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汽車車身設計與開發(fā)

嘉峪檢測網(wǎng)        2022-06-19 23:18

上  篇

 

從本期開始筆者將分上、中、下三篇,圍繞車身設計與開發(fā)過程的三個主要階段進行一些討論。識別該過程各階段的工作重點,并和讀者交流、分享一些開發(fā)管理中的經(jīng)驗教訓。

 

車身設計和開發(fā)是整車開發(fā)項目中的一部分,由于承載式車身的特殊性,車身設計開發(fā)的技術集成度高,設計開發(fā)工作量大,參與工作的專業(yè)及人員多,對外接口復雜,并行工程要求嚴格,因此我們將其獨立出來討論。

 

我們將轎車車身設計與開發(fā)分為以下三個主要階段分述(參見圖1):

 

●  造型可研、工程可研、功能樣車設計;

 

●  工程設計;

 

●  工程開發(fā)和質(zhì)量培育。

 

汽車車身設計與開發(fā)

 

圖1 整車產(chǎn)品開發(fā)過程

 

接下來就進入第一個階段《造型可研、工程可研、功能樣車設計》的討論:

 

一、造型可研

 

當總布置給出了初步控制硬點圖、造型給出了內(nèi)外CAS面(3D數(shù)字化表面),車身即要進行造型的可行性研究(簡稱造型可研)。

 

業(yè)界將造型師稱為Designer——設計師,他們是真正的概念和創(chuàng)意的提出者,因而在開發(fā)中享有至高的權威。

 

但是造型師的創(chuàng)意是需要工程實現(xiàn)的,因此作為它的技術支撐——車身部門首先要分析其創(chuàng)意的整體和各個局部實現(xiàn)的方式和代價,即可行性,這一工作就是造型可研。

 

該階段車身主要從事幾何繪制和分析:

 

— 選擇相關部件的結(jié)構形式 (也是車身部件的創(chuàng)意和構想);

 

— 繪制部件的斷面、確定連接關系、對空間布置進一步細化,即做layout;

 

— 將白車身的主要斷面放進內(nèi)外CAS面之間,確定主要斷面是否得到了保證;

 

— 進行法規(guī)滿足性分析。

 

對于幾何空間不夠,造型元素實現(xiàn)的代價太大,法規(guī)不滿足等都需要和造型部門協(xié)商、調(diào)整。

 

我們以結(jié)構選型舉例:

 

圖2是前格柵的安裝方案比較示意。有安裝在發(fā)動機罩上,也有安裝在保險杠或車身上。其中安裝在機罩上還有嵌入式和與金屬板連接式。這些方案的美學效果、結(jié)構重量、制造成本都不一樣。因此類似的結(jié)構方案都要和造型敲定,以便造型能實現(xiàn)美學期望并鎖定分縫線,車身確定大體結(jié)構及安裝關系,項目認可成本,商品認可競爭力。

 

汽車車身設計與開發(fā)

 

圖2 前格柵安裝方式

 

對于一個成熟、積累較多經(jīng)驗的車身設計團隊,結(jié)構選型的過程十分簡單。造型在效果圖中表達清楚了,車身及相關部門明確一下是曾經(jīng)某車的結(jié)構沿用就算定了。對于新結(jié)構則需要進行分析。

 

對于一個年輕的團隊,這類結(jié)構需要在一起仔細討論,橫向比較,最終選定。

 

造型可研期間,是一個多專業(yè)的共同工作過程。他們的大體的接口關系如圖3:

 

汽車車身設計與開發(fā)

 

圖3 造型可研的分析傳遞窗口

 

此期間總布置主要做硬點的控制和協(xié)調(diào),車身電器做結(jié)構構想和幾何布置,以支持造型的實現(xiàn)。對于有些處在技術邊界的問題,還需要技術實力強的供應商的支持。

 

造型可研完成的標志是對內(nèi)、外造型元素和型面可行性達成一致意見,車身結(jié)構構想基本完成,硬點滿足總布置要求,油泥模型凍結(jié)。

 

二、工程可研

 

工程可研主要完成兩件事:

 

● 車身性能的初步分析和虛擬驗證;

 

● 制造和裝配的可行性。

 

