徐嬌瓏　馮昊　石曉峰　王昉　李高

摘 要：通過(guò)試制使新產(chǎn)品、新技術(shù)進(jìn)行充分驗(yàn)證后，快速地推向市場(chǎng)，以提升自身產(chǎn)品的市場(chǎng)占有率。試制總裝階段是整車試制的重要一環(huán)，本文就試制總裝階段提出了需要開(kāi)展的7個(gè)維度的24項(xiàng)驗(yàn)證，構(gòu)成了整車總裝試制的驗(yàn)證體系，得以評(píng)估試制環(huán)節(jié)完成的驗(yàn)證程度。為整車試制驗(yàn)證體系的發(fā)展和完善提供了相應(yīng)的理論支持。

關(guān)鍵詞：整車試制;試制總裝階段;驗(yàn)證體系

1 引言

2018年汽車行業(yè)遭遇寒冬，中國(guó)汽車市場(chǎng)出現(xiàn)了多年未遇的負(fù)增長(zhǎng)形勢(shì)，2019年的整體形勢(shì)不容樂(lè)觀，未來(lái)行業(yè)低增速將呈現(xiàn)常態(tài)化，各大車企為了面對(duì)來(lái)臨的行業(yè)寒冬，做著“活下去”的各方準(zhǔn)備。通過(guò)加速汽車電動(dòng)化、智能化、互聯(lián)化等新技術(shù)的市場(chǎng)應(yīng)用，以提升汽車的產(chǎn)業(yè)升級(jí)，更多的車企都成立了相應(yīng)的試制車間以應(yīng)對(duì)全球市場(chǎng)對(duì)汽車更新?lián)Q代的新要求。

2 構(gòu)建驗(yàn)證體系的目的及原則

2.1 驗(yàn)證體系建立的現(xiàn)狀

隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇，試制驗(yàn)證在整個(gè)新車型產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期中所起的作用不可替代，對(duì)于整車試制的驗(yàn)證要求和能力也提出了新的挑戰(zhàn)，需要一套完善的試制總裝驗(yàn)證體系來(lái)加速優(yōu)化新產(chǎn)品和新技術(shù)的投產(chǎn)。國(guó)內(nèi)的[1]對(duì)整車試制的重要性及研究方向進(jìn)行了探討，[2]介紹了整車試制驗(yàn)證流程及關(guān)鍵過(guò)程，[3]針對(duì)新能源汽車的驗(yàn)證體系的建設(shè)提出了多項(xiàng)提高驗(yàn)證效率的方法。本文基于產(chǎn)品開(kāi)發(fā)流程并結(jié)合多年的試制總裝驗(yàn)證經(jīng)驗(yàn)，提出了適用于整車試制總裝階段的驗(yàn)證體系。

2.2 構(gòu)建驗(yàn)證體系的目的

在整車試制總裝環(huán)節(jié)形成相應(yīng)的驗(yàn)證體系，是為了更好的規(guī)范和指導(dǎo)試制總裝環(huán)節(jié)的驗(yàn)證工作，從而對(duì)整個(gè)試制總裝階段能夠做出系統(tǒng)和全面的評(píng)估，提前發(fā)現(xiàn)各類新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、工藝、人機(jī)工程、節(jié)拍等問(wèn)題，大幅降低解決問(wèn)題的成本，加速新車型的順利投產(chǎn)。

2.3 構(gòu)建驗(yàn)證體系的原則

整車試制總裝階段的驗(yàn)證體系如同其他體系一樣，需要具備相應(yīng)的合理性、可行性、完備性、可比性，才能在總裝試制環(huán)節(jié)有效地開(kāi)展相關(guān)驗(yàn)證工作。

2.4 試制總裝驗(yàn)證體系結(jié)構(gòu)表

整理和總結(jié)了試制總裝項(xiàng)目開(kāi)展的各項(xiàng)驗(yàn)證，形成了如下表1.試制總裝驗(yàn)證評(píng)估體系表，主要將試制總裝分為7個(gè)維度的24個(gè)驗(yàn)證項(xiàng)，其中總裝BOM（Bill of Material）就是需要總裝裝配的物料清單。結(jié)合目前整車試制總裝的驗(yàn)證水平，又考慮了驗(yàn)證的主導(dǎo)方、驗(yàn)證程度和權(quán)重這3個(gè)方面。

