商用車車架縱梁成本快速計算方法研究與應用

王新兵 陳靜荔

摘 ?要：本文分析商用車車架縱梁成本要素與工藝特點之間的關系、工藝特點與設計參數之間的關系，從而找到成本要素與設計參數之間的函數關系，可以通過簡單的設計參數輸入，快速估算實物成本。本方法可應用于新車開發前期成本目標制定、開發過程中整車實物成本控制、零部件供應商價格談判等;從而指導產品開發過程中整車及零部件的設計成本控制策略、零部件價格控制要點，達到成本正向設計的目的。

關鍵詞：車架;成本;工藝;方法;研究

中圖分類號：U462.1 ? ? ?文獻標識碼：A ? ? 文章編號：1005-2550（2021）03-0081-03

Research and Application of Fast Cost Calculation Method for Longitudinal Beam of Commercial Vehicle Frame

WAN Xin-bing， CHEN Jing-li

（ Dongfeng Commercial Vehicle Technical Center， Wuhan 430056， China）

Abstract： This paper analyzes the relationship between the cost elements and process characteristics of commercial vehicle frame longitudinal beam and the relationship between process characteristics and design parameters， so as to find the functional relationship between cost elements and design parameters. Can be input through simple design parameters. Quickly estimate the physical cost. This method can be used to determine the pre-development cost of the new vehicle， to control the physical cost of the whole vehicle and to negotiate the price of the component suppliers.

Key Words： Frame; Cost; Process; Method; Research

萬新兵

畢業于華中科技大學，機械工程專業工程碩士學位，東風商用車有限公司技術中心成本控制專家，研究員級高級工程師、東風汽車公司一級人才庫專家，主要致力于競爭力分析方法研究、市場調研方法研究與應用、價值工程方法研究與應用、成本正向設計方法研究與應用等工作。已發表多篇論文。

1 ? ?前言

商用車市場競爭力愈來愈激烈，整車實物成本控制對于價格競爭力與盈利能力影響不斷增加。正向成本設計是成本控制最有效地方法，所以，研究出適用于設計人員使用的簡單的快速成本分析方法非常重要。

車架是商用車的主要承載單元之一，成本占比較高。下面以作業成本分析法為基礎[1]，對車架縱梁成本要素相關的工藝參數進行詳細的調查研究，成本要素與設計參數之間的聯系，形成函數計算模版。設計人員只需要提供設計相關的常用參數就可以快捷、簡便的計算車架縱梁的實物成本。

2 ? ?車架縱梁工藝特點分析[2]

車架（見圖1）由左右對稱縱梁、加強板以及橫梁組成，都是梁類零件，計算方法類似。下面主要通過縱梁的制造工藝特點分析，研究縱梁的快速成本計算模型。工序時間決定了設備折舊費用、直接人工成本、能耗等關鍵成本要素。

車架常用制造工藝為沖壓工藝、輥壓工藝，沖壓工藝適用于單一品種產量大車架生產，前期投入低，模具通用性差;輥壓成型適合用于等截面大梁，前期生產線投入成本高，設備通用性高。車架生產工藝有以下特點：

1）車架工藝采用模具沖壓，沖壓工序時間固定;采用輥壓工藝，則輥壓時間與車架長度和輥壓線速度相關。

2）采用柔性化沖孔工藝，沖孔時間與孔數量直接相關，工序時間平均約1.5～1.6秒/孔，工序時間與孔的數量相關。采用模具沖孔，則工序時間固定。單品種數量大，采用模具沖孔成本低。目前商用車車架品種單一且數量不大，不同車型的縱梁外形尺寸通用性強，只是孔位變化多，所以一般采用柔性化沖孔工藝。

3）車架其它長圓孔、方孔、變截面部分通常采用線切割工藝，工序時間與線切割長度直接相關。線切割速度慢、占時長、成本高，設計應該盡量減少線切割數量，采用沖孔工藝。

3 ? ?成本要素分析計算[3]

根據工藝分析計算出輥壓工藝與沖壓工藝關鍵工序成本，以此分析出成本要素與工藝之間的關系，找出以設計參數為自變量，成本為變量的函數關系。將不隨設計參數變化而變化的成本要素（示例中的參數為推薦值）作為函數的常量。

