文／高鵬，班永旭，李昕·一汽集團(tuán)奔騰事業(yè)本部

沖壓車間是汽車制造廠主要的生產(chǎn)車間之一，是不可或缺的車間。沖壓件總重量約占車身裝備重量的25%～35%，所以沖壓車間的設(shè)計是否合理，直接影響到工廠的投資、產(chǎn)品的成本以及經(jīng)濟(jì)效益。工廠的設(shè)計方案不能一味的追求高配置、高指標(biāo)，必須結(jié)合公司產(chǎn)品戰(zhàn)略、影響力、銷量、經(jīng)營狀況綜合考慮，否則工廠建成投產(chǎn)后會導(dǎo)致產(chǎn)品成本高、經(jīng)濟(jì)效益差。

在對標(biāo)學(xué)習(xí)的過程中，必須總結(jié)經(jīng)驗和教訓(xùn)，制定出一套符合本公司發(fā)展的工廠設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，以提高工廠或車間的經(jīng)濟(jì)效益?，F(xiàn)對汽車覆蓋件沖壓生產(chǎn)車間規(guī)劃設(shè)計中經(jīng)常碰到的幾個問題進(jìn)行探討。

以產(chǎn)品規(guī)劃及生產(chǎn)規(guī)模為車間規(guī)劃準(zhǔn)繩

豐田汽車的沖壓車間規(guī)劃一直是被推崇和效仿的對象，但國內(nèi)沖壓車間規(guī)劃時照搬卻是極不可取的。豐田沖壓車間規(guī)劃是充分考慮了產(chǎn)品的產(chǎn)量及相應(yīng)的工藝性，又考慮生產(chǎn)地的各項成本因素，是綜合規(guī)劃設(shè)計的結(jié)果。

近幾年，國內(nèi)也自主規(guī)劃建設(shè)了一些汽車覆蓋件沖壓生產(chǎn)車間，產(chǎn)品規(guī)劃不合理、銷量規(guī)劃與實際生產(chǎn)偏差大，導(dǎo)致車間規(guī)劃時依據(jù)的可信度降低，按照此依據(jù)規(guī)劃的沖壓車間投產(chǎn)后，生產(chǎn)能力與生產(chǎn)綱領(lǐng)不匹配。如某自主轎車沖壓生產(chǎn)車間，規(guī)劃產(chǎn)能56萬輛，實際生產(chǎn)數(shù)量不足規(guī)劃的50%，且沖壓件都是按大批量生產(chǎn)考慮的，配套的工裝和器具投入也較多，經(jīng)濟(jì)效益不好。單個產(chǎn)品產(chǎn)量達(dá)不到銷量規(guī)劃預(yù)期，產(chǎn)品種類不斷增加，導(dǎo)致產(chǎn)能與工藝配套不匹配，高配置不能高產(chǎn)出，矛盾凸顯。

可以看出，必須有一套合理的產(chǎn)品規(guī)劃，才有可能做出經(jīng)濟(jì)效益好的沖壓車間規(guī)劃。產(chǎn)品規(guī)劃是第一位的，車間規(guī)劃則是圍繞產(chǎn)品規(guī)劃展開的。最適合產(chǎn)品規(guī)劃及生產(chǎn)規(guī)模的車間規(guī)劃，才是好的車間規(guī)劃。公司產(chǎn)品戰(zhàn)略和銷量規(guī)劃準(zhǔn)確率直接影響規(guī)劃方案的成敗和后期制造成本的高低。

表1 沖壓車間生產(chǎn)規(guī)模劃分

生產(chǎn)規(guī)模是影響零件加工成本的重要因素

生產(chǎn)規(guī)模的劃分是沖壓車間規(guī)劃人員決定工藝原則的依據(jù)，其劃分方法有多種。有的按年產(chǎn)量分，有的按照單一品種連續(xù)生產(chǎn)班數(shù)分，有的按生產(chǎn)線所承擔(dān)的品種數(shù)分，如表1所示。

生產(chǎn)規(guī)模劃分的方法雖然很多，但都是來自同一零件不同工藝方案的成本分析，通過對比求出各種工藝方案的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量，再按每種經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的范圍分為小批、中批、大批和大量生產(chǎn)。

當(dāng)一種沖壓件采用不同工藝方案而其材料消耗定額都相同時，單件成本可按下面的公式計算：C=(W+F+D+E+e+O）/nQ(1-p）。其中，C——沖壓件單件成本；W——沖壓工人及輔助工人的工資總和；F——廠房折舊費用；E——設(shè)備的折舊費用；e——電力、壓縮空氣等動力費用；D——模具費用；O——其他費用；Q——年產(chǎn)件數(shù)；p——廢品率；n——模具制件系數(shù)，即一模n件。

從公式可以看出，產(chǎn)量越大，單件成本越低。當(dāng)然，對于汽車覆蓋件單件成本，最重要的參數(shù)為年產(chǎn)量Q，生產(chǎn)規(guī)模不同，規(guī)劃方案不同，沖壓設(shè)備選型、模具結(jié)構(gòu)、廠房形式等都不相同。規(guī)劃沖壓車間時，生產(chǎn)規(guī)模是最重要的前提，是做成本分析的重要依據(jù)。成本最優(yōu)是規(guī)劃的黃金法則。

成品庫存期與生產(chǎn)批次

沖壓件生產(chǎn)依靠模具，為了縮短換模而占用設(shè)備的時間，提高設(shè)備的可用率，沖壓需成批循環(huán)生產(chǎn)。而下道焊裝工序必須等部件整套零件齊全后，才能開始生產(chǎn)，這就需要沖壓件成品庫來平衡沖焊生產(chǎn)問題。規(guī)劃沖壓車間時，要考慮最經(jīng)濟(jì)合理的儲存期，做到既保證生產(chǎn)又要儲存少，節(jié)約成品庫房面積。

