沖壓成本控制之材料、質量

文/陶龍，徐振宇，翁志凱，陳順基·一汽—大眾佛山工廠

沖壓成本控制之材料、質量

文/陶龍，徐振宇，翁志凱，陳順基·一汽—大眾佛山工廠

沖壓車間從原材料控制、模具優(yōu)化、人員技能提升等方面通過不懈努力，為焊裝車間輸送了成千上萬的優(yōu)質沖壓件。質量是車間之本，成本是車間之源。在高效率、高質量完成產量的同時，沖壓車間一直在不斷地優(yōu)化成本，從卷料利用率、大卷配送、進尺優(yōu)化、質量成本控制四個環(huán)節(jié)進行優(yōu)化。

鋁卷利用率

汽車車身強度直接決定了整車的安全等級，同時車身材料會影響整車的重量分布與油耗。目前國內絕大部分車身都使用沖壓鋼板。一汽—大眾佛山工廠奧迪車型考慮車身結構優(yōu)化和輕量化，部分車身零件應用鋁板技術。

鋁板密度約為鋼板的1/3，未來將大量應用于輕量化車身。同時，鋁板也有其固有的特性。隨著時間推移，其屈服強度等性能逐步惡化，不利于沖壓成形。正常鋁卷在鋁廠加工生產完畢后，必須在6個月時效期內沖壓完畢，否則將會出現(xiàn)沖壓開裂、縮頸等問題，將無法投入生產，從而導致批量庫存鋁卷報廢，給公司帶來極大損失。

為了保障零件質量，同時減少鋁卷報廢成本，在鋁卷庫存積壓期間，車間從以下3方面著手，最大化降低了材料成本。鋁卷正常采購價格是鋼卷的3倍，通過以下優(yōu)化措施，可為車間節(jié)約成本500萬元。

⑴低溫倉儲。由圖1可知，溫度越高，鋁卷性能參數(shù)惡化越快。因此，在南方高溫高濕的環(huán)境下，為了延緩鋁材參數(shù)變化，在鋁卷存放倉庫內增加空調，保證低溫恒溫倉儲。

圖1 鋁板性能變化趨勢圖

⑵定期檢測材料性能參數(shù)。鋁卷接近5個月時效期時，加大檢測頻率，實時跟蹤鋁卷性能參數(shù)變化，保障材料在合格參數(shù)范圍內使用。

⑶提前生產儲備。鋁卷沖壓前有時效要求，但一旦沖壓成形之后即趨于穩(wěn)定。因此，在材料性能惡化前，通過增加器具數(shù)量提前沖壓生產儲備，減少報廢損失。

大卷配送

開卷線上線鋼卷噸位前期規(guī)劃平均值為10.2t，但在實際生產過程中員工發(fā)現(xiàn)卷料上線頻繁，卷料每次上線都會消耗一定換卷停臺時間，且由于開卷工藝的清潔度要求，每卷料的料頭和料尾都需要進行廢料剪切，故上線鋼卷越多，浪費的鋼材越多；針對此問題，小組成員與鋼材廠家開展關于提升鋼卷噸位的研討，在滿足工藝和安全的前提下，將每卷鋼料的噸數(shù)提高到最大平均噸位15.5t（工藝最大容納卷料外徑2m），在生產一定量板料的條件下，將大大減少卷料上線頻次，從而降低開卷線停臺時間和鋼材成本。

按照每年產量30萬輛車計算，每輛車消耗外板鋼材定額為0.221t，一年消耗鋼材為66300t；改進前平均鋼卷噸數(shù)為10.2t，上線卷料數(shù)為66300÷10.2=6500次/年；改進后平均鋼卷噸數(shù)為15.5t，上線卷料數(shù)為66300÷15.5=4277次/年。通過改進，一年可以減少卷料上線次數(shù)2223次；每次平均換卷停臺10min，開卷落料線總投資7800萬元，按照10年使用壽命，每年300個工作日計算出折舊費為18元/分鐘；每次料頭料尾剪切廢料長度為11m，平均廢料重量為90.667kg，平均每噸材料結算金額為6500元，一年節(jié)約成本為1710232元。

進尺優(yōu)化

開卷線某車型原前門窗框板料進尺為1136mm，后門窗框板料進尺為1274mm，在滿足壓機線模具生產的前提下，優(yōu)化減少1mm進尺并優(yōu)化模具上的板料定位（前窗框為1135mm，后窗框為1273mm），從而節(jié)省板料成本，后續(xù)將繼續(xù)推廣到其他內板件板料。圖2為四門窗框板料及進尺方向。

按照每年產量30萬輛車計算，每年將節(jié)省前門窗框板料300m進尺，后門窗框300m進尺，窗框板料采購價格為每米55元，該零件每年成本減少約為33000元。

圖2 四門窗框板料及進尺方向

圖3 沖壓車間生產過程及質量控制人員分布

質量成本控制

生產過程存在由于原材料、設備工裝等原因導致制件未達到質量標準，而造成成本浪費的情況。為了保證產品的質量，必須根據(jù)技術標準，對原材料、在制品、半成品、產品以及工藝過程質量都要進行檢驗，嚴格把關。因為不合格的原材料、零件、半成品等由于檢驗不嚴而轉入后序生產，既消耗了人力、物力資源，又使質量成本大幅上升。因此，必須保證不合格的原材料不投產，不合格的零部件不轉序，不合格的半成品不使用，不合格的成品不出廠，這是降低質量成本的關鍵。生產車間為了保障產品質量，必須做到全員參與，全過程、全要素分析，如圖3所示。

⑴全員參與。生產線上的每位員工均有責任及時發(fā)現(xiàn)質量問題并尋找其根源，保障各工序生產質量。

⑵全過程。從卷料進廠一直到成品件出庫整個生產過程中的質量把關和質量控制，生產線人員需要用最經(jīng)濟、有效的方法達到設計所規(guī)定的質量要求。圖1為沖壓車間生產過程及質量控制人員分布。

⑶全要素。生產過程任一要素發(fā)生變化，均可能導致質量波動，生產線人員需重點關注各要素的變化。沖壓車間最常見要素變化有模具尺寸、型面優(yōu)化，設備參數(shù)更改、原材料參數(shù)變化、生產工位變化等。

某車型項目前期，拉延模墊雜物導致返修率在10%、停臺時間高于15分鐘/千件。針對此問題，生產人員全體參與，采用PDCA循環(huán)法，對重點零件生產過程、生產要素進行分析，找出原因，制定、實施對應措施，最終返修率控制在5%以下，停臺時間低于10分鐘/千件。大幅減少了產品返修成本，提高了設備利用率。