浅谈汽车设计中的VAVE降成本

2010中国汽车工程学会年会论文集SAE．C2010C241浅谈汽车设计中的VAVE降成本李光明张栋杰安徽江淮汽车股份有限公司技术中心【摘要】在整个“全球化”经济趋势下，中国汽车市场的竞争已经处于“白热化”，价格竞争或者说“价格战”已经成为各汽车品牌扩大市场份额，获取比较优势的重要手段之一。价格竞争本质上是成本的竞争，只有通过先进、科学的成本管理，持续促进成本费用的合理化，才能构筑超越竞争对手的成本竞争优势，从而在外部残酷的市场竞争中立于“不败之地”。汽车设计中和量产后降成本的VAVE理论也丰富起来，并在汽车设计公司施行。本文针对汽车设计中的降成本，从基本概念入手，介绍了VAVE的工作原理、方法，并对各阶段VAVE的使用进行了较详尽的阐述。【关键词】汽车设计VAVE成本DecreasingCostinAutomobileDesigningLiGuangming，ZhangDongjieAnhuiJianghuaiAutomobileCo．，Ltd．Abstract：Inthewhole“oneworld”economicaltrend，competitionofautomobilemarketwasintopphase，pricecompetitionor“pricewar”hasbeenoneimportantmeansinexpandingmarketsharesandgainingadvantage．Infact，pricecompetitioniscostcompe‘tition．Noothertanviaadvanceandscientificmeansofcostmanaging，andletcostfeerationalizationcontinuance，asso，wehavecostcompetition，andgainvictoryincruelmarketcompetition．NowtheoryofVAVEhavebeenabundanceamongdesignandafterpro-duceandthesetheoriesareinusingindesigncompanyofautomobile．Aimatdepresscostindesigning，thisarticleintroduceworkprincipleandmeasureofVAVE，andexplainelaboratelyinphasesofdesigningKeywords：automobiledesigningVAVEcost1汽车产品设计VAVE的基本概念VA(Valueanalysis)是对完成品实施降低成本、扩大利A润的活动。VE(Valueengineering)就是通过开发期间进行活动、必须完成目标成本的活动。随着环保意识和能源意识的增强，特别是市场竞争的加剧，各大汽车厂的成本意识也越来越强，降成本活动自设计之初到量产后，无时不在进行。研究表明，设计阶段决定了产品制造成本的70％～C80％，而设计本身的成本仅占产品总成本的10％。如果考虑环境因素，这个比例还会增大，因为产品设计所造成的生态破坏程度远远大于由设计过程本身所造成的生态影响的程度，所以现在成本和环保两大关键要素已经深入设计之中。D图1VAVE工作原理2VAVE工作原理和流程2．1成本目标的设影目标选择VAVE工作核心是通过一些工具方法来实现降成本，实际工作过程中，主动与被动相结合，促进VAVE工作的开展，VAVE工作过程方法同样可以用戴明(deming)博士的PDCA循环表示，如图1所示。在产品开发初期就要使用这种工具方法，使其不断的完善和应用，随着科技的发展和认识的深入，降成本的工作是一直持续的，直到这个产品的终结。以下就VAVE工作流程来加以。p降成本目标一般来源于两个方面，一是根据车型的成本目标层层分解而来，产品经营目标分解出的成本目标任务，这是具有一定“刚性”的任务，这一车型的成本目标一般是根据市场同类车型的售价，同时结合行业的发展趋势，在2～3年后同一级别车型的售价进行预测，定出设计目标，这一目标一般会比公司的现有车型和市场的同级别车型的售价小，然后再根据目标售价、利润目标、组装成本等成本构成要素进行分解，得到设计目标；二是单位或者个人根据技SAE．C2010C2412010中国汽车工程学会年会论文集术进步或实际工作中发现，来寻找降成本课，设定目标，展开降成本活动，这种活动一般在产品量产后施行，属于VA的范畴。在整车设计成本目标中，项目管理团队一般只把成本目标锁定在较大的系统，具体的系统零部件成本目标可能需要设计团队来进行分解，如表1所示。