上述表1的驗(yàn)證評(píng)估體系結(jié)構(gòu)表，讓整個(gè)試制總裝階段的驗(yàn)證維度和內(nèi)容形成了一個(gè)完整的體系，建立了整體和部分的對(duì)應(yīng)關(guān)系，更好地對(duì)試制總裝驗(yàn)證過(guò)程起到全面評(píng)估的作用。

3 試制總裝驗(yàn)證體系的評(píng)估研究

在形成了整車試制總裝驗(yàn)證評(píng)估體系表后，對(duì)整個(gè)驗(yàn)證活動(dòng)有了系統(tǒng)框架的概念，后續(xù)將對(duì)每個(gè)驗(yàn)證項(xiàng)的工作開(kāi)展進(jìn)行簡(jiǎn)單的說(shuō)明，從而對(duì)試制總裝驗(yàn)證工作形成一個(gè)全面的基于架構(gòu)的拓展和充實(shí)。

3.1 設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)驗(yàn)證是整個(gè)試制環(huán)節(jié)中最重要和最具價(jià)值的一個(gè)驗(yàn)證維度，是將產(chǎn)品從圖紙和數(shù)模轉(zhuǎn)化為實(shí)物，并在整車上進(jìn)行集成和分析的驗(yàn)證過(guò)程。

3.1.1 結(jié)構(gòu)性驗(yàn)證

在試制整車集成過(guò)程中，需要對(duì)新產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)性進(jìn)行驗(yàn)證。前期根據(jù)新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)規(guī)范和要求，在數(shù)模虛擬階段需多角度地對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)性的合理性、可靠性、安全性及制造可達(dá)性方面進(jìn)行評(píng)估。在實(shí)車裝配過(guò)程中，再驗(yàn)證設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)可能導(dǎo)致的問(wèn)題，特別是一些設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)無(wú)法防錯(cuò)且易導(dǎo)致錯(cuò)裝等情況。

3.1.2 功能性驗(yàn)證

同樣功能性的驗(yàn)證，也需要從多方面進(jìn)行評(píng)估和判斷，并且此驗(yàn)證是橫跨多個(gè)環(huán)節(jié)的，除了在總裝外，還有電器、質(zhì)量等后續(xù)多個(gè)環(huán)節(jié)來(lái)驗(yàn)證產(chǎn)品設(shè)計(jì)的功能性。

3.1.3 匹配性驗(yàn)證

在試制驗(yàn)證前，所有新設(shè)計(jì)的零件都必須提交相關(guān)的尺寸和質(zhì)量報(bào)告，才能進(jìn)行后續(xù)的驗(yàn)證工作，包括白車身的三坐標(biāo)尺寸報(bào)告。[4]利用整車功能尺寸的設(shè)計(jì)理念，將原來(lái)相對(duì)嚴(yán)格的白車身單點(diǎn)要求轉(zhuǎn)換成了三組功能尺寸要求，降低了制造難度和成本。

3.1.4 扭矩值驗(yàn)證

試制總裝環(huán)節(jié)釋放的產(chǎn)品扭矩值，大多是基于以往使用的經(jīng)驗(yàn)的數(shù)值，但是對(duì)于新產(chǎn)品設(shè)計(jì)同樣需要經(jīng)過(guò)驗(yàn)證才能判斷其合理性，特別是針對(duì)一些轉(zhuǎn)向、傳動(dòng)、懸掛、制動(dòng)和安全器件等的關(guān)鍵扭矩信息，需要在試制時(shí)進(jìn)行扭矩值的數(shù)據(jù)采集和分析，從而判斷扭矩值的合理性。

3.2 工藝

3.2.1 總裝BOM的正確性

整車試制總裝階段的工藝驗(yàn)證，首先是保證總裝BOM（Bill of Material）的準(zhǔn)確性，后續(xù)才能基于準(zhǔn)確的BOM開(kāi)發(fā)和驗(yàn)證試制的總裝工藝。

