淺談乘用車空調(diào)箱成本構(gòu)成及應(yīng)用*

周 政,劉宇珂

(同濟(jì)大學(xué)汽車學(xué)院,上海 200092)

淺談乘用車空調(diào)箱成本構(gòu)成及應(yīng)用*

周 政,劉宇珂

(同濟(jì)大學(xué)汽車學(xué)院,上海 200092)

結(jié)合企業(yè)實際的情況,運(yùn)用成本分析及多元線性回歸等理論知識,得出的在項目前期就能夠快速高效使用的方法,來切實解決企業(yè)成本控制中存在的一些問題。以乘用車空調(diào)箱作為研究對象,通過多元線形回歸,分析成本構(gòu)成,并且闡述了其普遍應(yīng)用價值。

成本構(gòu)成;線性回歸

0 引 言

汽車行業(yè)在近十年,得到了火速迅猛的發(fā)展。汽車市場由發(fā)達(dá)國家逐步轉(zhuǎn)向發(fā)展中國家,隨著中國汽車市場的不斷成熟,消費(fèi)者擁有了更多的選擇,近年來各大車企都在不斷地提升自身的市場競爭力,然而不論是降價賣車,還是提高配置,都需要足夠的價格空間以支撐企業(yè)的利潤率。在當(dāng)前異常激烈的競爭環(huán)境下整車廠對成本重視程度已經(jīng)達(dá)到了一個空前的高度,不少整車廠更是在項目非常前期的時候就開始壓縮零部件采購預(yù)算,通常是由財務(wù)部門給出項目成本目標(biāo),然后由采購部完成指標(biāo)。然而問題也隨之而來,應(yīng)該如何使零部件的開發(fā)設(shè)計與目標(biāo)成本結(jié)合起來綜合考慮,如何在做開發(fā)策略時運(yùn)用成本分析[1-2]更加靈活的通過配置的增減來滿足客戶的需求又能將成本控制在一個既有競爭力又合理的范圍內(nèi)[3],這便是本文研究的核心內(nèi)容。

1 乘用車空調(diào)箱的成本構(gòu)成

現(xiàn)代乘用車的空調(diào)箱一般是由蒸發(fā)器,暖風(fēng)芯體,風(fēng)門組件,連桿機(jī)構(gòu),鼓風(fēng)機(jī),空氣濾芯及塑料外殼體等組成的。其主要作用是調(diào)節(jié)車內(nèi)溫度,凈化車內(nèi)空氣,,提高體感的舒適性,車內(nèi)空氣循環(huán)流通。

現(xiàn)代汽車越來越注重乘客廂的舒適度,對于乘用車空調(diào)而言,所謂配置的高低,主要是由風(fēng)控系統(tǒng)決定的。所謂風(fēng)控系統(tǒng)是由風(fēng)門組件,連桿機(jī)構(gòu),伺服電機(jī),鼓風(fēng)機(jī),空氣濾芯等組成。伺服電機(jī)收到電控信號的輸入,驅(qū)動連桿機(jī)構(gòu),帶動風(fēng)門組件,實現(xiàn)出風(fēng)口的通風(fēng)控制,高端的配置通常會對乘客廂不同的區(qū)域分別控制溫度風(fēng)量,這個功能就是通過風(fēng)門組件來控制的,高配的空調(diào)箱會對一個區(qū)域的控溫使用好幾個風(fēng)門進(jìn)行混合控制,比如冷熱風(fēng)的混合,多個部位的風(fēng)量控制。而低配的空調(diào)箱則會盡量減少風(fēng)門組件的數(shù)量來控制總成本,相對的,空調(diào)箱對出風(fēng)溫度,出風(fēng)風(fēng)量,出風(fēng)部位的控制也就相對單一,沒有辦法個性化滿足每個乘客的需求。至于風(fēng)門對于溫度的控制則是利用冷凝器的制冷功能,及暖風(fēng)芯體的加熱功能,再通過混合風(fēng)門對冷熱氣體在空調(diào)箱艙內(nèi)進(jìn)行溫度混合,達(dá)到調(diào)節(jié)溫度的功能,最后再結(jié)合溫度傳感器對溫度實現(xiàn)控制。

