晋升中级题目汽车橡胶件成本分析方法的浅析.docx
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晋升中级题目汽车橡胶件成本分析方法的浅析
汽车橡胶件成本分析方法的浅析
拟晋升中级工程师
一汽吉林汽车有限公司项目部
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汽车橡胶件成本分析方法的浅析
摘要：
针对汽车企业在橡胶类零部件外购过程中遇到的成本问题，在常规的成本分析基础上，结合企业实际，通过分析橡胶零件的配方、建立成本模型等方法，帮助企业分析制定合理的橡胶件外购目标价格，有效降低采购成本。
关键词：
汽车零部件；采购成本；橡胶配方；价值工程
正文：
汽车产业作为高投入、长链条的集群式发展产业，其零部件生产材料品种繁多，且多以外购为主，外购率达到60％以上。
零部件外构成本在产品总成本中占有较大比重，约占总成本的80％。
橡胶零部件广泛应用于汽车软管、轮胎、密封条、减震、皮带等系统。
供应商以橡胶配方保密为由不配合成本分析核算，导致主机厂不能掌握产品真实成本。
因此本文旨在分析和制定合理的橡胶件外购价格。
1.汽车橡胶件简介
1.1橡胶件在汽车上的应用
汽车橡胶零部件的特点是品种多，应用广泛。
一辆经济型轿车，轮胎的成本约1000元，密封条成本约400元；一辆经济型轿车平均使用胶管15米，成本约450元（表1-1所示）。
可见橡胶零件在轿车成本构成中所占的比重是相当大的。
橡胶零部件通常依赖外购，成本尤为重要。
表1-1汽车胶管统计
产品名称
单台平均使用数量（米）
平均供货价格（元/米）
单台平均使用金额（元）
发动机附件系统软管
4
17
68
燃油系统软管
3
46
138
空调系统软管
2.5
33
82.5
制动系统软管
2.5
25
62.5
车身系统软管
1.5
13
19.5
动力系统软管
1.5
60
90
合计
15
454
1.2橡胶件的材料
橡胶零部件生产时根据汽车各系统对耐磨、耐热、耐油以及强
伸性能、弹性、密封性的要求，选择一种或多种生胶进行组合应用。
表1-2常用的生橡胶材料
聚合物名称
英文缩写
聚合物名称
英文缩写
三元乙丙橡胶
EPDM
氟橡胶
FPM
天然橡胶
NR
丁腈橡胶
NBR
丁苯橡胶
SBR
聚氯乙烯
PVC
氯化丁基橡胶
CIIR
氟硅橡胶
FVMQ
丁基橡胶
IIR
氯磺化聚乙烯橡胶
CSM
氯丁橡胶
CR
硅橡胶
VMQ
氯醇橡胶
ECO
乙烯丙烯酸酯橡胶
AEM
三元乙丙橡胶是通用橡胶材料中耐热老化性能最好，冲击弹性、低密度、耐水蒸气好，是做冷却水管、制动胶管、密封挡水条的主要材料。
氟橡胶耐油、耐多种化学物品侵蚀的特点用来做燃油胶管。
表1-3常用胶管内层材料选择
胶管的内层胶
在满足性能的前提下尽量选用成本低的橡胶材料，不同的橡胶材料价格可相差数倍，原材料价格浮动也很不稳定，2011年天然橡胶由3000美元/吨涨到5800美元/吨，导致汽车轮胎材料成本上涨30%左右。
2.橡胶配方
2.1配方定义
橡胶配方简单地说就是一份生胶和各种配合剂用量的配比表。
橡胶配方反映了胶料中各种材料种类、规格、用量。
根据橡胶件的性能要求和工艺条件，合理地选用原材料，通过试验、优化、鉴定的方法确定各种原材料的用量配比关系，使得胶料的物性、工艺性和成本三者取得最佳平衡。
目前的橡胶配方中主要包括生胶体系、硫化体系、补强填充体系，防护体系以及软化增塑体系等。
生胶体系（高聚物单用或并用）：
母体材料或基体材料
硫化体系：
与橡胶大分子起化学作用，使橡胶由线型大分子变为三维网状结构，提高橡胶性能、稳定形态的体系。
补强填充体系：
在橡胶中加入炭黑等补强剂或其它填充剂，提高其力学性能，改善工艺性能，或者降低制品成本。
防护体系：
加入防老剂，延缓橡胶的老化，提高制品的使用寿命。
软化增塑体系：
降低制品硬度和混炼胶的粘度，改善加工工艺性能。
2.2配方的表示形式
基本配方:
以质量份表示（mi）,以生胶分数为100份，其余配合剂相应质量份数表示
质量百分数（mi%）：
=mi/∑mi×100%以胶料总质量为100，生胶和配合剂质量所占比例数来表示，主要用于计算原材料质量成本和含胶率。
