汽車(chē)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)中的樣車(chē)對(duì)標(biāo)技術(shù)

甄娜

（中國(guó)第一汽車(chē)股份有限公司天津技術(shù)開(kāi)發(fā)分公司）

國(guó)外樣車(chē)對(duì)標(biāo)（Benchmarking）技術(shù)已經(jīng)發(fā)展了好多年，并且達(dá)到了相當(dāng)高的技術(shù)水平。各大汽車(chē)企業(yè)對(duì)汽車(chē)對(duì)標(biāo)分析都給予了相當(dāng)大的投入，同時(shí)一些專(zhuān)門(mén)從事汽車(chē)對(duì)標(biāo)分析的公司也應(yīng)運(yùn)而生，他們依靠建立一套相對(duì)完善的對(duì)標(biāo)流程可以在很短的時(shí)間內(nèi)完成對(duì)1輛整車(chē)某些方面全部數(shù)據(jù)資料的采集，并制作成數(shù)據(jù)庫(kù)提供給各家汽車(chē)公司，眾多世界級(jí)汽車(chē)公司都已經(jīng)成為此類(lèi)數(shù)據(jù)庫(kù)的用戶(hù)，以提高自身的研發(fā)質(zhì)量、降低成本及縮短研發(fā)周期。由于國(guó)內(nèi)的汽車(chē)工業(yè)起步較晚，汽車(chē)的樣車(chē)對(duì)標(biāo)分析工作正處在初步階段，在對(duì)標(biāo)流程、對(duì)標(biāo)技術(shù)成熟度、對(duì)標(biāo)規(guī)范體系的建設(shè)及對(duì)標(biāo)知識(shí)的管理與應(yīng)用方面還存在著很大的差距。基于此，文章以規(guī)范化的對(duì)標(biāo)流程為基礎(chǔ)，對(duì)Benchmarking技術(shù)進(jìn)行了分析研究。

1 Benchmarking規(guī)范化流程

汽車(chē)企業(yè)在研發(fā)新的自主車(chē)型時(shí)，需要通過(guò)市場(chǎng)調(diào)研確定開(kāi)發(fā)目標(biāo)，并參考市場(chǎng)上銷(xiāo)量比較好、技術(shù)比較成熟及具有一定競(jìng)爭(zhēng)力的車(chē)型。通過(guò)對(duì)該樣車(chē)的評(píng)價(jià)測(cè)量和拆解分析，得到該車(chē)的相關(guān)參數(shù)及優(yōu)勢(shì)與劣勢(shì)的相關(guān)信息，為自主車(chē)的研發(fā)設(shè)計(jì)提供各類(lèi)參考和數(shù)據(jù)依據(jù)，確保新研發(fā)的車(chē)型具有足夠的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

樣車(chē)對(duì)標(biāo)流程，如圖1所示。新車(chē)型開(kāi)發(fā)目標(biāo)定位后，項(xiàng)目組根據(jù)研發(fā)對(duì)標(biāo)需求，向公司相關(guān)部門(mén)申請(qǐng)采購(gòu)參考樣車(chē)，同時(shí)成立Benchmarking小組。樣車(chē)采購(gòu)?fù)瓿梢院螅烷_(kāi)始了整車(chē)的對(duì)標(biāo)分析過(guò)程，對(duì)標(biāo)過(guò)程與項(xiàng)目的研發(fā)過(guò)程緊密銜接。對(duì)標(biāo)分析內(nèi)容非常豐富，完成一份完整的整車(chē)對(duì)標(biāo)分析大約需要半年的時(shí)間。

圖1 樣車(chē)對(duì)標(biāo)流程

與汽車(chē)設(shè)計(jì)及布置緊密相連的對(duì)標(biāo)流程有3個(gè)重要階段，即整車(chē)靜態(tài)分析、整車(chē)動(dòng)態(tài)分析及整車(chē)拆解與檢測(cè)。

