基于平台化的车身零件设计与制造成本分析

基于平台化的车身零件设计与制造成本分析

甘博

湖南湖大艾盛汽车技术开发有限公司柳州分公司   柳州    545000

摘要：车身零件设计与制造成本分析是汽车企业面临的关键问题。本文从车身零件平台化设计方法和降低平台化车身零件制造成本的策略两方面进行探讨。首先，介绍了车身零件模块化、参数化、接口标准化的设计方法，以提高车身零件的通用性和可制造性。然后，提出了降低车身零件制造成本的具体策略。最后，对本文进行了总结，指出车身零件设计与制造成本的控制是汽车企业提高竞争力和实现可持续发展的重要途径。

关键词：车身零件；平台化设计；制造成本

引言：随着汽车工业的飞速发展，汽车企业面临着激烈的市场竞争和成本压力。车身零件作为汽车生产的重要组成部分，其设计与制造成本直接影响到整车的成本和质量。因此，研究车身零件的平台化设计方法和降低制造成本的策略具有重要意义。本文将从车身零件的平台化设计、材料利用率提升、零件工艺优化、提高零件平台化水平以及减少新开零件等方面进行探讨，以期为汽车企业提供有益的参考。

1. 车身零件设计与制造成本的重要性

首先，车身零件的设计与制造成本直接影响汽车制造企业的竞争力和利润率。高成本会使企业在市场竞争中处于劣势，降低成本可以提高企业的竞争力。其次，车身零件的制造成本也直接影响消费者的购车成本。降低成本可以使汽车价格更具竞争力，吸引更多消费者购买。此外，车身零件的设计与制造成本还与汽车的性能、质量和可靠性密切相关。优化设计和制造技术可以提高车身零件的性能和质量，减少故障和维修成本。综上所述，降低车身零件的设计与制造成本对于企业和消费者来说都具有重要意义。

2.车身零件平台化设计方法

2.1 车身零件模块化设计

车身零件模块化设计是一种创新的设计方法，它将车身零件划分为多个具有独立功能与接口的模块，以便在设计、生产和维护过程中实现灵活的组合和替换。这种模块化设计策略有助于降低设计的复杂性，提高生产效率和质量，同时也方便维修和升级。为了实现模块化设计，需要对车身零件进行标准化和系列化，以便在不同车型之间实现零部件的共享和互换。

2.2 车身零件参数化设计

通过将设计中的关键参数进行参数化，设计师可以根据不同的需求和要求，灵活地调整和优化零件的设计。这样的设计方法不仅提高了设计的灵活性和适应性，还能够大大提高设计的效率和质量。在车身零件参数化设计中，建立一个完整的参数化模型库和知识库是非常重要的。这个库包含了各种车身零件的参数化模型和相关的设计经验和方案。设计师可以在设计过程中快速调用和修改已有的参数化模型，减少从零开始设计的时间和工作量。同时，设计师还可以根据实际情况进行参数的调整和优化，以满足不同车型的要求。通过车身零件参数化设计，设计师可以更好地控制零件的形状、尺寸和性能，实现定制化的设计。同时，参数化设计还可以提高设计的一致性和标准化，减少设计变更的工作量和风险。此外，参数化设计还可以促进设计团队之间的协作和沟通，提高设计效率和质量。

2.3 车身零件接口标准化设计

车身零件接口标准化设计是为了确保不同车身零件之间能够方便地连接和交互而采取的一种方法。通过定义统一的接口规范和协议，接口标准化设计能够降低设计和生产过程中的不确定性，提高零件之间的兼容性和互换性。此外，接口标准化设计也有助于维修和升级过程中的便捷操作。为了实现接口标准化设计，需要建立一个完整的接口规范和协议体系，并在设计和生产过程中严格执行这一标准。这意味着所有车身零件的设计和制造都必须符合规定的接口规范，以确保它们能够正确地连接和交互。这种标准化设计方法使得不同供应商生产的零件可以互换使用，从而提高了生产效率和零件的可替代性。此外，接口标准化设计还有助于降低维修和升级过程中的成本和风险。由于所有车身零件都遵循相同的接口规范，维修人员可以更加轻松地识别和更换故障零件。