車身在完成造型可研(幾何可行性)后,接下來進行初步的白車身和開啟件的3D繪制、內(nèi)外飾和裝備件設計、部件的安裝布置。其中的零件都賦予了材料定義,由此得到的3D就可以進行重量、強度、剛度、被動安全、NVH等等仿真分析,對照目標要求,確定車身和部件性能,當不能達標時,需要進行反復優(yōu)化。

 

同時將3D數(shù)據(jù)交給制造部門進行工藝性分析:

 

— 沖壓成型分析

 

— 焊接順序、焊槍可接近性、焊接強度分析

 

— 油漆的進排液分析

 

— 總裝工藝性分析

 

— 尺寸工程分析

 

需要明確的是重要新工藝、新結(jié)構的選用之前已經(jīng)確定,但不排除在這一階段最終討論定案。

 

工程可研更是一個多接口傳遞、多輪次修改優(yōu)化的過程,參見圖4:

 

汽車車身設計與開發(fā)

 

圖4 工程可研的接口

 

僅就性能仿真,為了一個指標比如車身的整體模態(tài)或局部模態(tài),常常需要經(jīng)過多次3D數(shù)模調(diào)整,當該指標達標后,其他性能還需要驗證一遍,確保不會因修改而削弱。

 

由于工藝性問題提出的修改,同樣需要追溯評價其他的性能、功能是否受到影響。

 

三、功能樣車設計

 

就目前國內(nèi)一般的設計水平,對基本車型的開發(fā)還是需要制作功能樣車(prototype),以驗證設計的幾何質(zhì)量(無靜態(tài)干涉和動態(tài)干涉),制造工藝性,整車的品質(zhì)等等,包括商品部門也需要實物車輛進行競爭能力評價。

 

樣車制造的費用很大,也需要一定的周期,況且內(nèi)外飾只能做成快速成型件,因此樣車的驗證只能局限于功能和部分性能,樣車的計劃必須嚴格按能夠滿足的需求編制。囿于異地制作,有時金屬材料還不得不選擇替代。

 

此外,該階段也不一定按商品企劃的配置要求將定義車型全部制作出來。因此試制樣車的設計和BOM表定義的只是一部分有代表性的車型,代表該階段必須驗證的要求。

 

功能樣車設計的條件是造型A面凍結(jié),工程可研各項目標達標后的3D文件。樣車設計的輸出是在工程可研的基礎上,完成所有諸如動力總成和管線的安裝、底盤管線安裝、電氣部件及線束布置安裝以及處理好所有車身零件自身配合安裝連接細節(jié)??赡苡捎跁r間關系,2D圖形沒有全部完成。

 

綜上所述我們可以看到,在轎車開發(fā)中由于并行工程的采用,整個伴隨造型設計的車身設計開發(fā)過程集成度很高,設計的接口眾多,頭緒錯綜復雜。這就需要一個強有力的項目部門來協(xié)調(diào)各方。

 

我們常常遇到如下情況,計劃排好了,各方面也沒有異議,但實際工作中接口的各方不能按時到位。就像唱戲時大幕已經(jīng)拉開,一個角色的戲唱到一半,另一個角色不見出場,戲沒法唱下去?;蛘咚顺鰣隽耍_詞對不上來,心沒到位。

 

因此在現(xiàn)代轎車的項目開發(fā)中,必須得到幾點保證:

 

●  內(nèi)部組織保證

 

不僅適時得到足量的人力資源,還必須保證其中核心人員的資質(zhì)。有些企業(yè)核心人員不足,個個項目都安排同一個人參與,結(jié)果這些人員個個項目會議都要參加,筆記本上記錄了一大堆待處理事項,但沒有時間處理,項目不得不拖延等待。

 

● 具有開發(fā)實力的供應商到位

 

應該承認,很多供應商在其專業(yè)領域中的水平高于主機廠,這是社會專業(yè)化分工的結(jié)果。對同一個部件,主機廠1~2年才經(jīng)歷一次,而供應商則可能一年中經(jīng)歷幾次,他們的積累和提高的條件優(yōu)于主機廠。

 

對于項目來說,供應商能否及時到位工作,直接影響工作質(zhì)量和進度。但是供應商身份是否確認又涉及零部件價格的達成。當一個零件定義還不清晰時價格就不確定,不能報價就沒有供應商的身份,沒有身份又不能參與定義和開發(fā),陷入如此怪圈,項目同樣拖延。

