汽车开发流程131842.docx
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1、新车型的研发是一个非常复杂的系统工程,以至于它需要几百号人花费上3、4年左右的时间才能完成。不同的汽车企业其汽车的研发流程有所不同,我们下面讲述的是正向开发的量产汽车一般的研发流程。以满足车友对汽车研发流程的好奇感。研发流程包括管理、设计、组织等方方面面的辅助流程,本文主要向大家介绍汽车研发中的核心流程,也就是专业的汽车设计开发流程,这一流程的起点为项目立项,终点为量产启动,主要包括5个阶段:一、方案策划阶段一个全新车型的开发需要几亿甚至十几亿的大量资金投入,投资风险非常大,如果不经过周密调查研究与论证,就草率上马新项目,轻则会造成产品先天不足,投产后问题成堆;重则造成产品不符合消费者需求,没
2、有市场竞争力。因此市场调研和项目可行性分析就成为了新项目至关重要的部分。通过市场调研对相关的市场信息进行系统的收集、整理、纪录和分析,可以了解和掌握消费者的汽车消费趋势、消费偏好和消费要求的变化,确定顾客对新的汽车产品是否有需求,或者是否有潜在的需求等待开发,然后根据调研数据进行分析研究,总结出科学可靠的市场调研报告,为企业决策者的新车型研发项目计划,提供科学合理的参考与建议。汽车市场调研包括市场细分、目标市场选择、产品定位等几个方面。项目可行性分析是在市场调研的基础上进行的,根据市场调研报告生成项目建议书,进一步明确汽车形式(也就是车型确定是微型车还是中高级车)以及市场目标。可行性分析包括外
3、部的政策法规分析、以及内部的自身资源和研发能力的分析,包括设计、工艺、生产以及成本等方面的内容。在完成可行性分析后,就可以对新车型的设计目标进行初步的设定,设定的内容包括车辆形式、动力参数、底盘各个总成要求、车身形式及强度要求等。将初步设定的要求发放给相应的设计部门,各部门确认各个总成部件要求的可行性以后,确认项目设计目标,编制最初版本的产品技术描述说明书,将新车型的一些重要参数和使用性能确定下来。在方案策划阶段还有确定新车型是否开发相应的变形车,确定变形车的形式以及种类。项目策划阶段的最终成果是一份符合市场要求,开发可行性能够保证得到研发各个部门确认的新车型设计目标大纲。该大纲明确了新车型的
4、形式、功能以及技术特点,描述了产品车型的最终定位,是后续研发各个过程的依据和要求,是一份指导性文件。 二、概念设计阶段概念设计阶段开始后就要制定详细的研发计划,确定各个设计阶段的时间节点;评估研发工作量,合理分配工作任务;进行成本预算,及时控制开发成本;制作零部件清单表格,以便进行后续开发工作。概念车设计阶段的任务主要包括总体布置草图设计和造型设计两个部分。1 总体布置草图总体布置草图也称为整体布置草图、整车布置草图。绘制汽车总布置草图是汽车总体设计和总布置的重要内容,其主要任务是根据汽车的总体方案及整车性能要求提出对各总成及部件的布置要求和特性参数等设计要求;协调整车与总成间、相关总成间的布
5、置关系和参数匹配关系,使之组成一个在给定使用条件下的使用性能达到最优并满足产品目标大纲要求的整车参数和性能指标的汽车。而总体布置草图确定的基本尺寸控制图是造型设计的基础。总体布置草图的主要布置内容包括:车厢及驾驶室的布置,主要依据人机工程学来进行布置,在满足人体的舒适性的基础上,合理的布置车厢和驾驶室。发动机与离合器及变速器的布置、传动轴的布置、车架和承载式车身底板的布置、前后悬架的布置、制动系的布置、油箱、备胎和行李箱等的布置、空调装置的布置。 保时捷跑车车总体布布置方案案正视图图2造型型设计在进进行了总总体布置置草图设设计以后后,就可可以在其其确定的的基本尺尺寸的基基础上进进行造型型设计了
6、了。汽车车的造型型设计现现在已经经成为汽汽车研发中中至关重重要的环环节,包包括外形形和内饰饰设计两两部分。而而造型设设计过程程也分为为设计和和模型制制作两个个阶段。汽汽车造型型设计师师根据要要设计的的车型,首首先收集集同类车车型的图图片资料料,对同同类车型型进行造造型上的的比较,根根据这些些车型在在市场上上的受欢欢迎程度度,总结结出目前前的流行行的一些些设计趋趋势以及及时尚元元素,作作为设计计的主题题或关键键词。比比如简洁洁、复古古、前卫卫等词语语。设计计阶段包包括设计计草图和和设计效效果图两两个阶段段,设计计草图是是设计师师快速捕捕捉创意意灵感的的最好方方法,最最初的设设计草图图都比较较简单
