車身正向開發(fā)流程

汽車車身汽除了要有漂亮的外表和與眾不同的個性特征 ，同時還要能安全可靠地行駛 ，這就需要整個設(shè)計(jì)過程融入各種 相關(guān)知識 ，包括車身結(jié)構(gòu) 、制造藝要求空氣動力學(xué) ．人機(jī)程學(xué)等，細(xì)化開發(fā)流程與同步開發(fā)手段 ．對于設(shè)計(jì)出消費(fèi)者認(rèn)可的新車型至關(guān)重要。

汽車車身設(shè)計(jì)簡單理解是根據(jù)一款車型的多方面要求來設(shè)計(jì)汽車的外觀及內(nèi)飾 ，使其在充分發(fā)揮性能的基礎(chǔ)上藝術(shù)化。汽車車身除了要有漂亮的外表和與眾不同的個性特征，同時還要能安全可靠地行駛，這就需要整個設(shè)計(jì)過 程融入各種相 關(guān)的知識 ：車身結(jié)構(gòu)、制造工藝要求、空氣動力學(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。從一個靈感到最后實(shí)現(xiàn) ，需要一系列的步驟。得到市場的認(rèn)可，性能優(yōu) 良的內(nèi) “芯”，再加上一襲新衣包裝，才是新車待嫁時。下面，讓我們看看正向設(shè)計(jì)如何為一款新車設(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)目組等幾個方面。圖 1 為項(xiàng)目策劃階段的示意圖。

汽車企業(yè)的產(chǎn)品規(guī)劃部門必須做好企業(yè)產(chǎn) 品發(fā)展的近期和遠(yuǎn)期規(guī)劃，具有市場的前瞻性與應(yīng)變能力。項(xiàng)目前期需要在市場調(diào)研的基礎(chǔ)上生成項(xiàng) 目建議書，明確汽車形式及市場 目標(biāo)。可行性分析包括 ：政策法規(guī)分析、競爭對手和競爭車型、自身資源和研發(fā)能力的分析等。

 圖2 某車型的總布置草圖

項(xiàng)目論證要分析與審查論布翻點(diǎn)的可行性和論據(jù)的可靠性與充分性 。經(jīng)過這一階段，要開發(fā)一個什么樣的車型，類似于同行什么等級的車型，其性價(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：組建新品開發(fā)項(xiàng)目小組、確立項(xiàng)目小組成員的職責(zé)、制定動態(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)定各分類項(xiàng)目的工作內(nèi)容、計(jì)劃進(jìn)度和評價(jià)要求。

概念設(shè)計(jì)階段

概念設(shè)計(jì)在新產(chǎn)品開發(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)品開發(fā)流程再造成敗的關(guān)鍵所在。一個全新的汽車創(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，直至完成所有產(chǎn)品零部件的設(shè)計(jì) 。

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)：在這一過程中，要比較競爭對手的產(chǎn)品，拓寬思路，勾畫出多種效果圖，再從中選擇較為滿意的幾種效果圖，供專家小組評審。圖 3、4 分 別為造型設(shè)計(jì)階段的草圖與效果圖。創(chuàng)意的過程需全面融入產(chǎn)品設(shè)計(jì)與產(chǎn)品制造的要求，這個階段要進(jìn)行多方面的評審與修改，直到最后確定效果圖方案。

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 3 ～ 5 個 1：4油泥模型，制作小比例模型主要圖 6 內(nèi)飾油泥模型是為了節(jié)約成本及時問。對外觀評審后，選定其中一個制作 1：1 油泥模型；根據(jù)總布置圖構(gòu)建1：1 的主模型線 圖，接下來制作 1：1 的油泥模型。在制作油泥模型的過程中，還需要組織多次總布置驗(yàn)證，各領(lǐng)域的問題都要考證造型 的合 理性 ，直到最后的油泥模型凍結(jié)。

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)工程是汽車自主創(chuàng)新開發(fā)中最為重要的一步，它貫穿整個汽車開發(fā)的全過程 ， 包括整車總體布置、汽車工程分析、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。這一階段耗時最長，如果撇開后期的設(shè)計(jì)改進(jìn)時間不算，一
般需要 1 年左右的時間。

在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段，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)品開發(fā)周期。利用三維軟件對產(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)確無誤；利用有限元分析軟件對產(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 (如圖7)。

2．車身造型三維數(shù)據(jù)生成油泥模型完成后，使用專門的三維測量儀器 (A T O S ) 對油泥模型進(jìn)行測量，生成點(diǎn)云數(shù)據(jù)來重新銑削一個樹脂模型 (如 圖9 )，目的是驗(yàn)證車身數(shù)據(jù)。

3．主 斷面設(shè)計(jì)

主斷面設(shè)計(jì)作為車身設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要工作 ，被越來越多的車身設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)認(rèn)可，通過主斷面設(shè)計(jì)可以前瞻性的將車身結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案呈現(xiàn) 出來，最大限度地指導(dǎo)詳細(xì)設(shè)計(jì) (如 圖 1O)。

4．白車身設(shè)計(jì)

