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模具知識

淺談模具成本的管控

2022-01-13115人次瀏覽
    今天,和大家一起探討一下模具成本的管控。

    首先,一個最基本的問題,什么是模具的成本,筆者在某地做講座時,有朋友不加思索地就回答:模具成本就是模具材料費+加工費+稅收。當然還有人工費,我們可以認為人工費是含在加工費中的,當然還有設計費。

    從狹義的角度說,這個答案是不錯的。但真正要講管控模具的成本,我們必須好好地分析一下,影響模具成本的各種因素。

    首先,筆者對模具成本的定義是:模具從報價開始到交付使用前發生的一切費用。影響這些費用的因素有很多。

    第一個因素,制品的合理設計是影響模具成本的最大要素。筆者相信,很多人不會認同筆者的看法。制品的設計合理與否,怎么可能是影響模具成本的最大因素。大家看看,第一腳,就把球踢到我們整車廠來了,但是大家仔細想想,假如制品設計得不合理,對模具企業來說,是怎么一個情況?那是一場災難。往往一個項目的失敗,就是因為產品設計不合理引起的。筆者從事模具40多年,這樣的事經歷得多了,有時為了實現制品上的一個倒扣,而產品工程師和模具設計師又沒有很好的溝通,模具的成本就會無限地增加。

    筆者有幸參與了上海一家汽車公司的一款適合殘疾人用的小轎車內飾件的設計。其中有個零件叫中隔板,樣品是用片材熱壓成型的,現在該公司決定要注塑成型。按原來該廠的設計,這個零件很大,模具的制作成本在400萬人民幣左右。按計算,配套的注塑機應該在6000噸以上。筆者當時提出一個情況,因為當時地球上還沒有這么大的注塑機。后來筆者建議將它分割成2件。2套模具的制作成本加起來也沒有超過200萬。配套的注塑機都選用了2000噸的機型。最后是皆大歡喜。這樣的例子太多了。所以,一個產品設計師,要盡量多地了解模具和注塑機的知識,使得設計出來的產品盡量適合模具和成型的進行,不要無端地增加模具和注塑的制作難度和成本。在滿足整車裝配的前提下,和模具部門保持良好的溝通,是減少模具成本的最有效最直接的措施。這里面還有一個生產力和生產關系的哲學問題。有些產品工程師認為,模具成本是你們模具公司的事,和我無關。但是,假如生產關系重新組合一下,注塑公司和模具公司是一家公司的,那會怎么樣?事實上,這是一個社會大趨勢,現在運作的比較好的公司,都是注塑公司和模具公司結合為一體的,單純靠制作模具而存在的公司,目前幾乎都不能生存了。所以,產品設計不合理,就會直接增加模具成本,盡管這些費用是由模具公司承擔的。

    影響模具成本的第二個因素是制品的設計變更。模具企業經常遇到這樣的情況,在某個項目中,模具剛剛設計好,模架剛剛訂購回來,客戶的設變通知就來了,假如是小小的變化,不影響模具總結構,那倒也無所謂,有時情況比較嚴重,因為制品形狀的改變,模具上要增加機構,甚至連模架都要重新訂購。這個成本就增加大了。據筆者的經驗,一般來說,德國車、日本車的設計變更較少,國產品牌的車設計變更較多。為什么?說起來很復雜,說好聽一點,就是和設計團隊的組成有關。但我們要采取有效的措施,盡量減少設計變更。

    現在有很多快速成型的手段,在做模具前按3D將樣件做出來,進行整車裝配,有不合適的地方,及時修正產品的3D,這樣能最大限度地減少由產品設計變更引起的成本增加。記得筆者以前參與北京吉普切諾基213的研發,在深圳注塑出來的樣板,要到北京去試裝配,那時還沒有3D的概念,唯一的標準是一個叫主模型的東西,我們做好的樣件要到北京主車廠,放到主模型上去比對。光飛機上就折騰了幾十個來回,這個成本到底算材料費還是加工費,真不好說。