7、,它它也许只只有几根根线条,但但是能够够勾勒出出设计造造型的神神韵,设设计师通通过设计计大量的的草图来来尽可能能多的提提出新的的创意。每每个设计计师都会会对少数数几个自自己认为为比较好好的草图图进行完完善,包包括绘制制多个角角度的草草图,进进一步推推敲车身身的形体体,突出出造型特特征等等等。下面面是菲亚亚特BRRAVOO设计草草图,我我们可以以看出最最初的草草图形体体是比较较简练的的,只强强调部分分的特征征线。而而后来的的深入设设计草图图则比较较完整的的表达了了车身的的整个形形态。 菲菲亚特BBRAVVO前期期设计草草图菲菲亚特BBRAVVO设计计深入草草图当草草图绘制制到了一一定阶段段后,设
8、设计工作作室内部部会进行行一次讨讨论,设设计室负负责人(比如设设计总监监)将从从设计师师的设计计草图中中挑出几几个相对对较好的的创意,进进行深入入的设计计。接下下来就是是绘制被被选中的的草图的的精细设设计效果果图,随随着计算算机辅助助设计的的发展,以以及其所所带来的的方便和和快捷,越越来越多多的设计计师开始始使用各各种绘图图软件进进行效果果图的绘绘制。主主要的绘绘图软件件有Phhotooshoop、PPainnterr以及AAliaas SSketthboookdd等。设设计师绘绘制精细细效果图图的目的的是为了了让油泥泥模型师师或者数数字模型型师(其其使用33D软件件将设计计师的设设计由效效果
9、图变变为3维维的电脑脑数据模模型,这这种模型型能够直直接将数数据输入入5轴铣铣削机,铣铣削出油油泥模型型)看到到更加清清晰的设设计表现现效果,以以便保证证以后的的模型能能够更好好的与设设计师的的设计意意图相一一致。设设计效果果图绘制制完毕以以后要进进行一次次评审,这这次评审审会决定定让其中中的的几几个方案案进行11:5的的油泥模模型制作作。 菲菲亚特BBRAVVO设计计方案效效果图之之一 菲菲亚特BBRAVVO内饰饰设计方方案效果果图如前前所述对对设计方方案效果果图进行行评审以以后就要要开始制制作模型型了,一一般有335个甚甚至更多多方案会会被选中中进行11:5的的小比例例模型制制作,制制作小
10、比比例模型型主要是是为了节节约成本本以及节节省时间间,一般般的汽车车厂家都都会使用用油泥作作为材料料来制作作小比例例模型,主主要是因因为其容容易修改改,便于于在模型型制作阶阶段不断断完善。油泥模型的制作也有两种方法,一种是油泥模型师直接完全人工雕刻模型,另外一种是由数字模型师先根据设计效果图在alias等软件里先建造出3维数字模型然后由铣削机铣削出油泥模型,然后经油泥模型师进行细节调整。当然在油泥制作过程中设计师必须全程跟踪指导,以确保油泥模型能够符合自己的设计意图。 奔奔驰R级级小比例例模型造造型方案案 ssmarrt FForffourr小比例例模型方方案在完完成小比比例油泥泥模型制制作之
11、后后,公司司高层将将会对模模型进行行评审,这这次是第第一次实实物模型型的评审审,他们们将综合合考虑各各个影响响到生产产的的因因素,包包括:美美学、工工艺、结结构等。不过主要还是对模型外观美学的评判,通过评审挑选出其中的23个方案进行1:1的全尺寸油泥模型制作。传统的全尺尺寸油泥泥模型都都是完全全由人工工雕刻出出来的,这这种方法法费时费费力而且且模型质质量不能能得到很很好的保保证,制制作一个个整车模型大大约要花花上3个个月左右右的时间间,现在在随着技技术的进进步,各各大汽车车厂家的的全尺寸寸整车模模型基本本上都是是由5轴轴铣削机机铣削出出来的,油油泥模型型师只需需要根据据设计师师的要求求对铣削削