所謂空調(diào)箱成本驅(qū)動因子,對其定義為影響空調(diào)箱成本變化的主要因素,即由于某些特征或者功能發(fā)生變化時,空調(diào)箱的成本亦隨之進(jìn)行相對應(yīng)的變化,這種產(chǎn)生空調(diào)箱成本變化的因素稱之為成本驅(qū)動因子。在成本公式中如果空調(diào)箱的成本是因變量,那么驅(qū)動因子就是自變量。為了獲取這些成本因子,本文選取了19個空調(diào)箱采購項目的定點(diǎn)報價作為分析樣本,這些報價都經(jīng)過充分的市場競爭及議價,并且來自不同的空調(diào)箱制造供應(yīng)商,不同的生產(chǎn)體系,不同的上下游供應(yīng)鏈,因此通過多元線性回歸的分析方法能夠比較客觀準(zhǔn)確的找出驅(qū)動因子及相應(yīng)的系數(shù)。

2 蒸發(fā)器成本公式

從蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)以及原材料來看,其主要的成本在于蒸發(fā)器的重量,芯體尺寸等方面。本文選取了19個樣本進(jìn)行回歸分析,所有樣本都為整車廠實際采購項目的定點(diǎn)價格,且都經(jīng)過充分的市場競爭及商務(wù)談判。分析的自變量為蒸發(fā)器的重量,芯體的迎風(fēng)面積,芯體的厚度,扁管的層數(shù),因變量為蒸發(fā)器的采購價格。

假設(shè)蒸發(fā)器采購成本公式為:

經(jīng)過線性回歸分析,如表1所示,回歸統(tǒng)計分析結(jié)果中的相關(guān)系數(shù)Multiple R的值達(dá)到98.96%,說明這四項自變量與因變量采購價格之間是高度正相關(guān)的。R Square為0.9793,說明這四項自變量能夠說明因變量的97.93%,也就是說,蒸發(fā)器的重量,迎風(fēng)面積,厚度,扁管層數(shù)以外的因素僅影響2.07%的采購成本。0.94的標(biāo)準(zhǔn)誤差說明該成本公式的線性回歸曲線的擬合度非常好。另外,由表2可知,F顯著性統(tǒng)計量的值十分接近于0,因此該回歸方程回歸效果顯著,公式(1)有效。

表1 回歸統(tǒng)計

表2 方差分析

由表3中P value列的值可發(fā)現(xiàn),Xevap1與Xevap2的值遠(yuǎn)小于顯著性水平0.05,因此蒸發(fā)器的重量和迎風(fēng)面積與采購成本強(qiáng)相關(guān),而蒸發(fā)器的厚度與扁管的層數(shù)與采購成本弱相關(guān)。

表3 回歸參數(shù)表

3 暖風(fēng)芯體成本公式

從暖風(fēng)芯體的結(jié)構(gòu)以及原材料來看,其主要的成本在于暖風(fēng)芯體的重量,芯體尺寸等方面。因此同樣的,依舊選取這19個空調(diào)箱樣本進(jìn)行回歸分析,所有樣本都為整車廠實際采購項目的定點(diǎn)價格,且都經(jīng)過充分的市場競爭及商務(wù)談判。分析的自變量為芯體的重量,芯體的迎風(fēng)面積,芯體的厚度,扁管的層數(shù),因變量為暖風(fēng)芯體的采購價格。

假設(shè)暖風(fēng)芯體的采購成本公式為:

經(jīng)過分析,如表4所示,回歸統(tǒng)計分析結(jié)果中的相關(guān)系數(shù)Multiple R的值達(dá)到98.99%,說明這四項自變量與因變量采購價格之間是高度正相關(guān)的。R Square為0.9801,說明這四項自變量能夠說明因變量的98.01%,也就是說,暖風(fēng)芯體的重量,迎風(fēng)面積,厚度,扁管層數(shù)以外的因素僅影響1.99%的采購成本。0.97的標(biāo)準(zhǔn)誤差說明該成本公式的線性回歸曲線的擬合度非常好。另外,由表5可知,F顯著性統(tǒng)計量的值十分接近于0,因此該回歸方程回歸效果顯著,公式(2)有效。

