許美星

摘 要：隨著商用車各主機(jī)廠技術(shù)同質(zhì)化趨勢的出現(xiàn)，賦予產(chǎn)品特殊的風(fēng)格與用戶獨(dú)特的體驗(yàn)，將成為新品開發(fā)的重要課題。汽車結(jié)構(gòu)是汽車性能實(shí)現(xiàn)的載體，而汽車性能是結(jié)構(gòu)定義的表現(xiàn)，是能適應(yīng)各種使用條件，滿足用戶需求的能力。整車產(chǎn)品的各項(xiàng)性能指標(biāo)是用戶能夠感知和判斷產(chǎn)品優(yōu)劣的重要參考。汽車性能集成開發(fā)是以用戶需求為核心，多領(lǐng)域、多學(xué)科的有效疊加、融合、協(xié)調(diào)到某單一產(chǎn)品，運(yùn)用并行工程開發(fā)的理念推進(jìn)各性能的開發(fā)與管理，通過目標(biāo)分解、整合，并充分協(xié)調(diào)各種矛盾之后，達(dá)到較高水平綜合性能的產(chǎn)品目標(biāo)，保證項(xiàng)目需求的各性能指標(biāo)的達(dá)成。本文對商用車開發(fā)性能指標(biāo)的定義、集成開發(fā)的流程、過程管理方法、驗(yàn)證追蹤、性能集成矩陣構(gòu)建等做出總結(jié)及研究建議，為商用車性能集成模式推出好的案例，致力于引導(dǎo)商用車新一代奔赴性能基因開發(fā)階段。

關(guān)鍵詞：商用車 性能開發(fā) 性能集成 整車架構(gòu) 產(chǎn)品定義

0 前言

汽車性能集成開發(fā)是以用戶需求為核心，多領(lǐng)域、多學(xué)科的有效疊加、融合、協(xié)調(diào)到某單一產(chǎn)品，運(yùn)用并行工程開發(fā)的理念推進(jìn)各性能的開發(fā)與管理，通過目標(biāo)分解、整合，并充分協(xié)調(diào)各種矛盾之后，達(dá)到較高水平綜合性能的產(chǎn)品目標(biāo)，保證項(xiàng)目需求的各性能指標(biāo)的達(dá)成。

商用車產(chǎn)品開發(fā)必須建立在適應(yīng)市場競爭力需求的整體目標(biāo)下立項(xiàng)，基于性能集成的開發(fā)目標(biāo)支撐體系研究。為提高品牌辨識(shí)度、打造家族化、差異化、有技術(shù)亮點(diǎn)和競爭力的產(chǎn)品，建立平臺(tái)架構(gòu)開發(fā)下的重卡性能DNA；基于性能集成開發(fā)模式建立指標(biāo)體系、開發(fā)流程以及設(shè)計(jì)規(guī)范，涉及的整車性能有NVH、動(dòng)力經(jīng)濟(jì)性、耐久可靠性、整車安全、行駛性能、操作品質(zhì)、智能交互、熱管理及總布置功效等多領(lǐng)域、多指標(biāo)的個(gè)性化設(shè)計(jì)與匹配工作。為實(shí)現(xiàn)重卡產(chǎn)品多個(gè)典型場景工況下，用戶能清晰的感知到產(chǎn)品性能特征差異化，建立獨(dú)自品牌的屬性特征。

1 性能集成開發(fā)的方向及理論支撐

各車企及相關(guān)書籍對汽車性能的劃分各不相同，劃分標(biāo)準(zhǔn)及數(shù)量取決于企業(yè)的技術(shù)體系成熟度，商用車依據(jù)性能集成對整車影響打包建議劃分為四類：TCO相關(guān)為性、耐久性、經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性、重量、總布置及功效性、維修保養(yǎng)、腐蝕老化；舒適性相關(guān)為NVH、駕駛室舒適型、人機(jī)交互、駕駛動(dòng)力學(xué)、操穩(wěn)平順（平順）、人機(jī)工程、熱管理；安全性相關(guān)為管理、主動(dòng)安全、被動(dòng)安全、 操穩(wěn)平順（操縱穩(wěn)定性）、整車EMC；環(huán)保及質(zhì)量相關(guān)為材料環(huán)保、感知質(zhì)量。

性能集成開發(fā)不僅是技術(shù)領(lǐng)域上的多學(xué)科多領(lǐng)域的集成開發(fā)，更是產(chǎn)品開發(fā)目標(biāo)逐步細(xì)化逐步整合的過程，以用戶需求為導(dǎo)向指引開發(fā)貫穿產(chǎn)品開發(fā)的整車、系統(tǒng)、零部件開發(fā)的整個(gè)過程。也是通過項(xiàng)目管理將多領(lǐng)域性能開發(fā)人員、產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員、工藝人員、質(zhì)量管理人員、銷售人員等聚集起來，促進(jìn)溝通與合作，避免產(chǎn)品開發(fā)中由于職能造成的空白地帶。