1.1 整車(chē)靜態(tài)分析

整車(chē)靜態(tài)分析階段主要包括整車(chē)主觀評(píng)價(jià)和整車(chē)靜態(tài)測(cè)量?jī)煞矫娴膬?nèi)容。

1.1.1 整車(chē)主觀評(píng)價(jià)

整車(chē)主觀評(píng)價(jià)的目的主要是通過(guò)非客觀的角度去了解樣車(chē)在外觀造型、布置及人機(jī)方面的優(yōu)劣勢(shì)，能夠直接表達(dá)用戶(hù)的態(tài)度，而不是在新車(chē)的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)中盲目的去對(duì)標(biāo)樣車(chē)。工程師可以參考主觀評(píng)價(jià)表去優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，使其研發(fā)設(shè)計(jì)的新車(chē)更具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

人機(jī)工程主觀評(píng)價(jià)作為本階段的重要環(huán)節(jié)，在整車(chē)開(kāi)發(fā)過(guò)程中起著重要作用。在前期設(shè)計(jì)階段，通過(guò)主觀評(píng)價(jià)，設(shè)計(jì)者通過(guò)參考樣車(chē)，可以制定出新車(chē)型的人機(jī)工程開(kāi)發(fā)目標(biāo)；在工程設(shè)計(jì)后期，還需要進(jìn)行一次人機(jī)工程主觀評(píng)價(jià)，主要是檢驗(yàn)實(shí)車(chē)是否達(dá)到之前所設(shè)定的目標(biāo)，并通過(guò)與樣車(chē)再次對(duì)標(biāo)，查看哪些地方還需要進(jìn)行改進(jìn)，是否可以?xún)鼋Y(jié)設(shè)計(jì)方案[1]。

本階段采用的是主觀評(píng)價(jià)表，如表1所示，主要包括外觀、機(jī)械布置及人機(jī)布置3方面的內(nèi)容，但不同的公司所側(cè)重的主觀評(píng)價(jià)項(xiàng)目有所不同，可根據(jù)需求具體細(xì)化。評(píng)價(jià)對(duì)象可以是1輛或多輛汽車(chē)，但必須是同級(jí)別的車(chē)，并保證評(píng)價(jià)具有可比性。在選擇評(píng)價(jià)人員時(shí)，身高和性別都有一定的要求，除了必須具有豐富的駕駛經(jīng)驗(yàn)之外，還要考慮是否具有主觀評(píng)價(jià)經(jīng)驗(yàn)及汽車(chē)設(shè)計(jì)研發(fā)背景，保證其能夠針對(duì)評(píng)價(jià)項(xiàng)目指出外觀、機(jī)械布置及人機(jī)方面的優(yōu)缺點(diǎn)。同時(shí)，評(píng)價(jià)人員在評(píng)價(jià)的過(guò)程中，憑借自己的主觀感受進(jìn)行評(píng)價(jià)打分，避免受其他人員的干擾。其中，評(píng)價(jià)打分時(shí)，1～10分別代表極好、非常好、好、一般、可以接受、接受與差之間、差、非常差、不可接受及非常低劣。

主觀評(píng)價(jià)打分完成后，需要對(duì)分?jǐn)?shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理，對(duì)于每一輛車(chē)，計(jì)算出多位評(píng)價(jià)人針對(duì)每一評(píng)價(jià)項(xiàng)目的平均分；對(duì)于多輛車(chē)，可以對(duì)比分析不同車(chē)同一評(píng)價(jià)項(xiàng)目的平均分，根據(jù)計(jì)算分?jǐn)?shù)，評(píng)價(jià)各輛對(duì)標(biāo)車(chē)在造型、機(jī)械布置及人機(jī)方面的優(yōu)缺點(diǎn)，并結(jié)合后續(xù)的參數(shù)測(cè)量，為新車(chē)型的設(shè)計(jì)研發(fā)提供參考。

依據(jù)上述的主觀評(píng)價(jià)方法，經(jīng)過(guò)多次積累，可以形成主觀評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)化流程，同時(shí)形成主觀評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)庫(kù)，以便汽車(chē)企業(yè)進(jìn)行對(duì)標(biāo)數(shù)據(jù)的積累。

