車(chē)身正向開(kāi)發(fā)流程和逆向開(kāi)發(fā)流程

1、車(chē)身“正向開(kāi)發(fā)”流程和“逆向開(kāi)發(fā)”流程車(chē)身正向開(kāi)發(fā)流程汽車(chē)車(chē)身除了要有漂亮的外表和與眾不同的個(gè)性特征，同時(shí)還要能安全可靠地行駛，這就需要整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程融入各種相關(guān)知識(shí)，包括車(chē)身結(jié)構(gòu)、制造工藝要求、空氣動(dòng)力學(xué)、人機(jī)工程學(xué)等。細(xì)化開(kāi)發(fā)流程與同步開(kāi)發(fā)手段，對(duì)于設(shè)計(jì)出消費(fèi)者認(rèn)可的新車(chē)型至關(guān)重要。汽車(chē)車(chē)身設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單理解是根據(jù)一款車(chē)型的多方面要求來(lái)設(shè)計(jì)汽車(chē)的外觀及內(nèi)飾，使其在充分發(fā)揮性能的基礎(chǔ)上藝術(shù)化。汽車(chē)車(chē)身除了要有漂亮的外表和與眾不同的個(gè)性特征，同時(shí)還要能安全可靠地行駛，這就需要整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程融入各種相關(guān)的知識(shí)：車(chē)身結(jié)構(gòu)、制造工藝要求、空氣動(dòng)力學(xué)、人機(jī)工程學(xué)、工程材料學(xué)、機(jī)械制圖學(xué)、聲學(xué)和光學(xué)知識(shí)。從一個(gè)靈

2、感到最后實(shí)現(xiàn)，需要一系列的步驟。得到市場(chǎng)的認(rèn)可，性能優(yōu)良的內(nèi)“芯”，再加上一襲新衣包裝，才是新車(chē)待嫁時(shí)。下面，讓我們看看正向設(shè)計(jì)如何為一款新車(chē)設(shè)計(jì)“嫁衣”。 項(xiàng)目策劃 項(xiàng)目策劃包括：項(xiàng)目計(jì)劃、可行性分析、項(xiàng)目決策及組建項(xiàng)目組等幾個(gè)方面。圖1為項(xiàng)目策劃階段的示意圖。轉(zhuǎn)播到騰訊微博圖1 項(xiàng)目策劃階段示意圖汽車(chē)企業(yè)的產(chǎn)品規(guī)劃部門(mén)必須做好企業(yè)產(chǎn)品發(fā)展的近期和遠(yuǎn)期規(guī)劃，具有市場(chǎng)的前瞻性與應(yīng)變能力。項(xiàng)目前期需要在市場(chǎng)調(diào)研的基礎(chǔ)上生成項(xiàng)目建議書(shū)，明確汽車(chē)形式及市場(chǎng)目標(biāo)。可行性分析包括：政策法規(guī)分析、競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手和競(jìng)爭(zhēng)車(chē)型、自身資源和研發(fā)能力的分析等。 項(xiàng)目論證要分析與審查論點(diǎn)的可行性和論據(jù)的可靠性與充分性。經(jīng)過(guò)

3、這一階段，要開(kāi)發(fā)一個(gè)什么樣的車(chē)型，類(lèi)似于同行什么等級(jí)的車(chē)型，其性?xún)r(jià)比方面有哪些創(chuàng)意與特點(diǎn)即展現(xiàn)在我們面前。 項(xiàng)目策劃的最后階段是組建項(xiàng)目組：組建新品開(kāi)發(fā)項(xiàng)目小組、確立項(xiàng)目小組成員的職責(zé)、制定動(dòng)態(tài)的項(xiàng)目實(shí)施計(jì)劃、明確各階段的項(xiàng)目工作目標(biāo)、規(guī)定各分類(lèi)項(xiàng)目的工作內(nèi)容、計(jì)劃進(jìn)度和評(píng)價(jià)要求。 概念設(shè)計(jì)階段 概念設(shè)計(jì)在新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中有著重要地位，因此，新產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)流程再造是新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)流程再造成敗的關(guān)鍵所在。一個(gè)全新的汽車(chē)創(chuàng)意造型設(shè)計(jì)分為以下幾部分： 1. 總體布置草圖設(shè)計(jì)：繪制產(chǎn)品設(shè)計(jì)工程的總布置圖（如圖2），一方面是汽車(chē)造型的依據(jù)；另一方面它是詳細(xì)總布置圖確認(rèn)的基礎(chǔ)，在此基礎(chǔ)上將產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)具體化，直至完

