汽车涂装工艺设计与成本
随着我国汽车工业的蓬勃发展，竞争日趋激烈，价格战不可避免，汽车工业的高利润时代将一去不复返了。降低成本、提高效益是汽车工业的必然选择。降低成本涉及到投资规划、产品设计、配套采购、生产工艺、产品销售、过程管理等多方面的因素。本文仅从汽车涂装工艺设计角度，谈谈怎样降低成本的体会。 汽车涂装是汽车制造的四大工艺之一，大规模汽车涂装线不仅工艺复杂、工程建设周期长，而且工程投资巨大。涂装工艺设计是涂装线建设的“龙头”，它不仅直接影响投资成本，而且还关系到涂装质量和生产成本，因此，从涂装工艺设计源头上考虑成本。对降成本工作非常重要。 2、生产纲领的确定
生产纲领是工艺设计的重要设计依据，直接关系到投资成本。新建涂装线生产纲领的确定，主要是根据企业发展规划及对市场的预测，由于存在诸多的不确定因素，所以生产纲领难以把握准确，太小可能完不成生产任务，造成市场损失，太大可能造成成本增加，不仅浪费建设投资成本，而且还会增加单件产品的生产成本。汽车产品的成本与产量的关系十分密切。在汽车涂装中尤其明显，未达到一定的批量，开动大规模涂装线，很可能会导致生产亏本。有公司曾经出现过大规模涂装线已经建成，但因无生产批量而不能开动生产线的教训，造成大量资产闲置，资金浪费。在确定生产纲领时，一定要十分慎重，避免投资不慎造成重大损失。笔者认为，若预期的产量不很明确。或预计产品市场需要一个较长的成长过程，在设计生产纲领时不妨相对保守一些，或采取滚动发展的策略。 对设计生产纲领偏小，造成生产能力过饱和的问题。可以采取一些应对措施，主要可以提高设备的年时基数及设备开动率。国内大多数生产线的年时基数及设备开动率计算留有相当的余量，年时基数计算扣除了所有双休日和节假日等，设备开动率计算也比国外偏低，因此，提高设备年时基数及设备开动率的空间很大。提高设备的年时基数，增加设备的负荷率，不但可以提高产量，还可以降低单件产品的生产成本。
涂装能力的滚动发展也有两种基本模式；一种是当一条生产线的生产能力难以满足生产需要时，重新建设一条生产线；另一种是在原有生产线的基础上进行补充、改造，提高其生产能力。尽管是滚动发展。但一次设计规划相当重要，特别是对于第二种模式。在一期设计中就应设计好二期的补充、改造方案。有利于降低改造成本及施工周期。以滚动发展的模式进行能力建设．如仅从单位生产能力的投资额考虑，可能要大于一次性投资，但若考虑投资风险、综合成本等因素，滚动发展是一种实用的能力建设模式。在国内汽车行业有不少这种成功的先例。 对商用车涂装而言。中涂及罩光漆的纲领也是影响投资成本的重要因素。在乘用车涂装中，必须有中涂，面漆中底色漆(含金属底色漆)加罩光清漆的涂装方式占大多数，而现在的商用车涂装中，中涂及罩光漆通常只占很小的比例，为节省成本，中涂一般共用面漆线。但随着用户对商用车涂层要求的不断提高，商用车中涂及加罩光的面漆有扩展之势，所以在新建商用车涂装线时应作好这方面的准备，可以一次规划，预留中涂、罩光等部分的阵地，分期实施。 3、工艺水平的确定
涂装生产线工艺水平的高低直接决定投资成本及以后的生产成本。确定工艺水平是一项复杂的工作。应对产品市场定位、涂层质量要求、企业的管理水平、企业的经济状况等进行综合分析，从低到高选择合适的水平档次。笔者认为确定工艺水平应尽量做到恰如其分，不必追求“锦上添花”。许多涂装工艺设计师，在确定工艺水平时，习惯采用宁高勿低的保险做法，往往导致不必要的成本增加。确定工艺水平的首要原则是工艺适合于产品涂层质量要求，再结合企业的管理水平、企业的经济状况、经济效益等综合考虑。
涂装车间厂房是支撑工艺水平的重要方面。对装饰性要求很高的车身涂装，涂装环境洁净非常重要。因此。要求采用封闭的空调厂房，要求地面及墙面(涂料)光滑，不容易积灰尘。这种厂房的成本及运行费用均很高，但它对涂层外观质量的保证是十分必要的．可以大幅度降低面漆的返修率，从节省返修费用的角度考虑也是值得的。但对装饰性要求不太高的涂装，如底盘件及载重车车厢涂装，可以采用普通的开放式厂房，以节省成本。
