郭永生，張貴平，劉熠榮，李　娟

(東風(fēng)汽車公司技術(shù)中心，湖北 武漢 430058)

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汽車座椅開(kāi)發(fā)中的制造工藝方案選擇原則研究

郭永生，張貴平，劉熠榮，李娟

(東風(fēng)汽車公司技術(shù)中心，湖北 武漢 430058)

摘要：通過(guò)對(duì)汽車座椅的結(jié)構(gòu)、開(kāi)發(fā)工作內(nèi)容、開(kāi)發(fā)周期和開(kāi)發(fā)費(fèi)用構(gòu)成的簡(jiǎn)單介紹，指出了座椅的制造工藝方案在很大程度上影響了座椅開(kāi)發(fā)周期的長(zhǎng)短和開(kāi)發(fā)費(fèi)用的高低。對(duì)3種座椅制造工藝方案的工藝方法、工裝壽命、工裝費(fèi)用及工裝制造周期進(jìn)行了詳細(xì)介紹，并結(jié)合座椅的預(yù)期產(chǎn)量和用途，對(duì)汽車座椅的制造工藝方案選擇原則進(jìn)行了研究。

關(guān)鍵詞：汽車座椅；工藝方案；選擇原則

汽車座椅是汽車開(kāi)發(fā)中比較關(guān)鍵和重要的零件，其開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)，制造費(fèi)用高，往往成為影響汽車開(kāi)發(fā)過(guò)程長(zhǎng)短的關(guān)鍵零件。為了縮短座椅的開(kāi)發(fā)周期，降低座椅的制造費(fèi)用，對(duì)于不同開(kāi)發(fā)項(xiàng)目的座椅，應(yīng)根據(jù)預(yù)期產(chǎn)量和用途的不同而選擇不同的座椅制造工藝方案，達(dá)到以較少的投入和較短的時(shí)間完成座椅開(kāi)發(fā)的目的。

1座椅的結(jié)構(gòu)

座椅主要分為高端座椅(電加熱，電動(dòng)調(diào)節(jié)6～12向)、中端座椅(電動(dòng)或手動(dòng)調(diào)節(jié)6向)和經(jīng)濟(jì)型座椅(手動(dòng)調(diào)節(jié)4～6向)。本文按經(jīng)濟(jì)型座椅進(jìn)行分析。

座椅作為汽車上的大總成零件，主要由骨架、面套、泡沫填充物和塑料件等4類零件組成。其中，骨架(見(jiàn)圖1)作為座椅的基礎(chǔ)和內(nèi)部的支承結(jié)構(gòu)，占據(jù)了座椅價(jià)格的40%左右，其主要由金屬管件和沖壓件焊接而成；面套(見(jiàn)圖2)是包裹在座椅表面具有一定形狀，用于固定泡沫形態(tài)的一層保持套，主要由織物和真皮等2種材料制作而成；泡沫填充物是填充在骨架和面套之間的一層物質(zhì)，主要用于減振；塑料件(見(jiàn)圖2)是固定在座椅四周用于包裹部分結(jié)構(gòu)和起美觀作用的零件。

圖1　骨架結(jié)構(gòu)　　　　　圖2　面套和塑料件

2座椅開(kāi)發(fā)工作內(nèi)容及周期

座椅作為汽車中的大總成零件，全新開(kāi)發(fā)項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)周期主要包括開(kāi)發(fā)目標(biāo)確認(rèn)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、模具開(kāi)發(fā)、樣件試制及完善、產(chǎn)品試驗(yàn)和量產(chǎn)準(zhǔn)備等幾個(gè)階段，各階段所需要的大概時(shí)間見(jiàn)表1。

表1　各階段所需要的大概時(shí)間

從表1可以看出，座椅開(kāi)發(fā)大概需要15～20個(gè)月，其中模具開(kāi)發(fā)和樣件試制需要5～7個(gè)月，所占開(kāi)發(fā)時(shí)間較長(zhǎng)；因此，尋找和選擇合適的座椅制造工藝方案，減少模具開(kāi)發(fā)和樣件試制的時(shí)間，對(duì)于縮短座椅的開(kāi)發(fā)周期非常重要。

