整車項目開發(fā)中并行工程的實際運用

蘇曉勤

（東風汽車股份有限公司商品研發(fā)院，湖北 武漢 430057）

引言

近年來，世界經(jīng)濟全球化進程大大加快，各國汽車企業(yè)競爭越來越激烈，用戶對整車質(zhì)量要求越來越高。如何才能在最短的時間內(nèi)開發(fā)出一款成功的新車型，是各企業(yè)傾心研究的重要課題。

目前MPV市場以中高檔公務車型為主流，適用于家庭用戶的實用型MPV車型較少，隨著消費觀念日益成熟，具有一車多用的緊湊型多功能實用車型將有很大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

C16A作為一款全新概念緊湊多功能車型，集微客、轎車、商務車三種車型的優(yōu)勢于一身，在經(jīng)濟性、安全性、舒適性上表現(xiàn)突出，有廣闊的發(fā)展前景。

1 項目概況

C16A項目是DFAC自主開發(fā)的一款MPV車型，該車型最大化的利用了C24車身和東風集團轎車底盤的優(yōu)勢資源，對現(xiàn)有零部件進行局部更改設計，具有縮短開發(fā)周期，減少開發(fā)費用，提高產(chǎn)品競爭力的優(yōu)勢。與C24車型相比，整車外觀上，前部、后部根據(jù)市場定位設計全新造型，后懸長度縮短了約300mm。內(nèi)飾上，包括儀表板在內(nèi)均為全新造型，底盤為全新平臺。充分借用現(xiàn)有的C24總成零部件資源，以降低開發(fā)成本。

該項目應用標準化、模塊化、系列化總體設計技術(shù)，對車身內(nèi)外飾全新設計。應用CAE驅(qū)動CAD設計技術(shù)，集車身、車架、動力傳動系統(tǒng)、前懸架、后懸架、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、輪胎、駕駛員和路面等多體動力學模型，建立整車仿真分析系統(tǒng)，設置車身、車門、轉(zhuǎn)向、懸架、制動等總成系統(tǒng)靜態(tài)／動態(tài)CAE目標值，指導各系統(tǒng)進行參數(shù)化設計，以達到提高設計質(zhì)量、縮短研制周期、降低開發(fā)成本的目的。

2 并行工程在帥客C16A整車項目開發(fā)中的實施

2.1 白車身開發(fā)階段

在白車身設計過程中，充分考慮系列化和通用化，盡量借用C24白車身的零件，滿足新造型及新底盤系統(tǒng)的需要?？紤]不同排量不同配置的車型，車身零部件的通用性，盡量借用C24現(xiàn)有的工裝，減少開發(fā)及制造成本，同時考慮借用現(xiàn)有的C24生產(chǎn)線，在保證車身足夠的強度、剛度及乘員安全的情況下減輕車身重量。

從造型上分析，C16A車身的基本骨架可以借用原C24的車身骨架，車身前、后部覆蓋件需要全新設計，后側(cè)圍、后背門及尾燈采用全新造型，頂蓋前部（C柱的前部分）不變，頂蓋后部微抬。C16A發(fā)動機罩前端較C24稍高，使整個車顯得更厚重，車身長度較C24縮短300mm，軸距不變即后懸縮短300mm，后背門較C24更直，同時在有限的長度上保證了內(nèi)部的乘坐空間。

在設計過程中，CAE強度分析對設計方案起到了關鍵性的指導作用，通過人機工程校核、CAE成型分析、模態(tài)及剛度分析對產(chǎn)品設計進行修改，理論充分驗證減少了后期模具的更改風險，大大節(jié)省了開發(fā)時間［1］。

2.2 總布置設計階段

總布置要考慮多種零部件的代替方案以及各種方案的可行性分析，并與零部件配套廠家進行緊密的交流與合作，將產(chǎn)品成本和結(jié)構(gòu)的工藝性有效地結(jié)合在一起，最后實現(xiàn)車身模具、附件、底盤零部件的配套，為進一步完善數(shù)模打下基礎。

