“精致工藝”在汽車產品開發中的應用

高琦龍（安徽江淮汽車股份有限公司，安徽 合肥 230601）

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“精致工藝”在汽車產品開發中的應用

高琦龍
（安徽江淮汽車股份有限公司，安徽 合肥 230601）

摘要：在電子行業中精致工藝已經得到了廣泛的推廣，在汽車零部件領域的合資企業和外資企業也開始引入并指導生產，在汽車設計領域中應該如何的引入和使用精致工藝更好的為汽車設計服務。在汽車設計的三個階段中應該根據不同的階段考核不同的內容。汽車研發是一個非常復雜的內容，精致工藝的引入必須形成“門”的形式。參與精致工藝評價的人員必須代表不同的消費群體。在汽車設計中精致工藝的內容并不是一成不變的，隨著技術的進步會外觀質量向更深層次的領域擴展。

關鍵詞：精致工藝；汽車設計；造型；工程設計；設計驗證

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.05.033

CLC NO.: U466Document Code: BArticle ID: 1671-7988 (2016)05-173-04

引言

對于大多數工程師而言“精致工藝”應該不是一個新鮮的名詞，精致工藝在電子產品領域已經得到了廣泛的推廣和應用，在汽車零部件的生產廠家中也有很大的一部分廠家已經將精致工藝融入到了零部件的設計制造的全過程之中，尤其是在乘用車的內外飾件的設計之中。精致工藝對于指導產品設計和制造的地位尤其重要。應該說精致工藝的設計思想是每一個內外飾設計工程師的必備工具。

1、“精致工藝”的定義

“精致工藝”在歐洲被定名為craftsmanship，意思是技術、技能，技術精湛、精工細作的意思，融入到現代的工業產品設計之中可以理解為產品在設計制造等環節的精益求精，以提升消費者對產品在價值、質量以及外觀等方面的感性認識。精致工藝可以簡單的理解為精益求精的工程制造藝術，是將產品的設計制造過程上升到了藝術的高度。

精致工藝與質量是不同的，產品的質量是隨著時間的流逝，以及在整個產品生命周期的使用過程中感受到的，是對產品的性能在時間量的認識，也就是說產品的質量是在使用過程中慢慢的體會到的，比如一個手機，產品的外觀可能相差不大，但是專業的生產廠商制造的和從手工作坊加工的在使用的過程中你會發現它們有著天壤之別；而精致工藝是對某一產品或工程的質量最初的感官知覺，是一種感性的行為認識。如何將精致工藝的內容融入到汽車設計的全過程之中一直是汽車廠商和零部件廠商的共同追求。

汽車設計從大的方面來看應該可以分為：概念設計階段、工程設計階段、試驗驗證階段三個重要的階段。這三個階段是汽車設計的關鍵。當然在汽車設計過程還應該分的更細更完整，比如造型階段就可以分為概念草圖階段、效果圖階段、CAS階段、油泥階段等等；工程設計階段和設計驗證階段就能分得更多了。本文主要就以上三個大的階段中如何有效的運用精致工藝和各個階段應該關注的內容展開討論。