3.2.2 總裝工藝文件的驗(yàn)證

在試制階段的工藝文件是基于正確的總裝BOM開(kāi)發(fā)的，要求正確地將新產(chǎn)品的工藝要求體現(xiàn)在文件中，并需完全符合制造要求的規(guī)范。同時(shí)試制總裝建立了所有涉及特殊工藝要求的數(shù)據(jù)庫(kù)，以避免因工藝問(wèn)題而導(dǎo)致產(chǎn)品的質(zhì)量溢出。

3.2.3 裝配順序的驗(yàn)證

對(duì)于新車型、新技術(shù)和新工藝，前期整車數(shù)模虛擬評(píng)估需結(jié)合目標(biāo)量產(chǎn)工廠現(xiàn)有的裝配順序，對(duì)工藝順序的合理性和可達(dá)性進(jìn)行評(píng)估，得出某些零件前后的強(qiáng)制裝配順序。

3.2.4 總裝關(guān)鍵工藝

總裝關(guān)鍵工藝驗(yàn)證是在試制總裝驗(yàn)證前期識(shí)別出適合新產(chǎn)品的關(guān)鍵工藝，在試制過(guò)程中，通過(guò)正確實(shí)施關(guān)鍵工藝從而達(dá)到產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要求。如果無(wú)法滿足時(shí)，則需多方專家協(xié)商并評(píng)估可用于試制車間開(kāi)展并能達(dá)到產(chǎn)品關(guān)鍵特性的驗(yàn)證方法。最終對(duì)關(guān)鍵工藝偏差性達(dá)成一致認(rèn)可，并形成相關(guān)評(píng)估報(bào)告用于指導(dǎo)試制總裝的關(guān)鍵工藝驗(yàn)證工作。

3.3 工裝

工裝驗(yàn)證作為試制的一項(xiàng)驗(yàn)證內(nèi)容，通常在滿足工裝設(shè)計(jì)定位策略的前提下，還需考慮可調(diào)性、通用性、柔性化和維修便捷性等因素，在整車試制車間盡可能地覆蓋多車型。

3.3.1 工裝定位策略驗(yàn)證

整車試制所使用的工裝定位策略是由產(chǎn)品部門(mén)和尺寸工程師負(fù)責(zé)提供，在試制環(huán)節(jié)對(duì)工裝定位策略的可靠性，可達(dá)性進(jìn)行驗(yàn)證。

3.3.2 工裝設(shè)計(jì)驗(yàn)證

在遵循工裝定位策略的前提下，試制階段設(shè)計(jì)的工裝需保證裝配設(shè)計(jì)要求的同時(shí)，還需考慮工裝使用的可靠性、通用性及便捷性等。

3.3.3 工裝共線性驗(yàn)證

在試制階段對(duì)量產(chǎn)車間的新工裝進(jìn)行共線性驗(yàn)證，特別是大工裝的驗(yàn)證難度相對(duì)較大。前期準(zhǔn)備需要花費(fèi)較大的人力、物力和財(cái)力，工廠備用工裝的缺失會(huì)對(duì)量產(chǎn)的平穩(wěn)性產(chǎn)生一定沖擊。因此，目前工裝共線性的試制驗(yàn)證主要還是處在前期的虛擬評(píng)估階段。

3.4 工具

試制工具通常具有更高的通用性，相比工廠專用工具的成本較低。但在試制過(guò)程還需關(guān)注高風(fēng)險(xiǎn)工具、工具可達(dá)性和共線性的驗(yàn)證。

3.4.1 高風(fēng)險(xiǎn)工具驗(yàn)證

新設(shè)計(jì)需要通過(guò)新工具實(shí)現(xiàn)時(shí)，會(huì)在試制前形成高風(fēng)險(xiǎn)工具的驗(yàn)證需求及計(jì)劃。在試制驗(yàn)證過(guò)程需考慮工具的使用工位、與周邊零件的相對(duì)位置、失效模式以及工具的標(biāo)定等內(nèi)容，才能確保新工具在量產(chǎn)時(shí)的正常使用。新車型的此類工具不多，通常要求在試制階段完成驗(yàn)證。