由表6中 P value列的值可發(fā)現(xiàn),Xhtr1,Xhtr2的值遠(yuǎn)小于顯著性水平0.05,因此暖風(fēng)芯體的重量和迎風(fēng)面積與采購成本強(qiáng)相關(guān),Xhtr4的值接近于顯著性水平0.05,因此暖風(fēng)芯體的扁管數(shù)量與采購成本基本相關(guān),而暖風(fēng)芯體的厚度則與采購成本弱相關(guān)。

表4 回歸統(tǒng)計

表5 方差分析

表6 回歸參數(shù)表

4 風(fēng)控系統(tǒng)成本構(gòu)成

風(fēng)控系統(tǒng)的成本主要由風(fēng)門連桿機(jī)構(gòu),電機(jī),鼓風(fēng)機(jī),控制模塊,空調(diào)濾芯,傳感器等因素組成,其成本與汽車空調(diào)的配置極其相關(guān)。本文將會列出風(fēng)控系統(tǒng)中的各個部件與配置之間的關(guān)系。

假設(shè)風(fēng)控系統(tǒng)的采購成本公式為:

式中:Ywcs1為鼓風(fēng)機(jī)價格;Ywcs2為鼓風(fēng)機(jī)控制模塊價格;Ywcs3為伺服電機(jī)價格;Ywcs4為風(fēng)門連桿機(jī)構(gòu)價格; Ywcs5為空調(diào)濾芯價格;Ywcs6為空氣質(zhì)量傳感器價格; Ywcs7塑料外殼體價格。

鼓風(fēng)機(jī)作為向車內(nèi)乘客廂送風(fēng)的主要動力來源,除了對其制冷制熱的表現(xiàn)有較高的要求外,還對其穩(wěn)定性,低噪音等指標(biāo)有所考量。因此該部件一般比較注重品質(zhì)的整車廠及空調(diào)箱供應(yīng)商都會選用電裝、博世等國際化品牌的電機(jī)供應(yīng)商。由于電機(jī)供應(yīng)商選擇范圍較小,因此電機(jī)價格透明,議價空間也很少,價格區(qū)間主要是有電機(jī)功率的不同所造成的,大多數(shù)整車廠都對其制冷制熱能力給予了邊界條件的設(shè)計要求,例如在制冷方面,采去三個測量點(diǎn)對制冷現(xiàn)進(jìn)行要求,當(dāng)風(fēng)量在280 kg/hr時達(dá)到5.2 kW的制冷水平,當(dāng)風(fēng)量在400 kg/hr時達(dá)到7.2 kW的制冷水平,當(dāng)風(fēng)量在520 kg/hr時達(dá)到8.7 kW的制冷水平。又例如在制熱方面,當(dāng)風(fēng)量在450 kg/hr時制熱溫度能夠達(dá)到58℃。風(fēng)速方面達(dá)到125 L/s@12 V。這些技術(shù)指標(biāo)都是考量鼓風(fēng)機(jī)乃至空調(diào)箱設(shè)計的關(guān)鍵數(shù)值,由于蒸發(fā)器和暖風(fēng)芯體由于空間限制,調(diào)整范圍不大,因此為了達(dá)到客戶的要求,空調(diào)箱供應(yīng)商會選擇不同系列的鼓風(fēng)機(jī)來搭配蒸發(fā)器暖風(fēng)芯體的設(shè)計,尋找一種組合能夠滿足技術(shù)指標(biāo)。空調(diào)鼓風(fēng)機(jī)的成本因素主要來自于電機(jī)的功率,其價格基本滿足公式(4):

式中:Xpwr為鼓風(fēng)機(jī)的功率;X0空調(diào)箱鼓風(fēng)機(jī)最低功率;P0為空調(diào)箱鼓風(fēng)電機(jī)的基礎(chǔ)價格;L0為價格檔位;P1為每檔的價格。

鼓風(fēng)機(jī)的功率是由調(diào)速模塊控制的,控制模塊決定了電機(jī)檔位的變化方式及范圍,不同形式的控制模塊更決定了鼓風(fēng)機(jī)變檔的速度,效率,乃至油耗。就目前主流的控制模塊而言,調(diào)速模塊的選擇基本上與空調(diào)的配置相關(guān),手動空調(diào),電動空調(diào)還是自動空調(diào),及其空調(diào)系統(tǒng)的算法決定了使用哪種控制模塊。

