商用車模塊化設(shè)計(jì)策略

柳存昭

（北京福田戴姆勒汽車有限公司，北京101400）

商用車模塊化設(shè)計(jì)策略

柳存昭

（北京福田戴姆勒汽車有限公司，北京101400）

在項(xiàng)目之初，先對市場進(jìn)行調(diào)研、預(yù)測，針對主要客戶群體規(guī)劃好產(chǎn)品生命周期里的車型，然后設(shè)計(jì)人員根據(jù)所有車型功能、性能和配置的定義全面地規(guī)劃設(shè)計(jì)各系統(tǒng)，讓專用件最少、生產(chǎn)整車的效率更高，且整車收益更高，這個過程就是汽車模塊化設(shè)計(jì)過程。

市場預(yù)測；整車規(guī)劃；模塊化；邊界整合

柳存昭

畢業(yè)于武漢理工大學(xué)，現(xiàn)任北京福田戴姆勒汽車有限公司技術(shù)中心高級工程師，主要從事白車身設(shè)計(jì)，已發(fā)表論文數(shù)篇。

1　前言

當(dāng)汽車非模塊設(shè)計(jì)時(shí)，由于銷售公司即時(shí)性的接收市場訂單，設(shè)計(jì)部門只是快速的響應(yīng)市場需求，在設(shè)計(jì)零件（也指總成或系統(tǒng)，下同）時(shí)不能考慮到與后續(xù)車型的通用；另外，由于銷售公司過度關(guān)注了小眾性客戶。年復(fù)一年，造就了大量小眾化車型和專用件的狀況，整車零件重復(fù)性制造、效率低且收益低。為了改變這一狀況，汽車產(chǎn)品模塊化設(shè)計(jì)成為必要。

2　模塊化設(shè)計(jì)流程

汽車產(chǎn)品模塊化設(shè)計(jì)，需要先針對主要客戶進(jìn)行市場調(diào)研，規(guī)劃好產(chǎn)品剩余生命周期里的車型，給設(shè)計(jì)部門具體的輸入，設(shè)計(jì)人員根據(jù)所有車型功能、性能和配置的定義再全面地規(guī)劃和設(shè)計(jì)各系統(tǒng)。同時(shí)，產(chǎn)品模塊規(guī)劃是以項(xiàng)目為載體而進(jìn)行的，所以模塊化過程伴隨著項(xiàng)目的過程，其流程如下：

3　市場預(yù)測

在開發(fā)一個系列車型前，先對市場進(jìn)行預(yù)測，然后根據(jù)這些預(yù)測結(jié)果，來對所需要開發(fā)的整車車型進(jìn)行規(guī)劃和定義。

市場預(yù)測的方式有以下幾種：

3.1未來幾年新法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)的預(yù)測

（1）關(guān)注汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展動態(tài)，每年標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)征求意見稿就是未來即將實(shí)施或升級的法規(guī)；（2）將國標(biāo)和歐標(biāo)進(jìn)行對比，歐標(biāo)不同于或高于國標(biāo)的部分，是未來可能實(shí)施的法規(guī)項(xiàng)或法規(guī)升級部分。例如，目前國內(nèi)機(jī)動車實(shí)施的排放標(biāo)準(zhǔn)是國Ⅳ（相當(dāng)于歐Ⅳ），而歐洲的是歐Ⅵ，可以推測，在五年內(nèi)，國Ⅴ標(biāo)準(zhǔn)將要出臺，在十年內(nèi)，國Ⅵ標(biāo)準(zhǔn)將要出臺。為了讓新開發(fā)的車型不落后，將不得不考慮未來的法規(guī)對整車布置和性能的影響。

3.2對客戶進(jìn)行調(diào)研

為了讓新產(chǎn)品更具有針對性，需要在客戶群中對主流競品和本公司產(chǎn)品進(jìn)行對比調(diào)查，如對整車的承載能力、動力性、可靠性、百公里油耗、制動性能、駕駛舒適性、操縱方便性等等進(jìn)行詢問調(diào)研。只有把客戶的關(guān)注項(xiàng)和客戶眼中的優(yōu)劣點(diǎn)調(diào)查清楚，才能明確本公司產(chǎn)品在市場中的目前位置，才能明確本公司產(chǎn)品的改進(jìn)方向。

3.3對競品車的解讀

為了進(jìn)一步的量化本公司產(chǎn)品和競品車的性能差異，需要對競品車進(jìn)行試驗(yàn)、檢測、拆解甚至是逆向數(shù)據(jù)構(gòu)建。當(dāng)獲取足夠的數(shù)據(jù)后，可以對競品和本公司產(chǎn)品進(jìn)行性能對比分析，并可以進(jìn)一步明確結(jié)構(gòu)差異、新技術(shù)應(yīng)用差異和成本構(gòu)成差異。對主流競品性能的解讀是本公司產(chǎn)品改進(jìn)的另一項(xiàng)重要依據(jù)。

3.4車型及銷售量的統(tǒng)計(jì)

對過去兩年開發(fā)的車型及銷售量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，比如，在2013年和2014年，公司共開發(fā)了300個車型，銷售了20萬輛份車，經(jīng)過統(tǒng)計(jì)，可以發(fā)現(xiàn)：對銷量貢獻(xiàn)95%的是約10%的車型，而剩下90%的車型只貢獻(xiàn)了5%的銷量，若這些車型收益不佳且也沒有可能成為未來的主力銷售車型，那么在后續(xù)工作中，應(yīng)當(dāng)避免再開發(fā)此類車型。這10%的車型是未來車型規(guī)劃的基礎(chǔ)車型，可以經(jīng)過權(quán)衡，將車型比例擴(kuò)大為20%。