3.4.2 工具的共線性

工具共線性的驗(yàn)證是指在裝配過(guò)程中相同工具在不同車型上共線使用的能力。通常在前期的虛擬評(píng)估過(guò)程中進(jìn)行驗(yàn)證，試制階段只會(huì)驗(yàn)證一些小型專用工具的共線情況。

3.4.3 工具的可達(dá)性

工具可達(dá)性是指工具滿足裝配、人機(jī)和設(shè)計(jì)要求的能力。與共線性的驗(yàn)證方法類似，多數(shù)工具的可達(dá)性能在前期虛擬評(píng)估階段已得到了較為充分的驗(yàn)證，因此試制驗(yàn)證的相對(duì)較少。

3.5 節(jié)拍

由于環(huán)境、設(shè)施和設(shè)備等方面的差異，節(jié)拍是一個(gè)在試制環(huán)節(jié)較難充分驗(yàn)證的一個(gè)維度，它主要包括：基本工程工時(shí)、線平衡、安裝路徑和零件集成四個(gè)方面。

3.5.1 基本工程工時(shí)

基本工程工時(shí)指的是在整車廠內(nèi)，用于安裝緊固零件的時(shí)間（單位=分鐘/車），即有效的操作時(shí)間，可從優(yōu)化制造要求、優(yōu)化工藝清單、總成外包這3方面入手，降低的主要方法有：合并零件、刪減不必要的零件、設(shè)計(jì)能夠自定位的零件、優(yōu)化零件的機(jī)構(gòu)等。

3.5.2 生產(chǎn)線平衡

基于試制總裝對(duì)目前量產(chǎn)車型線平衡的掌握，通過(guò)虛擬評(píng)估橫向比較新車型和現(xiàn)有車型的零件特性差異，可提前分析出需要評(píng)估線平衡的新零件，以供工廠考慮和驗(yàn)證。

3.5.3 安裝路徑

安裝路徑是評(píng)估在零件裝配過(guò)程中的便捷性，是否存在干涉。通常安裝路徑問(wèn)題大多在虛擬評(píng)估階段已識(shí)別，試制過(guò)程發(fā)現(xiàn)的安裝路徑問(wèn)題相對(duì)較少，可通過(guò)調(diào)整裝配順序得到解決。

3.5.4 零件集成

零件集成是提高節(jié)拍直接有效的方法之一，但是需要評(píng)估相應(yīng)的成本方案，對(duì)于裝配時(shí)間長(zhǎng)、空間限制高、復(fù)雜連接或是運(yùn)輸途中易掉落的零件，都是提出零件集成驗(yàn)證需求的對(duì)象。

3.6 人機(jī)工程

人機(jī)工程驗(yàn)證是對(duì)于不符合人體工程學(xué)要求的各類工況進(jìn)行分析評(píng)估的過(guò)程，為了對(duì)作業(yè)負(fù)擔(dān)能夠進(jìn)行客觀的評(píng)價(jià)。主要從：操作空間、盲裝、安裝力、人機(jī)可達(dá)性這四方面進(jìn)行系統(tǒng)評(píng)估。這四方面除了安裝力之外，其他及方面都能夠在前期虛擬階段進(jìn)行驗(yàn)證。

3.6.1 操作空間

在裝配試制總裝零件時(shí)，需評(píng)估手部操作空間是否滿足95%以上人群的要求。通常將整車的總裝零件分為：飾板飾條類、悶頭螺母類、線束拉索類、模塊管路類、超重盲裝類這五種類。針對(duì)每類零件都有相應(yīng)的空間規(guī)范要求。總之，操作空間在試制階段可以較為充分的驗(yàn)證。

3.6.2 盲裝

總裝試制過(guò)程中需識(shí)別存在盲裝的零件及其風(fēng)險(xiǎn)，在滿足生產(chǎn)節(jié)拍要求的前提下，充分驗(yàn)證盲裝零件裝配到位方法的可靠性和可行性，從而解決零件容易安裝不到位的質(zhì)量問(wèn)題。

3.6.3 安裝力

在安裝某個(gè)零件過(guò)程中所需安裝力較大時(shí)，可通過(guò)測(cè)力儀并結(jié)合人機(jī)線性安裝力標(biāo)準(zhǔn)矩陣圖，評(píng)估安裝力是否超過(guò)了人機(jī)工程的標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于超出人機(jī)安裝力標(biāo)準(zhǔn)的零件，可通過(guò)改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、增加輔助工具或是設(shè)備等方法進(jìn)行改善。通?？傃b零件的安裝力可在試制環(huán)節(jié)得到全面的實(shí)車評(píng)估和驗(yàn)證。