1.1精致工藝在汽車概念設計階段的應用

圖1　AUDI A8

在汽車的造型設計中分為車身以及外飾件造型和內飾造型兩個部分的內容。造型首先要考慮的是整車的風格定位，造型設計中的比例分配和造型元素的和諧統一。整車的風格定位是非常重要的內容，直接決定著車輛的消費群體。在整車的造型設計中設計師必須把握住整車造型風格的方向盤。中高級轎車的造型設計中應啟用大塊面大走向的平緩線條，不宜采用小圓形跳動變化過于頻繁的小線條。中高級轎車的設計意在創造一種穩重的、經典的形象。跳躍的線條和小圓形會形成視覺上的不穩定因素和可愛的形象，應用在小型車和微型車上是比較合適的。因此在中高級轎車的造型中設計師一般都采用橫線作為車輛的腰線，前進氣格柵也一般采用橫條。前大燈一般采用變形的長方形或平行四邊形，而不會采用圓形。造型元素的應用方面應當注重造型元素的和諧統一，不應應用太多的造型元素，類似的元素造型是汽車造型和諧的首要因素，應用太多的元素會造成造型的雜亂、無序的視覺感受，無法確定整車想要表達的主題元素，抓不住視覺中心。在中高級轎車以及部分商用車的造型中設計師也越來越意識到這一點，造型時會著重的突出重點，而不是“遍地開花”。比如在AUDI A8（圖1）的造型中以上幾點表現的就非常明顯。主題突出的大嘴橫向格柵， 四個長方形散布四周，既突出了主題又起到了點綴作用，使整車顯得不孤立、單調。車身線條采用變化非常平緩的橫線使整車顯得老成、經典、穩重。而傳承了數十年，至今仍然倍受追捧的經典車型——甲殼蟲（圖2）的造型與AUDI A8就有著天壤之別。圓形的造型元素，變幻不定的曲線線條分縫，調皮可愛的大燈等等，設計師塑造出的是一個天真無邪的“調皮寶寶”的可愛形象。當然最初的甲殼蟲造型并非是現在的這副模樣，隨著人們對美的認識不斷的變化，造型也在發生著不斷的變化?？梢詳喽ǖ氖敲魈斓摹凹讱はx”絕對不會是今天的這副模樣。

圖2　大眾甲殼蟲

在造型階段完成了風格和元素的造型之后，就是分縫和間隙面差。在分縫上經過設計師的總結應該注意的內容包括以下幾個方面：首先盡量避免3線或4線交叉，三線交叉的分塊至少會產生3塊，而且三塊的可能性非常小，如果是三塊會造成發散的視覺感受，如果是四塊，就會顯得散碎，用料不整，形成拼湊感。四線交叉的效果會更加嚴重，在這里就不必多說了。第二盡量減少分塊數量，分塊符合工藝要求，分塊的多少數量不能說越少越好，在可視的區域里減少分塊的數量能增加車輛的整體性，使車輛更加整體緊湊。第三應注意成本最優，車輛分塊最主要的目的是材料的優化利用，盡量提高材料的利用率。第四需滿足裝配最簡化，如果僅僅為了美觀而放棄了裝配的方便性那就是本末倒置了。第五應盡量避免視線關注，沒有多余的可視部分，在正常視角下應不易看到內部發動機艙的部件以及裝配點等。間隙面差與整車的設計風格有非常大的關系。不同車型對間隙面差的要求也是不同的。在搭接關系上面差合理，上部部件要突出于下部部件，體現出遮蓋感。

1.2精致工藝在工程設計階段的應用

工程設計階段是汽車設計的核心環節，精致工藝在該環節的有效利用將大大提高整車各方面性能。精致工藝對車輛設計的要求是以法規的滿足為基礎，以滿足各項感官的舒適程度作為評價的標準的。

在汽車的工程設計階段，首先要考慮的就是國家法規這是自然不必多說的。對于其余的零部件以及總成的設計中精致工藝的四大設計原則對汽車的設計有很大的幫助，第一、對于不能除去的結構和小缺點就藏起來；對于車身內外飾來說這樣的結構是比較多的，以副駕駛位置的雜物盒為例，雜物箱門的橡膠緩沖點置于頂部，隱藏在消費者的正常視角以外，這樣能夠提高顧客對該車完美性的認識。反之由于結構和顏色的差別給顧客形成不適的感受。第二、要站在顧客的角度去看待問題；不能將自己的設計經驗和理論帶到對車輛評價中去；在設計和評價的過程中，要時刻將自己從設計的角色轉移到一個消費者的角色中去，要花最少的錢買到最好的東西。為顧客設計出最為優秀最為滿意的產品是工程師的首要任務。第三、減少變化的數量，盡量簡潔；復雜的結構和變化如果運用恰當會顯得豐富有內涵；但如果運用不好，可能會造成繁瑣冗余的感受，在允許的范圍內簡潔反而會給顧客一種明快的感受。第四、運用的圖形元素要和諧統一，不能給人形成威迫感；不能只考慮成本因素，盲目的借用。以內飾為例儀表臺左右的風口和除霜風口的位置是很近的，二者在圖形上如果運用不當就會形成威迫感（如圖3某車型的儀表臺出風口）。

