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整车研发流程以及研发周期是如何加快的?
刚刚过去的北京车展,新车可谓如雨后春笋般,那这些新车都是如何研发出来的呢?

不管是哪家主机厂,都有自己的整车开发流程体系,比如上汽通用的GVDP、长安的CAPDS、北汽BPMP、吉利NPDS等。下面介绍国内某主机厂开发流程体系。

整个开发流程共设有11个阀点,用来确保每阶段所有活动的标准已经达到,产品和过程已达到适宜的成熟、稳定的条件,可以进入下一个阶段。下面根据上图,介绍每个阀点要求。

1. 项目预启动

结合中长期规划及市场等研究,批准启动新项目研究。这里主要是公司高层批准关于某车型的进行具体研究,包括制定负责人,以及完成时间和项目的简单介绍。

新项目的研究负责人,结合公司中长期规划,对公司效益整体目标、目标市场需求、市场总体目标、产品性能总体目标、主导产品投放市场的时间、外部环境、内部条件等方面进行分析确认。

完成这一步后,则开始项目立项,进行项目的可行性分析。

2.项目立项

在项目预启动通过后,公司高层则会批准关于某一具体产品的项目开发,包括任命项目经理、项目组成员。

项目组则会根据新项目信息,开始对项目边界条件、项目目标、产品周期和范围、市场基础、竞争的优势和关键技术、产品主要性能及重要设计元素、制造地、生产纲领等各维度进行分析确认。

完成这一步后,则开始启动项目开发。

3.项目工程启动

这一阶段,主要是需要完成产品概念设计,内外饰造型初版A面冻结,工艺数据发布,项目及产品目标设定与分解完成并验证具备可实现性;具体需要审批通过的文件包括目 标 书/工艺数模,基于造型面构建的并通过CAE、DMU、SE 等相关方充分分析后发布的工程数据,主要用于定位点讨论及与工装设备供应商交流并启动商务工作。

4.项目工程开发

这一阶段,需要完成详细产品设计,量产数据发布,明确产品和零部件的所有要求和细节并不再发生重大的设计变更;通过虚拟验证确定产品设计的可行性;量产工装、模具的设计确认完成,同意投铸启动。工艺部门进行产品的可制造和可装配性分析,并与设计部门达成一致意见,批准项目量产开发。

5.工程发布

这一阶段按计划完成规定的整车 / 系统 / 零部件试验验证,并已针对发现的问题查明原因、制定解决方案 , 产品更改方案获得批准;量产工装、模具投铸及机加完成, 工装件首样提样完成。

6.工程冻结

这一阶段,产品设计验证完成并达到设计目标;正式工装设备已回厂;生产准备完成并组建投产管理团队,作业人员到位;销售、售后、备件等准备工作已正式启动;尺寸、材料、性能、外观标识OTS认可完成。

7.试生产

该阶段,工装设备安装调试完成,单机/单序生产能力和过程能力验证符合设计要求;所有的单件和总成件到位并都是用批量生产的工装设备、试生产控制计划制造出来件 ; 一班作业人员培训完成,新产品上市流程已启动。

8.工程验收

该阶段,所有设计变更均已得到确认和体现,整车 PV 结束及整车性能一致性确认完成;在生产线上实现全线联动生产,整个生产过程可在不连续的条件下且过程能力达到设计要求;制造过程工艺确认完成,制造工艺变更冻结,生产一致性确认完成,工程OTS认可完成。

9.正式投产

该阶段,按设计节拍、正式控制计划等正常生产条件下连续生产,过程能力和产品质量达到设计要求;生产线爬坡结束,批量生产正式启动;备件及售后服务技术资料准备结束,定点投放地区的服务站已具备服务保障能力。

10.市场导入

按设计节拍、设计的产能、正式控制计划等正常生产条件下连续生产,过程能力和产品质量达到设计要求,具备批量生产能力,生产线产能持续爬坡。

按销售需求计划生产上市储备车,上市文件签发并执行完毕,召开产品上市发布会;对整个项目过程进行总结和评价,分享经验和教训;所有工作和文件移交到各职能部门。

11.项目验收

该阶段模夹检终验收完成;根据产品上市后的市场表现以及项目过程的审核,对项目进行进行最终评价及验收、对原项目团队成员进行奖励;将产品项目开发过程中形成的所有组织过程资产进行整理。

以上是一款新车的整车开发流程,以前一款车开发都是36个月,现在新车开发基本都是24个月,主机厂是如何缩短开发周期的呢?

主要从五个方面来实行从开发周期缩短,造型开发周期缩短[1个月];开模数据开发周期缩短[1个月];软模开发验证周期取消[4个月];硬模开发周期缩短[2个月];小批量生产启动周期缩短[4个月]

1.造型设计缩短

造型设计分为CAS1、CAS2、CAS3、CAS4、CAS5、A0、A1共7个步骤,

CAS1用于评价整车姿态及比例、加工 1:2 油泥模型;整车总布置基于此版数据进行初步可行性分析;一般支持初版工程数据制作。主要包括外饰体现整体比例、体量、玻璃面、腰线、主要灯具设计意图、主要特征、主要部件分缝线;内饰体现正副仪表台、前门、方向盘位置及轮廓、组合仪表及娱乐信息系统类型轮廓及位置、主要部件分缝线。

