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

成果展示

數據標定成果展示

通過深入研究模具成本計算方法，并不斷優化模具成本計算數據庫，最終我們得到了適用于上汽大眾的模具成本計算數據標準參數庫。在AF-CE系統中加載此參數庫就可以進行零件模具成本計算。下面介紹一下我們在項目結題時獲得的一些成果。

對于MODEL-A車型自制件，以實際模具制造成本作為參照（零位），圖9所示為基于Loop03-A版本參數標準計算的模具成本偏差分布情況。Loop03-A版本的參數標準是經過三輪參數優化得到的加工標準數據庫。雖然有些零件的模具計算成本偏差大于10%，但是該車型總成本的平均偏差接近項目目標5%。

圖9 基于Loop03-A參數標準計算的模具成本偏差（%）

圖10 基于Loop05-B參數標準計算的模具成本偏差（%）

針對上述計算偏差，后續我們又進行了幾輪優化。數據優化主要集中在成本偏差較大的零件和制造分項，如前蓋外板、后蓋外板下部和翼子板等零件，優化方式主要包括檢查對應的計算設置是否正確、核對模具實際制造成本的數據統計是否正確等。通過修正數據錯誤，重新計算成本偏差并進行數據標定，最終得到了最優化的成本計算加工標準數據庫。圖10所示為基于Loop05-B版本參數標準計算的模具成本偏差分布情況。與基于Loop03-A版本加工標準計算的成本偏差（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%，滿足我們設定的5%的項目目標；單個零件的最大成本偏差為13%，還未達到10%的設定目標。經過詳細分析該翼子板零件的成本數據，我們發現翼子板零件實際模具成本數據中的部分數據不合理，但經過與模具中心溝通發現，該部分成本數據無法追溯。由此可見，這些不合理的原始數據導致后期模具成本偏差超差，由于數據無法追溯，因此無法再做進一步的數據優化，最終經過討論認為本次模具成本計算精度達到要求。

新項目驗證

基于數據標定得到的模具成本計算數據庫，我們對MODEL-B和MODEL-C兩個新車型的自制件進行了模具成本計算，并且以模具成本計算結果為基準計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算成本的偏差，不同顏色的矩形框代表了不同的模具供應商。由于Loop05-B加工標準是基于模具中心的模具制造水平進行標定的，所以計算的成本結果比模具供應商的模具成本高。從兩幅圖中可以明顯看出，大部分零件基于Loop05-B加工標準計算的模具成本要比模具采購價高，而且偏差比較大，接近50%。

為了使計算的模具成本適應模具供應商的模具制造水平，我們針對供應商的模具成本數據創建了外購模具的加工標準。基于外購模具的加工標準，我們更新了兩個車型的模具成本計算結果，如圖13和圖14所示。可以看出，以模具成本計算結果為參考（零位），兩個車型的模具采購價都在計算的模具成本范圍上下波動。

圖11 基于Loop05-B參數標準計算的模具成本偏差（MODEL-B車型，%）

圖12 基于Loop05-B參數標準計算的模具成本偏差（MODEL-C車型，%）

圖13 基于Out01-C參數標準計算的模具成本偏差（MODEL-B車型，%）

圖14 基于Out01-C參數標準計算的模具成本偏差（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，實際情況下，供應商在模具項目競標時的模具報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板等比較簡單的零件，模具采購價往往不能真實反映模具的實際制造成本。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偏高。

對于圖14所示的MODEL-C車型，以基于Out01-C加工標準計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，其他零件的實際采購價的波動也比較大，一般在20%以上。

通過上述對比發現，基于同樣的外購模具加工標準計算的兩個車型，MODEL-B車型大部分零件的模具估算成本與實際采購價比較接近，而MODEL-C的成本偏差較大。針對這一情況，我們也做了進一步的原因分析，將在下一小節詳細介紹。

MODEL-C項目成本偏差分析

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。經過仔細的分析和檢查，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，其模具采購價相應提高才合理。而實際上，MODEL-C車型部分零件的采購價卻在往相反的方向變動，不符合實際情況。下面將對比部分零件的尺寸，以簡要說明實際模具采購價并沒有和零件尺寸關聯，這和理論上的精確模具成本計算情況并不一致。

⑴前蓋內板。圖15所示為兩個車型的前蓋內板零件尺寸對比，模具采購成本估算結果對比如表3所示，相比MODEL-B、MODEL-C的前蓋內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 前蓋內板模具成本估算結果對比

表4 車頂模具成本估算結果對比

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車頂加強板。圖17所示為兩個車型的車頂加強板零件尺寸對比，模具成本估算結果對比如表5所示，相比MODEL-B、MODEL-C的車頂加強板面積增加了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后蓋內板。圖19所示為兩個車型的后蓋內板零件尺寸對比，模具成本估算結果對比如表7所示，相比MODEL-B、MODEL-C的后蓋內板面積增加了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 車頂加強板模具成本估算結果對比

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果對比

⑺后門內板。圖21所示為兩個車型的后門內板零件尺寸對比，模具成本估算結果對比如表9所示，相比MODEL-B、MODEL-C的后門內板面積增加了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 后蓋內板（左：MODEL-B；右：MODEL-C）

圖20 前門外板（上：MODEL-B；下：MODEL-C）

圖21 后門內板（左：MODEL-B；右：MODEL-C）

表7 后蓋內板模具成本估算結果對比

表8 前門外板模具成本估算結果對比

由上述對比可知，模具的采購價和零件尺寸的關聯度不大，這與實際模具制造成本的波動情況并不一致。因為零件尺寸較大的模具，其制造費用相應也會增加。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加工標準計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算，并對模具采購有一定的參考意義。

表9 后門內板模具成本估算結果對比

表10 翼子板模具成本估算結果對比

圖22 翼子板尺寸（左：MODEL-B；右：MODEL-C）

圖23 模具成本、報價和合同價間的關系及影響因素

結論

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

⑴研究基本達到了預期的目標，主要表現為：1）科學準確，平均計算誤差小于5%，并且基礎價格數據庫一旦確定，價格僅取決于零件的大小、形狀及工藝的復雜性；2）簡單高效，只需要完成零件工藝方案，指定壓機、模具形式、加工方式和加載基礎價格數據庫等即可確定模具價格；3）透明，各項材料、加工費用及人工明細齊全清楚，并且只要工藝確定，模具價格不依賴操作計算報價的人而改變；4）基礎價格數據庫可根據年度材料、機加工小時數和人工小時單價等變動定期更新，適用于新的項目模具價格計算。

⑵模具成本、供應商模具報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該模具成本計算方法可以用于精確的模具投資成本預算。

⑷剔除模具市場供求關系和模具供應商產能負荷等非成本因素，該模具成本計算方法可以用于主機廠模具采購價格參考。

⑸該模具成本計算方法可以用于模具企業作為模具成本計算的輔助工具。