通常整車開發(fā)項(xiàng)目中，性能開發(fā)包含性能目標(biāo)的制定、分解、驗(yàn)證、達(dá)成分析及驗(yàn)收。汽車性能集成是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，將客戶需求轉(zhuǎn)化為性能指標(biāo)和功能配置，并運(yùn)用到整車的開發(fā)與管理中，從整車級(jí)分解到系統(tǒng)級(jí)、子系統(tǒng)級(jí)和部件級(jí)；識(shí)別的功能配置分解到架構(gòu)設(shè)計(jì)，通過開發(fā)測試開驗(yàn)證每個(gè)實(shí)體是否滿足需求，并完成整車驗(yàn)證及認(rèn)證測試。

基于模型的系統(tǒng)工程與多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化的結(jié)合，通過CAE仿真的軟硬件平臺(tái)，輸出工程驗(yàn)證程序與技術(shù)規(guī)范：

1）此規(guī)范體系必須與產(chǎn)品的性能指標(biāo)想關(guān)聯(lián)；

2）同一性能在開發(fā)的不同階段可以關(guān)聯(lián)不同的CAE規(guī)范；

3）不同的性能指標(biāo)可以關(guān)聯(lián)同一個(gè)CAE規(guī)范；

4）非直接支撐產(chǎn)品性能的CAE相關(guān)文件，不納入CAE規(guī)范范疇。

建立商用車性能集成開發(fā)管理文件體系是滿足設(shè)計(jì)要求的重要方法，從能力建設(shè)、知識(shí)積累、項(xiàng)目應(yīng)用的PDCA（Plan-Do-Check-Action，全面質(zhì)量管理）良性循環(huán)，保障性能集成開發(fā)過程中的延續(xù)性、銜接性、覆蓋性，貫穿于整個(gè)產(chǎn)品開發(fā)與持續(xù)迭代過程中：

1）建立商用車特性指標(biāo)體系文件，精準(zhǔn)轉(zhuǎn)化客戶可感知的需求；

2）建立集成過程中的技術(shù)規(guī)范文件，實(shí)現(xiàn)商用車設(shè)計(jì)能力與知識(shí)積累的標(biāo)準(zhǔn)化；

3）建立相關(guān)程序文件，定義管理過程中的各業(yè)務(wù)角色定義、職能職責(zé)、業(yè)務(wù)流程、信息與風(fēng)險(xiǎn)等標(biāo)準(zhǔn)化管理。

圖1 性能開發(fā)過程的集成

商用車產(chǎn)品開發(fā)需要圍繞客戶需求進(jìn)行細(xì)分場景定義，如何更精準(zhǔn)的貼近客戶，性能集成開發(fā)能兼顧項(xiàng)目的開發(fā)時(shí)間、成本、高質(zhì)量的要求，采用并行工程的思想，提高工作效率。

性能集成可以整體把握風(fēng)險(xiǎn)，平衡主次，在工程前期解決主要矛盾；

性能集成可以優(yōu)化項(xiàng)目開發(fā)過程計(jì)劃管控，統(tǒng)籌驗(yàn)證方案與資源；

性能集成能推動(dòng)研發(fā)機(jī)制跨部門合作，改善部門墻，無縫整合分散在各處的產(chǎn)品信息，凡事都到整車產(chǎn)品優(yōu)劣上評價(jià)；

性能集成開發(fā)有助于技術(shù)體系的完善，更易于實(shí)現(xiàn)平臺(tái)化、系列化、模塊化的開發(fā)。

2 商用車性能集成開發(fā)方法

2.1 性能集成開發(fā)流程及管理辦法

性能指標(biāo)體系包括整車級(jí)性能指標(biāo)（VDS）、系統(tǒng)級(jí)性能指標(biāo)（SDS）兩級(jí)管理，系統(tǒng)級(jí)性能指標(biāo)（SDS）承接整車級(jí)性能指標(biāo)（VDS），最終落實(shí)到核心零部件性能指標(biāo)。

一級(jí)指標(biāo)分類各項(xiàng)特性VDS指標(biāo)按整車及強(qiáng)相關(guān)職能系統(tǒng)模塊承接負(fù)責(zé)，由項(xiàng)目PAT特性經(jīng)理定義VDS指標(biāo)，分解設(shè)定SDS指標(biāo)。