3.降低平台化的车身零件制造成本策略

3.1车身低成本开发

3.1.1 提升车身钣金件材料利用率

设计师与工程师需要紧密合作，利用先进的计算机辅助设计（CAD）工具、材料分析和仿真模拟等手段对车身钣金件进行优化设计。此外，改进生产工艺和设备，提高材料利用率和降低废品率，有助于进一步降低单件成本。

3.1.2 优化零件工艺减少模具、工装的投入成本

在现代制造业中，降低零件制造成本是提高企业竞争力的关键之一。优化零件工艺、减少模具和工装的投入显得尤为重要。企业可以通过采用高速冲压、精密铸造、挤出成型等先进制造工艺，以提高零件的一次成型率，从而减少后续的处理工序和模具数量。同时，通过改进生产线的布局和生产管理，提高设备的利用率和生产效率，有助于降低模具和工装的投入成本。此外，企业还可以通过采用模块化设计、集成制造技术等方法来减少零件的数量和种类，从而降低对模具和工装的需求。

3.1.3 提高车身零件的平台化

设计初期确定车身平台的基本架构和关键参数是实现平台化的基础。在车身设计的早期阶段，制造商需要明确定义车身平台的基本框架和关键参数，以确保不同车型之间具有一定的共性和兼容性。这样可以避免重复设计和制造类似的零件，降低开发成本。跨部门、跨团队的协同合作是实现零部件模块化设计和生产的关键。通过不同部门和团队之间的紧密合作，可以将车身零件划分为独立的模块，并确保这些模块在不同车型之间的通用性和互换性。这样可以实现零部件的标准化设计和生产，提高零部件的通用性，降低开发成本。模块化设计和生产还可以提高生产效率和质量。由于每个模块都是独立的，可以并行进行设计和制造，缩短产品的开发周期。同时，模块化设计还可以提高零部件的质量和可靠性，因为每个模块都经过了充分的测试和验证。这有助于降低售后服务成本，提高用户满意度。

3.2提高车身零件的平台化，提升同平台车型共用率

3.2.1 提高车身零件的平台化战略以提高通用性

通过制定详细的平台化计划，明确通用零件的类别和目标，有助于提高生产效率、降低成本并缩短开发时间。通用零件包括结构件、功能件和接口件等，通过优化设计、改进工艺和使用新材料等手段，提高零件的通用性和共享率。为实现这一目标，企业需要全面分析市场趋势和消费者需求，制定适合自身发展的平台化战略。明确不同车型之间的共用零件需求，优化设计以实现最大程度的通用性。

3.2.2 优化车身零件设计以提高同平台车型间的共用率

设计师需要对不同车型进行详细的分析和比较，明确共用零件的需求和条件。通过优化设计，减少零件的种类和数量，降低设计和生产复杂性，从而提高装配效率和质量。在优化设计过程中，需要兼顾不同车型的性能和功能需求，确保满足消费者的期望。因此，企业需要建立跨部门的协同工作机制，确保设计师、工程师和生产部门之间的紧密协作，共同优化零件设计，提高共用率。

3.2.3 建立车身零件数据库以实现平台化零件的共享

企业需要建立一个完整的车身零件数据库，收录所有平台化零件的信息和数据。数据库应具备灵活的检索和查询功能，便于设计师和工程师快速找到所需的零件信息。此外，数据库还需要实现零件信息的实时更新和维护，确保数据的准确性和完整性。为此，企业需要投入资源研发或采购先进的数据库管理系统，并建立相应的数据管理和维护团队，确保数据库系统的稳定运行和数据质量的持续提升。