汽車車身工程是 目前世界汽車工業(yè)中研究最活躍、發(fā)展最迅速的一個領(lǐng)域。汽車白車身是汽車 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，制造成本約占整車的40％ ～ 60％，通常有 300 ～500 多個形狀 復(fù)雜的薄板沖壓零件 (如圖 11)，在55 ～75 個工位上大批量、快節(jié)奏地焊接而成 。

轎車車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是以車身造型設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)進(jìn)行車身強(qiáng)度設(shè)計(jì)和功能設(shè)計(jì)，以期最終找到合理的車身結(jié)構(gòu)型式的設(shè)計(jì)過程的統(tǒng)稱 ，其設(shè)計(jì) 質(zhì)量的優(yōu)劣關(guān)系到車身內(nèi)外造型能否順利實(shí)現(xiàn)和車身各種功能是否能正常發(fā)揮。所76 汽車制造業(yè) 2008 ／13以，它是完成整個車身開發(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，同時應(yīng)充分考慮諸如結(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)可以充分保證汽車整車質(zhì)量 的減小 ，進(jìn)而達(dá) 到改善整車性能 、降低制造成本的目的。

完成車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)首先需要明確車身整體的承載形式，并對其做出載荷分析，以便能使載荷在整個車身上分配合理。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 常轎車存在使用 目的和級別上的不同 ，故常常會產(chǎn)生具 體結(jié)構(gòu)上的差異 ，最終導(dǎo)致它們在功能和價(jià)格上的差別。總之，車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一個涉及到多方面因素的綜合工程設(shè)計(jì)問題，常成為車身設(shè)計(jì)開發(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)

轎車的內(nèi)飾件設(shè)計(jì)包括：轎車車廂的隔板、門內(nèi)裝飾板、儀表板總成、扶手、地毯等零部件和材料。相對于車上其他部件而言 ，雖然 它們對車輛 的運(yùn)行性能沒有什么影響，但其面 目一覽無遺，代表了整部車子的形象，孰優(yōu)孰劣，決定著轎車的聲譽(yù)、檔次以及人們的選擇意 向。另外，對于轎車來講 ，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，對轎車的舒適性起到十分 重要的作用。

(2 ) 外飾件設(shè)計(jì)

汽車外飾件設(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、車門防撞裝飾條、行李架、天窗、后視鏡、車門機(jī)構(gòu)及附件以及密封條。

6．工程分析階段

在國外，很多大汽車設(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) ，其專業(yè) C A E 隊(duì)伍與產(chǎn)品開發(fā) 同步地廣泛開展C A E 應(yīng)用，在指導(dǎo)設(shè)計(jì)、提高質(zhì)量、降低開發(fā)成本和縮短開發(fā)周期上發(fā)揮著日益顯著的作用。C A E 應(yīng)用于車身開發(fā)上成熟的方面主要有：剛度、強(qiáng) 度(應(yīng)用于整車 、大小總成與零部件分析，以實(shí)現(xiàn)輕量 化設(shè)計(jì) )、N V H 分 析 (各種振 動、噪 聲，包括摩擦噪聲、風(fēng)噪聲等)、機(jī)構(gòu)運(yùn)動分析等 ；而車 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、周期長的試驗(yàn)次數(shù)；虛擬試車場整車分析正在著手研究。此外 ，還有焊裝模擬分析 、噴涂模擬分析等。

在我國，C A E 技術(shù)在汽車設(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。

樣車試制和試驗(yàn)階段

1．樣車試制階段樣車試制是驗(yàn)證與完善產(chǎn)品設(shè)計(jì)的一個過程。樣車的試制要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行，供依據(jù)，為今后產(chǎn)品的正式投產(chǎn)鋪平道路。在樣車試制階段，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)場的進(jìn)展情況并及時 處理可能 出現(xiàn) 的問題 ，這對產(chǎn)品的設(shè)計(jì)修改十分有利。產(chǎn)品的測試報(bào)告反映產(chǎn)品的現(xiàn) 實(shí)狀況，是今后該新車型上目錄的重要依據(jù)，要符合國家法規(guī)與各項(xiàng)強(qiáng)制性檢查 與試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn) (如 圖12、13 )。

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)行樣車試制的同時，要著手進(jìn)行相關(guān)的生產(chǎn)準(zhǔn)備工作。車身開發(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)的開始，每一步都必須考慮成熟。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)部門不斷地向生產(chǎn)準(zhǔn)備部門提供設(shè)計(jì)文件的同時，生產(chǎn)準(zhǔn)備方面也可根據(jù) 自身的專業(yè)設(shè)計(jì)要求與產(chǎn)品設(shè)計(jì)人 員及 時溝通 ，這將對產(chǎn)品設(shè)計(jì)和生產(chǎn)準(zhǔn)備起到共同的促進(jìn)作用。

批量生產(chǎn)

這一階段主要聯(lián)合供應(yīng)商進(jìn)行質(zhì)量控制，將新車的整車質(zhì)量打造得盡善盡美，為新車的上市做好準(zhǔn)備 。

目前，中國的自主品牌在追趕國外先進(jìn)水平 ，開發(fā)的程序與手段大同小異，如何在這條道路上加快我們追趕的速度，細(xì)化開發(fā)流程與同步開發(fā)手段無疑是我們的有效方法。