圖3　某車型的儀表臺出風口

除了以上所提到的四大原則還應該從材料的角度區充分的考慮，首先鈑金件應該考慮板材成型的特點和加工工藝的要求。鈑金件在設計中要考慮的幾點準則：形狀簡單、節省材料、足夠的強度剛度、可靠的沖裁以及平緩彎曲等方面。在三維數模的設計過程中就應該考慮以上幾點應該注意的方面。以形狀簡單的原則為例，切割面的幾何形狀越簡單，切割下料就越是方便，直線比曲線更簡單，圓比橢圓及其他的高階曲線更簡單，規則的形比不規則形簡單。塑料件設計的過程中也有一些原則和應該注意的問題，比如形狀和結構的簡化、壁厚均一、避免應力集中、加強剛度、抗變形設計等方面。這些方面的都是相通的，也是相互的。壁厚均一能夠有效的防止應力集中引起的變形。塑料是對缺口和尖角之類比較敏感的材料，在應力作用下，這些部位會逐漸產生微細裂紋，隨后逐步擴展到大的裂紋，而裂紋的不斷延伸終將導致制件的損壞。因此產品設計中，避免應力集中應是一條基本的準則。車輛設計中最為常見的就是塑料件的變形，一般來說塑料件的變形是由兩方的原因引起的：一是由制件的內應力引起的翹曲變形，二是由熱效應引起的熱變形。針對這兩方的引起的變形材料專家們有很多的方法來對付這兩種原因引起的變形，在這里就不多說了。

舒適性也是精致工藝重要內容，在操控方面的舒適性是整車設計環節的重要內容。汽車的駕駛性與相關的人機關系駕駛員駕駛汽車既用眼又用手，還需用腳。所以涉及了駕駛員的視野、手操作范圍及腳活動范圍。同時，也涉及了儀表板、中控板、方向盤、腳踏板、翼子板等機構的設計。

1.3精致工藝在試驗驗證階段的應用

精致工藝對車輛的評價首先是以樣車為基礎的。也就是說在評價設計車輛前首先要求定標桿車，首先要對標桿車型進行評價。各項指標的評價都是以標桿車為基礎的，但是對標桿車的評價也應該是客觀公正的，不能因為是標桿車就將該車的所有部件或項目都作為標桿，同時還要確定所涉及車型的亮點，確保精致工藝的評價分值能夠超過所確定的標桿車型才能夠進行到研發的下一個環節中去。在進入OTS階段或者P0階段后精致工藝的評價內容也與以上兩個環節的評價內容有著很大的不同。精致工藝的評價應該放在試驗之前，待所有的評價合格后才能進入到試驗驗證的環節。

試驗驗證階段精致工藝評價的內容應該包括驗證設計中各種國家法規的符合性、OTS件的間隙面差處理與設計的差別、駕駛室的室內空間感受、駕駛操控系統的方便性和舒適型、室內氣味、音響的效果以及整車給參觀者帶來的安全感、精致感、想象性等方面的內容。該環節中需要考慮的因素不亞于工程設計環節中的內容，應該說該階段的評價直接關系到整車的定位。

對車輛的評價應該用普通百姓的眼光去評判，而不從一個專業的設計人員的角度去評判車輛的好壞優劣，普通消費者對車輛的認識大都停留在感官舒適、空間開闊以及操作輕松等幾個方面上。再深層次的內容一般不會涉及。感官舒適要涉及到整車的造型和工程設計中所涉及的間隙面差，造型元素的統一和諧、色彩搭配合理，造型的問題基本上能夠得到解決。間隙面差在乘用車設計中往往是間隙面差小控制均勻為優秀的，當然也不排除在一些個性設計中追求獨特而犧牲間隙的設計，但這種設計往往是少數。駕駛室的室內空間感受是決定消費者感覺的重要因素，空間小會給消費者一種直接的壓抑感，這樣在車輛購買欲方面會大打折扣。因為在人機工程學設計中除了生理空間外，還存在著一種心理空間，心理空間如同心里承受能力一樣，大小因人而異，可能有些人感覺小有些人卻感覺較合適，既使是相同的消費群體的對心理空間的要求也是不相同的，在設計中如何引入大多數人的心理空間是關鍵。操作輕松是車輛設計中最為重要的設計環節——車輛機械工程設計，該環節設計的內容包括轉向系統、變速系統、懸架系統、以及整車的NVH設計，這些都涉及到整車操控性能方面的內容。如果再加上燃油經濟性、車身強度設計等精致工藝就涵蓋了整車車輛設計的各個環節。