3.2.4 跟踪和分析平台化零件的性能以优化平台化战略

企业需要密切关注平台化零件在实际使用中的性能和可靠性，通过对比分析不同车型间的零件性能，为优化平台化战略提供依据。同时，分析和解决平台化零件在实际使用中出现的问题，不断优化零件设计和生产工艺，以实现平台化战略的持续改进和创新。为实现这一目标，企业需要建立完善的质量管理体系，对平台化零件的性能进行持续跟踪和分析，及时发现和解决问题，优化零件设计和生产工艺，确保平台化战略的实施效果。

3.3减少新开零件降低开发成本

3.3.1 优化零件设计，减少不必要的新开零件

在优化零件设计过程中，为了避免不必要的新开零件，设计师需要对现有零件进行深入分析，了解其功能与结构特点。通过整合与优化现有零件，可以在降低开发成本的同时，提高产品的可靠性与稳定性。具体来说，设计师可以从以下几个方面进行优化：一是对零件的功能进行梳理，分析其是否具有可替代性。如果有可替代的零件，则可以考虑使用已有零件替代新开发零件，从而减少新开零件的数量。二是对零件的结构进行优化，如减少零件的体积、减轻零件的重量等，这样可以降低生产成本，提高产品的性能。三是对于必须新开发的零件，设计师也需要对零件的结构和材料进行优化，以降低生产成本和提高产品的可靠性。

3.3.2 采用模块化设计，提高零件的复用性

采用模块化设计是一种有效的方法，可以提高车身零件的复用性，从而降低设计和制造成本。模块化设计的核心思想是将整个车身划分为多个具有独立功能的模块，每个模块都可以独立设计、制造和维护。模块化设计可以减少重复设计和制造的工作量。通过将车身划分为若干个独立的模块，设计师可以专注于每个模块的特定功能和要求，而不必从头开始设计整个车身。这样可以大大节省设计时间和成本，提高设计效率。模块化设计也可以提高零件的复用性。由于每个模块都是独立的，可以在不同的车型或系列中共享使用。这意味着一些常用的零件可以被多次使用，减少了新开发零件的数量。这样不仅可以降低采购成本，还可以简化供应链管理，提高供应链的效率。此外，模块化设计还可以提高产品的灵活性和可维护性。由于每个模块都是独立的，可以更容易地替换和升级特定的模块，而无需对整个车身进行大规模的修改。这样可以实现产品的快速更新和迭代，提高产品的竞争力。

3.3.3 对新开零件进行严格的成本效益分析

为了确保成本可控，企业需要对新开零件进行严格的成本效益分析。这意味着需要对零件的功能、使用寿命、制造成本等方面进行全面评估。通过这样的分析，我们可以选出最具成本效益的零件设计方案。在进行成本效益分析时，需要评估零件的功能和性能是否满足产品需求。如果某个新开零件的功能与现有零件相似，但成本更高，那么就需要重新评估其是否值得开发。同时，还需要考虑零件的使用寿命，因为长寿命的零件可以减少维修和更换成本。除了功能和使用寿命，制造成本也是成本效益分析的重要指标。企业需要评估新开零件的制造成本，包括材料成本、加工工艺成本、设备投资成本等。如果新开零件的制造成本过高，那么就需要重新考虑设计方案，寻找更经济的制造方法。通过严格的成本效益分析，企业可以在保证产品质量的同时，有效地控制开发成本。这样可以实现最优的成本效益平衡，提高企业的竞争力和盈利能力。

3.3.4 建立新开零件的知识库，实现经验共享和积累

建立一个知识库可以积累和共享新开零件的设计经验。在这个知识库中，可以记录所有新开零件的设计过程、制造方法、成本效益分析等方面的信息。通过定期更新和维护这个知识库，我们可以在新产品设计过程中充分利用已有的经验，提高开发效率，降低开发成本，同时还可以促进团队成员之间的知识共享和交流。