4、成所有產(chǎn)品零部件的設(shè)計(jì)。轉(zhuǎn)播到騰訊微博圖2 某車(chē)型的總布置草圖2. 造型設(shè)計(jì)：包含外型和內(nèi)飾設(shè)計(jì)兩大部分。 設(shè)計(jì)階段包含創(chuàng)意草圖和效果圖設(shè)計(jì)：在這一過(guò)程中，要比較競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的產(chǎn)品，拓寬思路，勾畫(huà)出多種效果圖，再?gòu)闹羞x擇較為滿(mǎn)意的幾種效果圖，供專(zhuān)家小組評(píng)審。圖3、4分別為造型設(shè)計(jì)階段的草圖與效果圖。創(chuàng)意的過(guò)程需全面融入產(chǎn)品設(shè)計(jì)與產(chǎn)品制造的要求，這個(gè)階段要進(jìn)行多方面的評(píng)審與修改，直到最后確定效果圖方案。轉(zhuǎn)播到騰訊微博圖3 前期設(shè)計(jì)草圖轉(zhuǎn)播到騰訊微博圖4 設(shè)計(jì)方案效果圖3. 油泥模型制作階段 概念設(shè)計(jì)的最后階段是制作油泥模型：制作35個(gè)1：4油泥模型，制作小比例模型主要是為了節(jié)約成本及時(shí)間。對(duì)外觀評(píng)審

5、后，選定其中一個(gè)制作1：1油泥模型；根據(jù)總布置圖構(gòu)建1：1的主模型線圖，接下來(lái)制作1：1的油泥模型。在制作油泥模型的過(guò)程中，還需要組織多次總布置驗(yàn)證，各領(lǐng)域的問(wèn)題都要考證造型的合理性，直到最后的油泥模型凍結(jié)。轉(zhuǎn)播到騰訊微博圖5 外型油泥模型轉(zhuǎn)播到騰訊微博圖6 內(nèi)飾油泥模型產(chǎn)品設(shè)計(jì)工程階段 油泥模型凍結(jié)后，就全面進(jìn)入到了產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段。產(chǎn)品設(shè)計(jì)工程是汽車(chē)自主創(chuàng)新開(kāi)發(fā)中最為重要的一步，它貫穿整個(gè)汽車(chē)開(kāi)發(fā)的全過(guò)程，包括整車(chē)總體布置、汽車(chē)工程分析、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分析、具體總成與零部件的詳細(xì)設(shè)計(jì)以及它們之間的相關(guān)協(xié)調(diào)工作。這一階段耗時(shí)最長(zhǎng)，如果撇開(kāi)后期的設(shè)計(jì)改進(jìn)時(shí)間不算，一般需要1年左右的時(shí)間。 在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段

6、，有必要讓供應(yīng)商提前介入，使產(chǎn)品的設(shè)計(jì)做得更經(jīng)濟(jì)、合理。要充分利用現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)的手段，加快產(chǎn)品設(shè)計(jì)進(jìn)程，縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期。利用三維軟件對(duì)產(chǎn)品零部件進(jìn)行裝配，做各種斷面與干涉檢查，使產(chǎn)品結(jié)構(gòu)尺寸準(zhǔn)確無(wú)誤；利用有限元分析軟件對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元模擬分析，產(chǎn)品性能模擬分析要達(dá)到合格水平。 1. 整車(chē)總布置設(shè)計(jì) 在前面總布置草圖的基礎(chǔ)上，細(xì)化總布置設(shè)計(jì)，精確地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(pán)詳細(xì)布置圖，內(nèi)飾布置圖、外飾布置圖以及電器布置圖（如圖7）。轉(zhuǎn)播到騰訊微博圖7 整車(chē)總布置圖轉(zhuǎn)

7、播到騰訊微博圖8 車(chē)身造型三維數(shù)據(jù)2. 車(chē)身造型三維數(shù)據(jù)生成 油泥模型完成后，使用專(zhuān)門(mén)的三維測(cè)量?jī)x器（ATOS）對(duì)油泥模型進(jìn)行測(cè)量，生成點(diǎn)云數(shù)據(jù)，工程師根據(jù)點(diǎn)云使用汽車(chē)A面制作軟件來(lái)構(gòu)建外表面（如圖8）。車(chē)身造型數(shù)據(jù)完成后，通常要用這些數(shù)據(jù)來(lái)重新銑削一個(gè)樹(shù)脂模型（如圖9），目的是驗(yàn)證車(chē)身數(shù)據(jù)。轉(zhuǎn)播到騰訊微博圖9 重新銑削一個(gè)樹(shù)脂模型3. 主斷面設(shè)計(jì) 主斷面設(shè)計(jì)作為車(chē)身設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要工作，被越來(lái)越多的車(chē)身設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)認(rèn)可，通過(guò)主斷面設(shè)計(jì)可以前瞻性的將車(chē)身結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案呈現(xiàn)出來(lái)，最大限度地指導(dǎo)詳細(xì)設(shè)計(jì)（如圖10）。轉(zhuǎn)播到騰訊微博圖10 主斷面圖4. 白車(chē)身設(shè)計(jì) 汽車(chē)車(chē)身工程是目前世界汽車(chē)工業(yè)中研究最