体积百分数表示（Vi%）：
=Vi/∑Vi×100%以胶料总体积为100，生胶和配合剂体积所占比例数来表示，主要用于计算原材料体积成本。
表2-1橡胶配方的表示形式
原材料名称
基本配方／质量份
质量分数／％
密度
体积分数／％
NR
100
62.11①
0.92
76.70②
硫黄
3
1.86
2.05
1.03
促进M
1
0.62
1.42
0.50
氧化锌
5
3.11
5.57
0.63
硬脂酸
2
1.24
0.92
1.54
炭黑
50
31.06
1.8
19.60
合计
161
100.00
141.72
100.00
通常橡胶配方仅有原料和质量份配比。
关于质量分数、密度、体积分数都可以换算或查询。
配方换算
①质量分数配方计算：
mi%=mi×（100/∑mi）
②体积分数配方计算：
Vi%=mi/ρi×[100/∑（mi/ρi）]
3.成本分析方法
3.1配方成本的计算
橡胶配方反映了胶料中各种材料种类、规格、用量。
配方计算的材料成本能最真实地反映零件成本。
通过配方成本计算解析配方与产品价格的关系，是橡胶生产行业的技术方法。
A．含胶率的计算
含胶率=[100（生胶质量份）/胶料总质量份]×100%
B．配方胶料密度的计算
ρ=∑mi/∑（mi/ρi）
C．单位质量胶料成本的计算
Pm=∑（mi×pi）/∑mi=∑（mi%×pi）
mi%——各组分质量百分数；
pi———各组分的单价，元/kg
D.单位体积胶料成本的计算
Pv=∑（mi×pi）/∑（mi/ρi）
E.单位产品胶料成本计算
P=V×Pv=m×Pm=V×ρ×Pm
依据这些计算式就可以对橡胶件进行成本计算。
其中的胶料密度的计算是近似计算方法，因为硫化剂在硫化时体积会减小，但硫化剂在配方中占比为1%以下。
现举例计算某丁苯橡胶件：
根据图纸，其体积为100cm3，配方为“配方1”：
表3-1
原材料名称
单价pi
/（元/kg）
密度ρi
/（g/cm3）
配方1配
比/份
体积
/cm3
SBR
19
0.94
100
106.38
N770
8
1.8
50
27.78
芳烃油
6.5
1
5
5.00
氧化锌
14
5.57
5
0.90
St
6
0.85
1
1.18
硫
1.8
2
1.5
0.75
促M
16
1.52
1
0.66
防DPPD
32
1.28
1
0.78
合计
164．5
143．42
解：
该件的密度为：
ρ1=∑mi/∑Vi=164.5/143.42=1.147（g/cm3）
单位质量成本:
Pm=∑（Pi×mi）/∑mi=2359.2/164.5=14.342（元/kg）
单位体积成本：
Pv1=Pm×ρ=14.342×1.147=16.450（元/L）
因由图纸得该件体积为100cm3（0.1L）。
该件胶料的成本为：
P胶1=Pv1×V1=16.450×0.1=1.65（元）。
3.2降成本配方解析
图纸明确了零件的尺寸和体积，重量可以随着配方调整。
在满足技术要求的前提下，通过适当调整配方配比，可以实现更好的经济效益。
举例计算：
配方及各组分价格、密度如表3-2所示。
用配方1制作的制品的质量为1.2kg。
若产品按件计价，价格为21.6元/件。
配方1硫化时间为4min，配方2硫化时间为5min。
假定炼胶成本1.2元/kg，硫化成本10元/h。
比较配方1、2的经济效益。
表3-2
原材料名称
单价pi
/（元/kg）
密度ρi
/（g/cm3）
体积
/cm3
配方1配
比/份
配方2配
比/份
SBR
19
0.94
106.38
100
100
N770
8
1.8
27.78
50
50
芳烃油
6.5
1
5.00
5
5
氧化锌
14
5.57
0.90
5
5
St
6
0.85
1.18
1
1
S
1.8
2
0.75
1.5
1.5
促M
16
1.52
0.66
1
1
防DPPD
32
1.28
0.78
1
1
重钙
0.35
2.8
17.86
0
50
合计
161.28
164.5
214.5
解：
配方1的密度：
