“汽車開發(fā)的成功80%取決于設(shè)計(jì)。一部好的整車開發(fā)項(xiàng)目，應(yīng)該達(dá)成多個(gè)組成、多個(gè)系統(tǒng)及多個(gè)目標(biāo)的平衡設(shè)計(jì)?！?月27日，由機(jī)械工業(yè)出版社和中國汽車報(bào)聯(lián)合推出的汽車性能集成開發(fā)實(shí)戰(zhàn)系列直播課程中，研究員級高級工程師、國務(wù)院特殊津貼專家、科技部評審專家、全國優(yōu)秀科技工作者、中國汽車工業(yè)優(yōu)秀科技人才、中國兵器裝備集團(tuán)領(lǐng)軍人才、長安汽車公司產(chǎn)品CEO、高級總工程師、公司新聞發(fā)言人吳禮軍帶來一場“汽車整車設(shè)計(jì)與產(chǎn)品開發(fā)”的直播課。

講座從汽車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、產(chǎn)品平臺化開發(fā)、總體及各主要部分涉及、汽車法規(guī)設(shè)計(jì)及整車試制等方面，全面系統(tǒng)地介紹了汽車整車設(shè)計(jì)與產(chǎn)品開發(fā)的主要內(nèi)容及流程，并在線回答了網(wǎng)友提問。

01 整車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：滿足條件環(huán)境及消費(fèi)者需求

汽車整車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，是設(shè)計(jì)工作提綱挈領(lǐng)的重要基礎(chǔ)?！捌囌嚱Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是主要以實(shí)現(xiàn)連接、布置、尺寸和功能為主的設(shè)計(jì)?！眳嵌Y軍講到，其中主要包括平臺開發(fā)、總體設(shè)計(jì)、BM管理、總布置設(shè)計(jì)、造型設(shè)計(jì)、動力設(shè)計(jì)、底盤設(shè)計(jì)、電子電器設(shè)計(jì)、車身設(shè)計(jì)、內(nèi)外飾設(shè)計(jì)、熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)、尺寸工程、法規(guī)設(shè)計(jì)、試制設(shè)計(jì)及試驗(yàn)驗(yàn)證等多個(gè)方面的內(nèi)容。

“結(jié)構(gòu)是載體，性能是表現(xiàn)?！眳嵌Y軍說，在整車技術(shù)集成方面，包括通過系統(tǒng)匹配和調(diào)校，將汽車的各總成及部件有機(jī)地結(jié)合，實(shí)現(xiàn)汽車整體結(jié)構(gòu)要求及性能目標(biāo)的開發(fā)過程。汽車整車集成，分為結(jié)構(gòu)集成和性能集成。整車集成開發(fā) ，是基于整車性能目標(biāo)為前提，自上而下進(jìn)行層層分解，將汽車的各系統(tǒng)、各總成有機(jī)地結(jié)合在一起，對系統(tǒng)進(jìn)行匹配和精準(zhǔn)調(diào)校，并對目標(biāo)進(jìn)行有效的管控及平衡的過程和方法。

在談到汽車整車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與性能設(shè)計(jì)時(shí)，吳禮軍表示，廣義上，汽車性能是指汽車能適應(yīng)各種使用條件、滿足消費(fèi)者使用需求及社會環(huán)境需求的能力。同時(shí)，也是指與整車產(chǎn)品有關(guān)的各項(xiàng)性能指標(biāo)的綜合體，是用戶能夠感知和判斷產(chǎn)品優(yōu)劣的感受。

對于整車集成開發(fā)的平衡 ，主要包括三級。一級組成平衡，即項(xiàng)目管理的成本、質(zhì)量和進(jìn)度的平衡，設(shè)計(jì)開發(fā)過程是一種動態(tài)平衡關(guān)系；二級組成平衡包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)、性能設(shè)計(jì)、造型設(shè)計(jì)和總布置設(shè)計(jì)也需要平衡；三級組成平衡包括性能設(shè)計(jì)內(nèi)部的多重屬性、產(chǎn)品內(nèi)部多個(gè)領(lǐng)域的設(shè)計(jì)等。