    影響模具成本的第三個因素是模具設計和加工工藝路線是否完善,這里要分二種情況來分析,第一是模具設計的合理性和可加工性。一般的模具企業,設計團隊中肯定有年長的、有經驗的設計師,也有剛從學校出來的年輕工程師,我們不可能要求年輕的工程師剛來企業就能夠獨立設計出高水平的模具,就是有豐富經驗的模具工程師,假如閉門造車搞出來的模具結構,也不可能是十全十美的,肯定會有一些考慮不周的細節。一個最重要、最有效的方法——集體評審。筆者記得70年代曾買到過一本德國的模具書,好像叫先進模具結構80例什么的,對筆者影響最大的就是書中提到了做模具的流程,一定要經過對模具結構的多次的集體評審。這對筆者的模具生涯是影響最大的,真的是受益匪淺。這個問題,筆者相信大家現在都有共識?,F在有很多模擬手段,譬如模流分析、模具結構動態分析,試出的產品和設計的產品3D比對分析等,可以最大限度地減少因模具設計的不合理產生的成本增加。

    第二種情況是設計浪費,假如模具用戶明明只要模具生產500件樣品,是用來開發市場的,但是假如我們按壽命30萬模次的模具去設計,這個成本就大了,屬于設計浪費。

    管控模具成本的第四個要素是盡量減少模具的試模次數。很多模具企業,對模具加工費的計算,是以模具接到訂單到模具合格后出廠時的天數來計算加工費的,假如模具經過多次試模還不能夠交付使用,除了按合同要罰款外,模具在工廠內的天數越多,加工費成本也越多。當然,試模的費用也是非??捎^的。所以,多次或者是不可控制的試模次數是模具成本管控的一大盲區。

    我們來分析一下模具試模次數多的原因。

    第一是模具設計時沒有經過充分的集體評審,模具結構存在不合理之處,使得模具在試模后還要經過多次改進,使得模具成本超過預算。假如經過幾次改進,可以搞定,那是比較幸運的,有很多案例是不如人意的,甚至模具要報廢重新做,這個成本就無法控制了。還有一些情況是模具設計很好,但是模具的加工不到位,使得試模次數無端增加,直接增加了模具成本。這個問題是沒有異議的,所以很多模具企業都加大了測量設備的投入。

    第二是試模時沒有選對最佳的成型工藝和注塑機的機型,明明模具做得很好,但是注塑出來的產品不理想。無端增加了試模次數,直接增加了模具成本。這是一些小型模具廠的通病。因為他們沒有試模的條件,也沒有專業的成型工程師。

    第三是對塑料的物理性能沒有充分的了解,甚至連收縮率也沒有搞準確,這樣的情況是時有發生的,所以,在設計模具前就一定要搞清楚塑料的物性,方可有效地減少試模次數。

    影響模具成本的第五個因素是模具材料和標準件的采購。要選擇穩定的,信譽好的供應商。假如由于貪便宜,和草率采購,使模具出問題,那是非??上У?。這樣的情況事實上是很多的。雖然可以追究供應商的責任,但是損失最大的還是模具企業和模具用戶。

    第六點,可能是筆者個人比較偏激的看法,有不當之處請大家批評指正?;氐侥>叱杀镜脑c,什么是模具的成本,這個問題前面已經討論過了。那么筆者再繼續問一下,公司花了這個成本要得到什么?答案是肯定的,要得到一套合格的能正常使用的模具。問題的關鍵是“合格”和“正常使用”。

    假如說,我們用了10萬元人民幣,要求做一套轎車雜物盒的模具,所用塑料是PA+30%GF,注塑周期30秒,模具壽命為30萬模。結果模具制作好了,試出的樣品的尺寸和物理性能也達到了,可是因為設計時考慮不周,注塑時取件困難,注塑周期用了60秒,而且模具生產了10萬件就不能用了,為了趕上整車的配套,必須再投模具。按原來的模具情況,一下子再要投3套模具。同樣是花那么多錢,筆者認為是這套模具的成本是原來預算的3倍或者是6倍。有不同的看法嗎?

    所以,考慮模具成本管控的前提是,得到的模具是否可正常使用,做出的產品是否合格,否則什么都免談。這模具還處于試模階段,還要繼續發生不可預測的成本。

    綜上所述,要有效地管控模具的成本,必須要做倒:

    合理的產品設計,盡量少的設計變更,完善的模具設計和加工流程,產品工程師和模具工程師的良好溝通。以上四條,假如少了其中任何一條,模具的成本將是無法控制的。

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