ρ1=∑mi/∑Vi=164.5/143.42=1.147（g/cm3）
配方1单位质量成本:
Pm=∑（Pi×mi）/∑mi=2359.2/164.5=14.342（元/kg）
配方1单位体积成本：
Pv1=Pm×ρ=14.342×1.147=16.450（元/L）
配方1制作制品的体积：
V1=m/ρ=1200/1.147=1046.2（cm3）
制品胶料成本：
P胶1=Pv1×V1=16.450×1.0462=17.21（元）
配方1的炼胶成本：
P炼胶1=1.2×1.2=1.44（元）
配方1硫化成本：
P硫化1=（4/60）×10=0.67（元）
总成本：
P总1=P胶1+P炼胶1+P硫化1=19.32（元）
每件制品的利润：
R1=P价格—P总1=21.6-19.32=2.28（元）
配方2的密度：
ρ2=∑mi/∑Vi=214.5/161.28=1.330（g/cm3）
配方2单位质量成本:
Pm=∑（Pi×mi）/∑mi=2376.7/214.5=11.080（元/kg）
配方2单位体积成本：
Pv2=Pm×ρ=11.080×1.330=14.736（元/L）
配方2制作制品的体积：
V2=V1=m/ρ=1200/1.147=1046.2（cm3）
制品胶料成本：
P胶2=Pv2×V2=14.736×1.0462=15.42（元）
配方2的炼胶成本：
P炼胶2=1.0462×1.330×1.2=1.67（元）
配方2硫化成本：
P硫化2=（5/60）×10=0.83（元）
总成本：
P总2=P胶2+P炼胶2+P硫化2=17.92（元）
每件制品的利润：
R2=P价格—P总2=21.6-17.92=3.68（元）
可见加入50份重钙，胶料成本降低额：
胶料成本降低额=17.21-15.42=1.79元
但由于加入重钙导致硫化成本因素变化，制品的利润增加额：
利润增加额=3.68-2.28=1.4元。
根据上述计算可以看出：
A.配方中加入填料均可降低胶料成本，但不一定降低总成本。
加入填料后，合格率下降，硫化时间延长，炼胶成本增大。
因此要在满足合格率和供货质量前提下同时考虑加工成本。
适当加入填料，算好经济账。
B.如产品按质量计价，配方中加入密度大的填料成本低；如按件计价，加入密度小的填料成本低。
汽车零件大多是按件计价的。
C.加入填料，会牺牲制品的性能。
不加填料，硫化速度快或胶料流动性好，虽然胶料成本略有增加，但可降低炼胶成本和硫化成本，提高效益。
D.中低档及小制品采用加填料降成本；高档大型制品要多考虑制品合格率和工艺成本。
3.3橡胶件价值工程
功能质量与成本之间的关系是价值工程，即以最低的成本可靠地实现产品必要的功能。
价值=功能/成本。
五种提高价值的途径：
（1）功能不变，成本降低；
（2）成本不变，提高性能；
（3）功能提高，成本降低；
（4）成本略有提高，功能大幅度提高；
（5）功能略有降低，成本大幅度下降
以价值工程为指导，低成本配方设计的要点主要为：
（1）降低生胶成本是降低胶料成本最有效的途径。
选用价格便宜、密度低、可填充量大的生胶；生胶并用；橡塑共混；再生胶及胶粉的使用；边角料及返回胶的使用；生胶替代（如用IR替代NR、ENR替代IIR等）。
（2）加入填料是降成本另一重要途径。
增加炭黑的用量；用表面活化改性的碳酸钙、陶土、高岭土部分取代炭黑或白炭黑；加入价格低廉的填料如轻钙、滑石粉、云母粉、石英粉、活性硅粉等。
（3）适当加快硫化速度可降低生产成本。
促进剂并用；适当增加促进剂用量；适当提高温度。
3.4成本逆向分析
利用参考配方既可以初步计算零件的理论成本。
但是供应商可以在一定程度上调整配方。
若给实际零件进行称重，从零件实际重量逆向推倒并修正参考配方，力求推倒出更接近该零件实际的配方配比。
就可以更准确的掌握零件实际成本。
例如某散热器水管，管伸直长5380mm，直径32mm，壁厚4mm，材料:
EPDM
首先利用参考配方计算零件的理论成本：
根据我们已经建立的橡胶零件配方资料库，汽车EPDM散热器水管的参考配方如表3-3所示
表3-3
原材料名称
单价pi
/（元/kg）
密度ρi
/（g/cm3）
参考配方
比/份
体积
/cm3
三元乙丙
29
0.86
