中國汽車技術(shù)論壇_解讀正向汽車研發(fā)流程

1、解讀正向汽車研發(fā)流程 (1)2007-12-29 11:51:36  作者：  來源：互聯(lián)網(wǎng)  文字大?。骸敬蟆俊局小俊拘　亢喗椋盒萝囆偷难邪l(fā)是一個(gè)非常復(fù)雜的系統(tǒng)工程，以至于它需要幾百號人花費(fèi)上3、4年左右的時(shí)間才能完成。不同的汽車企業(yè)其汽車的研發(fā)流程有所不同，我們下面講述的是正向開發(fā)的量產(chǎn)汽車一般的研發(fā)流程。以滿足車友對汽車 .關(guān)鍵字：正向開發(fā) 新車型的研發(fā)是一個(gè)非常復(fù)雜的系統(tǒng)工程，以至于它需要幾百號人花費(fèi)上3、4年左右的時(shí)間才能完成。不同的汽車企業(yè)其汽車的研發(fā)流程有所不同，我們下面講述的是正向開發(fā)的量產(chǎn)汽車一般的研發(fā)流程。以滿足車

2、友對汽車研發(fā)流程的好奇感。     研發(fā)流程包括管理、設(shè)計(jì)、組織等方方面面的輔助流程，本文主要向大家介紹汽車研發(fā)中的核心流程，也就是專業(yè)的汽車設(shè)計(jì)開發(fā)流程，這一流程的起點(diǎn)為項(xiàng)目立項(xiàng)，終點(diǎn)為量產(chǎn)啟動(dòng)，主要包括5個(gè)階段：     一、方案策劃階段     一個(gè)全新車型的開發(fā)需要幾億甚至十幾億的大量資金投入，投資風(fēng)險(xiǎn)非常大，如果不經(jīng)過周密調(diào)查研究與論證，就草率上馬新項(xiàng)目，輕則會造成產(chǎn)品先天不足，投產(chǎn)后問題成堆；重則造成產(chǎn)品不符合消費(fèi)者需求，沒有市場競爭

3、力。因此市場調(diào)研和項(xiàng)目可行性分析就成為了新項(xiàng)目至關(guān)重要的部分。通過市場調(diào)研對相關(guān)的市場信息進(jìn)行系統(tǒng)的收集、整理、紀(jì)錄和分析，可以了解和掌握消費(fèi)者的汽車消費(fèi)趨勢、消費(fèi)偏好和消費(fèi)要求的變化，確定顧客對新的汽車產(chǎn)品是否有需求，或者是否有潛在的需求等待開發(fā)，然后根據(jù)調(diào)研數(shù)據(jù)進(jìn)行分析研究，總結(jié)出科學(xué)可靠的市場調(diào)研報(bào)告，為企業(yè)決策者的新車型研發(fā)項(xiàng)目計(jì)劃，提供科學(xué)合理的參考與建議。     汽車市場調(diào)研包括市場細(xì)分、目標(biāo)市場選擇、產(chǎn)品定位等幾個(gè)方面。項(xiàng)目可行性分析是在市場調(diào)研的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，根據(jù)市場調(diào)研報(bào)告生成項(xiàng)目建議書，進(jìn)一步明確汽車形式（也就是車型確定是

4、微型車還是中高級車）以及市場目標(biāo)。可行性分析包括外部的政策法規(guī)分析、以及內(nèi)部的自身資源和研發(fā)能力的分析，包括設(shè)計(jì)、工藝、生產(chǎn)以及成本等方面的內(nèi)容。在完成可行性分析后，就可以對新車型的設(shè)計(jì)目標(biāo)進(jìn)行初步的設(shè)定，設(shè)定的內(nèi)容包括車輛形式、動(dòng)力參數(shù)、底盤各個(gè)總成要求、車身形式及強(qiáng)度要求等。     將初步設(shè)定的要求發(fā)放給相應(yīng)的設(shè)計(jì)部門，各部門確認(rèn)各個(gè)總成部件要求的可行性以后，確認(rèn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)目標(biāo)，編制最初版本的產(chǎn)品技術(shù)描述說明書，將新車型的一些重要參數(shù)和使用性能確定下來。在方案策劃階段還有確定新車型是否開發(fā)相應(yīng)的變形車，確定變形車的形式以及種類。項(xiàng)目策劃階段