3座椅的開(kāi)發(fā)費(fèi)用

座椅作為汽車上的關(guān)鍵零件，其開(kāi)發(fā)費(fèi)用項(xiàng)目主要有設(shè)計(jì)費(fèi)、試驗(yàn)費(fèi)、樣件費(fèi)、工裝模具費(fèi)和生產(chǎn)準(zhǔn)備費(fèi)。一般一個(gè)全新開(kāi)發(fā)的量產(chǎn)項(xiàng)目的各項(xiàng)費(fèi)用大概比例見(jiàn)表2。從表2可以看出，在座椅的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，工裝模具制造所占的開(kāi)發(fā)費(fèi)用比重較大，因此，選擇合適的座椅制造工藝方案，對(duì)于降低座椅的開(kāi)發(fā)費(fèi)用也非常重要。

表2　一個(gè)全新開(kāi)發(fā)的量產(chǎn)項(xiàng)目的各項(xiàng)費(fèi)用大概比例

4座椅的制造工藝方案

按照工裝的簡(jiǎn)易程度和費(fèi)用投入來(lái)分類，座椅的制造工藝方案主要分為大批量(即量產(chǎn))、小批量和簡(jiǎn)易試制(見(jiàn)表3)。

表3　座椅的制造工藝方案

從表3可以看出，工裝越復(fù)雜，此工藝能制造的座椅數(shù)量就越多，工裝費(fèi)用就越高，制造周期也越長(zhǎng)；反之，此工藝能制造的座椅數(shù)量就越少，工裝費(fèi)用就越低，制造周期就越短。因此，座椅制造工藝方案選擇的前提是需要基本明確此座椅的用途和預(yù)計(jì)需求數(shù)量，以便綜合判斷此座椅應(yīng)該選擇的制造工藝方案。

5座椅的開(kāi)發(fā)用途及質(zhì)量要求

座椅的開(kāi)發(fā)用途一般分為2類，具體如下。

1)裝配尺寸驗(yàn)證和功能驗(yàn)證。此時(shí)座椅主要用于尺寸及功能驗(yàn)證，要求投入少，制造周期短，能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)計(jì)尺寸和功能即可，對(duì)質(zhì)量一致性、耐久性要求一般，需求數(shù)量一般≤500套。

2)預(yù)批量或量產(chǎn)裝車。此時(shí)座椅作為汽車上的必備零件用來(lái)進(jìn)行裝車，要求質(zhì)量一致性較好，可靠性高，但傳統(tǒng)車和新能源車項(xiàng)目在需求數(shù)量上區(qū)別較大，傳統(tǒng)車項(xiàng)目需求為30萬(wàn)～100萬(wàn)套，而新能源項(xiàng)目一般都≤5 000套。

6座椅制造工藝方案的選擇原則

在選擇座椅制造工藝方案之前，應(yīng)明確此座椅的開(kāi)發(fā)計(jì)劃和產(chǎn)量規(guī)劃，了解此座椅的用途，以便從質(zhì)量、時(shí)間和成本上綜合考慮來(lái)進(jìn)行座椅制造工藝方案的選擇。座椅制造工藝方案的選擇原則如下。

1)在座椅開(kāi)發(fā)前期,一般需要制作座椅的樣件用于裝配尺寸驗(yàn)證和功能驗(yàn)證，此時(shí)座椅在設(shè)計(jì)上可能存在一定的問(wèn)題，制造數(shù)量也較少，樣件制作主要用途為驗(yàn)證設(shè)計(jì)合理性，應(yīng)采用一種投入較低、周期較短和質(zhì)量能滿足使用要求的座椅制造工藝方案來(lái)進(jìn)行此階段的座椅開(kāi)發(fā)。從表3的3種方案中進(jìn)行選擇、比較，很容易確認(rèn)簡(jiǎn)易試制工藝方案比較符合此階段的座椅開(kāi)發(fā)需求。