表1成本目标分解表标准成本VA／VE一级二级三级四级五级历史数据量单价合计方法发动机成本变速器成本传动系零部件成本驱动轴成本变速操纵成本制动系零部件成本底盘件成本转向系零外购件成本部件成本悬架系零部件成本整车成本动力附件系零部件成本电器件成本内外饰威本钢材材料成本其他材料采购成本自车身成本冲压工序加工成本焊装工序自制成本生产费用化工辅材油漆销／管费用等2．2实施根据成本目标，结合历史性数据(即现有同级车辆零部件价格)，并对现有零部件或竞争车型零部件的结构、材料、工艺方法等进行对比分析，结合VA／VE的工具方法进行分析，找出成本可改善点。并通过对成本要素的取消、合并、重组等方法，经过多轮的PDCA循环来达到设定目标。在工作过程中设计人员要突破职能边界，与供应商、物流公司、制造(整车生产)公司相关单位组成虚拟的降成本团队，通过团队从各方面来进行降成本工作，制定实施方案，列出，定期组织工作进度报告会，了解、督促各工作单位的工作进展，并给予必要的帮助和协调，来保证工作的有效推进。2．3性能验证和成本确认汽车设计中的降成本过程是对方案进行优化、工艺改进、材料更改等方式进行的，其结果可能涉及零部件的具体性能，方案实施过后，需要对方案实施的结果进行验证，一般通过台架试验和整车道路可靠性试验来进行验证和确认，通过性能确认后的产品才能投入生产和使用。降成本方案实施过后，不仅要评价性能，更要最终确认其成本价格，正式投入生产和供货后的价格才是其最终价格成本，此成本与降成本方案实施之前的成本进行对比，确认降成本的成果。2．4固化与共享推广降成本成果(包括具体成本要素优化成果和流程、制度等方面的成果)应当结合成本目标进行固化，并通过成果发布会、经典案例等途径在全公司范围共享，特别是适合多个单位的成果要通过方案实施或定期检查等方式进行成果共享与固化，使公司相关单位能够共享和借鉴。3汽车设计的几个基本阶段在整车开发过程中，各主机厂根据自己的理解和定义，有自己不同的阶段划分，主要包含以下几个阶段：①产品规划(productprogram)；②产品策划(productdevelopmentplan—ning)；③造型开发(styledevelopment)；④设计开发(design＆development)；⑤设计验证(designvefificmion)；⑥量产准备2010中国汽车工程学会年会论文集SAE．C2010C241(productionvalidation)；⑦量产评价(productionevaluafion)。对于零部件的开发，主要包括以下几个阶段：①零部件系统规翊，此阶段确定整车各系统使用的技术进步水平，达到的性能水平或性能等级，此阶段的零部件系统规划，决定了零部件的开发方向和使用的技术；②零部件设计方案；③零部件试制及验证；④零部件模具件开发及验证；⑤零部件台架及道路可靠性试验验证；⑥零部件成本及重量分析；⑦零部件设计确认报告。4各设计阶段中VAVE的使用4．1VAⅦ的基本方法VAVE的本质特征就是降低成本，降低成本是其活动的核心目标，其主要有十三种方法，在具体设计中根据具体情况来是使用这十三种方法，在实际工作中用表2的分析方案书来分析和工作。表2VAVE分析方案书降成本VAVE分析方案书车型编号零部件名称零部件号设计供应商零部件图片——报价兀一目标成本兀分析方法不降低性能，序号VAVE内容说明实施情况现状1材料变更变更为廉价材料变更内容现状2料厚变更减小料厚。通过增加加强筋等方式提供强度变更内容变更为廉价的表面处理。如镀络◇镀锌现状3表面处理变更岭喷漆岭发黑等变更内容减少零部件个数降低成本。如卡扣≯现状d减少个数螺栓、警示标签等变更内容判断不需要的件就废除。如卡扣、现状5使用废除螺栓、支架、警示标签等变更内容废除多余的部分、减少材料费用。现状6长度变更如线束、管路、螺栓等变更内容统一能够共用的零部件，现状7零部件统一借用厂家便宜的成熟件变更内容现状8减少配置去掉不需要的配置变更内容现状9减少工序通过变更形状来减少冲压工序变更内容减少零件的数量、同时要满足更高的专业现状10模块化设计化要求和更大规模化的生产制造变更内容使同一零部件尽可能多的在多个车型上使现状1l通用化设计用，减少模具、生产、运输、保管等费用变更内容现状12标准化设计尽量选用汽标或国际件，减少专用件数量变更内容系列平台产品，有些零部件可以根据系现状13系列化设计列化的原则来进行设计变更内容14其他最终实施方案方案冻结时问降成本金额兀部门领导专家SAE—C2010C2412010中国汽车工程学会年会论文集4．2各设计阶段中VAVE的使用VA主要是针对量产过后的产品降成本方法，VE主要是在汽车设计整个过程中使用。