在吳禮軍看來，整車產(chǎn)品開發(fā)流程，是基于產(chǎn)品開發(fā)的基本業(yè)務(wù)邏輯，通過對歷史車型開發(fā)經(jīng)驗(yàn)的系統(tǒng)性總結(jié)，充分考慮業(yè)務(wù)和能力發(fā)展，結(jié)合企業(yè)研發(fā)組織管理模式形成的一套結(jié)構(gòu)化、標(biāo)準(zhǔn)化的指導(dǎo)產(chǎn)品開發(fā)過程的文件體系。產(chǎn)品開發(fā)核心的業(yè)務(wù)邏輯基本上大同小異，基本遵循方案策劃、概念開發(fā)、工程設(shè)計(jì)、樣車試驗(yàn)、投產(chǎn)上市五大過程。

“平臺化開發(fā)，包括策劃、平臺架構(gòu)及系統(tǒng)方案選擇與產(chǎn)品衍生策略、平臺零部件通用化策略?！眳嵌Y軍介紹， 汽車平臺化開發(fā)是全球汽車企業(yè)經(jīng)過多年實(shí)踐，總結(jié)出的產(chǎn)品高效開發(fā)的系統(tǒng)化思維和解決方案。其基于一個(gè)基礎(chǔ)平臺架構(gòu)，衍生出滿足不同細(xì)分市場需求的產(chǎn)品開發(fā)模式；通過設(shè)計(jì)接口尺寸一致且不同性能參數(shù)的模塊，組合成不同尺寸和性能風(fēng)格的汽車；最大限度地滿足市場客戶需求。2000年前后興起的平臺化浪潮席卷全球各大汽車企業(yè)；平臺化已經(jīng)從單純的技術(shù)開發(fā)向汽車全生命周期各環(huán)節(jié)滲透。

他表示，平臺零部件通用化策略，識別需要固化的要素和可變化的要素，并通過“五化設(shè)計(jì)”實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品間零部件的最大化通用。

02 總體設(shè)計(jì)：市場需求與專業(yè)技術(shù)的結(jié)合

“總體設(shè)計(jì)包括整車技術(shù)方案設(shè)計(jì)、技術(shù)參數(shù)設(shè)計(jì)、整車動力性與經(jīng)濟(jì)性仿真設(shè)計(jì)、整車技術(shù)狀態(tài)設(shè)計(jì)、整車開發(fā)對標(biāo)分析等。”吳禮軍表示，汽車總體設(shè)計(jì)是將市場需求和專業(yè)技術(shù)有效結(jié)合的橋梁和紐帶，是市場語言轉(zhuǎn)化為工程語言的關(guān)鍵，是整車項(xiàng)目開發(fā)中的牽頭專業(yè)。汽車總體技術(shù)既有整車及平臺技術(shù)方案研發(fā)設(shè)計(jì)類的專業(yè)技術(shù)深度，又有整車技術(shù)狀態(tài)管控等系統(tǒng)工程類的管理廣度 。汽車總體技術(shù)作為整車開發(fā)過程中綜合性很高的專業(yè)，需要平衡市場與產(chǎn)品、整車與零部件、計(jì)劃與風(fēng)險(xiǎn)等多緯度需求，實(shí)現(xiàn)最終輸出滿足市場需求，符合法規(guī)、技術(shù)要求的平臺及整車級設(shè)計(jì)方案。

整車開發(fā)中的對標(biāo)分析，同樣十分重要。吳禮軍表示，這是產(chǎn)品項(xiàng)目開發(fā)過程中的一項(xiàng)重要工作，是提前規(guī)避問題、打造產(chǎn)品競爭力的一種工具。按照對標(biāo)層級分為整車及零部件級對標(biāo)，其內(nèi)容包括性能、結(jié)構(gòu)、質(zhì)量、成本、設(shè)計(jì)策略對標(biāo)等。

在汽車設(shè)計(jì)中，人機(jī)布置是必須考慮的因素，其目標(biāo)是滿足人的使用需求，但由于技術(shù)或成本等原因滿足100%的需求往往是不可能實(shí)現(xiàn)的，因此人機(jī)布置是在一定的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)下選擇特定的人體進(jìn)行的布置。全球汽車行業(yè)內(nèi)多數(shù)采用美國汽車工程師學(xué)會（SAE）標(biāo)準(zhǔn)作為人機(jī)布置的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