120
139.53
N990碳黑
8
1.8
240
133.33
石蜡油
7
0.9
120
133.33
氧化锌
14
5.57
3
0.54
硫磺
1.8
2
0.5
0.25
促进剂DTDM
32
1.28
2
1.56
促进剂TMTD
16
1.52
3
1.97
促进剂PZ
16
1.5
2
1.33
促进剂BZ
23
1.2
2
1.67
合计
492．5
413.53
该配方理论密度：
ρ1=∑mi/∑Vi=492.5/413.53=1.19（g/cm3）
单位质量成本:
Pm1=∑（Pi×mi）/∑mi=6473/492.5=13.14（元/kg）
依据该件尺寸计算出其体积V为1.89L
即理论重量m1=V×ρ1=1890×1.19=2250（g）
因此材料费：
P胶1=m1×Pm1=2.25×13.14=29.6（元）
现对该散热器水管实际称重，重量为2450（g）。
说明该件原料中密度大成份配比超过参考配方。
炭黑是典型的填充体系，因此根据重量反算炭黑的配比。
经逆向计算可得实际的配方应为：
表3-4
原材料名称
单价pi
/（元/kg）
密度ρi
/（g/cm3）
推算配方
比/份
体积
/cm3
三元乙丙
29
0.86
120
139.53
N990碳黑
8
1.8
400
222.22
石蜡油
7
0.9
120
133.33
氧化锌
14
5.57
3
0.54
硫磺
1.8
2
0.5
0.25
促进剂DTDM
32
1.28
2
1.56
促进剂TMTD
16
1.52
3
1.97
促进剂PZ
16
1.5
2
1.33
促进剂BZ
23
1.2
2
1.67
合计
652.5
502.42
这个推导出的配方密度
ρ2=1.296（g/cm3）
单位质量成本:
Pm2=11.88（元/kg）
材料费：
P胶2=m2×Pm2=2.45×11.88=29.1（元）
说明该产品通过增加炭黑比例降成本0.5元。
以上计算说明通过我们收集的橡胶参考配方数据库理论计算的成本基本可以反映产品真实成本。
这是也是目标成本制定的基础。
3.5目标成本制定
目标成本的制定必然是建立在大量的成本分析经验基础上进行的。
（1）建立主要橡胶零件参考配方数据库。
收集整理不同规格轮胎
配方、挡风玻璃密封条配方、各种用途胶管配方并在实际工作中对其进行验证、整理分析。
制定零件目标成本时即可随时调取。
（2）建立橡胶原材料价格数据库。
通过开通专业网站，对常用橡胶原材料价格对原材料价格每月更新维护，做成走势图进行跟踪和分析。
原材料价格运用原则：
①符合行业价格走势。
②锁定材料单价，执行价格周期。
③必须明确材料规格、型号和生产厂家。
图3-1价格走势
（3）对加工成本、管理费利润、包装运输等进行逐项现地核算并归纳分析，找出不同类型零件的原材料占总成本比例、加工费占总成本比例。
例如：
对于挤出型胶管，模具费占比很小，材料费占总价格的60%左右，加工成本（劳务费、炼胶、硫化）占总价格的20%左右，其余是管理费利润等。
炼胶费用根据产品不同，取值在0.5元到2元/KG。
轮胎的炼胶费用为0.5元/KG左右，胶管的炼胶费用为1元/KG左右。
橡胶零件的废料一般可以通过反炼胶形式重新利用，因此可以不考虑废料价格。
让每一种零件都定价合理，可以很大程度上避免供应商超范围使用再生胶、填料。
如果发现某种零件的重量远超理论范围，该零件的成份就值得怀疑，应当建议对其进行化验检验。
（4）在成本分析基础上，还可以通过类比法进行计算，通过比较需要制定目标成本的零件与已定价的同类材料产品的长度和重量来制定目标成本。
例如车门玻璃外挡水条的价格折合10-15元/米。
4．结论
通过对橡胶零件配方成本的研究、相关数据库的建立，归纳出了配方与成本之间的计算关系。
可以通过这些方法快速地进行橡胶件成本分析和目标成本制定，帮助企业分析制定合理的橡胶件外购目标价格，有效降低采购成本。
参考文献:
<1>汽车用胶管
<2>橡胶配方设计基础
<3>EPDM的种类及配方设计
<4>车用高分子材料基础
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