性能指標(biāo)要素包括：指標(biāo)名稱、單位、數(shù)值、評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、責(zé)任人、達(dá)成狀態(tài)。

其中數(shù)值包含：概念目標(biāo)值，競品測試值，基礎(chǔ)車測試值，開發(fā)車型目標(biāo)值，標(biāo)準(zhǔn)要求值、整車仿真驗(yàn)證值、系統(tǒng)仿真驗(yàn)證值、零部件仿真驗(yàn)證值、整車試驗(yàn)驗(yàn)證值、系統(tǒng)試驗(yàn)驗(yàn)證值、零部件試驗(yàn)驗(yàn)證值。

性能指標(biāo)體系建設(shè)需要設(shè)定責(zé)任主體及負(fù)責(zé)人對現(xiàn)有指標(biāo)體系進(jìn)行評估，制定性能指標(biāo)體系建設(shè)計(jì)劃，性能指標(biāo)責(zé)任主體及負(fù)責(zé)人從標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)、項(xiàng)目需求、技術(shù)趨勢等方面，征詢性能指標(biāo)體系修訂意見，相關(guān)單位牽頭組織性能開發(fā)體系建設(shè)工作組進(jìn)行性能指標(biāo)體系評審，負(fù)責(zé)性能指標(biāo)體系審批發(fā)布。

性能指標(biāo)體系動(dòng)態(tài)管理，年度進(jìn)行修訂更新。（見圖3、表1）

圖3 性能開發(fā)工作流程

2.2 指標(biāo)體系建立及分解方法

一級(jí)特性指標(biāo)，建議分層次重點(diǎn)提升，核心競爭力特性設(shè)立專職技術(shù)人員負(fù)責(zé)，動(dòng)力性，燃油經(jīng)濟(jì)性，重量、駕駛室舒適性，作為重點(diǎn)中重卡管控競爭力特性；可靠性、耐久性、維修保養(yǎng)、感知質(zhì)量、人機(jī)交互、主動(dòng)安全、駕駛動(dòng)力學(xué)、操穩(wěn)平順性作為特性能力建設(shè)培育，增設(shè)特性經(jīng)理，推動(dòng)相關(guān)特性能力培育及團(tuán)隊(duì)能力建設(shè)；被動(dòng)安全、環(huán)境適應(yīng)性、上裝適應(yīng)性、材料環(huán)保、腐蝕老化、整車EMC等按基礎(chǔ)法規(guī)特性研究管理，由強(qiáng)相關(guān)職能科室選派人員擔(dān)任。增設(shè)特性管理工程師，支持特性管理工作，支持平臺(tái)總工調(diào)度特性PAT完成特性指標(biāo)設(shè)定、過程評估分析、驗(yàn)證驗(yàn)收工作。

從概念規(guī)劃輸入，進(jìn)行整車VDS指標(biāo)定義后，分為兩條路徑，進(jìn)行性能開發(fā)工作：

1）將整車性能指標(biāo)分解至系統(tǒng)及零部件SDS中，并將產(chǎn)品開發(fā)需求傳遞至供應(yīng)商及本公司設(shè)計(jì)開發(fā)工程師，進(jìn)行系統(tǒng)零部件開發(fā)、仿真、臺(tái)架測試，同時(shí)將仿真、臺(tái)架測試結(jié)果反饋至SDS指標(biāo)中，驗(yàn)證指標(biāo)達(dá)成情況。

2）根據(jù)VDS指標(biāo)進(jìn)行整車性能策劃，整車虛擬仿真，整車測試驗(yàn)證，并將整車仿真、測試結(jié)果反饋至VDS指標(biāo)中，驗(yàn)證指標(biāo)達(dá)成情況。（見圖4）

根據(jù)汽車性能集成流程，需制定從整車、系統(tǒng)、零部件的目標(biāo)定義、分解、仿真分析、實(shí)物驗(yàn)證與評價(jià)業(yè)務(wù)活動(dòng)的技術(shù)規(guī)范，同步覆蓋產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、功能分析、材料選型、算法匹配等設(shè)計(jì)活動(dòng)的技術(shù)規(guī)范；

2.3 性能指標(biāo)定義及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)研究

整車性能指標(biāo)定義從GS至G9，是以客戶需求為設(shè)計(jì)導(dǎo)向，“性能定位分析-性能開發(fā)策略評估-VDS 定義-SDS分解”為開發(fā)主線，開展產(chǎn)品性能指標(biāo)定義及評價(jià)工作， 其中SDS分解需要在G8最終完成， 因此G8閥點(diǎn)納入指標(biāo)定義過程，以形成完整的指標(biāo)定義過程閉環(huán)。