2)當(dāng)座椅開(kāi)發(fā)完畢，進(jìn)入量產(chǎn)階段，如果此座椅的預(yù)計(jì)產(chǎn)量較大，那么這時(shí)的座椅對(duì)生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率、質(zhì)量水品和工藝穩(wěn)定性要求就較高，此時(shí)就需要一種工藝較穩(wěn)定、生產(chǎn)效率較高和工裝壽命較長(zhǎng)的座椅制造工藝方案。從表3的3種方案中進(jìn)行選擇、比較，很容易確認(rèn)大批量(即量產(chǎn))工藝方案比較符合大批量生產(chǎn)階段的座椅制造需求。

3)如某座椅由于項(xiàng)目原因開(kāi)發(fā)進(jìn)展緩慢，同時(shí)量產(chǎn)后的預(yù)計(jì)需求數(shù)量也不是太大(如新能源項(xiàng)目)，此時(shí)采用簡(jiǎn)易試制工藝方案來(lái)進(jìn)行座椅的制造，一方面簡(jiǎn)易試制工藝方案的座椅樣件單價(jià)較高，如制造數(shù)量超過(guò)500件，總費(fèi)用將超過(guò)量產(chǎn)工藝方案的投入，在成本上不是很經(jīng)濟(jì)；另一方面，由于簡(jiǎn)易試制工藝方案中塑料件的工裝(硅膠模具)的保存期限只有3個(gè)月，如座椅的開(kāi)發(fā)周期較長(zhǎng)，硅膠模將失效；因此，此時(shí)需要一種工裝壽命滿足要求且費(fèi)用投入較少的工藝方案，小批量工藝方案恰好滿足了這種需求。此工藝方案可以制造的零件數(shù)量較大，但是費(fèi)用投入比大批量工藝方案經(jīng)濟(jì)，是一種比較適合此種情況的工藝方案。

綜上所述，當(dāng)座椅的用途僅是進(jìn)行裝配尺寸驗(yàn)證和功能驗(yàn)證時(shí)，采用試制工藝方案是一種周期短、費(fèi)用低的方案；當(dāng)座椅的預(yù)期產(chǎn)量較高時(shí)，采用大批量(即量產(chǎn))工藝方案是一種經(jīng)濟(jì)、高效的方案；當(dāng)座椅的預(yù)期產(chǎn)量較低時(shí)，采用小批量工藝方案是一種綜合成本比較合理的方案。

7結(jié)語(yǔ)

座椅作為汽車中的大總成關(guān)鍵零件，其開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)，制造工藝復(fù)雜，制造費(fèi)用高，往往成為影響汽車開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)短的瓶頸零件；因此，研究、探索座椅制造工藝方案的方法、方式，減少座椅制造工藝的周期、成本，對(duì)合理、高效地利用開(kāi)發(fā)費(fèi)用，促進(jìn)座椅的正向開(kāi)發(fā)及汽車新項(xiàng)目開(kāi)發(fā)具有積極的現(xiàn)實(shí)意義。

責(zé)任編輯鄭練

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Research of Selection Principle for Manufacturing Process Scheme in Automobile Seat Development

GUO Yongsheng, ZHANG Guiping, LIU Yirong, LI Juan

(Dongfeng Motor Corporation Technical Center, Wuhan 430058, China)

Abstract：Through introducing the structure, the development content, the development cycle and the development cost of automobile seat, point out that the manufacturing technological plan of the seat has a great influence on the development period and the development cost of the seat. Introduce the technological method, the tooling service life, the tooling cost and the manufacturing cycle of the three kinds of seat manufacturing technological plan. Discuss the selection principle of the manufacturing process scheme of the automobile seat with the expected output and the use of the seat.

Key words:automobile seat, manufacturing process scheme, selection principle

收稿日期：2015-08-04

作者簡(jiǎn)介：郭永生(1983-)，男，工程師，主要從事汽車試制技術(shù)及工藝等方面的研究。

中圖分類號(hào)：TG 242.3

文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A