排樣優(yōu)化

拉延筋外尺寸“0”化：通過(guò)減少步距或?qū)挾?，將板料拉延筋外尺寸?”化。

排樣優(yōu)化：通過(guò)擺剪、弧形刀、波浪刀等工藝進(jìn)行開(kāi)卷落料優(yōu)化。

⑵降牌號(hào)。

變換沖壓件材質(zhì)，降低材料成本。在進(jìn)行材質(zhì)變換時(shí)必須保證沖壓件的成形性，同時(shí)還必須在整車(chē)中對(duì)沖壓件進(jìn)行強(qiáng)度等力學(xué)性能分析、驗(yàn)證。

⑶成材率。

對(duì)于沖壓自有開(kāi)卷線，卷料至成品板料的成材率外板件一般在97%左右，內(nèi)板件一般在99%左右。成材率=(成品板料重量／卷料重量)×100%

成材率提升方面主要有：

1)減少卷頭甩料：卷料包裝優(yōu)化，減少卷料損傷，提升成品板料產(chǎn)出；

2)減少卷尾甩料：卷筒優(yōu)化，減少接觸損傷；

3)末張板料使用：通過(guò)在落料架上部增加聚氨酯墊板提升包裝質(zhì)量防護(hù)，消除板料與包裝器具直接接觸導(dǎo)致的變形報(bào)廢。

⑷等效牌號(hào)替代。

可用低成本相似沖壓板料替代高成本沖壓板料，從而降低材料成本。

降低人工成本

人工成本=(薪酬+福利)×A

薪酬=基本工資+加班費(fèi)+其他

A=人員編制人數(shù)

薪酬主要包含基本工資和加班費(fèi)，為可控部分；福利是公司根據(jù)全年績(jī)效彈性發(fā)放的部分，為區(qū)域部門(mén)非可控部分；人員編制人數(shù)為車(chē)間人力資源配置，為可變可控部分。下面僅就可控部分薪酬和人員編制進(jìn)行分析：

基本工資由人員結(jié)構(gòu)直接決定，人員=合同工+派遣工+實(shí)習(xí)生。

根據(jù)車(chē)間業(yè)務(wù)定義各工位作業(yè)內(nèi)容，按工位作業(yè)需求細(xì)化人員結(jié)構(gòu)，在滿足作業(yè)需求的情況下盡可能降低合同工比例，提升派遣工和實(shí)習(xí)生用人比例。通過(guò)優(yōu)化人員結(jié)構(gòu)，降低基本工資系數(shù)。

加班費(fèi)是國(guó)家法定工作日以外由于產(chǎn)量、效率等原因需要額外工時(shí)來(lái)完成所產(chǎn)生的費(fèi)用。加班費(fèi)控制主要是控制人工工時(shí)，主要手段有：

⑴生產(chǎn)效率提升，改進(jìn)單位工時(shí)輸出。

一次下線合格率提升，減少返工返修浪費(fèi)，一次下線合格率提升至一定水平，可考慮取消零件返修工位設(shè)置和對(duì)應(yīng)人員配置。

⑵編制人員數(shù)量。

取消低效能作業(yè)；合并交叉關(guān)聯(lián)作業(yè)，人員作業(yè)飽和度評(píng)估、自動(dòng)化、智能化改進(jìn)替代人工作業(yè)等，優(yōu)化人員數(shù)量。

降低動(dòng)力成本

動(dòng)力成本=生產(chǎn)能耗+非生產(chǎn)能耗

⑴生產(chǎn)能耗。

生產(chǎn)能耗=生產(chǎn)直接能耗+壓縮空氣分?jǐn)?照明+其他

生產(chǎn)直接能耗在設(shè)備、工裝配置固定的情況下，提升生產(chǎn)效率是降低生產(chǎn)能耗最有效的手段之一。

生產(chǎn)效率=1－模具停線%－板料停線%－設(shè)備、自動(dòng)化停線%－待模、待料停線%－工裝切換%

生產(chǎn)能耗=P額×(生產(chǎn)沖次／(SPH×生產(chǎn)效率)