在布置驗(yàn)證環(huán)節(jié)，按照驗(yàn)證的對象不同，可分為基于3D數(shù)據(jù)的虛擬驗(yàn)證和基于模型、雜合車或工裝車的實(shí)物驗(yàn)證。其中，前者主要方法包含數(shù)字化電子樣車（DMU）檢查、軟件仿真等；后者主要方法是主觀評價(jià)。

吳禮軍指出，策略設(shè)計(jì)是承接產(chǎn)品定義，并結(jié)合目標(biāo)用戶需求、行業(yè)趨勢、競爭環(huán)境等要素，進(jìn)一步從設(shè)計(jì)專業(yè)的角度明確設(shè)計(jì)方向。主要從三個(gè)方面著手，一是用戶研究，汽車造型設(shè)計(jì)需要以目標(biāo)用戶需求為導(dǎo)向；二是趨勢研究，汽車造型設(shè)計(jì)需要保證汽車量產(chǎn)上市時(shí)是符合未來用戶審美趨勢的；三是家族化定義，汽車造型設(shè)計(jì)需要符合公司整體的家族化定義，維持穩(wěn)定統(tǒng)一的品牌形象。

底盤設(shè)計(jì)，汽車底盤作用是支承、安裝汽車發(fā)動機(jī)及其各部件、總成，接受發(fā)動機(jī)的動力，使汽車產(chǎn)生運(yùn)動，保證正常行駛、轉(zhuǎn)向和制動。傳統(tǒng)底盤由傳動系統(tǒng)、懸架系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和制動系統(tǒng)組成。

在電子電氣設(shè)計(jì)中，根據(jù)功能、特點(diǎn)和層級將其分為電子電氣架構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)通信與診斷、電路設(shè)計(jì)原理、人機(jī)交互、起動與電源系統(tǒng)、線束系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、智能車控系統(tǒng)、操縱與信號裝置、智能化系統(tǒng)等部分。

汽車車身設(shè)計(jì)，是設(shè)計(jì)中的重要一環(huán)。車身的作用是承載駕乘人員和貨物并負(fù)責(zé)安裝汽車其他系統(tǒng)零部件，按承載方式可分為承載式、非承載式和半承載式車身。車身由上車身和下車體組成，其中上車身包括上車體和閉合件，上車體包括頂蓋和側(cè)圍，閉合件包括發(fā)動機(jī)艙蓋、翼子板、車門、背門、玻璃、天窗、加油口蓋等，下車體包括發(fā)動機(jī)艙、前后地板等。

汽車法規(guī)設(shè)計(jì)必不可少。吳禮軍表示，汽車產(chǎn)品開發(fā)，都是先法規(guī)，后設(shè)計(jì) ，滿足法規(guī)要求是產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計(jì)的必要條件。產(chǎn)品只有滿足法規(guī)要求，通過國家汽車主管部門的認(rèn)證，才具備生產(chǎn)、銷售和注冊登記的資格。

汽車法規(guī)設(shè)計(jì)，重點(diǎn)圍繞《公告》、3C認(rèn)證、相關(guān)環(huán)保法規(guī)，在汽車產(chǎn)品全生命周期內(nèi)，保證汽車產(chǎn)品順利通過國家汽車主管部門的認(rèn)證和各級市場監(jiān)管部門的監(jiān)督檢查，而開展的一系列法規(guī)工作，包含汽車產(chǎn)品法規(guī)管理、認(rèn)證和法規(guī)一致性核查等工作 。

03 整車試制：滿足目標(biāo)用戶使用要求

整車試制工作貫穿從項(xiàng)目啟動至項(xiàng)目結(jié)束的各個(gè)階段。吳禮軍表示，整車試制的特點(diǎn)：是以滿足驗(yàn)證需求為前提，并充分考慮成本、周期、工藝等因素后可對產(chǎn)品進(jìn)行簡化制作。整車試制分類：在整車研發(fā)中，根據(jù)交付物的不同，將整車試制分為樣車試制、模型試制與樣件試制。