 

● 新結(jié)構新工藝

 

涉及到的新結(jié)構新工藝必須先期提出并研究統(tǒng)一意見。所有新東西其未知的因素一定很多,需要有一個認識和掌握過程,即使決定采用,也需要連續(xù)跟蹤,保證和其他成熟技術同步運行。

 

還有一些因素也會影響的車身開發(fā)的進程,對于項目部門一定要事先有一個大體評估,做出良好的策劃,控制好項目進程。

 

本文中所述的開發(fā)過程是基于某些公司的具體實踐敘述的,并非所有公司都采用。對于一個非完全正向的項目,造型可研和工程可研不一定分得很清,有些可行性隱含在其中了。

 

對有些變動不大的改型車,企業(yè)的虛擬驗證能力又很強時,現(xiàn)在也不做prototype樣車了??傊捎煤畏N設計開發(fā)過程是由企業(yè)的水準以及項目的難度決定的。企業(yè)的項目部門一定要選擇適合自己的開發(fā)過程,認真跟蹤項目并控制住每個節(jié)點的評審,避免項目帶病前行,最終實現(xiàn)項目全面達標。

 

中  篇

 

在體系建設網(wǎng)的產(chǎn)品開發(fā)系列上一期文章中介紹了,筆者將按照上、中、下三篇,從識別開發(fā)過程的工作重點、總結(jié)車身開發(fā)的經(jīng)驗教訓的角度,對轎車車身設計與開發(fā)的三個主要階段進行討論:

 

第一階段:造型可研、工程可研、功能樣車設計

 

第二階段:工程設計

 

第三階段:工程開發(fā)和質(zhì)量培育

 

我們在上篇討論了造型可研、工程可研、功能樣車設計,本篇將對車身開發(fā)的工程設計階段(如下圖5所示)的工作重點及難點進行一些總結(jié)。

 

汽車車身設計與開發(fā)

 

圖5整車產(chǎn)品開發(fā)過程

 

對于基礎車型,工程設計階段一般會有PROTOTYPE功能樣車試制、樣車和部件驗證試驗、工程設計和工程設計發(fā)布。樣車試制和試驗雖然不在車身部門操作,但是仍和工程設計是一個整體(如圖62所示)。

 

汽車車身設計與開發(fā)

 

圖6 工程設計階段

 

對于現(xiàn)代的設計開發(fā),驗證工作始終伴隨整個設計過程,并且逐步以臺架試驗代替整車道路試驗,以CAE仿真分析逐步替代實物驗證。但是對于轎車設計開發(fā)這樣長周期的項目,盡管開發(fā)周期一再壓縮,有些實物驗證仍然不能或不能完全減免。因此目前大多數(shù)企業(yè)對基礎車型車身的開發(fā)仍然制作軟模、進行以金屬車身為主的樣車試制,非金屬件則大部分采用快速成型。

 

盡管采用了這樣的過程,但稍有不慎仍然會出現(xiàn)各種問題,困擾項目正常運行。因此,筆者想基于一些企業(yè)的實際操作的敘述與大家一起分享其中的經(jīng)驗和教訓。限于篇幅,文章不能對設計過程進行展開,將更多側(cè)重從驗證確認的角度突出車身工程設計的一些重點和難點。

 

一、樣車的驗證需求和試制

 

樣車試制和驗證,主要可以解決如下問題并規(guī)避一些重大風險:

 

● 通過試制可以驗證設計的幾何質(zhì)量、沖壓成形性、焊接可行性等;

 

● 通過白車身和開啟件主要性能試驗,可以確認車身性能;

 

● 通過整車的碰撞可以掌握基礎車身的被動安全水平,如有問題可以及時調(diào)整設計;

 

● 通過整車裝車和功能驗證,基本確認裝配性、整車功能實現(xiàn)程度;同時商品部門可以及時進行商品性評價,必要時提出調(diào)整意見。

 

由于一旦工程開發(fā)開始,大量的資金和人力投入進來,就意味著整個項目不可逆轉(zhuǎn),項目的成敗維系其上,因此從降低項目風險的角度,很多企業(yè)仍做以上試制和驗證,并把這一過程稱作功能樣車試制、試驗,即:Function Trial。

 

樣車的試制安排和工作量完全取決于驗證的需求。一般會有:

 

汽車車身設計與開發(fā)

 

表1 功能樣車試驗

 

表1列出的是功能樣車階段驗證的主要內(nèi)容。在現(xiàn)今CAE仿真技術進步很快的條件下,大部分驗證在工程可研階段都經(jīng)歷了分析及優(yōu)化,其分析的范圍甚至遠遠超過以上項目,包括諸如:NVH、流場和熱力、耐久性等。但是由于CAE分析大部分處在開發(fā)和完善過程,為了避免失誤,大部分企業(yè)還是以實車驗證進行確認。

 

上表還可以看見,樣車試制的輸出不僅是整車,還有白車身和開啟件等。這些需求不僅來自主機廠,同時也來自供應商,特殊情況,還有法規(guī)部門的需求。因此:

 

● 樣車、樣件首先有需求計劃,它包括所有必須的試驗驗證項目、提交時間、數(shù)量和特殊要求;

 

● 樣車有專門的設計定義文件,包括3D、必要的2D和BOM表,設計定義文件必須體現(xiàn)以上所有需求,即構成需要的部件和車輛,同時也是將來向工程設計過渡的基礎;

 

● 樣車和樣件的試制有詳細的計劃,以便于部件的試制、訂購、集結(jié)、驗收,同時也便于后續(xù)使用部門的銜接,包括試驗裝置和人員的準備。

 

由于試制樣車的成本極高,樣車需求數(shù)量需要反復討論,使用也必須綜合安排。此外,有一部分試制零件不一定符合最終定義,其用于驗證的代表性需要得到需求部門的認可。

 

二、車身工程設計

 

工程設計階段主要是對樣車設計的連續(xù)更改和完善。從車身零件沖壓試制開始,各類問題就陸續(xù)反映出來了,主要的設計問題及處理方案(如表2):

 

汽車車身設計與開發(fā)

 

表2 試制驗證過程中常見的問題

 

一些獨立的問題,車身部門可以立即更改。對于綜合性問題,則需要則要多部門研究解決。對于經(jīng)驗豐富、評審到位、仿真水平高的企業(yè),以上問題不一定都有。但不排除特殊的情況,特別是新機構、新材料、新部件,往往問題較多,這也符合人對事物認識的過程。

 

這里筆者可以分享一些經(jīng)常碰到的問題:

 

1、試制中常常發(fā)現(xiàn)一些問題,但裝車時操作人員私自動手改一下給裝上了,問題記錄中沒有反應,下一輪裝車時問題照舊。這個改一下看似加快了試制速度,但是違背了試制的目的:試制就是要暴露設計問題的,所有制作和裝配過程遇到的問題必須予以詳細記錄和描述,留給設計部門分析改進和項目管理部門跟蹤之用,絕對不能理解為湊合幾臺車能用于試驗即完成任務。

 

2、開發(fā)中常常出現(xiàn)一些讓人啼笑皆非的問題,如:某一試驗完成了,提交了一個故障和失效模式清單,然而設計部門有人說,其中某幾個部件裝錯了不符合我們的定義。導致白白浪費了試制試驗部門的人力、過程的時間和費用。因此用于試驗的部件一定要符合定義,具有考核的代表性;所有參試零件也必須得到認可,達到必要的質(zhì)量標準。

 

3、得到故障問題通報后,設計部門馬上著手更改設計,這個態(tài)度應該說是非常好的。但是,故障的現(xiàn)象是否清楚,故障的原因是否找到,是設計問題還是其他的諸如工藝、材料、管理等等問題?在沒有找到問題的根本原因就匆忙修改,可能今后還會修改不斷。筆者在國際先進車企工作的時候曾經(jīng)有過親身經(jīng)歷:樣車試驗不到2000km,變速箱齒輪就斷了,試驗部主任把問題反饋過來,我脫口而出“我們還有一個備件”,當時試驗部主任一臉嚴肅地問我:“問題沒找到,這個備件上去又是2000km后停車?”。

 

在工程設計階段,由于參與的人員增加,問題的頭緒更多,項目的掌控難度很大,故在試驗驗證過程中需要用嚴謹?shù)膽B(tài)度做好問題管理。同時需要有一個對問題的綜合清點分析,并集中做出更改決定及更改的方案。另外,在車身和整車的試驗過程中,還會繼續(xù)暴露問題。除了接收指標明確的一些問題外,還會有一些界定不十分明確的性能或功能問題,這些問題有的需要上升到商品層面決定,然后形成設計變更依據(jù)。工程設計變更管理過程參見圖7:

 

汽車車身設計與開發(fā)

 

圖7 工程設計更改流程

 

一般情況下,更改后的設計需要仿真確認和設計評審。設計人員在設計發(fā)放前應該認真進行自校核,其校核的工具:CHECKLIST清單和問題再發(fā)防止清單,這兩個文件是企業(yè)的技術積累。

 

工程設計文件的發(fā)放應基于零件成熟的先后、方便更改的程度和人力資源的實際制定計劃,并需要對此進行全過程的管理和控制,考慮到開發(fā)周期實際需要,常常是先發(fā)放長周期零件,然后順次發(fā)出中周期和短周期零件。工程設計發(fā)出的文件應滿足以下條件:

 

● 定義了商品企劃的全部車型;

 

● 2D、3D、BOM文件完整,相關制造信息得到準確反映;

 

● 供應商圖紙的確認發(fā)放,除了所有安裝邊界條件得到鎖定,試驗項目和接收條件應全部明確;

 

● 產(chǎn)品定義文件一般通過一個載體文件發(fā)出。對于工程設計發(fā)放(即用于工程開發(fā))的文件,載體文件中要確定可用于工裝模具開發(fā)。

 

綜上所述,在工程設計階段的開發(fā)管理工作的重點和難點是做好工程設計文件的發(fā)放、樣車試制和試驗驗證的過程控制和問題管理、工程設計變更管理,控制要點小結(jié)如下:

 

1、該階段的試驗驗證需求應有詳細清單,經(jīng)過評審,形成試制計劃、試驗驗證計劃、并有設計定義文件支持;

 

2、所有進入試制裝車的零部件必須符合設計定義,有合格的質(zhì)檢報告;

 

3、試制過程中的問題必須詳細記錄,臨時處理要得到認可并記錄;

 

4、設計問題和試驗故障必須有詳細記錄并集中編制為統(tǒng)一的清單,經(jīng)過專業(yè)的分析和問題分類,確定真實原因后進行設計更改。

 

下  篇

 

結(jié)合體系建設網(wǎng)前面兩篇文章,筆者按照上、中、下三篇對轎車車身設計與開發(fā)的三個主要階段進行了討論:

 

第一階段:造型可研、工程可研、功能樣車設計

 

第二階段:工程設計

 

第三階段:工程開發(fā)和質(zhì)量培育

 

在上一篇文章中,筆者對工程設計階段的管理工作重點及難點進行了一些總結(jié),接下來將對第三階段《工程開發(fā)和質(zhì)量培育》的過程進行展開和交流(如圖8所示)。

 

汽車車身設計與開發(fā)

 

圖8 整車產(chǎn)品開發(fā)過程

 

一般意義上說,到了工程開發(fā)階段時,主體工作已經(jīng)轉(zhuǎn)移到制造系統(tǒng)了,由制造部門主導這個階段的工作(供應商是外掛的制造部門,對他們的管理是工程開發(fā)的一部分),作為設計部門在這個階段對內(nèi)是做好產(chǎn)品定義的解釋和跟蹤改善工作,對外則參與供應商的開發(fā)管理,因此工作也是很繁重的。

 

不經(jīng)歷這個過程,不能處理好此階段發(fā)生的各類質(zhì)量問題不可能成為一個成熟的產(chǎn)品設計工程師。這也可能是有些設計公司逐步被淘汰出局的原因。

 

現(xiàn)在仍有很多企業(yè)將工程開發(fā)稱為生產(chǎn)準備,這僅僅是一個叫法問題。關鍵是高的接收標準的拉動,一系列新技術、新方法的有應用,生產(chǎn)準備的內(nèi)涵不僅僅是工藝設計和生產(chǎn)線布置,它必須體現(xiàn)先期質(zhì)量計劃的策劃(APQP),保證過程對質(zhì)量的充分滿足,和還需要做好各個階段輸出物的質(zhì)量控制和培育,最終通過樣件的認可程序(PPAP)。也就是說這個階段的目標不只是能生產(chǎn)出產(chǎn)品,而是要保證生產(chǎn)出符合質(zhì)量標準的產(chǎn)品。