在生產(chǎn)過(guò)程期間，停線待機(jī)能耗對(duì)生產(chǎn)能耗影響較大，可通過(guò)對(duì)待機(jī)期間進(jìn)行設(shè)備自動(dòng)停啟來(lái)降低生產(chǎn)能耗。

生產(chǎn)啟動(dòng)用電=待機(jī)功率×T0(時(shí)間T為設(shè)備主電機(jī)、潤(rùn)滑電機(jī)、廢料線等自動(dòng)關(guān)閉時(shí)間平衡點(diǎn))，當(dāng)待機(jī)時(shí)間≥T0時(shí)，設(shè)備自動(dòng)關(guān)閉，則可以有效降低能耗。

生產(chǎn)直接能耗可通過(guò)以下幾方面改善：

1)工藝優(yōu)化：壓機(jī)封閉高度、平衡缸氣壓、氣墊氣壓、自動(dòng)化氣源關(guān)聯(lián)角度設(shè)置等；

2)壓縮空氣：常規(guī)供氣壓力按工藝需求最大壓力供應(yīng)存在壓力過(guò)剩浪費(fèi)，評(píng)估壓力機(jī)、機(jī)械手及模具維修、零件返修等用氣壓力，按最低壓力需求進(jìn)行供氣，針對(duì)壓力需求較大的可通過(guò)建立小循環(huán)增壓供氣，滿足生產(chǎn)需求；

3)照明管理：除規(guī)范現(xiàn)場(chǎng)操作，可通過(guò)搭建智能照明系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)照明自動(dòng)停啟來(lái)有效降低能耗，同時(shí)可根據(jù)區(qū)域功能需求，依據(jù)照度需求實(shí)現(xiàn)照明差異化管理。

⑵非生產(chǎn)能耗。

非生產(chǎn)能耗指生產(chǎn)交接班、周末、節(jié)假日非生產(chǎn)時(shí)間所產(chǎn)生的能耗。通常采用在非生產(chǎn)期間將所有能耗設(shè)備斷電、斷氣的方式來(lái)降低非生產(chǎn)能耗，過(guò)程需考慮斷電、斷氣對(duì)設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性的影響，保留部分模塊正常運(yùn)行。

基于數(shù)字化運(yùn)用，搭建能源管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、異常判斷、報(bào)警功能。同時(shí)，針對(duì)車(chē)間運(yùn)行實(shí)現(xiàn)能耗橫向、縱向?qū)Ρ确治龅哪茉淳?xì)化管理。

降低物料消耗、備件、維修成本

⑴物料消耗。

物料消耗包含輔助消耗材料、工具、勞保、辦公用品等，一般從以下幾個(gè)方面控制：

1)三大量(最小庫(kù)存、訂貨庫(kù)存、最大庫(kù)存)優(yōu)化，如圖4所示。

圖4 三大量?jī)?yōu)化

2)進(jìn)口品牌國(guó)產(chǎn)化。

3)物料使用統(tǒng)計(jì)、分析，異常處理。

4)自主維修再利用。

5)使用操作標(biāo)準(zhǔn)化。

6)最小庫(kù)存=緊急拉動(dòng)情況下在訂貨周期內(nèi)消耗量×安全系數(shù)。

其中，安全系數(shù)=(正常消耗量+月度消耗量標(biāo)準(zhǔn)差×周期時(shí)間)／正常消耗量。

⑵備件。

沖壓車(chē)間備件包含模具備件、端拾器備件和設(shè)備備件等，備件可通過(guò)BOM表、共用備件識(shí)別出易損件清單，建立三大量，同時(shí)搭建備件管理拉動(dòng)系統(tǒng)，大數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，不斷對(duì)三個(gè)量?jī)?yōu)化，并對(duì)異常損壞進(jìn)行判斷，優(yōu)化設(shè)計(jì)和規(guī)范。另外，可通過(guò)將庫(kù)存轉(zhuǎn)移至供應(yīng)商承擔(dān)，降低備件庫(kù)存成本。

⑶維修成本。

維修成本主要指對(duì)冷沖壓模具拉深、翻邊、整形工序的工作型面表面鍍鉻處理，以提高模具型面表面硬度和光潔度來(lái)減少?zèng)_壓件拉傷、凸凹，減緩模具磨損、提高模具使用壽命所產(chǎn)生的費(fèi)用。