試制開發(fā)流程，是基于雜合車與工程模型的試制開發(fā)流程，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)凍結(jié)前通過雜合車與工程模型進(jìn)行驗(yàn)證，凍結(jié)后進(jìn)行設(shè)計(jì)樣車制作。該模式優(yōu)點(diǎn)，是實(shí)物更早的介入項(xiàng)目開發(fā)驗(yàn)證，使各項(xiàng)試驗(yàn)大大提前，雜合車與工程模型的制作，方案調(diào)整更靈活，時(shí)間及費(fèi)用成本也更低。設(shè)計(jì)樣車再設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)凍結(jié)后啟動制作，可與工裝車共用模具，從而降低了設(shè)計(jì)樣車制作費(fèi)用。

整車開發(fā)驗(yàn)證，是依靠先進(jìn)的傳感技術(shù)與檢測技術(shù)，采集汽車的各種具有某些特征的動態(tài)信息，并對這些信息進(jìn)行各種分析、處理和區(qū)分，識別并確認(rèn)其異常表現(xiàn)，預(yù)測其發(fā)展趨勢，查明其產(chǎn)生原因、發(fā)生部位和嚴(yán)重程度，提出針對性的維修措施和處理方法的技術(shù)。

試驗(yàn)管理流程，以市場用戶要求和實(shí)際使用條件為驅(qū)動，在產(chǎn)品開發(fā)的初期將其整車的開發(fā)目標(biāo)逐級分解到整車屬性要求、系統(tǒng)要求和零部件。經(jīng)過零部件、系統(tǒng)、整車逐級進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，最終確保汽車產(chǎn)品在投產(chǎn)上市之前能得到全面、有效的試驗(yàn)驗(yàn)證，滿足目標(biāo)用戶使用要求，提高產(chǎn)品美譽(yù)度。

其中，整車道路耐久試驗(yàn)，是為了模擬目標(biāo)用戶的使用情況，將調(diào)研得到的道路狀況、載荷、載重量、車速、操作載荷、操作頻度、人為條件等可能導(dǎo)致汽車發(fā)生故障的載荷沒有遺漏地反映在試驗(yàn)方案中?；谀繕?biāo)用戶的使用情況建立了與用戶使用相關(guān)聯(lián)的試驗(yàn)場試驗(yàn)方案，保證通過整車耐久試驗(yàn)驗(yàn)證產(chǎn)品在市場上具備較高耐久品質(zhì)。

碰撞試驗(yàn)，主要對整車被動安全進(jìn)行測試，主要包括正碰、側(cè)碰、角度碰、偏置碰、后碰、柱碰、等速對碰等各種不同工況的全球所有安全標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)開發(fā) 和驗(yàn)證能力。涵蓋中國、歐洲的安全標(biāo)準(zhǔn)。

在直播課的最后，吳禮軍還在線回答了部分網(wǎng)友的提問。

問：什么是正向開發(fā)？正向開發(fā)與逆向開發(fā)有什么差異？

答：逆向開發(fā)就是參考或復(fù)制別人的技術(shù)，是“知其然不知其所以然”，正向開發(fā)就是“知其然也知其所以然”。其中有兩個(gè)特點(diǎn)，一是底盤的“硬點(diǎn)”是自己設(shè)計(jì)的，包括其中的XY坐標(biāo)是自己找的，那么就是正向開發(fā)。二是看性能目標(biāo)如果是倒推的，屬于逆向開發(fā)。而正向開發(fā)是先設(shè)計(jì)目標(biāo)，例如先設(shè)定整車的噪聲值，再分配給發(fā)動機(jī)、動力系統(tǒng)、底盤各自的噪聲值，這屬于正向開發(fā)。

問：車高是怎么設(shè)計(jì)的？主要包括哪些內(nèi)容？

答：主要包括五個(gè)方面，即車輪直徑加大、轉(zhuǎn)向節(jié)的點(diǎn)升高、減震器加長、座椅底部加高、頭部空間加高。

問：新能源汽車的車身設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)汽車有什么不同？

答：既有相同，也有不同。相同點(diǎn)在于，“四門兩蓋”都是相同的。不同點(diǎn)在于，新能源汽車的車體下部因?yàn)閯恿﹄姵卣紦?jù)空間較多，因此，能耗成為新能源汽車的車身設(shè)計(jì)首先要考慮的因素。其中包括兩個(gè)方面，即一是車身造型風(fēng)阻要?。欢禽p量化，大量采用鋁合金，局部成本較高，但相對于整車而言并不算高。

文：趙建國 編輯：蒙軒 版式：趙方婷