8、活躍、發(fā)展最迅速的一個(gè)領(lǐng)域。汽車(chē)白車(chē)身是汽車(chē)其他零部件的載體，是以“鋼結(jié)構(gòu)”為主的支撐部件，它是一個(gè)復(fù)雜的體系，其零部件數(shù)量眾多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本約占整車(chē)的40%60%，通常有300500多個(gè)形狀復(fù)雜的薄板沖壓零件（如圖11），在5575個(gè)工位上大批量、快節(jié)奏地焊接而成。轉(zhuǎn)播到騰訊微博圖11 某轎車(chē)白車(chē)身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)轎車(chē)車(chē)身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是以車(chē)身造型設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)進(jìn)行車(chē)身強(qiáng)度設(shè)計(jì)和功能設(shè)計(jì)，以期最終找到合理的車(chē)身結(jié)構(gòu)型式的設(shè)計(jì)過(guò)程的統(tǒng)稱(chēng)，其設(shè)計(jì)質(zhì)量的優(yōu)劣關(guān)系到車(chē)身內(nèi)外造型能否順利實(shí)現(xiàn)和車(chē)身各種功能是否能正常發(fā)揮。所以，它是完成整個(gè)車(chē)身開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須兼顧造型設(shè)計(jì)的要求，同時(shí)應(yīng)充分考慮諸如

9、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、防塵隔噪性能以及制造工藝等多種設(shè)計(jì)要求。優(yōu)良的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以充分保證汽車(chē)整車(chē)質(zhì)量的減小，進(jìn)而達(dá)到改善整車(chē)性能、降低制造成本的目的。 完成車(chē)身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)首先需要明確車(chē)身整體的承載形式，并對(duì)其做出載荷分析，以便能使載荷在整個(gè)車(chē)身上分配合理。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步做出局部載荷分析，確定各梁的結(jié)構(gòu)形式和聯(lián)接方式。因通常轎車(chē)存在使用目的和級(jí)別上的不同，故常常會(huì)產(chǎn)生具體結(jié)構(gòu)上的差異，最終導(dǎo)致它們?cè)诠δ芎蛢r(jià)格上的差別。總之，車(chē)身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一個(gè)涉及到多方面因素的綜合工程設(shè)計(jì)問(wèn)題，常成為車(chē)身設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)中的難點(diǎn)。 5. 內(nèi)外飾工程設(shè)計(jì) （1）內(nèi)飾件設(shè)計(jì) 轎車(chē)的內(nèi)飾件設(shè)計(jì)包括：轎車(chē)車(chē)廂的隔板、門(mén)內(nèi)裝飾板、儀表板總成

10、、扶手、地毯等零部件和材料。相對(duì)于車(chē)上其他部件而言，雖然它們對(duì)車(chē)輛的運(yùn)行性能沒(méi)有什么影響，但其面目一覽無(wú)遺，代表了整部車(chē)子的形象，孰優(yōu)孰劣，決定著轎車(chē)的聲譽(yù)、檔次以及人們的選擇意向。另外，對(duì)于轎車(chē)來(lái)講，雖然內(nèi)飾件只是一些輔助性的零配件，但它們要承擔(dān)起減振、隔熱、吸音和遮音等功能，對(duì)轎車(chē)的舒適性起到十分重要的作用。 （2）外飾件設(shè)計(jì) 汽車(chē)外飾件設(shè)計(jì)包括：前后保險(xiǎn)杠、散熱器罩、前后外擋泥板、擾流板、玻璃、車(chē)門(mén)防撞裝飾條、行李架、天窗、后視鏡、車(chē)門(mén)機(jī)構(gòu)及附件以及密封條。 6. 工程分析階段 在國(guó)外，很多大汽車(chē)設(shè)計(jì)公司建立高性能的計(jì)算機(jī)輔助工程分析系統(tǒng)，其專(zhuān)業(yè)CAE隊(duì)伍與產(chǎn)品開(kāi)發(fā)同步地廣泛開(kāi)展CAE應(yīng)