汽车设计七大阶段分别使用的VAVE方法情况如下：(1)产品规划阶段。此阶段处于整车的平台规划，一般来说，此阶段主要是规划汽车的平台、使用的动力总成、上市后使用的消费群体、主要的竞争车型、目标售价及销售的区域等宏观方面的规划，没有涉及具体的系统，所以此阶段一般没有应用VE。(2)产品策划。此阶段进入实质策划阶段，对第一阶段的规划目标进行分解和策划，写出可行性分析报告．同时整车效果图也进入实质的设计，并对竞争车型的整车性能、结构进行试验和分析，得到进一步的数据来支撑整车的策划。根据竞争车型的配置，此阶段已经基本确定了车辆各系统的技术应用状况，系统大的配置方向，各系统粗略的价格和重量分配，此阶段虽然没有涉及具体的零部件，但对后期的零部件降成本的方向和难易程度起到了决定性的影响。(3)造型开发。此阶段大的方面来说是在做整车造型、车身的结构，但对于底盘和电气系统来说，已经进入具体的方案设计阶段，此设计过程也是反复使用VE的各种方法，用了，但性能和价格不能同时满足时，就要对策划阶段的策划进行更改，然后再运用VAVE的工具来做设计方案，直到满足要求。(4)设计开发。此阶段主要为零部件的3D和2D图纸设计，和一些简单的零部件手工试制，此阶段对零部件的性能和价格影响巨大，虽然总的方案已经确定，但设计细节同样会影响零部件性能和加工工艺，并最终影响零部件成本。在此阶段同样可以使用VE方法，如减少工序、模块化设计等。(5)设计验证。此阶段通过工装样件在整车的装配来验证性能、装配、间隙等，并通过一些台架试验来检验零部件性能，此阶段是对前期方案的验证，更能站在整车的角度来衡量前期设计的有效性，更能从总体来运用VE，各系统有些零部件的数量优化、统一等。(6)量产准备和量产评价。此阶段与供应商最终定价的阶段，所有的零部件已经定型，设计完成。(7)量产后。主要就是VA的范畴，同样运用表2的十三种方法来进行降成本工作。5实例分析结合某款车型的设计中VAVE运用来说明在实际设计工作中对VAVE分析方案书的运用，具体见表3(前排气管通过使用这些方法来满足性能和价格目标。如果各种方法都VAVE分析方案书)和表4(hA项目VAⅦ降成本汇总表)。表3前排气管VAVE分析方案书降成本VAVE分析方案书车型AA编号2009001零部件名称前排气管零部件号1203100U8000设计李光明供应商BBBBB零部件图片曲报价456元目标成本400元分析方法不降低性能，序号VAVE内容说明实施情况现状排气法兰厚度10ram1料厚变更减小料厚，通过增加加强筋等方式提供强度变更内容排气法兰厚度3mm现状普通波纹管翔断不需要的件就废除。如卡扣、2使用废除取消普通波纹管，采用石墨螺栓、支架、警示标签等变更内容密封环+螺栓弹簧此种结构现状排气法兰为铸件3减少工序通过变更形状来减少冲压工序变更内容排气法兰为冲压件系列平台产品，有些零部件可以现状排气法兰为铸件4系列化设计根据系列化的原则来进行设计变更内容选用厂家现有的法兰5其他1．排气法兰由10mm厚浇注或者冲压变更为3mm厚冲压件最终实施方案2．取消普通波纹管，采用石墨密封环+螺栓弹簧结构方案冻结时间2009．6．25降成本金额75元部门领导专家2010中国汽车工程学会年会论文集SAE．C2010C241表4从项目VAVE降成本汇总表(部分)序号项-、目‘，．VKVE方法降低成本实施完成日期l仪表板、门上饰板改材料材料变更402009—6-302取消仪表板、门板反面隔音垫使用废除252009．4．303取消顶棚上隔音减振垫使用废除132009．4_304仪表板出风口本色，不喷银色漆表面处理变更42009—4．305取消地毯下部PE覆膜使用废除1020()9_5006取消后地板两侧PU垫(5109121／122)使用废除102009．5-307玻璃升降器电动机改为国产电动机其他(国产化)1202009—8．308尾灯简化设计去掉不需要的配置402009-7-309前后保险杠结构简化减少工序502009．8-3010ABS功能简化(二通)．·：、其他(减少多余功能)1502009—8-3011对舒适版线柬接插件及包扎方式再次进行改进减少工序912009．6．2512按照Ao整车原理开发舒适版专属车身控制器(防盗控制器)系列化设计582009—6．2513继电器由线束厂商开发，由线束整体供货模块化设计3820095-2014借用其他车型音响喇叭外形通用化设计1520094．256结论在汽车设计中，降成本是一个永恒话题和工作，只要这个车型存在，降成本工作就会一直进行下去，没有止境，在工作中，熟练掌握和运用VAVE的方法工具，一定能将成本工作做得更好。