5、的最終成果是一份符合市場要求，開發(fā)可行性能夠保證得到研發(fā)各個(gè)部門確認(rèn)的新車型設(shè)計(jì)目標(biāo)大綱。該大綱明確了新車型的形式、功能以及技術(shù)特點(diǎn)，描述了產(chǎn)品車型的最終定位，是后續(xù)研發(fā)各個(gè)過程的依據(jù)和要求，是一份指導(dǎo)性文件。     二、概念設(shè)計(jì)階段     概念設(shè)計(jì)階段開始后就要制定詳細(xì)的研發(fā)計(jì)劃，確定各個(gè)設(shè)計(jì)階段的時(shí)間節(jié)點(diǎn)；評估研發(fā)工作量，合理分配工作任務(wù)；進(jìn)行成本預(yù)算，及時(shí)控制開發(fā)成本；制作零部件清單表格，以便進(jìn)行后續(xù)開發(fā)工作。概念車設(shè)計(jì)階段的任務(wù)主要包括總體布置草圖設(shè)計(jì)和造型設(shè)計(jì)兩個(gè)部分。  

6、;   1 總體布置草圖     總體布置草圖也稱為整體布置草圖、整車布置草圖。繪制汽車總布置草圖是汽車總體設(shè)計(jì)和總布置的重要內(nèi)容，其主要任務(wù)是根據(jù)汽車的總體方案及整車性能要求提出對各總成及部件的布置要求和特性參數(shù)等設(shè)計(jì)要求；協(xié)調(diào)整車與總成間、相關(guān)總成間的布置關(guān)系和參數(shù)匹配關(guān)系，使之組成一個(gè)在給定使用條件下的使用性能達(dá)到最優(yōu)并滿足產(chǎn)品目標(biāo)大綱要求的整車參數(shù)和性能指標(biāo)的汽車。而總體布置草圖確定的基本尺寸控制圖是造型設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。     總體布置草圖的主要布置內(nèi)容包括：

7、車廂及駕駛室的布置，主要依據(jù)人機(jī)工程學(xué)來進(jìn)行布置，在滿足人體的舒適性的基礎(chǔ)上，合理的布置車廂和駕駛室。發(fā)動(dòng)機(jī)與離合器及變速器的布置、傳動(dòng)軸的布置、車架和承載式車身底板的布置、前后懸架的布置、制動(dòng)系的布置、油箱、備胎和行李箱等的布置、空調(diào)裝置的布置。     保時(shí)捷跑車總體布置方案正視圖 2造型設(shè)計(jì)     在進(jìn)行了總體布置草圖設(shè)計(jì)以后，就可以在其確定的基本尺寸的基礎(chǔ)上進(jìn)行造型設(shè)計(jì)了。汽車的造型設(shè)計(jì)現(xiàn)在已經(jīng)成為汽車研發(fā)中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，包括外形和內(nèi)飾設(shè)計(jì)兩部分。而造型設(shè)計(jì)過程也分為設(shè)計(jì)和模型制作兩

8、個(gè)階段。汽車造型設(shè)計(jì)師根據(jù)要設(shè)計(jì)的車型，首先收集同類車型的圖片資料，對同類車型進(jìn)行造型上的比較，根據(jù)這些車型在市場上的受歡迎程度，總結(jié)出目前的流行的一些設(shè)計(jì)趨勢以及時(shí)尚元素，作為設(shè)計(jì)的主題或關(guān)鍵詞。比如簡潔、復(fù)古、前衛(wèi)等詞語。     設(shè)計(jì)階段包括設(shè)計(jì)草圖和設(shè)計(jì)效果圖兩個(gè)階段，設(shè)計(jì)草圖是設(shè)計(jì)師快速捕捉創(chuàng)意靈感的最好方法，最初的設(shè)計(jì)草圖都比較簡單，它也許只有幾根線條，但是能夠勾勒出設(shè)計(jì)造型的神韻，設(shè)計(jì)師通過設(shè)計(jì)大量的草圖來盡可能多的提出新的創(chuàng)意。每個(gè)設(shè)計(jì)師都會對少數(shù)幾個(gè)自己認(rèn)為比較好的草圖進(jìn)行完善，包括繪制多個(gè)角度的草圖，進(jìn)一步推敲車身的形體，突

