數(shù)字化制造

?基于精益設計優(yōu)化汽車蓄電池托盤成本

ainet.cn   2021年08月05日

      在汽車行業(yè)中,初期產(chǎn)品設計方案決定了產(chǎn)品生命周期成本的70%-80%,因此,在汽車產(chǎn)品開發(fā)前期進行方案的精益設計對產(chǎn)品的成本控制具有重要的意義,避免了后續(xù)產(chǎn)品頻繁變更帶來巨大的浪費。


1)拆解分析
      蓄電池托盤總成通過螺栓與車身縱梁連接,主要用于支撐蓄電池與膨脹水箱。
(1)部件數(shù)量:蓄電池托盤總成(包括螺栓、螺母在內(nèi))總共 74 個零部件,其中:電瓶托盤支架體由 19 個鈑金零部件焊接而成,且零部件的厚度不完全一致;
(2)電瓶托盤支架材料:DX52D+Z;
(3)部件重量:6.713kg;
(4).總成工藝:采用鈑金拼焊結構,鈑金沖壓加工后,通過焊接工藝拼焊而成;
(5).部件成本:163.76 元。


2)創(chuàng)建 EBOM


3)分析機會
      通過對利用DFMA? 軟件對蓄電池托盤總成進行成本分析及精益設計分析,并通過開展頭腦風暴活動,收集蓄電 池托盤總成精益設計提案,并對提案進行詳細分析。最終,以最少零部件數(shù)的精益設計理念角度考慮,電瓶托 盤支架 19 個鈑金件之間沒有相對運動,只要安裝可靠,強度滿足要求,理論上 19 個鈑金零件可以合并為一個,且為同一種材料。 并進一步通過有目的性的資料搜集與對標分析,福特金牛座蓄電池托盤材料為注塑一體成型,材料采用 PP+GF30。其中,PP+GF30 材料特性為特高耐熱,高強度,高剛性, 密度:1.13±0.02g/cm3,洛氏硬度≥95R, 拉伸強度 ≥65 Mpa;簡支梁無缺口沖擊強度≥40 kJ/m2;斷裂伸長率≥8%;彎曲強度≥80Mpa;收縮率 0.5-0.8 % 。常用于如蓄電池托架、如發(fā)動機冷卻風扇等 .

4)方案再設計
      利用最少零部件精益設計理論,在保證電池托盤現(xiàn)有功能的前提下,對電瓶托盤支架進行全新設計,電瓶 托盤支架總成材料采用 PP+GF30 注塑一體成型,并將電瓶托盤支架整體注塑為 1 個零部件,采取卡接結構與車 架相連,最終方案為蓄電池托盤總成零部件數(shù)量減少為 7 個。在零部件數(shù)量減少的同時,滿足了部件原有功能 要求,零部件成本大大減少,由于取消了標準件的固定,零部件質量得到大幅度提升,與車身的連接采用卡扣 結構,實現(xiàn)了蓄電池托盤總成的快速安裝。


表 2 優(yōu)化后方案-蓄電池托盤總成 BOM 表

      通過對蓄電池托盤總成的精益設計,實現(xiàn)了零部件數(shù)量從 74 個減少到 7 個,減少零部件數(shù)量 67 個,零部 件減少率為 91%;蓄電池托盤總成的重量由 6.713kg 減少到 2.452kg,重量減少 63%;電瓶托盤支架安裝采用卡 接結構,緊固件數(shù)量有 57 個減少到 0 個,實現(xiàn)了 100%取消緊固件數(shù)量,大大提升了部件總成質量,質量成本 降低 86%;蓄電池托盤總成制造成本由原方案 163.76 元降低到 41.91 元,總制造成本降低 74%。


表 3 優(yōu)化前/后-蓄電池托盤總成對比分析

(轉載)

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