孫亦炯

（上海汽車集團(tuán)股份有限公司乘用車分公司，上海 201804）

引言

當(dāng)前，汽車行業(yè)進(jìn)入存量市場(chǎng)，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)越發(fā)激烈，控制成本與提升效率成為企業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)，主流的降本增效方法注重生產(chǎn)一線的方法改進(jìn)與效率提升[1]。本文提出基于裝配效率的同步工程方法，將精益生產(chǎn)的理論、降本增效的方法在產(chǎn)品的同步工程階段實(shí)施，以降低零件BEC（Base Engineering Content，基本工程工時(shí)，指進(jìn)行焊接、涂膠、噴漆、裝配等增值工作的操作時(shí)間）為目標(biāo)提出設(shè)計(jì)優(yōu)化并推動(dòng)改進(jìn)。通過某企業(yè)的實(shí)踐，基于裝配效率的同步工程能更早識(shí)別、解決裝配問題，提高裝配效率，降低整車BEC。

1 產(chǎn)品設(shè)計(jì)對(duì)裝配效率的影響

在產(chǎn)品的生命周期中，產(chǎn)品設(shè)計(jì)、材料、人力、日常管理均對(duì)產(chǎn)品及其成本產(chǎn)生影響，圖1 給出了各環(huán)節(jié)的影響程度對(duì)比[2]。從中可以看出，產(chǎn)品設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)占產(chǎn)品所花費(fèi)成本的5%，但對(duì)產(chǎn)品最終狀態(tài)的影響卻占到70%的比重，對(duì)產(chǎn)品影響最大。產(chǎn)品設(shè)計(jì)直接決定產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，我們希望在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段便考慮裝配，推動(dòng)有利于裝配的設(shè)計(jì)落地。

汽車行業(yè)長(zhǎng)期采用BEC 作為衡量產(chǎn)品設(shè)計(jì)影響制造效率的核心指標(biāo)[3]。BEC 越大，花費(fèi)的必要時(shí)間越長(zhǎng)，制造效率越低。若能將裝配效率作為產(chǎn)品設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)之一，在同步工程階段識(shí)別降低裝配效率的不良設(shè)計(jì)并推動(dòng)設(shè)計(jì)變更，將有助于降低BEC，提高制造效率。

2 同步工程優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)工作方法

同步工程是產(chǎn)品開發(fā)階段，研發(fā)各部門之間、研發(fā)與制造、采購(gòu)等部門之間相互協(xié)調(diào)，同步進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)的工作流程，是開發(fā)時(shí)就考慮到整個(gè)產(chǎn)品生命周期內(nèi)的所有因素（包括質(zhì)量、成本、進(jìn)度和用戶要求）的一種系統(tǒng)性方法[4]。在同步工程階段識(shí)別裝配問題并推動(dòng)設(shè)計(jì)變更，能夠優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)，提高裝配效率。

2.1 設(shè)定車型BEC 目標(biāo)值

同步工程重點(diǎn)關(guān)注整車的功能、結(jié)構(gòu)、質(zhì)量、成本、節(jié)點(diǎn)等維度，裝配效率在過去屬于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的附屬，在同步過程中不被重視。我們將裝配效率作為同步工程的一環(huán)，以BEC 作為其考核依據(jù)。確定車型的整車BEC 狀態(tài)值與BEC 目標(biāo)值，是優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。

整車BEC 狀態(tài)值是某車型當(dāng)前狀態(tài)下的零件BEC 之和。BEC 目標(biāo)值是該車型實(shí)現(xiàn)功能與定位的最低BEC。BEC 狀態(tài)值與目標(biāo)值之間的差距，即是結(jié)構(gòu)優(yōu)化的目標(biāo)。

由于車型的造型、尺寸、定位、驅(qū)動(dòng)力等差異，不同車型的零件設(shè)計(jì)與零件數(shù)量各不相同，由此造成整車BEC 狀態(tài)值不同。對(duì)于全新開發(fā)的車型，以整車零件清單為基準(zhǔn)，通過MTM 方法可核算該車型的整車BEC 狀態(tài)值。對(duì)于改款車型，根據(jù)車型變化點(diǎn)在老款車型整車BEC的基礎(chǔ)上增刪，可迅速生成改款車型BEC 狀態(tài)值。汽車BEC 狀態(tài)值的構(gòu)成如表1所示。

表1 汽車BEC 狀態(tài)值構(gòu)成

對(duì)于車型的BEC 目標(biāo)值，根據(jù)車型定位、參考車型、早期預(yù)研及初步設(shè)計(jì)，可確定車型基本信息，評(píng)估實(shí)現(xiàn)其功能、定位的最簡(jiǎn)配置所需BEC 即為BEC 目標(biāo)值。將整車零件分為基礎(chǔ)功能件、輔助功能件和附加功能件?；A(chǔ)功能件是組成必不可少的零件，輔助功能件是輔助、加強(qiáng)基礎(chǔ)功能的零件，附件功能件是提高車型定位的額外零件。如表2 所示，以汽車雙叉臂式懸架為例。

表2 汽車雙叉臂式懸架構(gòu)成

以某公司某全新車型為例?，F(xiàn)有零件清單包含2 000 多個(gè)零件，核算其整車BEC 狀態(tài)值為10 000多秒。根據(jù)車型功能與定位，預(yù)估其BEC 目標(biāo)值比BEC 狀態(tài)值比低1 000 s 左右，因此存在1 000 s的優(yōu)化空間。零件設(shè)計(jì)優(yōu)化以縮小差距為目標(biāo)。