9、出造型特征等等。下面是菲亞特Bravo設(shè)計(jì)草圖，我們可以看出最初的草圖形體是比較簡練的，只強(qiáng)調(diào)部分的特征線。而后來的深入設(shè)計(jì)草圖則比較完整的表達(dá)了車身的整個(gè)形態(tài)。     菲亞特Bravo前期設(shè)計(jì)草圖     菲亞特Bravo設(shè)計(jì)深入草圖     當(dāng)草圖繪制到了一定階段后，設(shè)計(jì)工作室內(nèi)部會進(jìn)行一次討論，設(shè)計(jì)室負(fù)責(zé)人(比如設(shè)計(jì)總監(jiān))將從設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)草圖中挑出幾個(gè)相對較好的創(chuàng)意，進(jìn)行深入的設(shè)計(jì)。接下來就是繪制被選中的草圖的精細(xì)設(shè)計(jì)效果圖，隨著計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的發(fā)展，以及其

10、所帶來的方便和快捷，越來越多的設(shè)計(jì)師開始使用各種繪圖軟件進(jìn)行效果圖的繪制。主要的繪圖軟件有Photoshop、Painter以及Alias Skethbookd等。設(shè)計(jì)師繪制精細(xì)效果圖的目的是為了讓油泥模型師或者數(shù)字模型師（其使用3D軟件將設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)由效果圖變?yōu)?維的電腦數(shù)據(jù)模型，這種模型能夠直接將數(shù)據(jù)輸入5軸銑削機(jī)，銑削出油泥模型）看到更加清晰的設(shè)計(jì)表現(xiàn)效果，以便保證以后的模型能夠更好的與設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)意圖相一致。設(shè)計(jì)效果圖繪制完畢以后要進(jìn)行一次評審，這次評審會決定讓其中的的幾個(gè)方案進(jìn)行1：5的油泥模型制作。     菲亞特Bravo設(shè)計(jì)方案效果圖之一

11、      菲亞特Bravo內(nèi)飾設(shè)計(jì)方案效果圖     如前所述對設(shè)計(jì)方案效果圖進(jìn)行評審以后就要開始制作模型了，一般有35個(gè)甚至更多方案會被選中進(jìn)行1：5的小比例模型制作，制作小比例模型主要是為了節(jié)約成本以及節(jié)省時(shí)間，一般的汽車廠家都會使用油泥作為材料來制作小比例模型，主要是因?yàn)槠淙菀仔薷?，便于在模型制作階段不斷完善。     油泥模型的制作也有兩種方法，一種是油泥模型師直接完全人工雕刻模型，另外一種是由數(shù)字模型師先根據(jù)設(shè)計(jì)效果圖在alias等軟

12、件里先建造出3維數(shù)字模型然后由銑削機(jī)銑削出油泥模型，然后經(jīng)油泥模型師進(jìn)行細(xì)節(jié)調(diào)整。當(dāng)然在油泥制作過程中設(shè)計(jì)師必須全程跟蹤指導(dǎo)，以確保油泥模型能夠符合自己的設(shè)計(jì)意圖。     奔馳R級小比例模型造型方案     Smart Forfour小比例模型方案     在完成小比例油泥模型制作之后，公司高層將會對模型進(jìn)行評審，這次是第一次實(shí)物模型的評審，他們將綜合考慮各個(gè)影響到生產(chǎn)的的因素，包括：美學(xué)、工藝、結(jié)構(gòu)等。不過主要還是對模型外觀美學(xué)的評判，通過評審挑選出其中的23個(gè)

13、方案進(jìn)行1：1的全尺寸油泥模型制作。  傳統(tǒng)的全尺寸油泥模型都是完全由人工雕刻出來的，這種方法費(fèi)時(shí)費(fèi)力而且模型質(zhì)量不能得到很好的保證，制作一個(gè)整車模型大約要花上3個(gè)月左右的時(shí)間，現(xiàn)在隨著技術(shù)的進(jìn)步，各大汽車廠家的全尺寸整車模型基本上都是由5軸銑削機(jī)銑削出來的，油泥模型師只需要根據(jù)設(shè)計(jì)師的要求對銑削出來的模型進(jìn)行局部的修改就可以了，這種方法制作一個(gè)模型只需要1個(gè)月甚至更少的時(shí)間。油泥模型制作完畢后，根據(jù)需要將進(jìn)行風(fēng)洞試驗(yàn)以測定其空氣動(dòng)力學(xué)性能；為了更直觀的觀察模型通常進(jìn)行貼膜處理，以便檢查表面質(zhì)量和產(chǎn)生逼真的實(shí)車效果。這時(shí)要進(jìn)行一次全尺寸模型的評審會，從中選出最終的設(shè)計(jì)方案，