風(fēng)門及其連桿機(jī)構(gòu)從設(shè)計上來講,與空調(diào)箱制造供應(yīng)商的設(shè)計風(fēng)格設(shè)計習(xí)慣有關(guān),每套連桿機(jī)構(gòu)控制的風(fēng)門數(shù)量以及所能傳遞的扭矩都是不同的,但為了保持市場競爭力,基本上每個空調(diào)箱制造商都做了價值分析以優(yōu)化設(shè)計,家族化、模塊化的連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計方案也已經(jīng)成為行業(yè)的普遍做法。因此總體而言對于空調(diào)箱中一整套風(fēng)門連桿機(jī)構(gòu)的總成本差異并不大。一般在項目前期預(yù)估成本的時候都以風(fēng)門數(shù)量為單位,按風(fēng)門個數(shù)預(yù)估價格。

空調(diào)箱的塑料外殼體一般都是以聚丙烯為基料,聚丙烯密度小,強(qiáng)度剛度,硬度耐熱性均優(yōu)于低壓聚乙烯,可在100℃左右使用。具有良好的電性能和高頻絕緣性不受濕度影響,但低溫時變脆、不耐磨、易老化。一般適用于機(jī)械零件,耐腐蝕零件和絕緣零件。另外現(xiàn)在聚丙烯的國產(chǎn)化程度非常高,金發(fā)等國內(nèi)大型原材料制造企業(yè)都已經(jīng)完全掌握這種材料的開發(fā),并且已經(jīng)大規(guī)模與整車廠合作,因此聚丙烯不論從物理特性還是成本上的優(yōu)勢來看,都非常適合作為空調(diào)箱的外殼體的材料。此外考慮到空調(diào)箱的實際工況,一般都會在聚丙烯中加入滑石粉,滑石粉的比例通常為20%。使空調(diào)箱的外殼體經(jīng)過注塑工藝后,產(chǎn)品形狀更加穩(wěn)定,有更好的張力強(qiáng)度,剪切強(qiáng)度,繞曲強(qiáng)度,壓力強(qiáng)度。降低變形,伸張率,熱膨脹系數(shù)。這是一種非常常用的強(qiáng)化改質(zhì)填充劑。對于空調(diào)箱塑料殼體這類單一工藝的注塑件而言,一般有黑色居多,也有乳白色,這些都成本影響不大。主要是原材料的成本和注塑的成本。使用的原材料非常常見,因此市場上的價格也非常透明。而注塑的成本主要取決于塑料殼體零件本身的尺寸大小,零件的尺寸決定了需要用多大的注塑機(jī)。一般注塑機(jī)的選擇分為以下四步,及選對型,放得下,拿得出,鎖得住。

選對型:由產(chǎn)品及塑料決定機(jī)種及系列。由于射出機(jī)有非常多的種類,因此一開始要先正確判斷此產(chǎn)品應(yīng)由哪一種注塑機(jī),是單色、雙色、多色、夾層或混色等。對于空調(diào)箱外殼體而言基本的單色注塑機(jī)就可以滿足需求。國內(nèi)空調(diào)箱殼體的制造商中海天注塑機(jī)的占有率非常之大,因此本文也會以海天注塑機(jī)的成本作為研究基礎(chǔ)。

放得下:由模具尺寸判定機(jī)臺的“大柱內(nèi)距”、“模厚”、“模具最小尺寸”及“模盤尺 寸”是否適當(dāng),以確認(rèn)模具是否放得下。模具的寬度及高度需小于或至少有一邊小于大柱內(nèi)距;模具的寬度及高度最好在模盤尺寸范圍內(nèi);模具的厚度需介于注塑機(jī)的模厚之間;模具的寬度及高度需符合該注塑機(jī)建議的最小模具尺寸,太小也不行。

拿得出:由模具及成品判定“開模行程”及“托模行程”是否足以讓成品取出。開模行程至少需大于成品在開關(guān)模方向的高度的兩倍以上,且需含豎澆道的長度;托模行程需足夠?qū)⒊善讽敵觥?/p>

