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​汽车精益设计在研发成本分析与降本方案的应用

2019-12-31 来源:《中国科技产业》作者:北汽集团越野车研究院 张伟 马立璞 廉大伟
摘要:本文首先介绍了精益设计思想,其次结合应该成本分析工具Design Profit软件,对汽车拖车钩现有结构优化和应该成本计算,最终得出优化后方案引起单车成本的改变。
关键词:精益设计;应该成本;降本方案
一、精益设计基本思路和方法
1.精益设计基本思路

“精益(Lean)”,精,即少而精,不投入多余的生产要素,只是在适当的时间生产必要数量的市场急需产品;益,即所有经营活动都要有益有效,具有经济性。
精益思想(Lean Thinking)源于20世纪80年代日本丰田发明的精益生产(Lean Manufacturing)方式,在制造业中的应用,即“精益生产(Lean production)”。其核心是以整体优化的观点合理地配置和利用企业拥有的生产要素,消除生产全过程一切不产生附加价值的劳动和资源,达到增强企业适应市场多元化需求的应变能力,获得更高的经济效益。
总而言之,在产品设计源头,通过优化产品的设计,找出并消除各种不必要的浪费,即对于繁琐的设计环节进行精简,对于关键的环节又可以进行优化和加强,从而在质量、利润和成本之间取得一个平衡,目的就是追求产品设计的最优化。
2.精益设计基本方法
精益设计基本方法主要通过材料优化、工艺优化、功/性能优化及平台化等方面进行产品的成本控制。
(1)材料变更:通过同系列材料分析,变更为具备降本空间的材料,或完全变更材料及加工工艺。
(2)料厚变更:减小料厚,通过增加加强筋等方式提供强度,或消除部分强度过剩。
(3)表面处理变更:变更为具备降本空间的表面处理,如镀铬→镀锌→喷漆→发黑等。
(4)减少个数:减少零部件个数,降低成本,如无相对运动零部件合并、减少螺栓。
(5)使用废除:判断不需要的件就废除,如卡扣、螺栓、支架、警示标签等。
(6)长度变更:废除多余的部分、减少材料费用,如线束、管路、螺栓等。
(7)功能优化:将多功能集成一起,或去除多余功能,如后门模块集成。
(8)减少配置:去掉不需要的配置等。
(9)减少工序:通过优化形状来减少冲压工序,优化结构减少焊接、注塑等的工序。
(10)模块化设计:满足更高专业化要求和更大规模化生产制造,同时减少零件数量。
(11)通用化设计:使用同一零部件尽可能多的在多个车型上使用,减少模具、生产、运输、保管等费用,借用供应商批产的成熟件。
(12)标准化设计:尽量选用汽标或国标件,减少专用件数量。
(13)系列化设计:系列平台产品,有些零部件可以根据系列化的原则来进行设计。
(14)其他:零部件国产化、新技术的应用等。
二、应该成本定义和计算工具
1.应该成本定义

整车应该成本包含四个要素:
(1)材料成本:已分析零件的原材料成本;未分析零件的采购成本。
(2)机器成本:已分析零件生产过程中机器成本;装配过程中使用的工具成本。
(3)劳动力成本:主机厂和供应商劳动力成本。
(4)质量成本:当质量问题发生时所招致的成本。
2.应该成本计算工具
本文使用应该成本分析工具Design Profit,是一款在业内领先的,旨在产品设计和制造过程中,最大化质量目标、价值和利润的产品设计软件。它着眼于设计,这几乎是所有组织成本(零部件,工装设备,采购活动等)的源头。Design Profit提供了一套高效和切实有效的方法来实施设计改进的措施,整体设计思路如图1所示。
在Design Profit中,基准设计分析-基线分析是所有重新设计思路对比的一个基础。基线装配成本地图可视化表示出每一个零件,工具和操作,使得所有团队成员能快速领会和抓住设计的复杂度和它的制造过程。
Design Profit 能够捕捉,分类和优先级排序设计思路,头脑风暴工作表记录下设计思路,并根据它们的创新等级进行评价并分配到特定的重新设计等级中(1,2或3级)。这样使得设计思路和特定的重新设计成本地图联系起来,并且和在基线与重新设计成本地图中相关的符号联系起来。
最后将以标准报告的形式将数据组织起来(见图2),生成执行总结报告并对比每一个设计等级的各种衡量指标,诸如材料,人工和质量成本等。
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