盧宗寶 王育欣
摘要:整車(chē)正向開(kāi)發(fā)體系是整車(chē)開(kāi)發(fā)成功的重要保障。通過(guò)對(duì)整車(chē)結(jié)構(gòu)開(kāi)發(fā)、性能開(kāi)發(fā)的經(jīng)驗(yàn)積累,以及對(duì)整車(chē)正向開(kāi)發(fā)體系的分析、研究和實(shí)踐,淺要分析基于性能開(kāi)發(fā)的整車(chē)正向開(kāi)發(fā)體系的流程共性點(diǎn),從而探討自主研發(fā)的結(jié)構(gòu)與性能并重的整車(chē)開(kāi)發(fā)體系建設(shè)和完善上應(yīng)關(guān)注的重點(diǎn)。
關(guān)鍵詞:性能開(kāi)發(fā);整車(chē);正向開(kāi)發(fā)體系
隨著汽車(chē)的不斷普及和更新?lián)Q代,消費(fèi)者對(duì)汽車(chē)的動(dòng)力性能、油耗指標(biāo)、安全性能、操控性能以及振動(dòng)噪聲性能的要求越來(lái)越高。然而,整車(chē)性能與外觀、內(nèi)飾等觀感不同,整車(chē)性能不是一個(gè)顯性、直觀的指標(biāo),消費(fèi)者并不能直接感受到,但其卻會(huì)深刻影響到消費(fèi)者的日常用車(chē),亦會(huì)對(duì)消費(fèi)者和乘客甚至交通、環(huán)境等產(chǎn)生巨大影響。
一、整車(chē)正向開(kāi)發(fā)體系現(xiàn)狀
由于近年來(lái)國(guó)內(nèi)汽車(chē)市場(chǎng)的快速發(fā)展及國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策的強(qiáng)力引導(dǎo),自主品牌企業(yè)在大力推出汽車(chē)新品的同時(shí),包括整車(chē)開(kāi)發(fā)企業(yè)及開(kāi)發(fā)供應(yīng)商,在較完善的結(jié)構(gòu)逆向開(kāi)發(fā)體系基礎(chǔ)上,都基本建立了一套側(cè)重于結(jié)構(gòu)開(kāi)發(fā)的整車(chē)正向開(kāi)發(fā)體系,其相應(yīng)的流程規(guī)范已逐步完善,適用于借用已有的市場(chǎng)熱銷(xiāo)的成熟平臺(tái)車(chē)型基礎(chǔ)上進(jìn)行重新造型的整車(chē)結(jié)構(gòu)開(kāi)發(fā),對(duì)性能開(kāi)發(fā)僅是對(duì)基礎(chǔ)車(chē)的對(duì)標(biāo)及驗(yàn)證。但對(duì)于底盤(pán)重要參數(shù)及整車(chē)主要參數(shù)有較大變化的平臺(tái)化、系列化、模塊化整車(chē)開(kāi)發(fā),其結(jié)構(gòu)性能并重的整車(chē)正向開(kāi)發(fā)體系及相應(yīng)的流程規(guī)范還不太完善,影響開(kāi)發(fā)過(guò)程中的成本和進(jìn)度,項(xiàng)目執(zhí)行后期問(wèn)題頻出,難以控制,項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)較大。
二、整車(chē)正向開(kāi)發(fā)總布置設(shè)計(jì)工作
1.競(jìng)品分析。整車(chē)正向開(kāi)發(fā)總布置設(shè)計(jì)工作應(yīng)從競(jìng)品分析開(kāi)始,競(jìng)品分析主要目的是:預(yù)研項(xiàng)目方案可行性和評(píng)估技術(shù)方案可行性,初步確定整車(chē)目標(biāo),完成整車(chē)總體技術(shù)方案構(gòu)想并展開(kāi)車(chē)型平臺(tái)規(guī)劃工作,同時(shí)發(fā)放造型(效果圖)二維控制邊界。(1)Benchmark(標(biāo)桿車(chē))分析。