12、出来的的模型进进行局部部的修改改就可以以了,这这种方法法制作一一个模型型只需要要1个月月甚至更更少的时时间。油油泥模型型制作完完毕后,根根据需要要将进行行风洞试试验以测测定其空空气动力力学性能能;为了了更直观观的观察察模型通通常进行行贴膜处处理,以以便检查查表面质质量和产产生逼真真的实车车效果。这这时要进进行一次次全尺寸寸模型的的评审会会,从中中选出最最终的设设计方案案,并对对其提出出一些修修改意见见。油泥泥模型师师根据修修改意见见调整油油泥模型型,修改改完毕后后再次进进行评审审,并最最终确定定造型方方案,冻冻结油泥泥模型。至至此造型型阶段全全部完成成,项目目进入工工程设计计阶段。 福福特S-
13、MAXX油泥模模型 贴贴膜后的的S800油泥模模型方案案三、工程设设计阶段段在完完成造型型设计以以后,项项目就开开始进入入工程设设计阶段段,工程程设计阶阶段的主主要任务务就是完完成整车车各个总总成以及及零部件件的设计计,协调调总成与与整车和和总成与与总成之之间出现现的各种种矛盾,保保证整车车性能满满足目标标大纲要要求。工工程设计计就是一一个对整整车进行行细化设设计的过过程,各各个总成成分发到到相关部部门分别别进行设设计开发发,各部部门按照照开发计计划规定定的时间间节点分分批提交交零部件件的设计计方案。工工程设计计阶段主主要包括括以下几几个方面面:1. 总布布置设计计在前前面总布布置草图图的基础
14、础上,深深入细化化总布置置设计,精精确的描描述各部部件的尺尺寸和位位置,为为各总成成和部件件分配准准确的布布置空间间,确定定各个部部件的详详细结构构形式、特特征参数数、质量量要求等等条件。主主要的工工作包括括发动机机舱详细细布置图图、底盘盘详细布布置图,内内饰布置置图、外外饰布置置图以及及电器布布置图。 某某轿车33维总布布置图俯俯视图2 车身身造型数数据生成成车身身或造型型部门在在油泥模模型完成成后,使使用专门门的3维维测量仪仪器对油油泥模型型进行测测量, 测量的的数据包包括外形形和内饰饰两部分分。测量量生成的的数据称称为点云云,工程程师根据据点云使使用汽车车A面制制作软件件,比如如Alii
15、as、IIceMM-suurfaace、CCatiia等来来构建汽汽车的外外形和内内室模型型。在车车身造型型数据完完成以后后,通常常要使用用这些数数据来重重新铣削削一个模模型,目目的是验验证车身身数据是是否有错错误。这这个模型型通常使使用代木木或者高高密度塑塑料来进进行加工工,以便便日后保保存。 测测量得到到的点云云数据 使使用Caatiaa软件制制作车身身表面3发动机机工程设设计一般般新车型的的开发都都会选用用原有成成熟的发发动机动动力总成成,发动动机部门门的主要要工作是是针对新新车型的的特点以以及要求求,对发发动机进进行布置置,并进进行发动动机匹配配,这一一过程一一直持续续到样车车试验阶阶
16、段,与与底盘工工程设计计同步进进行。4白白车身工程程设计所谓谓白车身身指的是是车身结结构件以以及覆盖盖件的焊焊接总成成,包括括发动机机罩、翼翼子板、侧侧围、车车门以及及行李箱箱盖在内内的未经经过涂装装的车身身本体。白白车身是是保证整整车强度度的封闭闭结构。白白车身由由车身覆覆盖件、梁梁、支柱柱以及结结构加强强件组成成,因此此该阶段段的主要要工作任任务就是是确定车车身结构构方案,对对各个组组成部分分进行详详细设计计,使用用工程软软件比如如:UGG、CAATIAA等完成成3维数数模构建建,并进进行工艺艺性分析析完成装装配关系系图及车车身焊点点图。 某某轿车白白车身侧侧围部分分设计图图5底盘工工程设
17、计计底盘盘工程设设计的内内容就是是对底盘盘的4大大系统进进行详细细的设计计,包括括:传动动系统设设计、行行驶系统统设计、转转向系统统设计以以及制动动系统设设计。主主要工作作包括:(11)对各各个系统统零部件件进行包包括尺寸寸、结构构、工艺艺、功能能以及参参数等方方面的定定义(22)根据据定义进进行结构构设计以以及计算算,完成成3维数数模(33)零部部件样件件试验(44)完成成设计图图和装配配图其中中传动系系统的主主要设计计内容为为离合器器、变速速器、驱驱动桥,行行驶系统统的主要要设计内内容为悬悬架设计计,转向向系统的的主要设设计内容容为转向向器以及及转向传传动机构构的设计计,制动动系统的的设计