 

盡管此時整個產(chǎn)品開發(fā)工作已經(jīng)全面回歸到整車層面了,但我們?nèi)匀粡能嚿黹_發(fā)的角度來討論這個階段的工作和常遇到的一些問題。如圖9所示,車身工程開發(fā)和質(zhì)量培育階段工作主要有:工裝開發(fā)、工程樣車試制、生產(chǎn)樣車試制。

 

汽車車身設計與開發(fā)

 

圖9工程開發(fā)階段流程框圖

 

一、工裝開發(fā)

 

這里是指狹義的工裝開發(fā)。實際上制造技術部門(含供應商)在同步過程中已經(jīng)將工藝基本方案、可行性問題分析完成。在功能樣車設計文件發(fā)出時,大的工裝模具供應商的選擇,其開發(fā)計劃、零部件供應商的工裝模具先期設計已經(jīng)進行了。此處就是根據(jù)工程設計的最終定義,審定和啟動工裝模具的制作(含供應商零件的工裝模具)。

 

對于零部件供應商,大體分可為三類:

 

● 技術實力強的供應商,其保證體系和交付時間都不用擔心,主機廠的工作主要是保證設計定義明確,設計變更及時通報交流;

 

● 基本供應商,除以上兩點外,對其先期質(zhì)量計劃需要認可、開發(fā)過程過程需要跟蹤、做好后期驗收認可;

 

● 較弱的供應商,不排除我們有一批這樣的供應商,他們的體系和開發(fā)控制需要主機廠指導和監(jiān)控,也就是需要主機廠幫助其提升。

 

因而主機廠的設計、質(zhì)量和采購部門都需要安排足夠的人力資源來管理后兩類特別是第三類供應商,保證各階段工作不會拖后腿。

 

廠內(nèi)自制件的開發(fā),由制造部門主導,模具工裝外委給有資質(zhì)的供應商制造。車身制造質(zhì)量的控制重點是:

 

● 對大型和高強度材料件的沖壓,主要是控制成型質(zhì)量,不能有拉傷、起皺、反彈等;

 

● 對焊接則必須控制好分總成和總成幾何質(zhì)量,對分總成和總成要選擇好夾具的定位、支撐、壓緊的一致性,保證最終的幾何精度。

 

通常金屬車身的骨架精度和安裝點精度目標都在開發(fā)前期確定好,這也是之后外觀質(zhì)量、間隙面差的保證。

 

二、工程樣車試制(ET)

 

工程樣車試制(也有叫線外工裝樣車試制)。該試制過程能考核和推動零部件開發(fā)品質(zhì)、提升整車集成質(zhì)量,同時也為整車的開發(fā)提供可以用于精度更高的標定、調(diào)校、可靠性和耐久性試驗的樣車。由于該階段還會發(fā)現(xiàn)許多設計質(zhì)量問題,因此還會調(diào)整優(yōu)化設計(局部的),根據(jù)項目的難度和質(zhì)量狀況,工程試制也可能不止一輪。由于樣車驗證的需要,中間的設計更改要在后一輪樣車上體現(xiàn)出來,因此樣車的組裝計劃依賴新樣件的提供時間,樣件的定義也必須認真跟蹤好。

 

和功能(FT)樣車一樣,根據(jù)驗證需求工程樣車(ET)試制也有周密的計劃。因為此時基本是工裝樣件,試制車輛的成本低很多,樣車的質(zhì)量狀態(tài)也較功能樣車時的好(在調(diào)整相對成熟時),因此,工程樣車的試制臺數(shù)比較多。大量用于被動安全標定、動力總成和底盤調(diào)校、電氣試驗(包括抗干擾)、整車耐久性等。

 

和所有質(zhì)量問題一樣,工程樣車的質(zhì)量一個取決于開發(fā)控制,一個取決于設計和技術標準。

 

涉及到供應商部件,當幾何和功能問題處理好后,很多問題出在技術標準和接收條件上。對于成熟的主機廠和成熟的供應商,對零部件都應有完整的技術標準,能夠全面控制其功能和性能;對于不同的目標銷售區(qū)域,這些標準還需進行補充和調(diào)整,使其更切合使用地區(qū)的條件和用戶習慣,因而形成接收條件。這些技術標準是一個長期積累的過程,同時還需要在各系統(tǒng)、部件之間進行平衡。因而這也是后起步的企業(yè)包括自主品牌需要花大氣力做的基礎工作。