鎖得住:由產(chǎn)品及塑料決定“鎖模力”噸數(shù)。當(dāng)原料以高壓注入模穴內(nèi)時會產(chǎn)生一個撐模的力量,因此注塑機(jī)的鎖模單元必須提供足夠的“鎖模力”使模具不至于被撐開。鎖模力需求的計算如下:由成品外觀尺寸求出成品在開關(guān)模方向的投影面積;撐模力量=成品在開關(guān)模方向的投影面積(cm2)×模穴數(shù)×模內(nèi)壓力(kg/cm2);機(jī)器鎖模力需大于撐模力量,且為了保險起見,機(jī)器鎖模力通常需大于撐模力量的1. 17倍以上。

根據(jù)實際經(jīng)驗來看,一般空調(diào)箱外殼體供應(yīng)商處配備的注塑機(jī)噸位基本上最小在400 t,最大在1 200 t。這種搭配可以涵蓋尺寸從小到大的各種塑料殼體件。由于本研究用于項目前期對成本的估算,注塑件的具體尺寸大小壁厚都沒有完成設(shè)計,因此其價格可以用一個比較簡單的經(jīng)驗公式來做前期的估算,即料工比為7:3。意思是原材料成本占比為70%,注塑加工費(fèi)的成本占比為30%。根據(jù)此經(jīng)驗公式,只要知道塑料外殼體的目標(biāo)重量就可以估算出整個外殼體的大致成本情況。

通過上述研究分析,我們知道如何使用本文的研究成果使乘用車空調(diào)箱的開發(fā)設(shè)計與目標(biāo)成本結(jié)合起來綜合考慮,如何在做開發(fā)策略時更加靈活的通過配置的增減來滿足客戶的需求,又能將成本控制在一個既有競爭力又合理的范圍內(nèi)。此外,本文的研究成果還將衍生到其他汽車零部件中,研究論述乘用車空調(diào)箱開發(fā)策略在整車其他整車零部件中的擴(kuò)展應(yīng)用。這些問題的解決有利于企業(yè)在競爭異常激烈的市場能夠有更好的成本控制,能夠有更好的利潤空間,也能夠地根據(jù)自身實際成本情況來選擇客戶最需要的配置從而掌握市場的主動權(quán)。

5 結(jié) 語

隨著車企不斷大規(guī)模的官降,成本的壓力越來越大,逆水行舟,不進(jìn)則退。在車企銷量增長率不斷下降的今天,關(guān)注成本,控制成本,依然是永不過時的話題。本文的研究出發(fā)點(diǎn)便是能夠通過乘用車空調(diào)箱作為一個典型案例樣本進(jìn)行分析研究,最終面向于所有汽車零部件,其良好的拓展性為今后的研究帶來了更多的可能性。如今大部分車企都開始或者已經(jīng)組建了成本分析團(tuán)隊,企業(yè)對于零部件的應(yīng)有成本也在不斷地積累,當(dāng)積累達(dá)到一定程度之后,大部分的汽車零部件都能夠在通過一定的方式方法后得出其成本模型。而對于企業(yè)而言,當(dāng)整車大部分高價值的零件成本被模型化之后,那么對成本的控制將得到進(jìn)一步的升華,從此不會再被SOP前由于超支而被迫簡配的問題所困擾。合理的規(guī)劃預(yù)算,有效的控制成本,造出有競爭力的產(chǎn)品才是每個汽車人夢寐以求的理想。

[1] 陸 芳.汽車零部件成本分析與控制[J].江蘇科技信息(學(xué)術(shù)研究),2001(1):53-55.

[2] 徐鳳菊.汽車零件成本預(yù)測模型研究[J].統(tǒng)計與決策,2005 (14):146-148.

[3] 張立偉.基于戰(zhàn)略采購的汽車零部件成本分析方法研究[J].現(xiàn)代商業(yè),2008(26):116-117.

Cost Structure and Application of the HVAC Module in Car

ZHOU Zheng,LIU Yu-ke
(Automobile Institute,Tongji University,Shanghai 200092,China)

The thesis is based on the author′s practical work,combined with the cost analysis theory,and the specific circumstances of the industry.In this thesis,the research is on the strategy of the components development,the HVAC unit is used as the study object,and the thesis takes five sections to describe the author's viewpoint and prove the universal application value of this method.

cost structure;linear regression

U463

A

1007-4414(2015)05-0212-04

10.16576/j.cnki.1007-4414.2015.05.078

2015-09-12

周 政(1984-),男,上海人,工程師,主要從事汽車行業(yè)采購成本方面的工作。