3.6.4 人機(jī)可達(dá)性

人機(jī)的可達(dá)性是指多數(shù)50%人群以上可以達(dá)到并完成裝配的總裝零件，避免因裝配距離過(guò)大而產(chǎn)生無(wú)法安裝或是裝配不到位的情況。例如，在車頭安裝一些穿越前艙的操作，安裝鯊魚(yú)鰭時(shí)的高度，生產(chǎn)線的高度對(duì)可達(dá)性也會(huì)產(chǎn)生影響。通常前期虛擬評(píng)估對(duì)于可達(dá)性已經(jīng)做了充分的驗(yàn)證評(píng)估，在實(shí)車階段發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重可達(dá)性問(wèn)題的概率相對(duì)較低。

3.7 設(shè)備和設(shè)施

試制車間設(shè)備和設(shè)施的專用性與工廠產(chǎn)線存在較大差距，工廠更多的是考慮設(shè)備和設(shè)施在量產(chǎn)環(huán)節(jié)的快速、精準(zhǔn)、防錯(cuò)、靈活切換等方面，因此試制車間的設(shè)備和設(shè)施在節(jié)拍、隨行、防錯(cuò)、響應(yīng)方面的驗(yàn)證及差距，應(yīng)由工廠主導(dǎo)，試制車間協(xié)同支持驗(yàn)證，才能更好的服務(wù)于量產(chǎn)。

4 總結(jié)

本文總結(jié)形成的整車試制總裝驗(yàn)證評(píng)估體系，從7個(gè)維度的24條驗(yàn)證項(xiàng)對(duì)整車試制總裝環(huán)節(jié)做了全面的剖析。設(shè)計(jì)、工藝、工裝、工具、節(jié)拍、人機(jī)工程和設(shè)施設(shè)備的這7個(gè)維度已基本涵蓋了試制總裝過(guò)程的主要驗(yàn)證工作。再?gòu)尿?yàn)證主導(dǎo)方、權(quán)重和驗(yàn)證程度三方面，對(duì)7個(gè)維度的24項(xiàng)驗(yàn)證的內(nèi)容進(jìn)行了說(shuō)明，介紹了每個(gè)驗(yàn)證項(xiàng)在現(xiàn)有整車試制總裝階段所處的程度和狀態(tài)。為國(guó)內(nèi)開(kāi)展整車總裝試制的車企提供了建立驗(yàn)證體系的參考標(biāo)準(zhǔn)和依據(jù)，使得國(guó)內(nèi)整車試制的驗(yàn)證工作能夠更加規(guī)范化和系統(tǒng)化。本文總結(jié)的整車試制總裝驗(yàn)證評(píng)估體系可以避免試制驗(yàn)證工作的遺漏，更系統(tǒng)地對(duì)試制的驗(yàn)證程度和結(jié)果做出客觀的判斷，確保了新產(chǎn)品、新技術(shù)在量產(chǎn)階段的順利投產(chǎn)。整車試制驗(yàn)證能力的不斷提升，加速了新車型投發(fā)市場(chǎng)的速度，保證了產(chǎn)品質(zhì)量和品牌效益，讓企業(yè)在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)優(yōu)勢(shì)、贏得用戶。

參考文獻(xiàn)：

[1]常曉鐘，王俊峰. 試論汽車樣車試制[J]. 工業(yè)技術(shù)，2015，（3）：72.

[2]蘇蒙.淺談?wù)囋囍乞?yàn)證流程[J].汽車實(shí)用技術(shù)，2016，（7）：168-170，177.

[3]喬英俊，李玉軍，馬亮.新能源汽車驗(yàn)證體系建設(shè)過(guò)程創(chuàng)新[J].北京汽車，2012，（6）：1-3.

[4]趙長(zhǎng)明，張彥，趙金升.淺談功能尺寸在整車中的應(yīng)用[J].生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，2015，（6）： 35-38.