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汽车“正向开发”和“逆向开发” 流程讲解与案例分析

2018-10-02 14:27:07·  来源:爱波瑞精益与智能  
 
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无论正向研发还是逆向开发,尤其是研发出一款成功的产品,对于车企,特别是现在的自主品牌而言,都是相当重要的标志!那么,汽车的正向、逆向研发过程究竟是怎么

无论正向研发还是逆向开发,尤其是研发出一款成功的产品,对于车企,特别是现在的自主品牌而言,都是相当重要的标志!

那么,汽车的正向、逆向研发过程究竟是怎么样的?包含了哪些阶段和什么内容?

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车身正向开发流程

汽车车身除了要有漂亮的外表和与众不同的个性特征,同时还要能安全可靠地行驶,这就需要整个设计过程融入各种相关知识,包括车身结构、制造工艺要求、空气动力学、人机工程学等。细化开发流程与同步开发手段,对于设计出消费者认可的新车型至关重要。

汽车车身设计简单理解是根据一款车型的多方面要求来设计汽车的外观及内饰,使其在充分发挥性能的基础上艺术化。汽车车身除了要有漂亮的外表和与众不同的个性特征,同时还要能安全可靠地行驶,这就需要整个设计过程融入各种相关的知识:车身结构、制造工艺要求、空气动力学、人机工程学、工程材料学、机械制图学、声学和光学知识。从一个灵感到最后实现,需要一系列的步骤。得到市场的认可,性能优良的内“芯”,再加上一袭新衣包装,才是新车待嫁时。下面,让我们看看正向设计如何为一款新车设计“嫁衣”。

1、项目策划

项目策划包括:项目计划、可行性分析、项目决策及组建项目组等几个方面。图1为项目策划阶段的示意图。

图1 项目策划阶段示意图

汽车企业的产品规划部门必须做好企业产品发展的近期和远期规划,具有市场的前瞻性与应变能力。项目前期需要在市场调研的基础上生成项目建议书,明确汽车形式及市场目标。可行性分析包括:政策法规分析、竞争对手和竞争车型、自身资源和研发能力的分析等。

项目论证要分析与审查论点的可行性和论据的可靠性与充分性。经过这一阶段,要开发一个什么样的车型,类似于同行什么等级的车型,其性价比方面有哪些创意与特点即展现在我们面前。

项目策划的最后阶段是组建项目组:组建新品开发项目小组、确立项目小组成员的职责、制定动态的项目实施计划、明确各阶段的项目工作目标、规定各分类项目的工作内容、计划进度和评价要求。

2、概念设计阶段

概念设计在新产品开发中有着重要地位,因此,新产品概念设计流程再造是新产品开发流程再造成败的关键所在。一个全新的汽车创意造型设计分为以下几部分:

1)总体布置草图设计:绘制产品设计工程的总布置图(如图2),一方面是汽车造型的依据;另一方面它是详细总布置图确认的基础,在此基础上将产品的结构具体化,直至完成所有产品零部件的设计。

图2 某车型的总布置草图

2)造型设计:包含外型和内饰设计两大部分。

设计阶段包含创意草图和效果图设计:在这一过程中,要比较竞争对手的产品,拓宽思路,勾画出多种效果图,再从中选择较为满意的几种效果图,供专家小组评审。图3、4分别为造型设计阶段的草图与效果图。创意的过程需全面融入产品设计与产品制造的要求,这个阶段要进行多方面的评审与修改,直到最后确定效果图方案。

图3 前期设计草图

图4 设计方案效果图

3)油泥模型制作阶段

概念设计的最后阶段是制作油泥模型:制作3~5个1:4油泥模型,制作小比例模型主要是为了节约成本及时间。对外观评审后,选定其中一个制作1:1油泥模型;根据总布置图构建1:1的主模型线图,接下来制作1:1的油泥模型。在制作油泥模型的过程中,还需要组织多次总布置验证,各领域的问题都要考证造型的合理性,直到最后的油泥模型冻结。

图5 外型油泥模型

图6 内饰油泥模型

3、产品设计工程阶段

油泥模型冻结后,就全面进入到了产品设计阶段。产品设计工程是汽车自主创新开发中最为重要的一步,它贯穿整个汽车开发的全过程,包括整车总体布置、汽车工程分析、产品结构分析、具体总成与零部件的详细设计以及它们之间的相关协调工作。这一阶段耗时最长,如果撇开后期的设计改进时间不算,一般需要1年左右的时间。

在产品设计阶段,有必要让供应商提前介入,使产品的设计做得更经济、合理。要充分利用产品设计的手段,加快产品设计进程,缩短产品开发周期。利用三维软件对产品零部件进行装配,做各种断面与干涉检查,使产品结构尺寸准确无误;利用有限元分析软件对产品结构进行有限元模拟分析,产品性能模拟分析要达到合格水平。

1)整车总布置设计

在前面总布置草图的基础上,细化总布置设计,精确地描述各部件的尺寸和位置,为各总成和部件分配准确的布置空间,确定各个部件的详细结构形式、特征参数、质量要求等条件。主要的工作包括:发动机舱详细布置图、底盘详细布置图,内饰布置图、外饰布置图以及电器布置图(如图7)。

图7 整车总布置图

图8 车身造型三维数据

2)车身造型三维数据生成

油泥模型完成后,使用专门的三维测量仪器(ATOS)对油泥模型进行测量,生成点云数据,工程师根据点云使用汽车A面制作软件来构建外表面(如图8)。车身造型数据完成后,通常要用这些数据来重新铣削一个树脂模型(如图9),目的是验证车身数据。

图9 重新铣削一个树脂模型