14、并對其提出一些修改意見。油泥模型師根據(jù)修改意見調(diào)整油泥模型，修改完畢后再次進(jìn)行評審，并最終確定造型方案，凍結(jié)油泥模型。至此造型階段全部完成，項(xiàng)目進(jìn)入工程設(shè)計(jì)階段。     福特S-max油泥模型     貼膜后的S80油泥模型方案 三、工程設(shè)計(jì)階段     在完成造型設(shè)計(jì)以后，項(xiàng)目就開始進(jìn)入工程設(shè)計(jì)階段，工程設(shè)計(jì)階段的主要任務(wù)就是完成整車各個(gè)總成以及零部件的設(shè)計(jì)，協(xié)調(diào)總成與整車和總成與總成之間出現(xiàn)的各種矛盾，保證整車性能滿足目標(biāo)大綱要求。工程設(shè)計(jì)就是一個(gè)對

15、整車進(jìn)行細(xì)化設(shè)計(jì)的過程，各個(gè)總成分發(fā)到相關(guān)部門分別進(jìn)行設(shè)計(jì)開發(fā)，各部門按照開發(fā)計(jì)劃規(guī)定的時(shí)間節(jié)點(diǎn)分批提交零部件的設(shè)計(jì)方案。工程設(shè)計(jì)階段主要包括以下幾個(gè)方面:     1. 總布置設(shè)計(jì)     在前面總布置草圖的基礎(chǔ)上，深入細(xì)化總布置設(shè)計(jì)，精確的描述各部件的尺寸和位置，為各總成和部件分配準(zhǔn)確的布置空間，確定各個(gè)部件的詳細(xì)結(jié)構(gòu)形式、特征參數(shù)、質(zhì)量要求等條件。主要的工作包括發(fā)動(dòng)機(jī)艙詳細(xì)布置圖、底盤詳細(xì)布置圖，內(nèi)飾布置圖、外飾布置圖以及電器布置圖。     某轎車

16、3維總布置圖俯視圖     2 車身造型數(shù)據(jù)生成     車身或造型部門在油泥模型完成后，使用專門的3維測量儀器對油泥模型進(jìn)行測量， 測量的數(shù)據(jù)包括外形和內(nèi)飾兩部分。測量生成的數(shù)據(jù)稱為點(diǎn)云，工程師根據(jù)點(diǎn)云使用汽車A面制作軟件，比如Alias、Icem-surface、Catia等來構(gòu)建汽車的外形和內(nèi)室模型。在車身造型數(shù)據(jù)完成以后，通常要使用這些數(shù)據(jù)來重新銑削一個(gè)模型，目的是驗(yàn)證車身數(shù)據(jù)是否有錯(cuò)誤。這個(gè)模型通常使用代木或者高密度塑料來進(jìn)行加工，以便日后保存。    &

17、#160;測量得到的點(diǎn)云數(shù)據(jù)     使用Catia軟件制作車身表面     3發(fā)動(dòng)機(jī)工程設(shè)計(jì)     一般新車型的開發(fā)都會選用原有成熟的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力總成，發(fā)動(dòng)機(jī)部門的主要工作是針對新車型的特點(diǎn)以及要求，對發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行布置，并進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)匹配，這一過程一直持續(xù)到樣車試驗(yàn)階段，與底盤工程設(shè)計(jì)同步進(jìn)行。 4白車身工程設(shè)計(jì)     所謂白車身指的是車身結(jié)構(gòu)件以及覆蓋件的焊接總成，包括發(fā)動(dòng)機(jī)罩、翼子板、側(cè)圍、車

18、門以及行李箱蓋在內(nèi)的未經(jīng)過涂裝的車身本體。白車身是保證整車強(qiáng)度的封閉結(jié)構(gòu)。白車身由車身覆蓋件、梁、支柱以及結(jié)構(gòu)加強(qiáng)件組成，因此該階段的主要工作任務(wù)就是確定車身結(jié)構(gòu)方案，對各個(gè)組成部分進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)，使用工程軟件比如：UG、CATIA等完成3維數(shù)模構(gòu)建，并進(jìn)行工藝性分析完成裝配關(guān)系圖及車身焊點(diǎn)圖。     某轎車白車身側(cè)圍部分設(shè)計(jì)圖     5底盤工程設(shè)計(jì)     底盤工程設(shè)計(jì)的內(nèi)容就是對底盤的4大系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)，包括：傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、行駛系統(tǒng)設(shè)計(jì)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

