在体系建设网的产品开发系列上一期文章中介绍了，笔者将按照上、中、下三篇，从识别开发过程的工作重点、总结车身开发的经验教训的角度，对轿车车身设计与开发的三个主要阶段进行讨论：
第一阶段：造型可研、工程可研、功能样车设计（上篇，7月23日已发布）
第二阶段：工程设计（中篇，本期发布）
第三阶段：工程开发和质量培育（下篇，将于8月11日发布）
我们在上篇讨论了造型可研、工程可研、功能样车设计，本篇将对车身开发的工程设计阶段（如下图1所示）的工作重点及难点进行一些总结。
对于基础车型，工程设计阶段一般会有PROTOTYPE功能样车试制、样车和部件验证试验、工程设计和工程设计发布。样车试制和试验虽然不在车身部门操作，但是仍和工程设计是一个整体（如图2所示）。
对于现代的设计开发，验证工作始终伴随整个设计过程，并且逐步以台架试验代替整车道路试验，以CAE仿真分析逐步替代实物验证。但是对于轿车设计开发这样长周期的项目，尽管开发周期一再压缩，有些实物验证仍然不能或不能完全减免。因此目前大多数企业对基础车型车身的开发仍然制作软模、进行以金属车身为主的样车试制，非金属件则大部分采用快速成型。
尽管采用了这样的过程，但稍有不慎仍然会出现各种问题，困扰项目正常运行。因此，笔者想基于一些企业的实际操作的叙述与大家一起分享其中的经验和教训。限于篇幅，文章不能对设计过程进行展开，将更多侧重从验证确认的角度突出车身工程设计的一些重点和难点。
一、样车的验证需求和试制
样车试制和验证，主要可以解决如下问题并规避一些重大风险：
● 通过试制可以验证设计的几何质量、冲压成形性、焊接可行性等；
● 通过白车身和开启件主要性能试验，可以确认车身性能；
● 通过整车的碰撞可以掌握基础车身的被动安全水平，如有问题可以及时调整设计；
● 通过整车装车和功能验证，基本确认装配性、整车功能实现程度；同时商品部门可以及时进行商品性评价，必要时提出调整意见。
由于一旦工程开发开始，大量的资金和人力投入进来，就意味着整个项目不可逆转，项目的成败维系其上，因此从降低项目风险的角度，很多企业仍做以上试制和验证，并把这一过程称作功能样车试制、试验，即：Function Trial。
样车的试制安排和工作量完全取决于验证的需求。一般会有：
表1列出的是功能样车阶段验证的主要内容。在现今CAE仿真技术进步很快的条件下，大部分验证在工程可研阶段都经历了分析及优化，其分析的范围甚至远远超过以上项目，包括诸如：NVH、流场和热力、耐久性等。但是由于CAE分析大部分处在开发和完善过程，为了避免失误，大部分企业还是以实车验证进行确认。
上表还可以看见，样车试制的输出不仅是整车，还有白车身和开启件等。这些需求不仅来自主机厂，同时也来自供应商，特殊情况，还有法规部门的需求。因此：
● 样车、样件首先有需求计划，它包括所有必须的试验验证项目、提交时间、数量和特殊要求；
● 样车有专门的设计定义文件，包括3D、必要的2D和BOM表，设计定义文件必须体现以上所有需求，即构成需要的部件和车辆，同时也是将来向工程设计过渡的基础；
● 样车和样件的试制有详细的计划，以便于部件的试制、订购、集结、验收，同时也便于后续使用部门的衔接，包括试验装置和人员的准备。
由于试制样车的成本极高，样车需求数量需要反复讨论，使用也必须综合安排。此外，有一部分试制零件不一定符合最终定义，其用于验证的代表性需要得到需求部门的认可。
二、车身工程设计
工程设计阶段主要是对样车设计的连续更改和完善。从车身零件冲压试制开始，各类问题就陆续反映出来了，主要的设计问题及处理方案（如表2）：