表1 樣車(chē)主觀評(píng)價(jià)表

1.1.2 整車(chē)靜態(tài)測(cè)量

整車(chē)靜態(tài)測(cè)量是指整車(chē)基本尺寸和關(guān)鍵硬點(diǎn)的測(cè)量，主要包括整車(chē)外觀尺寸、質(zhì)量參數(shù)、整車(chē)姿態(tài)及人機(jī)工程學(xué)尺寸。測(cè)量后的數(shù)據(jù)匯總成整車(chē)基本參數(shù)測(cè)量表和人機(jī)參數(shù)測(cè)量表，具體測(cè)量尺寸項(xiàng)可以參考SAE標(biāo)準(zhǔn)或企標(biāo)，經(jīng)多次對(duì)標(biāo)測(cè)量，形成整車(chē)基本尺寸數(shù)據(jù)庫(kù)和人機(jī)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)，為新車(chē)型目標(biāo)設(shè)定和設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)提供數(shù)據(jù)參考[2]。

整車(chē)靜態(tài)測(cè)量后需要對(duì)整車(chē)進(jìn)行拍照和掃描，主要包括整車(chē)外部造型輪廓、內(nèi)飾表面及前機(jī)艙、行李艙與底盤(pán)的基本布置。將照片和掃描得到的點(diǎn)云進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，逆向出樣車(chē)的總布置圖，結(jié)合測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行機(jī)械布置、人機(jī)布置及法規(guī)校核等優(yōu)缺點(diǎn)研究分析工作。

1.2 整車(chē)動(dòng)態(tài)分析

整車(chē)動(dòng)態(tài)分析主要是指對(duì)樣車(chē)進(jìn)行動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、制動(dòng)性、操縱穩(wěn)定性、NVH及整車(chē)AUDIT（汽車(chē)質(zhì)量評(píng)定方法）等試驗(yàn)分析，這項(xiàng)對(duì)標(biāo)工作需要依托強(qiáng)大的試驗(yàn)部門(mén)和專(zhuān)業(yè)的性能分析師來(lái)完成。通過(guò)試驗(yàn)采集數(shù)據(jù)并多次對(duì)標(biāo)，形成整車(chē)性能參考數(shù)據(jù)庫(kù)，為新車(chē)型性能目標(biāo)的設(shè)定提供參考依據(jù)。

1.3 整車(chē)拆解及檢測(cè)

整車(chē)拆解及檢測(cè)階段為樣車(chē)對(duì)標(biāo)分析中最為關(guān)鍵和重要的階段。通過(guò)拆解，分析前機(jī)艙、底盤(pán)及內(nèi)飾件的布置形式，對(duì)重要零部件的尺寸、結(jié)構(gòu)、功能、安裝狀態(tài)及可維修性等進(jìn)行分析研究，同時(shí)進(jìn)行零部件拍照和點(diǎn)云掃描，逆向生成三維模型，為新車(chē)型布置方案的制定及零部件設(shè)計(jì)提供詳細(xì)的參考，縮短整車(chē)的研發(fā)周期。

1）樣車(chē)拆解工藝。樣車(chē)的拆解工藝一般是參照生產(chǎn)總裝工藝的逆序來(lái)進(jìn)行的，總裝工藝，如圖2所示。

圖2 樣車(chē)總裝工藝流程圖

參照總裝工藝，樣車(chē)拆解應(yīng)該按照先外后內(nèi)、先總成后零件的思路來(lái)進(jìn)行。樣車(chē)拆車(chē)工藝，如圖3所示，電氣部分拆解周期貫穿整車(chē)拆車(chē)過(guò)程，從內(nèi)飾開(kāi)始一直到所有附件拆解完畢，主要涉及到的位置有車(chē)門(mén)、座椅、儀表、內(nèi)飾、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)艙及底盤(pán)。

圖3 樣車(chē)拆車(chē)工藝流程圖

2）樣車(chē)拆解流程。為確保樣車(chē)拆解工作有序的進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)拆解工作的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化及零部件管理的條例化，必須制定詳細(xì)的樣車(chē)拆解流程，樣車(chē)拆解流程，如圖4所示。