3.4平台化的车身零件设计与制造成本之间的关系

3.4.1规模经济

平台化设计为汽车制造商带来了巨大的优势，它使得不同型号的车身零件可以共享相同的设计和生产工艺。这种共享平台策略有助于提高生产效率，降低制造成本。当汽车制造商在多个型号的零件上采用相同的设计和生产工艺时，他们可以实现规模经济，从而降低每个零件的制造成本。这种共享平台的优势还体现在生产效率的提高上。由于同样的设备和工艺可以用于生产多种型号的零件，因此可以减少设备和人力的浪费，从而进一步提高生产效率。 

3.4.2降低研发成本

平台化设计可以减少新车型研发的时间和成本。由于平台化零件在设计之初就已经考虑到了多种型号汽车的需求，因此可以减少为新车型单独研发零件所需的时间和成本。平台化设计通过共享设计和生产工艺，减少了新车型研发过程中所需的资源和时间。这有助于加快新车型的推出速度，提高汽车制造商的竞争力。

3.4.3降低维修成本

平台化设计使得通用零件可以在多种型号的汽车上通用。这意味着维修人员可以更加方便地获取所需的替换零件，无需等待特定型号的零件供应。这不仅减少了维修人员的搜寻和等待时间，还提高了维修效率，从而降低了维修成本。再者，平台化设计可以减少维修人员的培训成本。由于通用零件在多个型号之间共享使用，维修人员只需要掌握一套通用的维修知识和技能，无需为每个型号进行专门的培训。这样可以降低培训成本，并提高维修人员的灵活性和适应能力。此外，平台化设计还可以降低维修人员的库存成本。由于通用零件的广泛应用，维修人员可以减少库存的种类和数量，只需保留常用的通用零件即可。这样不仅减少了库存成本，还简化了库存管理和物流流程，提高了维修人员的工作效率。平台化设计还可以提高维修的质量和可靠性。由于通用零件经过了更多的测试和验证，其质量和可靠性更高。这意味着维修人员可以更加放心地使用这些零件进行维修，减少了因零件质量问题而导致的二次维修和返修，进一步降低了维修成本。

3.4.4提高质量与可靠性

平台化设计可以提升零部件的质量和可靠性。由于平台化零件已经在多种型号的汽车上得到了验证，因此可以保证其质量和可靠性。这对于汽车制造商和消费者来说都是非常重要的。高质量的零部件可以提高汽车的性能和耐久性，降低故障率，从而提高客户满意度和忠诚度。

结束语：本文深入探讨了车身零件平台化设计方法和降低制造成本的策略。通过模块化、参数化、接口标准化的设计方法，可以提高车身零件的通用性和可制造性。同时，从材料利用率、零件工艺、平台化水平和新开零件等方面提出了具体的降低制造成本的措施。未来，随着汽车工业的不断发展，车身零件的设计与制造成本控制将变得更加重要。汽车企业需要不断优化设计方法、提高制造水平，以应对市场竞争和成本压力，实现可持续发展。

参考文献

[1]张晓龙,王迪,刘久月,唐广辉,陈卓,曹弘.车身零件积放式输送器的应用与设计[J].汽车工艺与材料,2021,(01)：57-63.

[2]朱俊,刘绿军.汽车白车身Z形零件的拉伸模设计[J].模具制造,2020,20(07)：26-29.

[3]翟正阳,翟永兴,王梓宇,李文义,宫爽.大型车身零件的通用化包装设计研讨[A]第十六届河南省汽车工程科技学术研讨会论文集[C].河南省汽车工程学会,河南省汽车工程学会,2019：3.

[4]李宁,王书勤,陈潇颖.基于白车身装配焊接的零件防错设计研究[J].时代汽车,2019,(03)：102-104.

[5]邹松春.负泊松比结构车身零件耐撞性优化设计[D].南京航空航天大学,2019.

[6]樊君.热成形零件在车身上的应用及其设计准则[J].机电技术,2018,(05)：61-63.