Benchmark分析首要任務(wù)是對(duì)競(jìng)品車(chē)型進(jìn)行主觀靜態(tài)分析及整車(chē)拆解逆向,完成競(jìng)品車(chē)型數(shù)據(jù)庫(kù)的建立;基于建立的競(jìng)品車(chē)型數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行總布置分析、硬點(diǎn)確認(rèn)、人機(jī)工程、法規(guī)分析、運(yùn)動(dòng)分析、間隙面差分析等。(2)車(chē)型平臺(tái)化規(guī)劃。純電動(dòng)新能源汽車(chē)整車(chē)總布置設(shè)計(jì)根據(jù)產(chǎn)品定義和競(jìng)品分析,結(jié)合不同續(xù)駛里程電池包平臺(tái)化特點(diǎn),首要要優(yōu)先設(shè)計(jì)電池包邊界,進(jìn)行電動(dòng)化底盤(pán)平臺(tái)化設(shè)計(jì);然后,整車(chē)基于電動(dòng)化底盤(pán)為基礎(chǔ),對(duì)動(dòng)力總成、動(dòng)力蓄電池、電控系統(tǒng)、整車(chē)電氣架構(gòu)、車(chē)載網(wǎng)絡(luò)及智能配置等關(guān)鍵零部件進(jìn)行平臺(tái)化設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品技術(shù)一次規(guī)劃同平臺(tái)多車(chē)型延伸開(kāi)發(fā)。
2.概念設(shè)計(jì)。總布置概念設(shè)計(jì)階段核心任務(wù)是進(jìn)行關(guān)鍵零部件選型及布置方案設(shè)計(jì),確定整車(chē)技術(shù)方案和發(fā)放造型CAS(計(jì)算機(jī)輔助造型)三維控制邊界。(1)整車(chē)技術(shù)方案確定??偛贾酶拍钤O(shè)計(jì)階段的整車(chē)技術(shù)方案確定首先是進(jìn)行整車(chē)Visual BOM(可視化零件清單)設(shè)計(jì)。段的車(chē)型平臺(tái)規(guī)劃和總體架構(gòu)方案展開(kāi)詳細(xì)的整車(chē)硬點(diǎn)設(shè)計(jì)、地面設(shè)計(jì)、軸核設(shè)計(jì)、車(chē)姿車(chē)態(tài)設(shè)計(jì)、人機(jī)工程布置、空間布置和法規(guī)校核等技術(shù)方案確定。(2)總布置概念設(shè)計(jì)。總布置概念設(shè)計(jì)主要是確定關(guān)鍵零部件選型及布置方案,確定整車(chē)架構(gòu)方案。按前艙概念布置、底盤(pán)概念布置和乘客艙概念布置(人機(jī)工程分析、空間布置等)3個(gè)部分展開(kāi),其中最核心的是確定底盤(pán)架構(gòu)、電池包和動(dòng)力總成布置方案。前艙概念布置首要任務(wù)是確定電驅(qū)動(dòng)動(dòng)力總成(電機(jī)+減速器)布置位置;其次綜合考慮碰撞對(duì)機(jī)艙空間布置區(qū)域的要求、行人保護(hù)和低速碰撞的總布置設(shè)計(jì)要領(lǐng)、裝配維修性、靜態(tài)間隙、動(dòng)態(tài)包絡(luò)間隙和美觀性對(duì)前艙內(nèi)部零件的布置要求,進(jìn)行電動(dòng)空調(diào)、電動(dòng)真空泵、車(chē)載充電機(jī)、DC-DC(直流轉(zhuǎn)直流變換器)、遠(yuǎn)程監(jiān)控、PTC(熱敏電阻)等新能源六小電,以及配線配管等零部件的方案布置。
三、基于性能開(kāi)發(fā)的整車(chē)正向開(kāi)發(fā)體系
1.整車(chē)性能。整車(chē)性能來(lái)源于的客戶(hù)的感受,更是體現(xiàn)客戶(hù)的需求,其包括整車(chē)動(dòng)力學(xué)性能,NVH性能,能量、重量、駕駛、品質(zhì)性能,熱平衡性能,安全性能,電子電器性能,氣動(dòng)和密封性能,結(jié)構(gòu)耐久、可靠性、防腐蝕性能。整車(chē)性能開(kāi)發(fā)的目標(biāo)是滿(mǎn)足整車(chē)市場(chǎng)定位及整車(chē)開(kāi)發(fā)的技術(shù)質(zhì)量要求,從而最終滿(mǎn)足客戶(hù)的要求。