建立在成熟底盤基礎上進行的車身造型和改型設計，使得汽車設計的安全性和穩(wěn)定性得到保障，同時大大縮短了開發(fā)周期，降低了開發(fā)成本和風險。

C16A總布置設計過程中盡量參照C24進行，以實現(xiàn)與C24相近的人機工程，同時有利于借用現(xiàn)有的C24總成零部件資源，以降低開發(fā)成本?？偛贾迷O計在整車開發(fā)過程中起著舉足輕重的作用，只有利用并行工程才能搞好各子項目組的協(xié)調(diào)工作，縮短開發(fā)周期，提高工作效率，提高產(chǎn)品開發(fā)的成功率。

2.3 工程設計階段

工程設計階段要求模具、工藝、制造、品保部門共同參與，并確定車身零部件基準點系統(tǒng)RPS點、安裝硬點、進行車身零件結(jié)構(gòu)設計，CAE部門對車身進行相關的仿真分析。

在C16A的開發(fā)過程中，高效的并行開發(fā)得到了充分體現(xiàn)，各部門協(xié)同并行開展工作，提高了工作效率，為車身的開發(fā)贏得了寶貴的時間，CAE的運用為開發(fā)降低了風險。在造型設計階段，進行結(jié)構(gòu)設計的前期可行性分析，為后期的結(jié)構(gòu)設計節(jié)省了時間。在結(jié)構(gòu)設計階段，制造工藝部門的參與，模具廠家的先期介入，CAE成型分析的大量運用，為結(jié)構(gòu)設計提供了大力的支持，同時降低了制造的風險，減少后期的更改時間。

這個階段供應商也直接參與結(jié)構(gòu)設計分析、工藝方案分析，通過試制試驗發(fā)現(xiàn)問題、及時反饋并作出修改。在整個過程中選擇合適的供應商是對供方產(chǎn)品質(zhì)量控制最有效的手段。若供應商沒有開發(fā)經(jīng)驗，對產(chǎn)品設計概念不能充分理解，后期管控將會相當艱難，也會造成后期不斷修改模具、不定期延遲提交樣件時間等問題的發(fā)生，而且會導致產(chǎn)品質(zhì)量不斷下降，最終不能滿足裝車要求，影響裝車進度。另外，因為零部件的采購金額大約占到整車成本的70%，供應商提供的產(chǎn)品質(zhì)量控制成為核心部分，尤其是在開發(fā)階段。

在C16A預選供應商考察認證中，要明確供應商零部件開發(fā)過程控制的基本原則：零件做好后，查看產(chǎn)品是否符合標準，著重控制差異點?？紤]到C16A最大化的利用了C24車身資源，故預選供應商時優(yōu)先考慮ZNA體系的特別是C24的供應商，以縮短開發(fā)周期。

2.4 工程樣車S－lot試制階段

C16A工程樣車S－LOT試制階段，沖壓件采用簡易模具及手工樣件，車身焊接采用簡易工裝，部分分總成采用簡易檢具。為了更有效地推進項目開發(fā)工作，C16A項目成立了CVE小組，小組成員由DFAC和ZNA的研發(fā)、生產(chǎn)準備、工藝、品保組成，分成管線小組、懸架小組、車身內(nèi)外飾小組、白車身小組、電器小組、試驗評價及改善小組和工藝聯(lián)絡組。ZNA生產(chǎn)技術(shù)部與C16A項目CVE小組共同對所存在的每一個問題點分析具體原因，并制定出具體對策。

C16A工程樣車試制重點關注項包括：對于前期C24調(diào)試過程中發(fā)生的問題點是否再現(xiàn)或解決，相對于C24車型差異化設計部分的裝配工藝性是否可以滿足要求等。各專用件精度達不到現(xiàn)在C24的水平，預測車體精度為62.1%，要達到后期70%的目標，應增加工裝的可靠性、確保設計時定位、夾緊布置合理，保證定位銷、面的精度和零件與夾具的貼合率，提高零部件型面精度。

