典型实际案例显示成本工程在汽车工业中的重要作用

一辆汽车，从OEM的角度， 把它划分为整车、系统、子系统、零部件4个层面，比如一辆SUV、汽油发动机、发动机电子控制模块、发动机电子控制模块的安装支架。从成本工程的角度来看，不管是整车、系统、子系统，还是零部件，都是从如下5个方面来观察和分析的（见图1 成本工程中的价值分析）：

1. 功能

2. 材料

3. 工艺

4. 公差

5. 表面处理

图1成本工程中的价值分析

这5个方面都是相互关联，针对每一个方面，通过数十个标准化的问题，系统地分析并找出降低成本的着眼点。
首先，从功能方面来看，汽车中，成本产生的起源，就是从产品定义以及产品要求书（specification）开始。这里介绍作者在国内一家OEM实施的一个实际案例：
汽车制动系统的一个子系统：电子真空泵

图2 电子真空泵

这个电子真空泵（见图2电子真空泵）的产品要求书（耐久性）最初要求它的电机可以启动120万次。 如果按照每行驶1公里电机启动一次的话，那么这辆车（单从电子真空泵来说）可以行驶120万公里，而正常乘用车的生命周期设定在25万至35万公里，也就是说，这个电子真空泵的产品性能要求远远超过整车的生命周期要求，是一个Over Engineering（过度工程）的典范，这里就找到成本优化空间了。在保障电子真空泵性能及整车NVH要求的前提下，通过对耐久性能要求的再次评审，由原来的120万次电机启动次数，降低为45万次，并做了相应的验证。单件成本降低300元，降低成本总额2250万元（净现值），另外降低重量200g。

其次，从材料角度来看，列举两个实际案例：

1.汽车蓄电池和发电机的线束

德国奔驰汽车的不少车型，蓄电池已经布置在后盖箱的底部了，连接发电机和蓄电池的导线要穿过整个内车身。成本优化前是用铜导线，又贵又重，在满足整车性能要求的前提下，线束总成由铜线变成铝线，铝线与端子采用超声波焊接，单件成本降低6.41欧元，降低成本总额577万欧元，另外降低重量732g，使线束轻量化了。

2.车身电子控制模块

图3车身电子控制模块

车身电子控制模块上有各类型的电子元件（见图3车身电子控制模块），包括微控制器、高、低位驱动端、ASIC等主要电子元件，也是主要的成本驱动点。对微控制器的选择、驱动端集成化度的提升，甚至印刷电路板的线路布局优化，都可作为可降成本的选项。图3是在国内一家OEM量产用的车身电子控制模块，通过优化（Redesign），单件降低成本约15元，降低成本总额约1500万元。

从工艺的角度来看，再列举两个实际案例：

1.变速箱齿轮内孔受力面用干式硬车（hard turning）代替湿式磨 （grinding）的表面精加工工艺

这是作者在德国奔驰汽车集团研究中心生产工艺研究部门的实战案例。经过近3年的工艺参数优化、样件耐久性验证以及工艺过程控制分析（SPC），我们找到了合适的车刀材料、几何尺寸、切削参数窗口，在全球范围内，首次成功地把变速箱齿轮内孔受力面的湿式磨加工用干式硬车来代替、并实现量产应用，大大缩短了加工时间，取消了加工乳液的使用，减少了机床的投资。也就是说，既环保、又降低了成本。按照当时实现的重卡变速箱第五档齿轮来计算，单件可以降低制造成本约 0.35 欧元，这是一个价值量相当可观的优化。

2.优化生产时间：（右撇子）左手紧固螺栓，（左撇子）右手紧固螺栓

在MPS（Mercedes-Benz Production System奔驰生产系统）的年会中，作者做了一个紧固螺栓的演示：用右手拿上螺栓并定位到孔位，这时不是用右手拿起电动紧固枪来紧固螺栓，而是几乎同时地用左手准备好的电动紧固枪，直接紧固螺栓（见图4作者演示左手紧固螺栓）。这个有导向的螺栓，只是做了导向头几何形状的设计优化，使这样的总装操作准确无误。这是一个很典型的案例，可以降低操作时间约0.5秒！这意味着降低了制造成本0.83 欧分。

图4 作者演示左手紧固螺栓

总之，这里分享的典型实际案例，都具有代表性。从产品定义开始，产品设计、产品制造直至新产品的换代，需要用一整套系统的方法、流程和数据库，在保障性能和质量的前提下，全方位地优化产品成本；注重每一细节，哪怕只是节省5分钱，一定要去认真地做并实现；成本工程是每一个汽车企业的日常业务，需要坚持每天认真地去做。


作者简介：
刘晓毅博士（观昱机电技术（CostKey-Solutions）创始人），在德国奔驰汽车集团20年的成本工程、产品研发及制造工艺经验，参与和主导过奔驰集团重卡、商务车及轿车的多项降低成本重点项目（PKO/OPTIMA，CTX， CORE）。为长城汽车集团组建了中国车企第一个全建制的成本工程体系、方法和流程，并使它融入了集团的整个产品过程。

（内容来源：盖世汽车网，刘晓毅专栏，2017.8.23）