 

對樣件的制作和提交,則需要嚴格執(zhí)行管理程序。供應商首先是按主機廠認可的APQP先期質(zhì)量計劃實施開發(fā),在樣件交付階段則按PPQP樣件認可程序進行工作。

 

樣件的幾何檢查、驗證試驗、外觀鑒定都需要嚴格按標準進行,要有原始記錄,例如:在標準和協(xié)定的技術條件中應規(guī)定幾何測量的設備和檢具,測量控制重點;試驗的方法、設備和加載的量值;鑒定外觀的條件和比對樣板等等。

 

提交的樣件必須有驗證合格的記錄伴隨。在汽車行業(yè)整體高速發(fā)展的階段,不排除少數(shù)供應商開始對技術條件未做細致分析,后期驗證未全面達到技術條件,不做申明照常送樣,看主機廠的試驗能否鑒定出問題來,這常常是導致后期質(zhì)量頻發(fā)的問題所在(當然不排除主機廠自身經(jīng)驗積累不足的因素)。因此,主機廠需要投入較多的工程師對供應商的開發(fā)過程進行跟蹤,共同分析一些質(zhì)量問題和應對措施,推動供應商的零部件質(zhì)量較快成熟。

 

對識別出的質(zhì)量問題也應按《車身設計與開發(fā)(中篇)》介紹的設計更改流程進行管理。

 

三、生產(chǎn)樣車試制(PT)

 

生產(chǎn)樣車的試制是在生產(chǎn)線上試制開發(fā)的。這個階段主機廠和供應商的零部件單件生產(chǎn)品質(zhì)應該都沒有問題了,主要考核和提升的是連續(xù)生產(chǎn)過程的質(zhì)量穩(wěn)定、節(jié)奏(生產(chǎn)能力)同步、相關包裝、運輸和物流管理等諸方面問題,以及和制造有關人員的熟練程度。同時此階段仍有整車的集成質(zhì)量問題和單個部件問題,有些是設計缺陷需要優(yōu)化。

 

生產(chǎn)樣車一般具有商品化條件,可以銷售了。但前幾批車輛還是大量用于各種試驗,其中包括試乘試駕試驗,這種試驗由企業(yè)內(nèi)部一些非專業(yè)駕駛員和外部的用戶來做,從用戶的角度識別和提出他們的駕乘體驗和不滿意問題,作為進一步改進的依據(jù)和投放前商品競爭力的評估。

 

四、工程開發(fā)階段的質(zhì)量培育

 

工程開發(fā)階段車輛的質(zhì)量是一個連續(xù)的改善過程。

 

過去一些企業(yè)習慣將此階段出現(xiàn)的問題和處理謂之“質(zhì)量攻關”。那時從開發(fā)理念到開發(fā)方式都比較陳舊,前期設計人力投入不夠,工作沒有做到位,到了快要投產(chǎn)時大量暴露質(zhì)量問題,有些甚至是些致命問題,于是組織專門隊伍進行緊急攻關,力圖快速達到銷售條件。由此不但人力花費多,成本高,投放一推再推,質(zhì)量問題不一定解決到位。

 

現(xiàn)代的開發(fā)理念完全不一樣了。

 

首先認為整車產(chǎn)品的質(zhì)量是一個逐步提升和成熟的過程,于是采取各種手段,把大的問題和風險在前期開發(fā)階段處理掉,包括用對標、仿真、騾子車開發(fā)、風險評估和對策處理、新技術新部件的跟蹤控制等等。

 

后期則主要從事:

 

● 各系統(tǒng)的調(diào)校、完善、達標驗收;

 

● 顧客可感知的質(zhì)量缺陷和不滿意問題連續(xù)整改。

 

在工程試制樣車上需要進行的系統(tǒng)調(diào)校很多,比如:NVH、被動安全、操穩(wěn)、動力總成及排放、主動安全性等等。以被動安全為例:

 

● 在功能樣車上通過碰撞基礎條件(加速度曲線和侵入量)測量后,供應商將對安全約束系統(tǒng)進行全面開發(fā),包括:氣囊起爆時間、氣囊展開方向和時間、氣囊排氣控制;安全帶收緊時間,安全帶限力檢測等。

