汽車尺寸感知質量評價的研究與應用

崔慶泉

（北汽福田汽車股份有限公司乘用車設計院）

感知質量區別于體現產品在造型、材料、功能或服務方面體現出的內在本質的產品質量，也區別于體現接近“零缺陷”目標的程度，它最重要的特征是客戶產品質量和制造質量的一種感知，并且這種感知隨客戶的個性、需求和偏好的差異而對產品品質和檔次的評價及其信賴程度產生差異。它與品牌忠誠度、知名度、品牌聯想和其他固有品牌資產（專利、商標和渠道關系）同列為品牌價值的5 大核心要素，其重要性不言而喻。文章主要從客戶視覺上對尺寸設計及其波動所產生的主觀感覺即尺寸感知質量上探討其目標的設定、可靠性的設計和評價方法。

1 尺寸感知質量的目標和意義

汽車質量的差異越來越多地體現在客觀的感知效果上[1]，這要求在整車開發的早期階段，如實物評審模型之前，感知質量小組就應該啟動對整車外觀和配合的靜態評價工作，進而在數字化設計階段改進潛在的感知風險，提高客戶對新車外觀的第一印象。

目前，在整車開發流程中系統地引入和實施感知質量評價的汽車公司還很少，僅片面地追求產品造型、材料及紋理或密封噪聲等傳統項目，而對尺寸感知質量在整個開發階段需要同時進行量化研究和定性研究的領域關注很少。很多企業尺寸工程的實施也只是解決制造或零部件匹配精度能否滿足的問題，而不去關注這種精度及其表現形式是否能夠贏得消費者的青睞。應該說，尺寸工程實施的主要目的就是提升尺寸感知質量。

2 尺寸精致配合的設計

DTS（Dimension Technology Standard）文件定義了整車的尺寸和外觀配合的技術要求，三維公差分析軟件只能實現公差分配和累積的模擬計算[2]，而借助ICONA 公司的aesthetica 軟件能夠更好地實現尺寸感知質量層面的研究和分析。

aesthetica 是一款視覺感知質量的解決方案，它可以在可視化的環境中顯示真實材質、顏色和光照環境，對整車表面零部件的尺寸、形狀和輪廓面偏差和變形進行動態仿真展示，并將結果直接輸入到RTT Delta-Gen 或Showcase 中進行虛擬評審。

2.1 DTS設計

在整車項目開發的前期階段，通過對標桿車型的測量分析和用戶評審，從經銷商處間接獲得的終端客戶反饋，甚至利用第三方調研機構針對目標客戶群的抽樣統計結果，再加以考慮企業現有的制造能力，就可以在造型方案選定后制定整車的DTS。DTS 文件中對間隙、面差、對稱性及其一致性等相關要素的尺寸和公差給出要求，如圖1 所示。

DTS 的制定需要評估零部件在開啟和關閉時可能出現的極限狀態，避免出現磕碰甚至異響風險，適時地改變設計間隙或增加干涉緩沖/隔離零件。還應該考慮塑性材料對溫度和濕度的敏感性，如塑料前翼子板在油漆車間烘烤工序中的變形，同時整車售出后塑料件在嚴寒或酷暑條件下其形狀的變化也有可能影響顧客的判斷。

2.2 尺寸鏈分析

尺寸鏈分析主要是對DTS 進行定量分析，研究實現精度的可行性。進行一維和三維計算機模擬可以評估產品工藝的結構設計、公差分配和累計情況。

尺寸感知質量關注的重點是整車的表面零部件，因此可以在aesthetica 軟件中將白車身骨架總成整體建模，成為一個裝有門蓋和內外飾件的本體。本體上各定位和安裝要素的公差可以來自同平臺現有車型的測量數據，也可以直接導入其他公差模擬分析軟件的結果。這樣做可以很快獲得DTS 的公差分析結果。更重要的是，這種建模方式能夠在造型設計的初級階段迅速建立整車尺寸感知分析模型。

2.3 分縫設計

首先需要對分縫處的內部結構如翻邊、加強結構、支架、緊固件以及不可避免的表面工藝缺陷等通過造型線、分塊和紋理處理等手段進行有效的遮蔽，消除可視問題。

客戶直接可視的區域應該按均勻的原則去設計，特別是在零部件之間配合界面較長的區域。同一數值的DTS 定義可以對應多種搭接關系，在工程和造型概念的設計階段，應該把搭接關系放在首位。2 個零件簡潔整齊的搭接及其在局部區域形成的協調性、層次性，可以體現出工藝的精致性和檔次感，有益于提升整車的感知質量指數。