2.3.1 性能定位分析

性能總工或集成經(jīng)理依據(jù)產(chǎn)品規(guī)劃輸入、標(biāo)桿性能優(yōu)劣勢分析報(bào)告及現(xiàn)有整車技術(shù)路線等，制定整車性能總體定位及整車性能開發(fā)總體目標(biāo)（品牌 DNA 及關(guān)鍵特性指標(biāo)）。

用LACU原理，對現(xiàn)有產(chǎn)品進(jìn)行市場定位和新產(chǎn)品的競爭定位分析，為新產(chǎn)品的工程特性目標(biāo)定義提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。（見圖5）

2.3.2 性能目標(biāo)轉(zhuǎn)化

質(zhì)量屋（QFD）是將客戶需求轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品工程特性需求的工具。通過現(xiàn)有產(chǎn)品與競品、開發(fā)產(chǎn)品的市場競爭力與技術(shù)競爭力的量化評估，并結(jié)合客戶需求、關(guān)注度以及與產(chǎn)品特性的關(guān)系，識(shí)別出功性能需求優(yōu)先級(jí)順序; 圖例為整車動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性， 成本、重量及可靠耐久性的 需求轉(zhuǎn)換，識(shí)別出用戶對產(chǎn) 品功能需求順序?yàn)橘徿嚦杀尽?可靠耐久、動(dòng)力性、與燃油 經(jīng)濟(jì)性等使用成本。（見圖6）2.3.3 驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)研究

過程檢查活動(dòng)是保障產(chǎn)品目標(biāo)驗(yàn)收的基礎(chǔ)保障，性能集成開發(fā)環(huán)節(jié)增設(shè)性能握手業(yè)務(wù)活動(dòng)，推動(dòng)平臺(tái)架構(gòu)、模塊方案、CAE仿真、專項(xiàng)性能參數(shù)的交互集成，并參與數(shù)據(jù)發(fā)布前的檢查確認(rèn)。此流程從開始，在結(jié)束。

（1）性能集成基于項(xiàng)目閥點(diǎn)計(jì)劃下發(fā)特性分析計(jì)劃，制定評估、匯報(bào)標(biāo)準(zhǔn)模板；PAT結(jié)合具體車型指標(biāo)下發(fā)各特性SDS追蹤表。

（2）模塊基于設(shè)計(jì)方案評估SDS追蹤表指標(biāo)達(dá)成情況反饋PAT，PAT更新VDS追蹤表指標(biāo)達(dá)成分析并評估一級(jí)指標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)反饋性能集成。

（3）性能集成完成整車特性達(dá)成狀態(tài)匯總并定期向產(chǎn)品工程例會(huì)通報(bào)特性狀態(tài)及問題；

性能驗(yàn)收簽發(fā)階段：整車性能集成經(jīng)理根據(jù)整車性能集成開發(fā)策劃組織性能目標(biāo)驗(yàn)證，并推動(dòng)試驗(yàn)計(jì)劃的制定及實(shí)施，結(jié)合試驗(yàn)報(bào)告組織評審目標(biāo)的達(dá)成情況，推動(dòng)專項(xiàng)性能經(jīng)理進(jìn)行問題整改。整車性能驗(yàn)證工作從開始功性能測試，進(jìn)行耐久可靠性驗(yàn)證，驗(yàn)證設(shè)計(jì)失效問題改進(jìn)后再次驗(yàn)證閉環(huán)，至結(jié)束。

3 基于平臺(tái)架構(gòu)定義的性能開發(fā)

新一代產(chǎn)品創(chuàng)造中，產(chǎn)品平臺(tái)是整個(gè)系列產(chǎn)品所采用的共同要素的集合，包含架構(gòu)和共享模塊兩部分，平臺(tái)架構(gòu)搭建是技術(shù)概念設(shè)計(jì)的源頭，是定義產(chǎn)品不同平臺(tái)整車布置、重要模塊集成的規(guī)則、標(biāo)準(zhǔn)和接口的基因設(shè)計(jì)；平臺(tái)硬點(diǎn)參數(shù)設(shè)定是產(chǎn)品生命周期內(nèi)伴隨的基因?qū)傩?，而平臺(tái)硬點(diǎn)定義的平臺(tái)性能是產(chǎn)品特性開發(fā)的性能基因。

商用車不同平臺(tái)的技術(shù)路線構(gòu)建的核心為：具有競爭力的平臺(tái)性能指標(biāo)；定義平臺(tái)指標(biāo)差異化，才能創(chuàng)造產(chǎn)品不同端次不同檔次產(chǎn)品的定位區(qū)格；基于平臺(tái)架構(gòu)定義的平臺(tái)特性開發(fā)特點(diǎn)：