19、設(shè)計(jì)以及制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。主要工作包括:     (1)對各個(gè)系統(tǒng)零部件進(jìn)行包括尺寸、結(jié)構(gòu)、工藝、功能以及參數(shù)等方面的定義     (2)根據(jù)定義進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及計(jì)算，完成3維數(shù)模     (3)零部件樣件試驗(yàn)     (4)完成設(shè)計(jì)圖和裝配圖     其中傳動(dòng)系統(tǒng)的主要設(shè)計(jì)內(nèi)容為離合器、變速器、驅(qū)動(dòng)橋，行駛系統(tǒng)的主要設(shè)計(jì)內(nèi)容為懸架設(shè)計(jì)，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的主要

20、設(shè)計(jì)內(nèi)容為轉(zhuǎn)向器以及轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，制動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容包括制動(dòng)器以及ABS的設(shè)計(jì)。     底盤部分系統(tǒng)3維設(shè)計(jì)圖 6內(nèi)外飾工程設(shè)計(jì)     汽車內(nèi)外飾包括汽車外裝件以及內(nèi)飾件，因其安裝在車身本體上也稱為車身附屬設(shè)備。外裝件的主要設(shè)計(jì)包括前后保險(xiǎn)杠、玻璃、車門防撞裝飾條、進(jìn)氣格柵、行李架、天窗、后視鏡、車門機(jī)構(gòu)及附件以及密封條。內(nèi)飾件主要設(shè)計(jì)包括儀表板、方向盤、座椅、安全帶、安全氣囊、地毯、側(cè)壁內(nèi)飾件、遮陽板、扶手、車內(nèi)后視鏡等。     7

21、電器工程設(shè)計(jì)     電器工程負(fù)責(zé)全車的所有電器設(shè)計(jì)，包括雨刮系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、各種儀表、整車開關(guān)、前后燈光以及車內(nèi)照明系統(tǒng)。     經(jīng)過以上各個(gè)總成系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，工程設(shè)計(jì)階段完成，最終確認(rèn)整車設(shè)計(jì)方案。此時(shí)可以開始編制詳細(xì)的產(chǎn)品技術(shù)說明書以及詳細(xì)的零部件清單列表，驗(yàn)證法規(guī)。確定整車性能后，將各個(gè)總成的生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行整理合成。     四、樣車試驗(yàn)階段     工程設(shè)計(jì)階段完成以后進(jìn)入樣車試制和試驗(yàn)階

22、段，樣車的試制由試制部門負(fù)責(zé)，他們根據(jù)工程設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)，根據(jù)試驗(yàn)需要制作各種試驗(yàn)樣車。樣車的試驗(yàn)包括兩個(gè)方面：性能試驗(yàn)和可靠性試驗(yàn)。性能試驗(yàn)，其目的是驗(yàn)證設(shè)計(jì)階段各個(gè)總成以及零部件經(jīng)過裝配后能否達(dá)到設(shè)計(jì)要求，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，做出設(shè)計(jì)修改完善設(shè)計(jì)方案?？煽啃栽囼?yàn)的目的是驗(yàn)證汽車的強(qiáng)度以及耐久性。試驗(yàn)應(yīng)根據(jù)國家制定的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)逐項(xiàng)進(jìn)行，不同車型有不同的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)試制、試驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行分析總結(jié)，對出現(xiàn)的各種問題進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)，再進(jìn)行第二輪試制和試驗(yàn)，直至產(chǎn)品定型。     汽車的試驗(yàn)形式主要有試驗(yàn)場測試、道路測試、風(fēng)洞試驗(yàn)、碰撞試驗(yàn)等。各個(gè)汽車企業(yè)都有自己的試驗(yàn)場，試驗(yàn)場的不同路段分別模擬不同路況，有沙石路、雨水路、搓板路、爬坡路等等。     國內(nèi)某汽車企業(yè)試驗(yàn)場     保時(shí)捷汽車試驗(yàn)場     雷諾新款拉古娜試驗(yàn)場試驗(yàn) 道路測試是樣車試驗(yàn)最重要的部分。通常要在各種不同的區(qū)域環(huán)境中進(jìn)行，在我國北到黑龍江南到海南島都有進(jìn)行道路測試，以測定在不同氣候條件下車輛的行駛性能以及可靠性。