2.2 零件設(shè)計(jì)優(yōu)化

在產(chǎn)品開發(fā)的早期階段，通過對(duì)標(biāo)競(jìng)品車的零件結(jié)構(gòu)，識(shí)別產(chǎn)品的設(shè)計(jì)缺陷并提出優(yōu)化建議。優(yōu)化方向主要從減少零件數(shù)量、降低裝配難度、模塊化設(shè)計(jì)、減少緊固件的數(shù)量和種類四個(gè)維度進(jìn)行產(chǎn)品的優(yōu)化。滿足質(zhì)量要求情況下，減少零件數(shù)量、減少緊固件數(shù)量和種類，符合研發(fā)、制造、采購(gòu)的共同訴求，這是重點(diǎn)推動(dòng)方向。降低裝配難度與模塊化設(shè)計(jì)由于存在零件結(jié)構(gòu)重新設(shè)計(jì)與招標(biāo)，制造的訴求常常與開發(fā)、質(zhì)保、采購(gòu)的訴求相抵觸，推動(dòng)難度較大。表3 列出了四個(gè)維度的實(shí)際案例與優(yōu)化建議。

表3 零件設(shè)計(jì)優(yōu)化方向與案例

將優(yōu)化建議匯總形成零件優(yōu)化清單。該清單包含按零件所屬部門、涉及工程師、優(yōu)化前設(shè)計(jì)、優(yōu)化方向、本公司是否第一次使用、優(yōu)化BEC、工程反饋結(jié)論等信息。匯總整理的清單流轉(zhuǎn)至零件所屬研發(fā)部門。研發(fā)部門接受優(yōu)化建議，則BEC 狀態(tài)值與目標(biāo)值差距縮小。若由于成本、質(zhì)量等因素設(shè)計(jì)無(wú)法滿足優(yōu)化建議，則作為研發(fā)部門不接受建議，記錄其原因，作為偏離認(rèn)可。

2.3 零件對(duì)標(biāo)

零件對(duì)標(biāo)是確定優(yōu)化方向和建議的主要方式。通過對(duì)標(biāo)本公司與競(jìng)品公司車型的零件，分析不同車型的設(shè)計(jì)思路及其設(shè)計(jì)優(yōu)劣，結(jié)合實(shí)際情況得到零件具體的設(shè)計(jì)優(yōu)化方案。

以發(fā)動(dòng)機(jī)罩鉸鏈點(diǎn)爆器為例進(jìn)行說明，表4 列出了該零件不同的布置和緊固方式設(shè)計(jì)。

表4 不同車型的點(diǎn)爆器設(shè)計(jì)差異及其優(yōu)劣

從上表可知，從裝配效率維度評(píng)判，A 車型裝配效率最低且操作不便，是最差的設(shè)計(jì)。B、C、D 車型均有其可取之處。因此，對(duì)本零件提出優(yōu)化建議：優(yōu)先參考B、C 車型，重新設(shè)計(jì)零件，變更緊固方式；若建議無(wú)法實(shí)現(xiàn)，建議參考D 車型，螺栓焊接在車身，將螺栓緊固改為螺母緊固，便于現(xiàn)場(chǎng)操作。

2.4 達(dá)成一致目標(biāo)

研發(fā)階段對(duì)零件裝配考慮不充分，造成的裝配問題在制造階段很難解決，甚至無(wú)法消除，這對(duì)現(xiàn)場(chǎng)裝配效率影響極大。將裝配效率理念貫穿于同步工程全過程，能提早發(fā)現(xiàn)裝配問題。優(yōu)化零件設(shè)計(jì)，能一勞永逸解決制造階段的裝配問題。

經(jīng)過零件相關(guān)方之間的多輪溝通，最終達(dá)成各方一致認(rèn)可的目標(biāo)。對(duì)于研發(fā)部門接受的設(shè)計(jì)優(yōu)化建議，將其作為BEC 優(yōu)化目標(biāo)。對(duì)于研發(fā)部門不接受的優(yōu)化建議，不作設(shè)計(jì)要求，不作為BEC 優(yōu)化目標(biāo)。以S 公司某車型為例。在過程中，制造部門共提出優(yōu)化建議100 多項(xiàng)，研發(fā)部門接受建議大部分，少部分不接受，不接受部分不作設(shè)計(jì)要求。制造工程師將以優(yōu)化后的BEC 狀態(tài)值作為工藝布置和人員配置的依據(jù)。

3 結(jié)語(yǔ)

以裝配效率提升為目標(biāo)的同步工程工作方法是以降低整車BEC 為工作目標(biāo)和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)定BEC目標(biāo)是基礎(chǔ)，零件設(shè)計(jì)優(yōu)化和部門溝通是關(guān)鍵，通過研發(fā)、制造、質(zhì)保、采購(gòu)等多部門的溝通協(xié)調(diào)，最終達(dá)成一致目標(biāo)，即降低BEC的目標(biāo)，共同推動(dòng)裝配效率提升。通過本方法，能夠提前發(fā)現(xiàn)并優(yōu)化影響裝配效率的不良設(shè)計(jì)，減少生產(chǎn)中零件難裝配的情況，降低整車BEC，提高裝配效率。在實(shí)際操作中實(shí)施本工作方法，能大大降低整車BEC，有助于企業(yè)制造效率的持續(xù)改善，提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。