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新能源汽车一体化铸造能节约多少成本?

IP属地 北京 编辑:沈瑾瑜 太阳生活圈 时间:2024-10-11 20:23:27

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新能源汽车是指不使用化石燃料而是使用新型能源(如电能、氢能等)作为动力来源的汽车,在动力 控制和驱动方面都有不同的先进性能,而且结构也有很多创新设计。基于创新结构设计,目前研究的热点是 一体化铸造,即将后车架所有钢性子零件变成一体化的铸造铝合金,既可以减轻重量,还可以减少装配工时,但是这种工艺需要很大的压铸机,一次性投入大量的资金。本文采用作业成本法即ABC法来对一体化铸 造的成本进行分析。

1 序言

近年来,我国新能源汽车销量越来越高,每年都呈两位数增长。新能源汽车制造首要任务就是对 汽车整体进行轻量化设计,降低能耗。在设计过程中,工作人员必须严格按照汽车的实际情况、国家相应的规章制度和准则进行,以确保新能源汽车轻 量化设计的实施,进一步提升新能源汽车自身的耐久性和安全性[1]。同时,还要尽量选择新型更为轻质的材料,以提升新能源汽车的整体性能,实现我国新能源汽车节能耗能的最低标准,有效促进我国新能源汽车的发展。为此,各家汽车公司都在对新能源汽车的结构进行重新设计,同时也需要对最优结构、最优装配、最优成本进行研究分析。

汽车模块化平台有利于节约成本、管控质量、 提升效率,是未来车企竞争的核心能力之一。底盘 不仅是汽车平台化、模块化中最重要的系统,而且由于底盘与悬架、制动等机构紧密相关,同一整车平台有着高度标准化的制动、悬架系统,因此也是汽车零部件中平台化、模块化特征最明显的部分[2]。一体化铸造便可以实现模块化生产。

2 一体化铸造

传统汽车生产的四大工艺均是冲压、焊接、 喷涂、装配,后车架为钢铁材质:第一步将钢板冲压成小零件,然后把子零件焊接成总成件,最后装配。一体铸造工艺,是把冲压改为铸造,原材料由钢材改为铝合金;可以直接铸造出一个大型零件, 不使用焊接而使用螺栓联接。这就大大减少了冲压、焊接及装配的时间,应用一体铸造技术,原有汽车工业制造体系的四大工艺将简化为三大工艺[ 3]。

传统后车架由70~80个零件冲压、焊接及装配而成,一体化铸造则是一个大型零件,制造总时间 从2~3h缩短至1.5~2min,其中螺钉、螺母装配过 程更是减少了50台机器人,这样同时缩短生产线, 节省30%占地面积。人工方面,焊装车间要配20~ 50名工人,但是一体化铸造车间只需要8~15名工人。另外,大型铝合金零部件让回收再利用变得更 加简单高效:如果铝合金零件在生产过程中存在严重缺陷或报废,可以直接回收再去熔炼成铝液,然后进行铸造,材料不容易浪费,而废钢则很难做到这样。也就是说,一体化铸造在零部件的整合上有多方面的优势,可以使车身达到轻量化,减少工人数量和装配机器人,提高效率,缩短供应链和整车的制造时间。新能源车在后车架上使用一体化铸造设计如图1所示。

图1新能源车在后车架上使用一体化铸造设计

3 作业成本法概况

作业成本法是从ABC成本法翻译而来,即 Activity-based Costing Analysis。作业成本法是一种 以成本动因理论为基础,对“作业”这一间接过程发生的成本进行核算的方法。作业成本法的指导思想是:“成本对象消耗作业,作业消耗资源”。成本动因即为成本变动的原因,包括资源动因和作业动因,是作业耗用资源的依据。作业可以简单地理解成企业为生产产品所做出的一系列流程或活动。该方法原理主要是以作业为中间媒介,构成产品对作业的消耗、作业对资源的消耗,然后资源通过资源动因和作业动因构成成本。作业成本法可以提供准确、完整的成本信息,用以更好地反映企业经营状况。作业成本法主要关注生产运作过程,加强运作管理,关注具体活动及相应的成本,同时强化基于活动的成本管理。因此具体到某个作业或者工序就需要了解相对应的工作内容、成本驱动因子等[3]。

作业成本法的优点:第一,企业成本管理水平 得到改善。通常企业使用计划成本法,但根据上年 实际指标制定的计划成本不一定适用于当年的成本 生产情况,并且计划成本法不能在当下准确地反映 相关产品成本,从而不利于企业及时进行地的促进 了企业产品成本管理的实现,有利于企业提升成本管理质量,提高市场竞争力。第二,有利于提升利润。通过作业成本管理,消除生产环节中不增值的作业,使得生产流程得到进一步优化,所生产产品的质量与产量得以提高,产品供应体系变得更为高效,以达到进一步提升企业盈利空间的目的[4]。

4 成本分析

由于一体化铸造的成本驱动因子就是铸造,后车架需要使用7000t(70MN)的压铸机。本文用国产7000t压铸机来做分析。首先是固定成本:机器一次性投资、安装费。按照汽车行业的普遍规则, 固定成本10年进行折旧;维修费则按固定资产原值的2%进行计算。其次是人工费,按标准配备8名工人,6人是一线工人,按人均工资为8万元/年计;1人是班组长,1人是机修人员,按人均工资为12万元/年计,均包含相应的“五险一金”的费用。财务管理费用,如项目运行期间所产生的办公费、保险 费、咨询费,以及管理人员、销售人员工资等均计入管理费用;财务费用为所需支付的长期贷款利息及流动资金贷款利息等。压铸机每年的固定成本见表1。

根据作业成本法的指导思想是:“成本对象消耗作业,作业消耗资源”,因此还需计算消耗的资源,如水、电、气等,也就是能耗成本(变动成 本)。依据以上观点,核算能耗成本。压铸机器每分钟的能耗见表2。

将固定成本和变动成本综合起来考虑,就可以得出压铸机每分钟的所有费用。压铸成本明细见 表3。

这里需要说明的是,机器折旧:按照10年来折旧,残值5%,每年按照250个工作日来算,每天2 班,每班10h(运营时间),一年总的生产时间就 是5000h。通常一个后车架铸造所需的生产节拍 是120s,需要2个工人操作这台压铸机,其工资是 0.83元/min。假设这个零件在一级供应商生产,通常供应商在报价给主机厂(汽车公司)时,还需要加上10%的管理费用,利润依据不同供应商制定的原则,通常是10%~15%。假设按照15%的利润率, 可以得出压铸成本。

现假设该零件35kg,查询铝A356的原材料价 格2022年6~8月的均价为17.74元/kg(不含税价), 根据铝生产时会损耗5%,另外还需给3%的管理费,因此原材料核算公式 35×17.74×1.05×1.03元 =671.5元。

将上述材料费用、工人费用(3个人)、压铸机的固定和能耗成本、财务管理费用以及利润加一 起,可以得出一体化铸造的成本。一体化压铸成本见表4。

5 结论与展望

新能源汽车的兴起带动了相关配套产业的发展,一体化铸造正是在这种情况下应运而生,但也为企业成本管理提出了新的要求和挑战。作者用作业成本法对一体化铸造的成本构成进行了深入研 究,以下是对主要工作内容与研究成果的回顾总结。

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