模具電鍍通常采用計(jì)劃性電鍍，存在沖次過(guò)?；虿蛔愕睦速M(fèi)，可采用結(jié)構(gòu)、沖次差異化進(jìn)行電鍍。

依據(jù)各模具結(jié)構(gòu)不同定義為不同沖次電鍍處理的整體模具電鍍計(jì)劃，后續(xù)根據(jù)既定沖次W，按照梯度沖次跟蹤檢測(cè)鉻層厚度，實(shí)時(shí)跟蹤鉻層狀態(tài)。如表1所示。

表1 根據(jù)既定沖次W檢測(cè)鉻層厚度

建立電鍍前模具準(zhǔn)備、電鍍后模具保養(yǎng)TIS標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)，如圖5、圖6所示，根據(jù)實(shí)際電鍍效果和生產(chǎn)表現(xiàn)，不斷改進(jìn)作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，提升電鍍質(zhì)量，減少電鍍頻次。

圖5 電鍍前模具準(zhǔn)備

圖6 電鍍后模具保養(yǎng)TIS標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)

降低外包成本

沖壓外包成本主要是指沖壓成品件通過(guò)3PL下線、倉(cāng)儲(chǔ)以及配送至車(chē)身線旁所產(chǎn)生的物流外包費(fèi)用。

物流外包成本=人員成本+設(shè)備成本+運(yùn)營(yíng)成本+其他

人員成本和設(shè)備成本占物流外包成本的85%左右，可通過(guò)業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)分析、價(jià)值流、效率分析、峰值優(yōu)化、PINMAP應(yīng)用、LMS改進(jìn)、精益庫(kù)存、庫(kù)位優(yōu)化、電子拉動(dòng)庫(kù)房搭建、拉動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制優(yōu)化等工具降低人員、設(shè)備資源配置，進(jìn)而降低外包成本。效率分析如表2所示。

表2 效率分析

降低包裝器具成本

包裝器具成本=新項(xiàng)目工位器具導(dǎo)入制造成本+工位器具常規(guī)維護(hù)成本

⑴新項(xiàng)目工位器具導(dǎo)入制造成本如表3所示。

表3 新項(xiàng)目工位器具導(dǎo)入制造成本

從以上可知，新項(xiàng)目工位器具導(dǎo)入制造成本可以從工位器具種類(lèi)和工位器具數(shù)量?jī)蓚€(gè)方面來(lái)進(jìn)行控制。

工位器具存在的問(wèn)題以及改進(jìn)方向如表4所示。

表4 工位器具存在的問(wèn)題以及改進(jìn)方向

⑵工位器具常規(guī)維護(hù)成本。

工位器具在使用過(guò)程中出現(xiàn)脫焊、損壞、疲勞變形等問(wèn)題，一般通過(guò)委外進(jìn)行維修維護(hù)，可通過(guò)采購(gòu)輔料、備件等實(shí)現(xiàn)工位器具自主維修來(lái)進(jìn)行降本。

經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)庫(kù)

根據(jù)車(chē)間的運(yùn)行過(guò)程，將制造過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題、改進(jìn)工作進(jìn)行匯總，形成車(chē)間經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)庫(kù)平臺(tái)。同時(shí)，做好跨區(qū)域、橫縱向交流渠道，及時(shí)將經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)分享，保證后續(xù)開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)、新導(dǎo)入過(guò)程精益化，最大程度的避免制造浪費(fèi)。

結(jié)束語(yǔ)

本文主要針對(duì)車(chē)型量產(chǎn)后制造過(guò)程進(jìn)行探究，在現(xiàn)有硬軟件配套基礎(chǔ)下實(shí)現(xiàn)最大程度的成本控制。沖壓成本的控制應(yīng)貫穿整個(gè)過(guò)程，除制造過(guò)程進(jìn)行控制外，還應(yīng)從前期設(shè)計(jì)上盡可能考量制造成本的控制，

這樣才能更大程度上去提升沖壓制造成本控制能力。