18、内内容包括括制动器器以及AABS的的设计。 底底盘部分分系统33维设计计图6内外饰饰工程设设计汽车车内外饰饰包括汽汽车外装件件以及内内饰件,因因其安装装在车身身本体上上也称为为车身附附属设备备。外装装件的主主要设计计包括前前后保险险杠、玻玻璃、车车门防撞撞装饰条条、进气气格栅、行行李架、天天窗、后后视镜、车车门机构构及附件件以及密密封条。内内饰件主主要设计计包括仪仪表板、方方向盘、座座椅、安安全带、安安全气囊囊、地毯毯、侧壁壁内饰件件、遮阳阳板、扶扶手、车车内后视视镜等。7电器工程设计电器工程负责全车的所有电器设计,包括雨刮系统、空调系统、各种仪表、整车开关、前后灯光以及车内照明系统。经过以上
19、各个总成系统的设计,工程设计阶段完成,最终确认整车设计方案。此时可以开始编制详细的产品技术说明书以及详细的零部件清单列表,验证法规。确定整车性能后,将各个总成的生产技术进行整理合成。四、样车试验阶段工程设计阶段完成以后进入样车试制和试验阶段,样车的试制由试制部门负责,他们根据工程设计的数据,根据试验需要制作各种试验样车。样车的试验包括两个方面:性能试验和可靠性试验。性能试验,其目的是验证设计阶段各个总成以及零部件经过装配后能否达到设计要求,及时发现问题,做出设计修改完善设计方案。可靠性试验的目的是验证汽车的强度以及耐久性。试验应根据国家制定的有关标准逐项进行,不同车型有不同的试验标准。根据试制
20、、试验的结果进行分析总结,对出现的各种问题进行改进设计,再进行第二轮试制和试验,直至产品定型。汽车的试验形式主要有试验场测试、道路测试、风洞试验、碰撞试验等。各个汽车企业都有自己的试验场,试验场的不同路段分别模拟不同路况,有沙石路、雨水路、搓板路、爬坡路等等。 国国内某汽汽车企业业试验场场 保保时捷汽汽车试验验场 雷雷诺新款款拉古娜娜试验场场试验道路测试是是样车试验最最重要的的部分。通通常要在在各种不不同的区区域环境境中进行行,在我我国北到到黑龙江江南到海海南岛都都有进行行道路测测试,以以测定在在不同气气候条件件下车辆辆的行驶驶性能以以及可靠靠性。 雷雷诺新款款拉古娜娜在不同同的气候候环境下下
21、的道路路测试风洞试验验主要是是为了测测试汽车车的空气气动力学学性能,获获取风阻阻系数,积积累空气气动力学学数据。一一般要对对汽车正面和和侧面的的风阻进进行测定定,正面面的试验验用于计计算正面面风阻系系数和提提升力,侧侧面试验验主要是是考察测测向风对对汽车行行驶的影影响。国国外大的的汽车生生产厂家家有自己己的风洞洞试验室室,由于于造价非非常昂贵贵的原因因国内尚尚没有专专门的汽汽车风洞洞试验室室。 雷雷诺新款款拉古娜娜风洞试试验 奔奔驰R级级风洞试试验碰撞撞试验的的作用是是测试汽汽车结构构的强度度,通过过各种传传感器获获得各个个部分发发生碰撞撞时的数数据,考考察碰撞撞发生时时对车内内假人造造成的伤
22、伤害情况况。通过过碰撞试试验可以以发现汽汽车安全全上的问问题,有有针对性性的对车车身结构构进行加加强设计计。碰撞撞试验主主要包括括正面碰碰撞、侧侧面碰撞撞以及追追尾碰撞撞。 样样车碰撞撞试验试验验阶段完完成以后后,新车车型的性性能得到到确认,产产品定型型。五、投投产启动动阶段投产产启动阶阶段的主主要任务务是进行行投产前前的准备备工作,包包括制定定生产流流程链,各各种生产产设备到到位、生生产线铺铺设等等等。在试试验阶段段就同步步进行的的投产准准备工作作包括,模模具的开开发和各各种检具具的制造造。投产产启动阶阶段大约约需要半半年左右右的时间间,在此此期间要要反复的的完善冲冲压、焊焊装、涂涂装以及及
23、总装生生产线,在在确保生生产流程程和样车车性能的的条件下下,开始始小批量量生产进进一步验验证产品品的可靠靠性,确确保小批批量生产产3个月月产品无无重大问问题的情情况下,正正式启动动量产。在奇瑞,一一个全新新的车型型的开发发,一般般有100个节点点,P00到P99,一般般要455个月。 P0阶阶段:立立项建议议书。 这个阶阶段较为为简单,只只是给公公司高层层写个立立项的报报告,论论述一下下这个车车型的定定位,外外形、 风格、预预销售的的地区、市市场前景景等等内内容,看看老板是是否同意意。 但但是这个个阶段却却是很重重要的一一步,是是整个项项目的奠奠基之笔笔,这一一步不能能有大的的差错,像像A18
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