孫倬 徐曉春 湯湧

（華晨汽車工程研究院）

目前，我國汽車產(chǎn)品更新速度越來越快，每年均有幾百款新車型面世。對于新車型的開發(fā)，其成本及周期是決定汽車主機(jī)廠競爭力強(qiáng)弱的關(guān)鍵因素。為了滿足快速變化的市場需求，進(jìn)一步縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，研發(fā)過程中的樣車試驗必不可少。目前我國汽車產(chǎn)業(yè)已初步形成了比較完善的研發(fā)體系，形成的研發(fā)平臺已具有比較完備的數(shù)字化開發(fā)能力[1]，但新品的樣車試驗仍舊是前期驗證的重要一環(huán)。汽車研發(fā)試制環(huán)節(jié)在汽車產(chǎn)業(yè)中的比重會繼續(xù)上升。目前國內(nèi)各主機(jī)廠均對新品開發(fā)項目中所需要的試制樣車數(shù)量有自己的規(guī)劃，其來源多為各部門對于零部件開發(fā)的驗證需求，但少有全局統(tǒng)籌。因此，對試制需求更精確的量化以及對試制環(huán)節(jié)更精細(xì)化的成本控制勢在必行。降低試制成本，以最小的資源投入，創(chuàng)造出盡可能多的價值，可有效提高項目經(jīng)濟(jì)性及產(chǎn)品競爭力。

1 試制樣車的需求方向

整車項目開發(fā)過程中，研發(fā)階段對新車型功能、質(zhì)量、性能、安全等方面的驗證目前有兩大常規(guī)手段。一是基于有限元的數(shù)字化CAE 分析，二是試制樣車的實況測試。在油耗、標(biāo)定、底盤調(diào)校等方面，CAE 仿真分析暫時還沒有較為有效的分析手段，且在其他性能方面，CAE 仿真分析也存在一定誤差。所以，目前對試制樣車的需求是必不可少的，對試制樣車的需求主要可歸納為4 個方面。

1）試驗用車，指各個部門對各自負(fù)責(zé)部分進(jìn)行實物測試，如安全部門的碰撞試驗、動力部門的標(biāo)定、NVH 的噪聲測試等；

2）路試用車，包含1.5 萬km 強(qiáng)化、5.1 萬km 發(fā)動機(jī)測試、6 萬km 零部件耐久、7 萬km 發(fā)動機(jī)耐久、冬季及夏季高寒與高炎測試，其主要目的為記錄新車在各工況下的實際表現(xiàn)；

3）法規(guī)驗證用車，主要為驗證國家法規(guī)相關(guān)項目，發(fā)布通告；

4）工藝性驗證用車，一般為涂裝驗證仿形噴涂，總裝驗證生產(chǎn)線通過性、培訓(xùn)生產(chǎn)操作者以及最后的電信號檢驗。

2 試制樣車的階段需求

在項目的不同階段，對試制樣車的要求也不盡相同。以國內(nèi)某自主品牌為例，試制車大致分為4 個階段：

1）騾子車（Mule car）階段。此階段一般使用其他樣板車型，經(jīng)手工改造后，用于零件空間的裝配檢查，以及汽車最初的性能數(shù)據(jù)采集，如電器接口、發(fā)動機(jī)標(biāo)定、變速箱等。

2）生產(chǎn)試制（PT）階段。此階段車身所有制件都需要使用軟模件甚至工裝件。一般此階段的車身鈑金制件由于開發(fā)正式模具周期較長，費用較高，因此大多使用軟模件，而試制車開發(fā)過程中較大部分費用都投入在這里。其他類型制件大多使用半工裝甚至全工裝制件，或者使用其他替代件[2]。

3）工裝樣件（OTS）階段。此時樣車制件基本都使用正式工裝件，并且需要在正式生產(chǎn)線進(jìn)行工藝驗證。一般來說，Mule car 階段的樣車與目標(biāo)車型是有很大差距的，它僅僅驗證一些高度平臺化的指標(biāo)；而PT 階段的樣車與目標(biāo)車型比較接近，大部分影響車身設(shè)計的指標(biāo)都需要在這個階段進(jìn)行驗證；最后的OTS 階段樣車則與目標(biāo)車型極其相似，此階段更多的是驗證生產(chǎn)工藝性問題，以及確認(rèn)PT 樣車階段改進(jìn)方案的實施效果。