通過本輪工程樣車試制驗證和C16A項目推進會總結(jié)，CVE小組對現(xiàn)階段項目總體進展情況更加了解，包括S－LOT樣件試制情況、CAE分析、工程車可靠性試驗的完成情況，同時對開展的工作也比較清晰，包括工藝文件的編制工作、塑料件廠家的新色開發(fā)進度及色板確認、ET用沖壓零件集結(jié)及確認、焊接夾具的預驗收、夾具到貨及工廠內(nèi)的調(diào)試等。

2.5 ET試制階段

ET試制（如圖1）開始后，C16A項目的CVE小組成員便在ZNA中牟工廠集體辦公，改變了過去的串行工作方式，同時促進了項目組成員之間協(xié)作能力，創(chuàng)造了良好的工作學習氛圍，有效地推進了項目的開發(fā)工作。

圖1 ET調(diào)試OFF評價問題點數(shù)

ET試制問題的整改過程中，要不斷加強對廠家的質(zhì)量管控，要求加強進廠檢驗、對關鍵工序點進行過程能力分析、缺陷分析，采取有效的糾正預防措施，確保過程質(zhì)量處于穩(wěn)定受控狀態(tài)，保證同類問題不再出現(xiàn)。

2.6 PT批量試生產(chǎn)階段

PT批量試生產(chǎn)（如圖2）是驗證、完善和落實產(chǎn)品設計、生產(chǎn)線調(diào)整優(yōu)化的關鍵階段，批量試生產(chǎn)工作完成后，必須具備SOP的所有條件。這就要求批量試生產(chǎn)調(diào)試之前必須完成產(chǎn)品開發(fā)的設計凍結(jié)工作，但設計凍結(jié)并不意味著后期不發(fā)生設計更改。同時需要明確的是，該階段零部件發(fā)生的設計更改并不意味著對以前設計方案的否定，而是對設計方案的完善和優(yōu)化，該階段主要驗證產(chǎn)品設計方案，完善產(chǎn)品設計；生產(chǎn)線驗證（包括工藝文件是否完整和正確、生產(chǎn)工藝定額、設備參數(shù)定義、工位器具、工人操作熟練程度等）；穩(wěn)定提高產(chǎn)品質(zhì)量，也是對供應商零部件質(zhì)量改進和穩(wěn)定提高產(chǎn)量的過程，所有更新后的零部件都要確保每一輪裝車的需要。

批量試生產(chǎn)階段的工作正好是SOP前的預演，同時涉及研發(fā)、工藝、生產(chǎn)、計劃、物流、質(zhì)量等多個部門，只有各部門之間相互配合，各盡其責才能保證批量試生產(chǎn)的工作順利進行。

圖2 PT調(diào)試OFF評價問題點數(shù)

2.7 SOP投產(chǎn)

SOP投產(chǎn)期間，CVE項目小組對未徹底結(jié)案的問題點進行總結(jié)回顧，細化遺留問題點的對策方案。SOP評價結(jié)果：從72臺車中抽出20臺（4號—23號車）進行OK－VES評價，平均點數(shù)為11.4＜12。帥客公告已獲國家批準，并已通過國家強制性法規(guī)檢驗，2009年8月11日該車型在國家工業(yè)和信息化部第193批公告車型發(fā)布。2009年11月2日C16A帥客在“百城萬人免費使用大行動”中全國成功上市，在此之前C16A帥客已獲得1 300輛行業(yè)采購大單，截至2010年12月累計銷售21 429輛。帥客2.0系列于2011年7月投放市場，至今取得了非常顯著的經(jīng)濟效益。

3 結(jié)語

C16A整車項目開發(fā)過程中通過實際運用并行工程的有效方法，降低了項目開發(fā)風險，縮短了項目開發(fā)周期，讓產(chǎn)品設計和開發(fā)周期至少縮短為以往的70%，同時減少了項目開發(fā)費用，取得了良好的社會效益。并行工程作為現(xiàn)代設計技術(shù)的發(fā)展方向，已引起國內(nèi)外的高度重視，值得推廣［3］。

［1］ 汪亮.并行工程在整車開發(fā)項目管理中的應用研究［D］.上海：上海交通大學，2009.

［2］ 李秀，姜澄宇，王寧生.基于并行工程的產(chǎn)品開發(fā)過程建模［J］.機械設計與制造工程，2000（1）：22－23.