冲压成本控制之材料、质量

文/陶龙，徐振宇，翁志凯，陈顺基·一汽—大众佛山工厂

冲压成本控制之材料、质量

文/陶龙，徐振宇，翁志凯，陈顺基·一汽—大众佛山工厂

冲压车间从原材料控制、模具优化、人员技能提升等方面通过不懈努力，为焊装车间输送了成千上万的优质冲压件。质量是车间之本，成本是车间之源。在高效率、高质量完成产量的同时，冲压车间一直在不断地优化成本，从卷料利用率、大卷配送、进尺优化、质量成本控制四个环节进行优化。

铝卷利用率

汽车车身强度直接决定了整车的安全等级，同时车身材料会影响整车的重量分布与油耗。目前国内绝大部分车身都使用冲压钢板。一汽—大众佛山工厂奥迪车型考虑车身结构优化和轻量化，部分车身零件应用铝板技术。

铝板密度约为钢板的1/3，未来将大量应用于轻量化车身。同时，铝板也有其固有的特性。随着时间推移，其屈服强度等性能逐步恶化，不利于冲压成形。正常铝卷在铝厂加工生产完毕后，必须在6个月时效期内冲压完毕，否则将会出现冲压开裂、缩颈等问题，将无法投入生产，从而导致批量库存铝卷报废，给公司带来极大损失。

为了保障零件质量，同时减少铝卷报废成本，在铝卷库存积压期间，车间从以下3方面着手，最大化降低了材料成本。铝卷正常采购价格是钢卷的3倍，通过以下优化措施，可为车间节约成本500万元。

⑴低温仓储。由图1可知，温度越高，铝卷性能参数恶化越快。因此，在南方高温高湿的环境下，为了延缓铝材参数变化，在铝卷存放仓库内增加空调，保证低温恒温仓储。

图1 铝板性能变化趋势图

⑵定期检测材料性能参数。铝卷接近5个月时效期时，加大检测频率，实时跟踪铝卷性能参数变化，保障材料在合格参数范围内使用。

⑶提前生产储备。铝卷冲压前有时效要求，但一旦冲压成形之后即趋于稳定。因此，在材料性能恶化前，通过增加器具数量提前冲压生产储备，减少报废损失。

大卷配送

开卷线上线钢卷吨位前期规划平均值为10.2t，但在实际生产过程中员工发现卷料上线频繁，卷料每次上线都会消耗一定换卷停台时间，且由于开卷工艺的清洁度要求，每卷料的料头和料尾都需要进行废料剪切，故上线钢卷越多，浪费的钢材越多；针对此问题，小组成员与钢材厂家开展关于提升钢卷吨位的研讨，在满足工艺和安全的前提下，将每卷钢料的吨数提高到最大平均吨位15.5t（工艺最大容纳卷料外径2m），在生产一定量板料的条件下，将大大减少卷料上线频次，从而降低开卷线停台时间和钢材成本。

按照每年产量30万辆车计算，每辆车消耗外板钢材定额为0.221t，一年消耗钢材为66300t；改进前平均钢卷吨数为10.2t，上线卷料数为66300÷10.2=6500次/年；改进后平均钢卷吨数为15.5t，上线卷料数为66300÷15.5=4277次/年。通过改进，一年可以减少卷料上线次数2223次；每次平均换卷停台10min，开卷落料线总投资7800万元，按照10年使用寿命，每年300个工作日计算出折旧费为18元/分钟；每次料头料尾剪切废料长度为11m，平均废料重量为90.667kg，平均每吨材料结算金额为6500元，一年节约成本为1710232元。

进尺优化

开卷线某车型原前门窗框板料进尺为1136mm，后门窗框板料进尺为1274mm，在满足压机线模具生产的前提下，优化减少1mm进尺并优化模具上的板料定位（前窗框为1135mm，后窗框为1273mm），从而节省板料成本，后续将继续推广到其他内板件板料。图2为四门窗框板料及进尺方向。

按照每年产量30万辆车计算，每年将节省前门窗框板料300m进尺，后门窗框300m进尺，窗框板料采购价格为每米55元，该零件每年成本减少约为33000元。

图2 四门窗框板料及进尺方向

图3 冲压车间生产过程及质量控制人员分布

质量成本控制

生产过程存在由于原材料、设备工装等原因导致制件未达到质量标准，而造成成本浪费的情况。为了保证产品的质量，必须根据技术标准，对原材料、在制品、半成品、产品以及工艺过程质量都要进行检验，严格把关。因为不合格的原材料、零件、半成品等由于检验不严而转入后序生产，既消耗了人力、物力资源，又使质量成本大幅上升。因此，必须保证不合格的原材料不投产，不合格的零部件不转序，不合格的半成品不使用，不合格的成品不出厂，这是降低质量成本的关键。生产车间为了保障产品质量，必须做到全员参与，全过程、全要素分析，如图3所示。

⑴全员参与。生产线上的每位员工均有责任及时发现质量问题并寻找其根源，保障各工序生产质量。

⑵全过程。从卷料进厂一直到成品件出库整个生产过程中的质量把关和质量控制，生产线人员需要用最经济、有效的方法达到设计所规定的质量要求。图1为冲压车间生产过程及质量控制人员分布。

⑶全要素。生产过程任一要素发生变化，均可能导致质量波动，生产线人员需重点关注各要素的变化。冲压车间最常见要素变化有模具尺寸、型面优化，设备参数更改、原材料参数变化、生产工位变化等。

某车型项目前期，拉延模垫杂物导致返修率在10%、停台时间高于15分钟/千件。针对此问题，生产人员全体参与，采用PDCA循环法，对重点零件生产过程、生产要素进行分析，找出原因，制定、实施对应措施，最终返修率控制在5%以下，停台时间低于10分钟/千件。大幅减少了产品返修成本，提高了设备利用率。