4）生產(chǎn)批量試制（PVS）驗證階段。此階段與目標(biāo)車型基本一致，作用為對整車的性能及各項指標(biāo)給出結(jié)論[3]。

在新車型樣車的實際測試中，理論上數(shù)據(jù)樣本越多越好，但是考慮到成本問題，應(yīng)該兼顧試驗效果與開發(fā)成本。通常的做法是：首先應(yīng)確定各部門需要測試的試驗項目，通過評審和討論確定各部門實際測試的最少樣車需求量；然后再對非高強(qiáng)度破壞類的試驗樣車進(jìn)行整合，討論其應(yīng)用于其他試驗上的可能性，整合出項目正常進(jìn)行所必需的樣車需求量；最終根據(jù)整合數(shù)據(jù)進(jìn)行樣車開發(fā)計劃的制定。

3 過往項目經(jīng)驗

從某整車廠長期以來的項目開發(fā)經(jīng)驗來看，以新車型4 種標(biāo)準(zhǔn)配置為基礎(chǔ)，新平臺上架的第1 款車型的樣車需求量最大，為150～180 臺。其中，Mule car 一般需求30 臺左右；PT 樣車根據(jù)項目開發(fā)周期的不同，一般需求30～60 臺；OTS 樣車根據(jù)項目開發(fā)周期的不同，一般需求60～120 臺。

對于平臺后續(xù)車型的開發(fā)，試驗樣車的用量理論上隨車型的增多而逐漸下降。如有重大的配置革新或者方案更改，樣車使用量會根據(jù)更改方案的影響程度適當(dāng)向上調(diào)整。這是因為在同平臺中，車身設(shè)計上有一定的連貫性。除非遇到影響比較大的變更，很多試驗數(shù)據(jù)可以在早期開發(fā)的車型中直接對標(biāo)。這樣可以減少試驗次數(shù)，甚至取消一部分相似度較高的試驗。也就是說，越成熟的平臺，新車型開發(fā)過程中對試驗用車的需求量就越小[4]。

在所有對試驗用車有需求的部門中，底盤和動力2個部門用車需求量最大，占試驗樣車需求量的1/2 以上。主要為發(fā)動機(jī)DME 標(biāo)定、變速箱TCU 標(biāo)定、底盤調(diào)校及一些功能模塊的標(biāo)定。這些項目大多需要在不同階段進(jìn)行多輪驗證。由此可以看出，自主品牌汽車在發(fā)動機(jī)、變速箱及底盤系統(tǒng)上的技術(shù)積累還不夠成熟，還有很大的提升空間。

4 樣車驗證的優(yōu)化方向

近年來，由于用戶對用車舒適性及安全性的要求越來越高，NVH 試驗用車和安全試驗用車的需求量也逐年提高。其中，安全驗證大多與法規(guī)相關(guān)，且試驗多屬于高強(qiáng)度破壞試驗，試驗車難以回收二次使用。而NVH 試驗正好相反，多為柔性化較高的試驗，基本不會對車體造成破壞。但由于NVH 問題產(chǎn)生原因較復(fù)雜，一般情況下需要多輪測試及反復(fù)驗證，所以對試驗輪次及樣本數(shù)量要求較高。2 項試驗均對整車設(shè)計有綜合性的要求，反饋的試驗數(shù)據(jù)對車體設(shè)計影響較大。在項目前期通過大量CAE 仿真分析，可從理論上驗證車體設(shè)計的合理性，有效減少安全和NVH 性能試驗的數(shù)量。

5 結(jié)論

使用高度平臺化的產(chǎn)品架構(gòu)，統(tǒng)籌利用生產(chǎn)資源，加大數(shù)字化研發(fā)力度，可有效降低對試制樣車的需求。而降低試制樣車的整體需求量，可有效地縮短樣車開發(fā)周期及降低成本。未來汽車行業(yè)將進(jìn)入成本競爭時代，降低開發(fā)成本是提高產(chǎn)品競爭力的有力手段。

文章從項目實際開發(fā)過程入手，通過論證新車開發(fā)過程中的驗證需求，提出技術(shù)攻關(guān)方向和項目統(tǒng)籌管理概念，為進(jìn)一步實施項目成本優(yōu)化提供了可借鑒的方向。然而，對于項目開發(fā)過程中如何具體執(zhí)行相關(guān)的成本優(yōu)化方案，還有待于進(jìn)一步研究。