（1）平臺(tái)特性開發(fā)的完成時(shí)間要早于產(chǎn)品性能，這樣架構(gòu)的性能才能更好的體現(xiàn)在產(chǎn)品上（符合平臺(tái)車型先開發(fā)的邏輯）。

（2）平臺(tái)特性開發(fā)驗(yàn)證的內(nèi)容更側(cè)重于與架構(gòu)相關(guān)的驗(yàn)證，這樣架構(gòu)硬點(diǎn)凍結(jié)了與架構(gòu)相關(guān)的平臺(tái)性能也就凍結(jié)了。

（3）平臺(tái)特性開發(fā)要確保不同端次產(chǎn)品定位區(qū)格，需要不停的優(yōu)化特性帶寬（不同端次聚焦不同的性能）；產(chǎn)品性能開發(fā)更側(cè)重于整車所有性能驗(yàn)證。

（4）平臺(tái)特性開發(fā)驗(yàn)證車型，在架構(gòu)開發(fā)初期就開展，沒有相應(yīng)的原型車（Prototype car），因此需要將架構(gòu)相關(guān)的驗(yàn)證搭載在改制車或者騾子車 （Mule car）上進(jìn)行驗(yàn)證；產(chǎn)品性能開發(fā)一般都在相應(yīng)的原型 車和工裝車上開展。

（5）平臺(tái)特性開發(fā)目標(biāo)，通過零部件、系統(tǒng)和整車試驗(yàn)驗(yàn)證，重點(diǎn)是要確保架構(gòu)相關(guān)的性能達(dá)到目標(biāo)，目的是為架構(gòu)最終數(shù)據(jù)凍結(jié)提供參考和依據(jù)；產(chǎn)品性能開發(fā)重點(diǎn)是要確保整車產(chǎn)品的性能達(dá)到客戶需求目標(biāo)，目的是能夠提供能適應(yīng)各種使用條件、滿足消費(fèi)者使用需求及社會(huì)環(huán)境需求的整車產(chǎn)品排列組合。

（6）平臺(tái)特性開發(fā)是代次產(chǎn)品的基因?qū)傩蚤_發(fā)。

4 結(jié)束語

在當(dāng)前行業(yè)發(fā)展背景情況下，預(yù)期未來5-10年，商用車性能領(lǐng)先將成為產(chǎn)品核心競爭力，最優(yōu)性價(jià)比設(shè)定將成為各端次產(chǎn)品核心賣點(diǎn)的重要區(qū)格。國內(nèi)中重卡行業(yè)多數(shù)仍然停留在以物理空間結(jié)構(gòu)為主的開發(fā)模式，車輛作為運(yùn)輸工具，設(shè)定以承載能力為核心目標(biāo)，優(yōu)先保證車輛基礎(chǔ)功能；隨著物質(zhì)文明的進(jìn)步，消費(fèi)者對汽車的需求以及核心購買競爭力指標(biāo)顯然已發(fā)生了轉(zhuǎn)變，通過平臺(tái)開發(fā)初期的消費(fèi)者調(diào)研活動(dòng)，識(shí)別了客戶最重要的關(guān)注點(diǎn)已逐漸轉(zhuǎn)移到車輛的內(nèi)在性能。根據(jù)本人的研究與項(xiàng)目實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在這一趨勢提出以下建議，供相關(guān)技術(shù)人員參考：

（1）商用車性能集成經(jīng)驗(yàn)尚在探索的道路中，積極建立適應(yīng)企業(yè)組織的性能集成開發(fā)能力是目前諸多主機(jī)廠投入的核心研發(fā)能力。

（2）建立完善的性能集成開發(fā)流程與體系，孵化性能開發(fā)的團(tuán)隊(duì)能力建設(shè)與人才培養(yǎng)，輸出行業(yè)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范，是中重卡核心競爭力提升的重要方向；此文提供的流程及模板可參考應(yīng)用。

（3）商用車車企建立基因性能的開發(fā)理念，創(chuàng)建各車企獨(dú)特的品牌特點(diǎn)，區(qū)格于日漸技術(shù)同質(zhì)化的開發(fā)模式，逐步建立正向開發(fā)，引領(lǐng)國內(nèi)自主品牌企業(yè)技術(shù)進(jìn)步。

（4）全新一代中重卡開發(fā)是建立在先進(jìn)的理念、開發(fā)流程體系、數(shù)字平臺(tái)支撐 、平臺(tái)架構(gòu)定義、基因性能開發(fā)基礎(chǔ)上。

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