圖4 樣車(chē)拆解流程圖

按照拆解流程，整車(chē)拆解完成后，零部件入庫(kù)進(jìn)行規(guī)范化管理，項(xiàng)目組各專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)人員根據(jù)當(dāng)前項(xiàng)目所處的狀態(tài)及對(duì)標(biāo)要求，將拆解完成的零部件從倉(cāng)庫(kù)中借用出來(lái)進(jìn)行分析和試驗(yàn)。關(guān)鍵系統(tǒng)級(jí)或者零部件級(jí)的試驗(yàn)可以自己實(shí)施，也可以委托外方進(jìn)行實(shí)施。以數(shù)據(jù)或圖表的形式輸出試驗(yàn)結(jié)果，方便設(shè)計(jì)人員進(jìn)行設(shè)計(jì)參考。

在完成靜態(tài)分析、動(dòng)態(tài)分析、整車(chē)拆解及檢測(cè)等各個(gè)環(huán)節(jié)后，對(duì)標(biāo)基本工作就結(jié)束了，接下來(lái)就是相關(guān)設(shè)計(jì)部門(mén)使用對(duì)標(biāo)成果進(jìn)行參考設(shè)計(jì)。通過(guò)分析對(duì)比對(duì)標(biāo)車(chē)的結(jié)構(gòu)、性能、工藝、布置方式、設(shè)計(jì)方式及主觀感受，得出自主研發(fā)車(chē)型的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)，以便在市場(chǎng)中突出自身的優(yōu)勢(shì)，彌補(bǔ)自身的劣勢(shì)，確保在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中處于不敗之地，有的放矢、取長(zhǎng)補(bǔ)短，達(dá)到事半功倍的效果。

2 Benchmarking數(shù)據(jù)庫(kù)的建立

為了將對(duì)標(biāo)過(guò)程中不同環(huán)節(jié)的對(duì)標(biāo)數(shù)據(jù)有效地管理和控制起來(lái)，通過(guò)信息化的建設(shè)，根據(jù)對(duì)標(biāo)流程，參照樣車(chē)靜態(tài)、動(dòng)態(tài)分析及整車(chē)拆解，建立整車(chē)主觀評(píng)價(jià)分析數(shù)據(jù)庫(kù)、整車(chē)基本尺寸數(shù)據(jù)庫(kù)、人機(jī)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)、前艙底盤(pán)布置數(shù)據(jù)庫(kù)及整車(chē)性能參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)等，為整車(chē)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目組將來(lái)能夠更高效和更方便的找到自己所需要的數(shù)據(jù)提供可靠的平臺(tái)。

3 結(jié)論

文章以建立規(guī)范化車(chē)的樣對(duì)標(biāo)流程為基礎(chǔ)，介紹了樣車(chē)對(duì)標(biāo)的具體過(guò)程，并依據(jù)對(duì)標(biāo)結(jié)果建立對(duì)標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)，使新車(chē)型的開(kāi)發(fā)基于一個(gè)較高的起點(diǎn)，大大縮短研發(fā)周期。同時(shí)，依據(jù)此對(duì)標(biāo)流程可以在很短的時(shí)間內(nèi)完成對(duì)1輛整車(chē)某些方面全部數(shù)據(jù)資料的采集，實(shí)現(xiàn)了對(duì)標(biāo)知識(shí)的有效積累。如何實(shí)現(xiàn)對(duì)標(biāo)規(guī)范體系的建設(shè)和對(duì)標(biāo)知識(shí)庫(kù)的管理與應(yīng)用是我國(guó)汽車(chē)行業(yè)發(fā)展過(guò)程中所面臨的主要問(wèn)題，隨著我國(guó)汽車(chē)自主研發(fā)能力的提升及信息化技術(shù)的成熟，相信在不久的將來(lái)，適合中國(guó)汽車(chē)行業(yè)的對(duì)標(biāo)分析模式將會(huì)出現(xiàn)。