2.整車(chē)正向開(kāi)發(fā)體系。整車(chē)正向開(kāi)發(fā)體系是為確保整車(chē)正向開(kāi)發(fā)活動(dòng)的過(guò)程和結(jié)果成功有效而建立的一套規(guī)定各業(yè)務(wù)部門(mén)責(zé)任和活動(dòng)的架構(gòu)體系,整車(chē)正向開(kāi)發(fā)流程是其核心,技術(shù)規(guī)范、相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)、案例和強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫(kù)是指導(dǎo)開(kāi)發(fā)活動(dòng)的工具和方法。整車(chē)正向開(kāi)發(fā)流程是一個(gè)基于時(shí)間軸和里程碑為基本元素的結(jié)構(gòu)化流程,一個(gè)完整的整車(chē)開(kāi)發(fā)流程都被明確劃分為:產(chǎn)品戰(zhàn)略、產(chǎn)品策劃定義、概念開(kāi)發(fā)、工程設(shè)計(jì)、產(chǎn)品驗(yàn)證和生產(chǎn)6個(gè)階段,歷時(shí)45個(gè)月或更少,并且在流程中有定義清晰的決策評(píng)審點(diǎn),設(shè)置至少8個(gè)決策評(píng)審點(diǎn)(里程碑)。
3.基于性能開(kāi)發(fā)的整車(chē)正向開(kāi)發(fā)體系的共性點(diǎn)。①多部門(mén)跨系統(tǒng)的協(xié)同。整車(chē)正向開(kāi)發(fā)包括了造型設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、SE同步工程以及多個(gè)板塊的性能開(kāi)發(fā)等工作內(nèi)容,涉及到多個(gè)跨部門(mén)的造型設(shè)計(jì)師、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)工程師、制造工藝工程師、多板塊的性能開(kāi)發(fā)工程師、試驗(yàn)工程師、采購(gòu)及供應(yīng)商研發(fā)及質(zhì)量工程師等,組成整車(chē)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目組,采用矩陣式管理組織結(jié)構(gòu),按照結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與性能開(kāi)發(fā)并重的正向開(kāi)發(fā)流程,完成一個(gè)整車(chē)車(chē)型的包括零件設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)、單件成本、開(kāi)發(fā)費(fèi)用控制、性能目標(biāo)達(dá)成、開(kāi)發(fā)過(guò)程試驗(yàn)問(wèn)題解決、生命周期的保修和可回收等一系列工作。②開(kāi)發(fā)過(guò)程中的并行工程。在整車(chē)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期內(nèi),整車(chē)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目組根據(jù)整車(chē)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)流程,將輸入輸出關(guān)系的工作事項(xiàng)串聯(lián)起來(lái),形成一個(gè)最短工作“路徑”,即我們最需要的最短整車(chē)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期。然后將其余工作事項(xiàng)與最短“路徑”工作事項(xiàng)并聯(lián)起來(lái),按照開(kāi)發(fā)流程節(jié)點(diǎn)保持相關(guān)聯(lián)工作事項(xiàng)同步,這就是開(kāi)發(fā)過(guò)程中的并行工程。。
