0 前言

各大汽车主机厂要应对日益严格的环保法规和快速变化的市场需求，同时还要保持产品质量和性能，不断降低整车成本，以保证产品竞争力。制造成本是整车成本的重要一环，直接决定了企业的盈利能力、市场竞争力和未来发展潜力。因此，如何有效降低汽车制造成本一直是汽车制造行业的重要课题。

本文旨在深入探讨降低汽车制造成本的策略及相应的解决方案。通过建立整车设计工时核算系统，对产品从集成化设计、标准件优化、固定点优化、工艺定位优化和新结构工艺优化五个方面进行分析，以期达到降低制造成本的目的。

1 多能源动力汽车共线生产装配成本

据统计，装配工作量占主机厂整个产品制造工作量的20%～70%，平均为45%，装配时间占整个产品制造时间的40%～60%，装配成本占制造成本的30%～50%。装配线上通常人工较多，人员工资已经从2013年的每人10万元/年上涨至2023年的每人20万元/年，装配成本随之逐年上升。

随着汽车技术的发展，各种多动力能源汽车（ICE、HEV、PHEV、SHEV和EV）车型共线生产将逐渐成为汽车行业总装车间的趋势。不同动力能源汽车之间，由于零件数量和设计工时差异大，导致共线生产节拍不平衡的问题越来越突出，产线人员闲忙不均问题严重。

G公司M系列车型，各种动力能源车型混线生产时，整车装配设计工时的总装总岗位数如图1所示。

图1 G公司M系列车型总装线总岗位数

EV车型相比PHEV车型，岗位数相差102个，相当于纯电车型基础上增加20%人员作业。折算人工成本，如果EV与PHEV共线生产，混线比例1：1，则浪费人员51人，折合人工工资1020万元/年。产线年产量20万，EV10万台/年，则EV单车制造成本增加约100元/台。

标准工时的概念，很多IE专业人员已经做过完整的分析，如MOST标准工时等。本文着重介绍标准工时内，由产品设计结构确定，在产品开发设计阶段着重考虑的设计工时的削减问题。

2 设计工时核算系统

产品在开发设计阶段，无法进行掐表测算装配工时，需要根据EBOM进行整车设计工时的核算，以确定共线生产时的总工时与现有量产车型工时的差异。平衡整车设计开发成本关系。

某汽车设计研究院，基于产线装配实际生产模型，建立了77种不同装配关系的标准工时库，再创建自动识别程序，根据EBOM，自动区分零件重量、类型以及装配方法，并赋予单件装配工时，从而自动核算整车装配工时，在设计阶段仅根据零件数量和零件类型核算整车设计装配工时。从而建立了各车型统一的设计工时标准，在设计开发阶段就可以核算开发车型的设计工时，科学、合理地制定产线各岗位工时优化目标。

3 设计装配工时优化方案

G公司研究院工艺人员分析了十数款车型的开发设计，认为设计装配工时优化，可以从集成化设计、标准件优化、固定点优化、工艺定位优化及新结构工艺优化这五个方面进行开展。

3.1 集成化设计

集成化设计主要在设计端开始进行管线合件、零件合件等。

（1）管线合件

通过工艺改善及对布置进行约束，减少工艺分段点，实现降本，如图2所示。

图2空调管取消分段

通过对管线固定点（胶塞）的合并，以实现零件成本降低和装配工时降低，如图3所示。

图3水管线束护套合并

（2）零件合件

通过对零件进行合件，以实现零件成本降低和装配工时降低。如A柱下饰板与门槛护板合件，背门饰板合件如图4所示，警示标签合件如图5所示。

图4 背门饰板合件

图5 警示标签合件

3.2 标准件优化

标准件优化主要从四个方面进行。

（1）标准件长度

优化减小标准件露出长度，建议露出长度控制在5mm内，可减重降本，节约工时。

（2）削减标准件种类

优先用六角法兰面螺栓、减少弹性垫圈的使用、螺栓和垫圈配合选用组合件，尽量不开发新标准件。

（3）标准件统一

相同安装点位标准件统一，可实现工具统一，工时减少；相同工位标准件统一，可实现工具统一，工时减少。

（4）力矩统一

力矩值统一，可实现工具统一，工时减少；力矩重要度统一，可实现工具统一，工时减少。

3.3 固定点优化

固定点优化主要也包括四个方面。

（1）螺接改卡接结构

尽量使用自身卡接或卡扣连接结构，可减少安装架及安装螺栓，降低零件成本和装配工时，如各种控制器（模块）、壶体、饰件以及其他塑料件（遮阳板固定）等，如图6所示。

图6 螺接改卡接

（2）螺接改焊接结构

螺接改为焊接一体件，可减少标准件数量，实现零件成本降本及工时降低；螺母改为焊接件，可提升装配便利性，降低操作工时，如底盘摆臂螺母焊接至摆臂上等。

（3）螺母改内攻螺纹

采用螺栓加螺母组合的连接点，建议取消螺母，用内攻螺纹连接，可节约1个螺母并减少装配工时，如发电机、悬置支架等。

（4）安装点削减

取消部分多余卡扣安装点，实现成本降低及装配效率提升；减少部分多余螺栓固定点，实现成本降低及装配工时减少，如取消天窗排水管固定卡箍。

3.4 工艺定位优化

工艺定位优化也是四个方面进行。

（1）去工装化

尽量采用自定位，能不用工装就不用工装，如图7所示。

图7 去工装化

（2）去调整化

尽量取消不必要的调整，装配精度、间隙面差通过定位销、面等靠设计保证。

（3）定位结构优化

用工装的，尽量采用本体开定位孔或翻边限位，避免专用定位支架；取消多余的定位槽、防转槽和定位卡脚。

（4）预挂优化

尽量采用安装螺柱实现预挂，避免采用专用的预挂结构；尽量采用工装实现预挂，代替结构预挂，实现降本。

3.5 新结构工艺优化

通过对一些新工艺的开发及运用，实现成本降低和装配工时削减；使用一些低成本的、装配便利的新结构，比如增加转向盘与转向管柱刻线，增加束角调整螺栓处副车架划线等以减少对位作业工时；雷达支架粘接改为摩擦焊等，从而减少整车装配工时，降低整车制造成本。

4 总结

人员密集型工作是汽车总装的重要特性。工艺人员研究总装工艺，最重要的就是研究人的作业。作业工时是总装工艺人员作业的数据化展现。设计工时作为作业工时最核心的部分，从设计端开始研究，在数模设计阶段体现，往往能取得事半功倍的效果。

G公司在混动车型与常规燃油车共线生产问题研究上，从设计端开始，各类方案同步推进，最终实现单车设计工时削减880s。按年产量11万台计，总装阶段可节省人员14人，折合人工成本为280万元/年，零件降本66.7元/台，取得了巨大的经济效益。后续此方案将会推广至各平台车型，包括燃油、混动以及纯电车型，以期进一步降低整车制造成本，提升产品市场竞争力。

参考文献

[1] 杨阳.基于产品工时对车型装配成本削减的应用研究[C]//2021中国汽车工程学会年会论文集.

[2]TUANS,TanJ,etal.Improvementofworkflowandpro-ductivitythroughapplicationofMaynardoperationse-quencetechnique(MOST)[C]//Proceedingsofthe2014InternationalConferenceonIndustrialEngineeringandOperationsManagement.

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