 

● 在得到工程試制樣車后,則進行所有相關碰撞測試和防誤爆測試,對試驗結(jié)果匯集后進行星級(NCAP)評價,并調(diào)校直至達到預設標準(比如碰撞安全5星)為止。

 

針對不能達標的部分,需要局部調(diào)整設計,并在下一輪樣車中再行驗證。

 

對于這些性能標定,主機廠要有具備評價和驗收能 力的專業(yè)團隊,才能保證企業(yè)內(nèi)部能夠確認性能是否達標了,而不是聽供應商說OK就結(jié)束。

 

對于顧客可感知的質(zhì)量缺陷和不滿意問題,大部分企業(yè)采取樣車評價、扣分形式來確定當前批次樣車質(zhì)量狀況和接收標準間的差距,然后分階段達成目標,如表3所示:

 

汽車車身設計與開發(fā)

 

表3各階段質(zhì)量目標和實際狀況

 

表1中假設工程試制和生產(chǎn)試制都有兩輪(第二階段的生產(chǎn)試制同SOP),每輪的樣車扣分目標及最終接收目標預先給出。每一輪可能樣車不止一個,將其缺陷和扣分的均值記錄下來,當分值偏離目標值大于某一程度(如:+-3%)時該階段節(jié)點不能通過,試制工作需要停下來進行整改。不排除有少量不嚴重問題可以留待下一階段一起改善(不含最后的SOP樣車)。

 

所有開啟件、內(nèi)外飾的間隙面差,各操縱件的操縱手感,行駛中操作和乘坐的不適感,都將在這個階段解決。

 

建立質(zhì)量培育體系要點可以概括如下:

 

● 有一整套操作性好的評價方法和一支人員相對穩(wěn)定水平高的評價師團隊;

 

● 先期制定各階段的質(zhì)量達成目標;

 

● 有節(jié)奏的分段改善產(chǎn)品質(zhì)量,提升產(chǎn)品質(zhì)量的成熟度;

 

● 必要時質(zhì)量部門有行使否決權,項目停頓整改;

 

● 質(zhì)量記錄對本車型有可追溯的作用,對后續(xù)車型有再發(fā)防止的作用。

 

工程開發(fā)(亦即生產(chǎn)準備)階段設計團隊工作控制要點:

 

● 除了圖形文件外,所有技術條件也要完整;

 

● 涉及到定義變更時,必須和各方面(含供應商)確認到位;

 

● 每輪樣車的目的、定義文件和樣件狀態(tài)要對齊;

 

● 所有進入裝車的零部件質(zhì)量狀態(tài)必須清楚并且階段合格,最后階段的裝車零件完全達標;

 

● 和供應商保持良好交流(不主張用過于嚴苛的態(tài)度對待供應商,高壓下只會產(chǎn)生弄虛作假并養(yǎng)成主機廠部分部門的低能)。對第三類供應商的質(zhì)量問題要共同分析,力求一次性解決,不留疑點。

 

結(jié)束語

 

車身設計與開發(fā)的整個過程是貫穿整車新產(chǎn)品開發(fā)的主線,對整車產(chǎn)品和項目的最終結(jié)果有決定性影響:

 

1、由于承載式車身的特殊性,其他系統(tǒng)零部件都需要裝在車身上面,所以車身質(zhì)量是整車集成質(zhì)量的基礎;

 

2、車身的零部件數(shù)量非常多,因而車身模具開發(fā)的投資占整車投資比重非常大;

 

3、車身開發(fā)的技術集成度非常高,設計工作量很大,開發(fā)過程中涉及的專業(yè)及人員最多,對內(nèi)對外的接口最為復雜,對并行工程的要求非常高,故新車型的車身設計和開發(fā)周期通常處在整車開發(fā)項目計劃的關鍵路徑上,車身開發(fā)范圍很大程度上決定了整車產(chǎn)品開發(fā)周期的長短。

 

因此把車身設計與開發(fā)的整個過程管理好,將對實現(xiàn)整車產(chǎn)品開發(fā)項目QCD目標起到至關重要的作用。

 

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來源:德拓汽車研發(fā)創(chuàng)新體系建

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