2、 將精致工藝引入到汽車設計的環節中

精致工藝對于車輛的設計如同AUDIT評審一樣是一種非常優秀的工具，那么在我們車輛設計的過程中什么時候怎么樣使用這個工具進行測評我們的產品呢？對于不同的研發階段有不同的研發內容，精致工藝也相應的根據不同的內容確定不同的評審項目，比如說在概念設計階段是肯定評價不了整車音響系統效果和車內氣味方面的內容。另外，如果想要精致工藝發揮出它的作用就必須將精致工藝的內容固化在產品開發的整個流程之中。通過組建精致工藝團隊，制定流程，明確責任單位，引入“精致工藝門”，嚴格按照時間節點組織由不同消費群體組成的評審團進行精致工藝評審，并對評審意見進行匯總研討，形成整改計劃，以此將精致工藝工具真正引入到開發過程中，對開發產品的精致性產生真正影響。

首先我們來看一下車輛研發的全過程（如圖4）。在汽車開發的最初階段——市場分析階段就要考慮精致工藝的內容，這個時期應當確定明確的標桿車型，然后對該車型進行精致工藝所涉及內容的評審，確定能否將該車作為標桿車型，以及該車存在的亮點。在概念設計階段精制工藝應當參與到包括草圖設計、效果圖設計、CAS設計到油泥模型再到B面、A面設計的各個環節之中。在工程設計中主要是整車性能以及間隙面差和操控舒適性方面能否達到標桿車的標準。在設計驗證階段主要考察的內容應當與市場調研階段對標桿車考察的內容相同。作為項目制運作的產品開發在確定了精致工藝評審的內容后一般按照（如下表1）中的流程進行。

圖4　產品開發流程框架圖

表1　精致工藝實施流程

3、精致工藝在汽車設計各個環節的發展

隨著汽車制造技術和生產工藝的不斷進步，精致工藝在汽車行業的應用也會不斷的完善和提高，包括對零部件的生產制造都會提出更高的要求。目前精致工藝主要集中在塑料件等非金屬件的零部件中，對于金屬件各個主機廠主要靠A面來控制鈑金件的質量，許多的不涉及外觀的結構件并未達到普通消費者滿意的水平，當然如果表面的處理會給零部件的生產成本增加的話，每個零部件生產企業都不會愿意去干，如何在不增加成本的前提下去提高產品的性能和外觀質量是每一個設計師都應該具備的素質。

目前精致工藝控制的范圍僅僅局限在外觀質量上，從外觀中感覺質量的可靠性。汽車制造不能僅僅局限在外觀質量可靠的層面上，必須將“質量可靠”做到實處才能真正的取得消費者的信任。因此精致工藝必須向更高層次的領域推進，才能設計出真正的“精致”的產品。

參考文獻

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[3]（英）威廉.荷加斯（1753年）著（楊成寅譯）美的分析,[M]人民美術出版社（1984年）.

[4]王望予,汽車設計.[J]機械工業出版社.

“Craftsmanship” Promotion In The Automotive Product Development

Gao Qilong
（AnHui Jianghuai Automobile Co. Ltd, Anhui Jianghuai 230601）

Abstract:The craftsmanship already obtained the widespread promotion in the electronic profession, also starts in the automobile spare part domain's Joint venture and the Foreign-funded enterprise to introduce and to instruct the production, how introduction should and the use craftsmanship better serves in the automobile design domain for the automobile design. At the three stages of car design in the different stages should be based on the content of the different assessment. The automobile research and development are a very complex content, the craftsmanship's introduction must form “the gate”form. Participates in the craftsmanship appraisal the personnel must represent the different expense community. In the automobile design the craftsmanship's content is not irrevocable, meets the appearance quality along with the technical progress to the deeper level domain expansion.

Keywords:Craftsmanship; Automobile Design; Engine; Examination

中圖分類號：U466

文獻標識碼：B

文章編號：1671-7988 （2016）05-173-04

作者簡介：高琦龍，就職于安徽江淮汽車股份有限公司。在技術中心從事產品開發工作。