良好的分縫設計可以實現以下目標：

1）間隙、面差局部和整體協調一致；

2）減少不必要的內部結構外露；

3）透視觀察到的內部結構沒有突變；

4）造型特征線保持連接、對齊或呼應；

5）考慮客戶在特定或多個觀察視角時，主要分縫處的上述目標得到了保證；

6）考慮制造偏差狀態，主要分縫處的上述目標得到了保證；

7）在整車的質保期內，尺寸感知質量沒有明顯的降級。

aesthetica 對某個縫隙的公差累積柱狀圖，如圖2所示。該縫隙界面上理論的波動區間內，可以即時查看任一位置可能的配合狀態，并在斷面圖中顯示，如圖3所示。前大燈下部和保險杠之間面差所有可能發生的配合狀態中，最應該關注的是面差最小和最大2種，從圖2 的直方圖中直觀地得到其相應的數值，分別為0.3 mm 和1.67 mm。

從尺寸感知的角度考慮，任意一處縫隙斷面的尺寸狀態主要受配合件圓角及其尺寸公差、配合面的輪廓度、位置度以及觀察方向影響。圖3 清楚地表現了在設定的觀察方向上面差極限情況，圖3a 是面差為0.3 mm 的關系，此時前保險杠的內部結構處于可見的臨界點上，是可接受的狀態；圖3b 是前保險杠偏離前大燈最大的狀態，此時看到的是前保險杠的圓角面，符合DTS 的設計意圖。前大燈和前保險杠的配合處應至少截取3處斷面進行相同的分析，定義不同的觀察視角，比較其差異，一旦出現不能接受的偏差條件，這些斷面同時給出非常直觀的解決方向。

圖3 可以直觀看出，較大的圓角可以掩蓋面差方向上的尺寸波動，但單件的品質感難免會下降。總之，良好的尺寸設計能夠留給顧客精致、高端的主觀體驗和第一印象，否則就會產生零部件變形、裝配不到位或連接不可靠等感受。

3 尺寸感知質量的評價

尺寸感知質量的評價和改進過程基本跨越了整車開發的主要階段，有虛擬評審、實體模型評審和樣車評審3 種質量控制手段，分別跨越了項目的前期、中前期和中后期。綜合運用這3 種手段可以快速準確地在各個階段的早期識別風險，并及時制定解決方案，全面提高設計質量，減少設計反復和更改成本，保證項目周期。

3.1 虛擬評審和實體模型評審

這兩種評審通常存在的誤區是：過于偏向對造型和工程數據理論狀態的評審。虛擬評審除了關注表面光順、連續性等A 面質量和“老鼠洞”等理論視覺缺陷外，還可以在虛擬現實環境中用aesthetica 輸出的動態偏差模型進行實車模擬匹配狀態的評審，與前期分縫設計階段的斷面評審結合起來，基本上構成了虛擬評審的完整內容。

實物模型一般用在造型評審階段，把部分零件按數模尺寸用高密度硬質代木通過快速成型或數控銑削成型，然后比較精確地裝配成局部或整車模型，用來體現A 面數據、DTS 定義和產品搭接關系。對于重點關注的配合界面，模型還可以實現沿間隙或面差偏差方向上的調節（通常為0.5 mm 的整數倍），更加現實地評價對該處尺寸波動實車效果的接受程度。若不考慮頻繁的數據更新情況，實物模型加工周期并不長，因此可以及時地給感知質量評價團隊提供一個與之前的虛擬評審效果相互印證的平臺。

3.2 樣車評審

在樣車試制和試驗階段，除了質量部門整車AUDIT 評審的定性評價結果外，感知質量小組可以系統地在靜態車輛上進行尺寸感知質量的抽樣評估，獲取更貼近顧客立場的評價結果和潛在的客戶投訴，掌握前期尺寸設計意圖的實現狀況，及時準確地給各相關方傳遞改進方向。尺寸感知評分模型，如圖4 所示。

圖4 中按照觀察位置的不同將整車劃分為外部、內部2 大區域和9 大子分區，最終分解到零部件級別的尺寸質量屬性，形成最終的評分表格。對某個子區域而言，應該按客戶關注程度的差異賦以權重系數，通過對若干相關數據的回歸分析進行估算[3]。考慮到車型和評價主體的差異，區域權重應該體現平臺或經濟級別的差異，并且通過對基準車型的評價對比進行持續修正。對每個子項而言，每項的主觀評分應該是跟此處的分縫設計和制造質量對應，評分以5 分制為宜。所有子項得分乘以所屬區域權重后的總和即為整車尺寸感知質量分數。

評審應該在相對安靜的寬闊場地進行，并且保證充足、一致的照明條件，忠實地記錄參與評價人員的觀察視角和方法，以反思和改進分縫設計階段的評價參數。

樣車階段對設計已不太可能進行較大更改，因此對于評審過程中發現的評分低的區域應該按照其權重排列整改的優先級，還可以對比立項階段對競爭車型的評價結果，以平衡本產品的競爭優勢和劣勢。后期車輛上市后的銷售和服務過程中所獲得的相關信息，也應該定期反饋到感知質量評價小組，以便不斷地對評價手段和評價方法進行改進，完善產品投放前的質量提升過程。

4 結語

感知質量的設計和評價方法可通過虛擬和實物視覺感知管理的應用不斷改進，尺寸感知作為整車感知質量最重要的一環，要求企業深入研究客戶需求，在改善媒體體驗層面深入開展精細化設計和精益制造。