3.實(shí)施整車(chē)平臺(tái)化、系列化、模塊化開(kāi)發(fā)。目前自主品牌企業(yè)基本上在各個(gè)級(jí)別車(chē)型都有自己的成熟底盤(pán)平臺(tái)和相應(yīng)的動(dòng)力總成平臺(tái),具備了平臺(tái)化系列化模塊化整車(chē)開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)。在平臺(tái)化的系列車(chē)型中,底盤(pán)重要參數(shù)及整車(chē)主要參數(shù)都有較大變化,性能目標(biāo)也有相應(yīng)的變化,基于性能開(kāi)發(fā)的整車(chē)正向開(kāi)發(fā)體系則涵蓋了平臺(tái)戰(zhàn)略定義、平臺(tái)化系列化模塊化可行性預(yù)研、整車(chē)性能目標(biāo)的大量研發(fā)性試驗(yàn)及對(duì)標(biāo)、分解、大量數(shù)據(jù)庫(kù)的對(duì)比分析等,確保整車(chē)平臺(tái)開(kāi)發(fā)按照可靠有效的開(kāi)發(fā)流程實(shí)施。這樣,整車(chē)平臺(tái)在以底盤(pán)平臺(tái)和相應(yīng)的動(dòng)力總成平臺(tái)組合后,對(duì)產(chǎn)品的外形進(jìn)行重新造型,而內(nèi)部結(jié)構(gòu)都可以借用,或者系列化、模塊化開(kāi)發(fā),大大降低了開(kāi)發(fā)費(fèi)用和開(kāi)發(fā)周期,減少了底盤(pán)和動(dòng)力部總成的驗(yàn)證,降低了整車(chē)車(chē)型項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)。
4.采用以管理和質(zhì)量為中心的流程。整車(chē)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目設(shè)立項(xiàng)目總監(jiān)負(fù)責(zé)整個(gè)車(chē)型開(kāi)發(fā)的進(jìn)度、質(zhì)量與成本控制,下設(shè)造型開(kāi)發(fā)小組、零部件及總成布置設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)小組、性能開(kāi)發(fā)小組、SE同步工程分析小組、成本控制小組、產(chǎn)品試制與驗(yàn)證小組等多部門(mén)跨系統(tǒng)的扁平化管理,按照整車(chē)開(kāi)發(fā)流程設(shè)置適合整車(chē)開(kāi)發(fā)企業(yè)或開(kāi)發(fā)供應(yīng)商的里程碑節(jié)點(diǎn),明確每個(gè)節(jié)點(diǎn)需要完成的工作和交付物及對(duì)應(yīng)的責(zé)任單位,確保整個(gè)項(xiàng)目組涉及到的各部門(mén)各系統(tǒng)在開(kāi)發(fā)周期內(nèi)按照整車(chē)開(kāi)發(fā)流程及明確要求完成各自負(fù)責(zé)的工作內(nèi)容并達(dá)到對(duì)應(yīng)的目標(biāo)。
在汽車(chē)競(jìng)爭(zhēng)日益劇烈和同質(zhì)化逐漸嚴(yán)重的情況下,整車(chē)性能正向研發(fā)顯得尤為重要,是企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵,是消費(fèi)者生活品質(zhì)日益提升的需求。整車(chē)性能正向研發(fā)不僅涉及到工程技術(shù)應(yīng)用,同時(shí)也是一個(gè)典型的技術(shù)管理過(guò)程。
參考文獻(xiàn):
[1] 陳言.淺析純電動(dòng)新能源汽車(chē)整車(chē)正向開(kāi)發(fā)總布置設(shè)計(jì)[J].機(jī)電技術(shù),2015(1):107-109.
[2] 馬超.正向開(kāi)發(fā)過(guò)程中總布置設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)[J].汽車(chē)工程師,2015(8):13-16.
(作者單位:陜西重型汽車(chē)有限公司)