沖壓件成品的儲存期與生產(chǎn)批次有直接關(guān)系，生產(chǎn)批次越多，生產(chǎn)循環(huán)周期越短，儲存期越短。在規(guī)劃沖壓車間時，可按照下面的公式計算：q=Pu+S。其中，q——沖壓件儲存期（天）；P——生產(chǎn)循環(huán)周期（天）；u——不平衡系數(shù)；S——安全庫存期（天），不平衡系數(shù)一般為1.1～1.3，小批生產(chǎn)時采用高值，大量生產(chǎn)時采用低值。

為使焊裝工作在設(shè)備發(fā)生故障、模具損壞或原材料供不上貨時，也能正常進(jìn)行，需考慮安全庫存期。但安全庫存期不能太長，一般為1～5天，小批生產(chǎn)時采用高值，大量生產(chǎn)時采用低值。在動用安全庫存后，應(yīng)立即增加生產(chǎn)批次或加班生產(chǎn)以補充安全庫存量。

一個轎車外覆蓋件沖壓車間，以年產(chǎn)80000件左右的發(fā)動機罩為例，一個12t的卷料能夠生產(chǎn)毛坯板料1000片左右，生產(chǎn)循環(huán)為3天比較合理，同批次產(chǎn)品的生產(chǎn)數(shù)量為開整卷的毛坯數(shù)量整數(shù)倍為最優(yōu)。沖壓領(lǐng)域一直模仿的豐田汽車安全庫存僅為3小時，但國內(nèi)絕大部分主機廠還是以1天為安全庫存。經(jīng)計算，儲存期q=Pu+S=3×1.2+1=4.6（天），這也是目前轎車覆蓋件沖壓生產(chǎn)較普遍采用的儲存期。

表2 某沖壓車間自動生產(chǎn)線

沖壓車間規(guī)劃時必須考慮最經(jīng)濟(jì)合理的存儲期，既能保證生產(chǎn)，又要儲存少，存儲期要利于零件質(zhì)量保持，節(jié)約成品庫的面積，降低工廠建設(shè)投資、后期庫存資金占用和庫房運營成本。

減少換模時間

某轎車廠沖壓車間一條傳統(tǒng)機械自動生產(chǎn)線的運行參數(shù)如表2所示，從表2中的等待停臺占比可以看出，年產(chǎn)量低于5萬件時，極大浪費了設(shè)備資源。這也再次印證了產(chǎn)品規(guī)劃與生產(chǎn)規(guī)模相適應(yīng)的重要性。年產(chǎn)量為5萬件時，換模時間占設(shè)備運行總時間的20%，實際生產(chǎn)時間僅為80%。

當(dāng)年產(chǎn)量增加時，每批生產(chǎn)數(shù)量增加，設(shè)備生產(chǎn)時間也增加，而更換模具時間不變，換模時間占比也相應(yīng)減少，如圖1所示。在沖壓生產(chǎn)過程中，要充分利用大型沖壓線，關(guān)鍵就是如何減少更換模具的時間。減少生產(chǎn)批次來減少換模時間，也是過去常采用的一種手段，但其后果是器件數(shù)量和庫房面積加大，積壓流動資金，增加了產(chǎn)品成本。綜合考慮，設(shè)備實現(xiàn)自動更換模具，將換模時間減少到極致也是沖壓設(shè)備廠家和各主機廠沖壓車間所追求的。目前自動換模時間已經(jīng)可以控制在3min以內(nèi)。

圖1 換模時間占比的變化

在換模時間減少到3min、年產(chǎn)量5萬件時，設(shè)備利用率可提升15%，這對巨額投資的沖壓生產(chǎn)線來講，還是非?？捎^的，減少換模時間無疑是減少設(shè)備投資的重要途徑之一。

沖壓車間廠房規(guī)劃應(yīng)根據(jù)具體情況而定

沖壓車間廠房主要由生產(chǎn)線區(qū)域、模具存放區(qū)、板料存放區(qū)、維修區(qū)、質(zhì)保評審區(qū)、測量區(qū)、成品庫房區(qū)等組成，沖壓車間廠房標(biāo)準(zhǔn)的選擇在于廠房的跨度、高度及吊車起重量?？缍雀鶕?jù)設(shè)備的大小來定，高度是根據(jù)最高設(shè)備和吊車起吊高度來定，吊車起重量是根據(jù)最大模具和壓力機需要使用天車起吊部件的重量來考慮的。成品庫房高度則是根據(jù)器具的高度及存放方式確定的。

各大汽車生產(chǎn)廠的沖壓車間廠房規(guī)劃都不盡相同，也不應(yīng)照搬豐田、大眾等知名汽車沖壓廠房的設(shè)計，必須結(jié)合公司產(chǎn)品戰(zhàn)略、影響力、銷量、經(jīng)營狀況綜合考慮，制定合理的工藝方案，進(jìn)而確定廠房各項參數(shù)。

結(jié)束語

在對標(biāo)學(xué)習(xí)的過程中，必須總結(jié)經(jīng)驗和教訓(xùn)，制定出一套符合本公司發(fā)展的工廠規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)，才能夠提高規(guī)劃工廠或車間的經(jīng)濟(jì)效益，進(jìn)而降低產(chǎn)品制造成本，提高產(chǎn)品競爭力。