車架實物成本=材料成本+制造工藝成本，其中：

材料成本計算公式=下料材料重量×材料價格-廢料重量×廢料價格

制造工藝成本根據作業成本模式計算，成本要素主要有設備折舊費、動能損耗費、人工成本、模具、工裝夾具、檢具攤銷、其它（運輸物流等）等組成。

按照《中戶人民共和國企業所得稅法實施條例》[4]，結合商用車行業通用方法，設備攤銷年限通常為10年。模具、工裝夾具、檢具計算方式有一次攤銷與分次攤銷。如果采用一次攤銷，由主機廠一次性將模具、工裝夾具、檢具費用支付給供應商，那么零部件成本模型中不再包含該項費用。如果采用分次攤銷，則將模具工裝夾具檢具費用按照生產量攤銷到每一個零部件;當產量較小時，一般按照規劃產量分攤;當生產量較大，超過模具生命周期時，一般按照模具壽命等分攤。比如商用車車架縱梁，一般按照模具壽命為10萬次分攤，計算公式（1）如下。

不同的生產廠家使用的設備不同，人工成本也存在差異，為了減少由此帶來的誤差，可采用3-5家調查，代表行業平均水平。

從以下公式（1）可以看出，設備折舊費、動能損耗費、人工成本等關鍵成本要素與工序時間直接相關，模具、工裝、檢具攤銷費用為固定值。根據調查數據可以進行每道工序成本的計算。

1）輥壓工藝成本要素分析計算

①輥壓工序線速V為固定值，車架長度決定設備使用時間、工序時間;所以車架長度決定了設備攤銷、動能損耗、人工成本、輥輪保養更換等費用;車架長度與油漆（噴粉）成本成正比關系;這部分成本可以轉化為單位長度成本與車架長度關系進行計算。根據大量調查數據（見表1）取平均值約14.20 元/米。

②每個孔沖壓工序時間1.5秒，每孔沖孔平均成本約0.37元。

③線切割占工序平均成本約15元/米。

④其它工序成本為常數，成本包含 ：檢測序、拋丸序、外寬折彎序等，約19.18元。

2）沖壓工藝成本要素分析計算（見表2）

①根據調查結果，沖壓模具成本平均3元/m，與縱梁長度相關（量綱10萬）。

②油漆成本，10.42元/米，與縱梁長度相關。

③拋丸、折彎（模具除外）等其它工序成本平均常數約為4.35元。

④開卷、沖孔、線切割成本同表1。

4 ? ?成本快速計算模型

1）輥壓成型工藝成本分析模型

材料成本=下料重量×材料單價-（1-材料利用率）×下料重量×廢料單價=33.28L1×S

制造工藝成本=（輥壓工序成本+油漆成本）+開卷費+沖孔工藝成本+切割成本+其它成本

=14.20L1+0.3L1×S ×7.85+0.37N+15L2+19.18

=（14.20+3.72×S ）L1+0.37N+15L2+19.18

成本模型：

C=材料成本+輥壓制造工藝成本

=33.28L1×S+（14.20+3.72×S）L1+0.37N+15L2 +19.18

=（37.00S+14.20）L1+0.37N+15L2+19.18

L1縱梁長度;S縱梁截面積 ;N圓孔個數，L2線切割邊長度

2）沖壓工藝成本分析模型

材料成本=下料重量×材料單價-（1-材料利用率）×下料重量×廢料單價=29.2L1×S

沖壓工藝制造成本=模具成本+沖孔工藝成本+ 油漆+開卷費+線切割成本+其它成本

=3L1+0.37N+0.3L1×S ×7.85+10.42 L1+15L2+4.35

=（2.36S+13.42）L1+0.37N+15L2+4.35

成本模型：

C=材料成本+沖壓工藝制造成本

=29.2L1×S +（2.36S+13.42）L1+0.37N+15L2+4.35

=（31.56S+13.42）L1+0.37N+15L2+4.35

L1縱梁長度;S縱梁截面積 ;N圓孔個數，L2線切割邊長度。

5 ? ?應用推廣

1）根據快速計算成本結果，利用價值分析原理，分析確定合適的工藝方案。如：合理設計車架尺寸與材料倍尺關系、車架斷面尺寸規格品種標準化設計;沖壓與輥壓、模具沖孔與柔性化生產線沖孔、噴粉與電泳等工藝方案選擇。

2）根據成本要素與設計參數關系，在設計方案階段，實現成本正向設計控制成本。減少縱梁長圓孔、方孔或用圓孔替代，盡可能采用等截面車架，減少線切割工序等。

參考文獻：

[1]胡國強，成本工程管理論，中國財政經濟出版社，2006年06月.

[2]姜奎華，沖壓工藝與模具設計，機械工業出版社，2011年02月.

[3]中華人民共和國企業所得稅暫行條例實施細則 國家稅務總局 2013年07月.

[4]王淑艷，會計、出納、成本、財務報表真賬實操全圖解，中國鐵道出版社，2018年07月.

[5]陳家瑞 ，汽車構造，機械工業出版社，2009年07月 .