一些独立的问题，车身部门可以立即更改。对于综合性问题，则需要则要多部门研究解决。对于经验丰富、评审到位、仿真水平高的企业，以上问题不一定都有。但不排除特殊的情况，特别是新机构、新材料、新部件，往往问题较多，这也符合人对事物认识的过程。
这里笔者可以分享一些经常碰到的问题：
1、试制中常常发现一些问题，但装车时操作人员私自动手改一下给装上了，问题记录中没有反应，下一轮装车时问题照旧。这个改一下看似加快了试制速度，但是违背了试制的目的：试制就是要暴露设计问题的，所有制作和装配过程遇到的问题必须予以详细记录和描述，留给设计部门分析改进和项目管理部门跟踪之用，绝对不能理解为凑合几台车能用于试验即完成任务。
2、开发中常常出现一些让人啼笑皆非的问题，如：某一试验完成了，提交了一个故障和失效模式清单，然而设计部门有人说，其中某几个部件装错了不符合我们的定义。导致白白浪费了试制试验部门的人力、过程的时间和费用。因此用于试验的部件一定要符合定义，具有考核的代表性；所有参试零件也必须得到认可，达到必要的质量标准。
3、得到故障问题通报后，设计部门马上着手更改设计，这个态度应该说是非常好的。但是，故障的现象是否清楚，故障的原因是否找到，是设计问题还是其他的诸如工艺、材料、管理等等问题？在没有找到问题的根本原因就匆忙修改，可能今后还会修改不断。笔者在国际先进车企工作的时候曾经有过亲身经历：样车试验不到2000km，变速箱齿轮就断了，试验部主任把问题反馈过来，我脱口而出“我们还有一个备件”，当时试验部主任一脸严肃地问我：“问题没找到，这个备件上去又是2000km后停车？”。
在工程设计阶段，由于参与的人员增加，问题的头绪更多，项目的掌控难度很大，故在试验验证过程中需要用严谨的态度做好问题管理。同时需要有一个对问题的综合清点分析，并集中做出更改决定及更改的方案。另外，在车身和整车的试验过程中，还会继续暴露问题。除了接收指标明确的一些问题外，还会有一些界定不十分明确的性能或功能问题，这些问题有的需要上升到商品层面决定，然后形成设计变更依据。工程设计变更管理过程参见图3：
一般情况下，更改后的设计需要仿真确认和设计评审。设计人员在设计发放前应该认真进行自校核，其校核的工具：CHECKLIST清单和问题再发防止清单，这两个文件是企业的技术积累。
工程设计文件的发放应基于零件成熟的先后、方便更改的程度和人力资源的实际制定计划，并需要对此进行全过程的管理和控制，考虑到开发周期实际需要，常常是先发放长周期零件，然后顺次发出中周期和短周期零件。工程设计发出的文件应满足以下条件：
● 定义了商品企划的全部车型；
● 2D、3D、BOM文件完整，相关制造信息得到准确反映；
● 供应商图纸的确认发放，除了所有安装边界条件得到锁定，试验项目和接收条件应全部明确；
● 产品定义文件一般通过一个载体文件发出。对于工程设计发放（即用于工程开发）的文件，载体文件中要确定可用于工装模具开发。
综上所述，在工程设计阶段的开发管理工作的重点和难点是做好工程设计文件的发放、样车试制和试验验证的过程控制和问题管理、工程设计变更管理，控制要点小结如下：
1、该阶段的试验验证需求应有详细清单，经过评审，形成试制计划、试验验证计划、并有设计定义文件支持；
2、所有进入试制装车的零部件必须符合设计定义，有合格的质检报告；
3、试制过程中的问题必须详细记录，临时处理要得到认可并记录；
4、设计问题和试验故障必须有详细记录并集中编制为统一的清单，经过专业的分析和问题分类，确定真实原因后进行设计更改。
下期我们将探讨车身设计与开发的第三个阶段《工程开发和质量培育》，敬请期待！
尊重版权，转载请注明出处
联系客服