以上幾項(xiàng)內(nèi)容的綜合，基本可以構(gòu)成產(chǎn)品在生命周期內(nèi)階段性的市場預(yù)測。

4　整車規(guī)劃

根據(jù)對市場的預(yù)測結(jié)果，按牽引車、自卸車、平板車、專用車四個平臺將對每一款整車的功能、主要性能參數(shù)及配置進(jìn)行詳細(xì)描述，并對每一個系統(tǒng)的性能進(jìn)行詳細(xì)要求，列出要執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)。

這些規(guī)劃后的車型既是設(shè)計(jì)人員要進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)的車型，也是營銷公司在未來幾年要銷售且只能銷售的車型。

5　模塊規(guī)劃

當(dāng)所有的車型規(guī)劃完畢，再對整車進(jìn)行總布置，當(dāng)總布置可行后，在不影響整車性能的前提下，可以對零件進(jìn)行以下規(guī)劃：

5.1一個零件所有配置的邊界盡可能統(tǒng)一

如圖1和圖2，零件A有兩種配置A1和A2，兩種配置的邊界不一致，那么配合它的零件B狀態(tài)就可能不一致，而零件B的兩種狀態(tài)功能相同，性能接近，屬于同一種配置。為了讓同一配置的零件B種類盡可能少，那么將A1、A2邊界疊加，疊加后的邊界為零件B的邊界（圖3黑線是疊加后邊界），那么零件B就設(shè)計(jì)成一種狀態(tài)，見圖3：

5.2給新增功能件或選裝配置預(yù)留裝配空間

在某些車上，部分客戶可能會有一些能夠代表一種趨勢的需求，如娛樂設(shè)施，飲水系統(tǒng)等，那么在設(shè)計(jì)時(shí)，可以進(jìn)行位置預(yù)留，圖4是沒有進(jìn)行預(yù)留的設(shè)計(jì)，而圖5是裝配了選裝件E1的設(shè)計(jì)，零件C避讓了空間，零件D進(jìn)行了裝配口預(yù)留；對于大多數(shù)不需要E1車型上，可以用堵蓋E2將裝配口封住，同時(shí)，零件C進(jìn)行裝配空間預(yù)留設(shè)計(jì)，見圖6：

5.3不同寬度車身的零件的通用化設(shè)計(jì)

車身經(jīng)常有寬體和窄體車身之分，甚至有幾種寬度，那么可以將零件分塊，讓不同寬度車身的零件通用部分最多。如圖7是沒有進(jìn)行分塊的原件，當(dāng)開發(fā)窄體車時(shí)，需要再次投資整個零件，而當(dāng)零件分塊后，兩端的零件F1和F2可以通用，窄體車只需開發(fā)中間部分M2，投資費(fèi)用和開發(fā)周期都將降低，如圖8和圖9，例如前保險(xiǎn)杠和白車身地板總成等。

5.4零件集成設(shè)計(jì)

如圖10，零件G1和G2各自通過過渡支架裝配到某零件上，一共需要8個裝配點(diǎn)，且占用空間大，當(dāng)將兩個過渡支架合并為一個支架時(shí)，支架重量降低，裝配點(diǎn)減少為4個，占用空間小，如圖11：

5.5線下分裝，零部件集成裝配到主線上。

如圖12-圖14，零件H2、H3、H4裝配在H1上，四個件都裝配到整車上，裝配方式有兩種：一、將H1裝配到車身上，然后三個零件依次裝配到H1上；二、將H2H3H4先分裝到H1上，然后整體裝配到車身上。在相同的人力條件下，第二種方式比第一種節(jié)省主線裝配時(shí)間，能加快裝車節(jié)拍，提高單日產(chǎn)量，例如車門系統(tǒng)等。

5.6零部件集成采購

將一些零部件在供應(yīng)商處裝配好，到主機(jī)廠后直接裝配到整車上，這種方式可以將低附加值勞動轉(zhuǎn)移到供應(yīng)商處，提高主機(jī)廠的制造效率，如果再能夠?qū)⒐?yīng)商的地址進(jìn)行優(yōu)化，能夠降低物流費(fèi)用，最終降低了整車制造成本。

6　結(jié)束語

汽車產(chǎn)品模塊化是集市場調(diào)研、產(chǎn)品規(guī)劃、設(shè)計(jì)、制造、工藝、商務(wù)和物流于一體的綜合性工作，使產(chǎn)品具有前瞻性和大眾性，使整車制造效率更高、成本更低，是汽車公司整車產(chǎn)量達(dá)到一定規(guī)模后的必然選擇。

專家推薦

呂清濤：

本文分析了商用車零部件模塊化設(shè)計(jì)策略，并通過對模塊化設(shè)計(jì)流程、市場預(yù)測、整車規(guī)劃、模塊規(guī)劃等各個方面具體分析，總結(jié)出模塊化設(shè)計(jì)的一般方法與規(guī)律。本文敘述清晰，分析正確，但水平一般，可發(fā)表。

Commercial Vehicle Modular Design Strategies

LIU Cun-zhao
（Beijing Foton Daimler Automotive Co.， Ltd， Beijing 101400， China）

At the beginning of a project ，we need to survey， predict the market and plan the vehicles in its life for the main customers. Then the design engineers plan and design every system according to the definition of the functions， performances and configuration of the all vehicles in order to minimize the number of the special purpose parts， improve the manufacture efficiency and increase vehicle profit. All of that is the process of the commercial vehicle modular design.

predict the market； plan the vehicle； modularity； integrate boundary

TH163

A

1005-2550（2015）04-0030-04

10.3969/j.issn.1005-2550.2015.04.007

2015-03-26