CAS2用于加工 1:1 油泥模型制作,用于整车布置可行性分析,用于工程预工艺数据制作。外型体现主要灯具轮廓及位置、后视镜、门把手、主要装饰件、细化主要特征、主要部件分缝线、主要特征体现圆角。内饰体现组合仪表、出风口设计意图、换挡、手制动、门把手设计意图、 前排座椅设计意图、细化方向盘、主要部件分缝线。

CAS3用于整车布置可行性分析及零部件初步分析。用于工艺数据制作输入。外型冻结所有玻璃面、体现主要灯具内部结构及其他所有灯具轮廓和位置、初版轮毂、主要部件的间隙。内饰体现所有分件意图,主要部件的间隙。

CAS4用于硬质仿真模型加工、整车及零部件详细可行性分析,用于工程预冻结数据制作。外型和内饰体现全部造型内容和细节、所有部件的间隙及圆角,达成一致的 DTS。

A0:外型和内饰体现全部造型内容和细节。用于工程冻结数据制作。

A1基于A0和硬质模型评审检发现的可行性问题整改优化,终版造型设计曲面。

造型设计及工程数据的开发周期主要从以下两方面缩短: 其一为对造型数据、工程数据成熟度定义进行梳理(如上各造型阶段含义及用途),重新明确造型数据、工程数据“相互握手” 的对应关系,明确相互之间握手交互周期,充分沟通两者相互意图。提升造型数据、工程数据各阶段成熟度。

其二为引入 TI/FC 管理理念和握手工具。各阶段工程提前给出平台、成本等 TI 限制要求及条件,造型在做设计前进握手,提前识别工程意图;造型 CAS 释放后,工程进行 FC 分析、意图握手,在下个造型阶段进行体现。经过多轮次的“意图握手”后,造型数据和工程数据将会得到有效提升,开发周期大幅缩减。

2.开模数据开发周期缩短

工程数据与同步工程之间有三轮校核握手,分别是:初版数据 - 同步工程分析 -
预工艺数据;预工艺数据 - 同步工程分析 -工艺数据;预冻结数据 - 同步工程分析 - 冻结数据。周期缩短措施:1. CAE 等同步工程仿真技术成熟,每轮周期由 45-50 天缩短至 40-45 天;2. 程数据制作时间也随着开发经验成熟,数据制作期间单日工作时间加长等手段可缩短实际自然日;3. 同步工程和工程数据协同开展,由两者串联开展变为交叉协同开展可缩短开发周期。

3.软膜开发验证取消

36个月开发周期时,待白车身软模开发完成并进行首轮装车结构验证合格后开启正式模具开发,整个过程持续 4 个月。随着虚拟仿真技术准确度的提升,白车身开发经验的不断积累,通过大量验证得出24 个月开发周期可行。开模数据成熟度进行提升,白车身软 / 硬模使用同一版数据进 行开模。消除软模开发过程等待的 4 个月时间,白车身软模用于首轮工程车试制,满足整车功能试验,白车身硬模用于第二轮工装车试制,满足工装认可及性能验收。

4.硬模开发周期缩短

白车身铸造模是整车开发过程中最长周期模块,缩短其整体时间尤为关键。主要从以下几点:

1. 使用预冻结数据进行模具设计,待同步工程校核完修订后的冻结数据发布后,对模具设计进行修正,这样可以节省一个月的设计等待时间。此方案成立的前提条件是随着车身设计经验不断成熟,软件仿真技术的提升,使得预冻结数据和最终冻结数据之间的变化量小于 10%。

2. 侧围、翼子板、四门两盖等大覆盖件为铸造模周期最长部件,其开发属于整车开发关键路径,开发周期能否压缩至关重要。按照造型开发流程,整车外部造型设计要早于内部造型设计,一般时间大于一个月;经过同造型多轮 CAS 数据打合握手后,外覆盖件成熟度要高于内部结构钣金件数据,外覆盖件数据具备提前冻结开模的条件。

3. 白车身的开发设计, SE/CAE 等同步工程技术不断进步,铸造模厂家的提前介入的可行性分析等,都为缩短铸造模开发周期的打下坚实基础。

通过以上措施,使得白车身铸造模的开发设计缩短具备可能,由之前的15 个月缩短至 13 个月。

5.小批量生产启动周期缩短

小 批 量 阶 段 主 要 任 务: 生 产 线 的试生产样车制造和验证;生产线进行100%零部件和工艺过程的验证;使用批量生产的零部件验证确认整车厂生产线的设备、工艺和工装。检验生产过程、 工艺能力,验证工厂在一定节拍下的制造能力,验证零部件厂商的爬坡能力。审核产品、工艺、生产线、物流和 IT 系统的状态,对大批量投产条件进行最终确认。

主要从以下方面缩短小批量验证时间:IT信息化不断发展,先进的生产、物流等管理系统( SAP、MES、 3DE、 PDM)的建立使其具备信息化基础;模具、机加技术和产业链的不断完善,使周期缩短具备硬件基础;整车及系统开发流程体系逐渐完善,使其具备软基础;生产准备工作提前策划,将首批大线生产同样车试制合理衔接,缩短过程等待时间。

36 个月开发周期中小批量验证跨度 8个月,按照目前整车开发现状,周期过于富裕,经过以上能力建设和措施实施,整个小批量工作基本控制在4个月。


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