涂装车间的自动化程度是工艺水平的主要体现。也是影响投资及生产成本的关键因素。涂装车间自动化主要包括物流输送自动化、喷涂(喷胶、喷漆)自动化、工艺参数自动控制、工件自动识别与控制、数字化管理等内容。确定其水平高低主要是根据产品档次、生产纲领、资金状况、管理水平、经济效益等方面的情况。一般，产品档次较低，产量不大(年产小于2000辆车身)的情况下，工艺手段主要以人工为主：产品档次较高，年产量(5000—20000)辆车身，可以采用机械化自动运输，各线之间人工过渡，采用人工喷涂；产品档次较高，年产量(30000-60000)辆车身，可以采用涂装过程全部自动化运输，关键的工艺参数自动控制，喷涂以人工为主，自动输调漆，人工换色：产品档次高，产量大(年产量大于十万辆车身)。可以实现涂装车间自动化的全部内容。在涂装工艺设计中，因地制宜，选择合适的自动化水平，对成本控制非常重要。
涂装工艺设计中，跟随涂料及涂装技术的进步，利用新技术，可以降低涂装成本。例如：传统的中涂、底色漆、罩光漆应用“三涂两烘”工艺，近年来，有汽车涂料公司开发了中涂、底色漆、罩光漆“三涂一烘”的材料及工艺。可以用于商用车及中低档乘用车，这项技术的推广应用，可以节省涂装设备的投资及占地面积。降低生产成本。但利用新技术之前，应进行充分的调查研究，注意新技术的应用条件，保证应用的可靠性。例如：利用远红外烘干技术，可以节省能源．用在粉末等底漆烘干中比较适合，但若在面漆烘干中全部采用远红外烘干，可能会影响面漆的外观质量。涂料及涂装技术在不断发展，依靠技术的进步。降低涂装成本，是涂装技术发展的方向之一。
4、工艺平面布置
工艺平面布置是工艺设计的重要组成部分，是所有数据计算的综合体现，同时也是一项复杂的工作，对平面布置方案应优化，再优化，选择最佳效果。若平面布置不合理，可能造成长期生产不便，质量问题难以解决，产生无效劳动，增加生产成本。对大型涂装线的平面布置，除要完成整个工艺过程外，还应注意物流、分区、跑空、返修和厂房结构等多方面的内容，物流应避免过多交叉、过多不必要的往返，衔接应良好；为更好地保证涂装环境，平面布置中尽量将车间分隔成洁净区、产尘区、高温区、辅助区等若干个区域；为保证涂装质量，涂装线停线前，前处理、电泳、烘干等设备内工件必须跑空；对装饰性要求高的涂装。特别是轿车涂装，设计中要留出足够的返修场地：对大型车身涂装线，采用多层结构厂房较先进合理，便于空间利用和车间分区，并减少地下结构，但多层结构厂房较单层厂房成本高。 5、设备选型
关键设备的选型，体现工艺水平的高低，也直接影响投资成本、产品质量及生产成本。例如：车身前处理、电泳设备采用步进式，还是连续式对设备投资影响很大。步进式前处理、电泳设备占地面积小，设备投资小，但生产纲领不能太大，一般，年纲领在三万辆以下。采用步进式前处理、电泳设备，年纲领在三万辆以上。采用连续式。现在有厂家提出，为节省设备投资，年纲领在六万辆以下，前处理、电泳设备仍可以采用步进式，采取的措施是用一个吊具装两个工件，或在工艺时间较长的磷化工序采用两个工位。 车身涂装线中喷涂设备的选型，采用最简单的空气喷枪人工喷涂，投资成本最小，但喷涂效率很低，油漆利用率一般在30％一40％左右；而现代最先进的喷涂设备是高速静电旋杯自动喷涂机或机器人．喷涂效率可以达到85％以上，可以节省大量的油漆材料及废漆处理费用，并且涂装质量明显优于其它喷涂方式，但这种自动喷涂系统价格非常昂贵。采用哪种喷涂设备综合成本更低，主要根据生产批量等因素确定，对大批量高档次流水线，采用喷涂效率高的自动喷涂机更合算，对年产量小于三万的生产线。采用价格高昂的自动喷涂机可能就不合算。机器人可以喷涂车身的内外表面，随着机器人技术的发展，价格下调，喷涂机器人将会逐步扩大应用。
设备选型的内容很多，大到一个系统，小到一台设备，根据实际情况，比较综合成本，应是设备选型工作的重要内容。 6、工艺材料的选用
工艺材料与生产成本密切相关。在保证涂层质量的前提下，比较工艺材料成本，不仅要比较材料的价格，还应比较材料的消耗量、生产费用(能耗等)，甚至还包括环保费用等。尽量选用低能耗、环保型的材料，是降低成本的有效途径。例如：选择中低温磷化材料，选择烘烤温度较低的电泳漆，可以降低能耗。 通常，材料的价格与其性能指标是相关的，性能指标越高，价格越高，根据产品的类型、档次，恰如其分地确定材料的性能指标，也是影响成本的重要方面。