基于精益设计优化汽车蓄电池托盘成本

在汽车行业中，初期产品设计方案决定了产品生命周期成本的70%-80%，因此，在汽车产品开发前期进行方案的精益设计对产品的成本控制具有重要的意义，避免了后续产品频繁变更带来巨大的浪费。

1）拆解分析

蓄电池托盘总成通过螺栓与车身纵梁连接，主要用于支撑蓄电池与膨胀水箱。

（1）.部件数量：蓄电池托盘总成（包括螺栓、螺母在内）总共 74 个零部件，其中：电瓶托盘支架体由 19 个钣金零部件焊接而成，且零部件的厚度不完全一致；

（2）.电瓶托盘支架材料：DX52D+Z；

（3）.部件重量：6.713kg；

（4）.总成工艺：采用钣金拼焊结构，钣金冲压加工后，通过焊接工艺拼焊而成；

（5）.部件成本：163.76 元。

2）创建 EBOM

3）分析机会

通过对利用DFMA? 软件对蓄电池托盘总成进行成本分析及精益设计分析，并通过开展头脑风暴活动，收集蓄电 池托盘总成精益设计提案，并对提案进行详细分析。最终，以最少零部件数的精益设计理念角度考虑，电瓶托 盘支架 19 个钣金件之间没有相对运动，只要安装可靠，强度满足要求，理论上 19 个钣金零件可以合并为一个，且为同一种材料。 并进一步通过有目的性的资料搜集与对标分析，福特金牛座蓄电池托盘材料为注塑一体成型，材料采用 PP+GF30。其中，PP+GF30 材料特性为特高耐热，高强度，高刚性, 密度：1.13±0.02g/cm3，洛氏硬度≥95R， 拉伸强度 ≥65 Mpa；简支梁无缺口冲击强度≥40 kJ/m2；断裂伸长率≥8％；弯曲强度≥80Mpa；收缩率 0.5-0.8 % 。常用于如蓄电池托架、如发动机冷却风扇等 。

4）方案再设计

利用最少零部件精益设计理论，在保证电池托盘现有功能的前提下，对电瓶托盘支架进行全新设计，电瓶 托盘支架总成材料采用 PP+GF30 注塑一体成型，并将电瓶托盘支架整体注塑为 1 个零部件，采取卡接结构与车 架相连，最终方案为蓄电池托盘总成零部件数量减少为 7 个。在零部件数量减少的同时，满足了部件原有功能 要求，零部件成本大大减少，由于取消了标准件的固定，零部件质量得到大幅度提升，与车身的连接采用卡扣 结构，实现了蓄电池托盘总成的快速安装。

表 2 优化后方案-蓄电池托盘总成 BOM 表

通过对蓄电池托盘总成的精益设计，实现了零部件数量从 74 个减少到 7 个，减少零部件数量 67 个，零部 件减少率为 91%；蓄电池托盘总成的重量由 6.713kg 减少到 2.452kg，重量减少 63%；电瓶托盘支架安装采用卡 接结构，紧固件数量有 57 个减少到 0 个，实现了 100%取消紧固件数量，大大提升了部件总成质量，质量成本 降低 86%；蓄电池托盘总成制造成本由原方案 163.76 元降低到 41.91 元，总制造成本降低 74%。

表 3 优化前/后-蓄电池托盘总成对比分析