11、用，在指導(dǎo)設(shè)計(jì)、提高質(zhì)量、降低開(kāi)發(fā)成本和縮短開(kāi)發(fā)周期上發(fā)揮著日益顯著的作用。CAE應(yīng)用于車(chē)身開(kāi)發(fā)上成熟的方面主要有：剛度、強(qiáng)度（應(yīng)用于整車(chē)、大小總成與零部件分析，以實(shí)現(xiàn)輕量化設(shè)計(jì)）、NVH分析（各種振動(dòng)、噪聲，包括摩擦噪聲、風(fēng)噪聲等）、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析等；而車(chē)輛碰撞模擬分析、金屬板件沖壓成型模擬分析、疲勞分析和空氣動(dòng)力學(xué)分析的精度有進(jìn)一步提高，并已投入實(shí)際使用，完全可以用于定性分析和改進(jìn)設(shè)計(jì)，大大減少了這些費(fèi)用高、周期長(zhǎng)的試驗(yàn)次數(shù)；虛擬試車(chē)場(chǎng)整車(chē)分析正在著手研究。此外，還有焊裝模擬分析、噴涂模擬分析等。 在我國(guó)，CAE技術(shù)在汽車(chē)設(shè)計(jì)上的應(yīng)用也很廣泛，提高了設(shè)計(jì)的效果和效率。樣車(chē)試制和試驗(yàn)階段 1.

12、 樣車(chē)試制階段 樣車(chē)試制是驗(yàn)證與完善產(chǎn)品設(shè)計(jì)的一個(gè)過(guò)程。樣車(chē)的試制要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行，要能夠切實(shí)反映產(chǎn)品的本來(lái)面貌，以便發(fā)現(xiàn)真實(shí)存在的問(wèn)題。盡管現(xiàn)在擁有先進(jìn)的設(shè)計(jì)手段，包括工程計(jì)算、工程仿真與模擬等，但樣車(chē)的試制和相關(guān)試驗(yàn)是一定要進(jìn)行的，因?yàn)楫a(chǎn)品的諸多細(xì)節(jié)問(wèn)題在設(shè)計(jì)階段是無(wú)法提供全面的數(shù)據(jù)，并加入工程計(jì)算體系的。目前的車(chē)身試制手段主要有中熔點(diǎn)、鑄鐵簡(jiǎn)易模、工序件等。 2. 樣車(chē)試驗(yàn)階段 試驗(yàn)要嚴(yán)格按照國(guó)家相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，真實(shí)地出具相應(yīng)的試驗(yàn)報(bào)告，為產(chǎn)品的確認(rèn)與修改提供依據(jù)，為今后產(chǎn)品的正式投產(chǎn)鋪平道路。在樣車(chē)試制階段，設(shè)計(jì)人員要經(jīng)常跟蹤產(chǎn)品的試制工作，清楚了解現(xiàn)場(chǎng)的進(jìn)展情況并及時(shí)處理可能出現(xiàn)的問(wèn)題，這對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)修改十分有利。產(chǎn)品的測(cè)試報(bào)告反映產(chǎn)品的現(xiàn)實(shí)狀況，是今后該新車(chē)型上目錄的重要依據(jù)，要符合國(guó)家法規(guī)與各項(xiàng)強(qiáng)制性檢查與試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)（如圖12、13）。轉(zhuǎn)播到騰訊微博圖12 道路試驗(yàn)轉(zhuǎn)播到騰訊微博圖13 碰撞試驗(yàn)生產(chǎn)準(zhǔn)備階段 這一階段包括產(chǎn)品工裝的設(shè)計(jì)與制造、產(chǎn)品檢查與調(diào)試設(shè)備的準(zhǔn)備、工裝夾具的驗(yàn)證、生產(chǎn)線的調(diào)試等。生產(chǎn)準(zhǔn)備的全面完成將一直持續(xù)到試生產(chǎn)乃至批量生產(chǎn)階段。在進(jìn)行樣車(chē)試制的同時(shí)，要著手進(jìn)行相關(guān)的生產(chǎn)準(zhǔn)備工作。車(chē)身開(kāi)發(fā)，從某種意義上講不容許產(chǎn)品設(shè)計(jì)有重大的修改，所以從產(chǎn)品設(shè)計(jì)的開(kāi)始，每一步都必須考慮成熟。在產(chǎn)品設(shè)