基于性能開發的整車正向開發體系淺析

盧宗寶 王育欣

摘要：整車正向開發體系是整車開發成功的重要保障。通過對整車結構開發、性能開發的經驗積累，以及對整車正向開發體系的分析、研究和實踐，淺要分析基于性能開發的整車正向開發體系的流程共性點，從而探討自主研發的結構與性能并重的整車開發體系建設和完善上應關注的重點。

關鍵詞：性能開發;整車;正向開發體系

隨著汽車的不斷普及和更新換代，消費者對汽車的動力性能、油耗指標、安全性能、操控性能以及振動噪聲性能的要求越來越高。然而，整車性能與外觀、內飾等觀感不同，整車性能不是一個顯性、直觀的指標，消費者并不能直接感受到，但其卻會深刻影響到消費者的日常用車，亦會對消費者和乘客甚至交通、環境等產生巨大影響。

一、整車正向開發體系現狀

由于近年來國內汽車市場的快速發展及國家產業政策的強力引導，自主品牌企業在大力推出汽車新品的同時，包括整車開發企業及開發供應商，在較完善的結構逆向開發體系基礎上，都基本建立了一套側重于結構開發的整車正向開發體系，其相應的流程規范已逐步完善，適用于借用已有的市場熱銷的成熟平臺車型基礎上進行重新造型的整車結構開發，對性能開發僅是對基礎車的對標及驗證。但對于底盤重要參數及整車主要參數有較大變化的平臺化、系列化、模塊化整車開發，其結構性能并重的整車正向開發體系及相應的流程規范還不太完善，影響開發過程中的成本和進度，項目執行后期問題頻出，難以控制，項目風險較大。

二、整車正向開發總布置設計工作

1.競品分析。整車正向開發總布置設計工作應從競品分析開始，競品分析主要目的是：預研項目方案可行性和評估技術方案可行性，初步確定整車目標，完成整車總體技術方案構想并展開車型平臺規劃工作，同時發放造型（效果圖）二維控制邊界。（1）Benchmark（標桿車）分析。Benchmark分析首要任務是對競品車型進行主觀靜態分析及整車拆解逆向，完成競品車型數據庫的建立;基于建立的競品車型數據庫進行總布置分析、硬點確認、人機工程、法規分析、運動分析、間隙面差分析等。（2）車型平臺化規劃。純電動新能源汽車整車總布置設計根據產品定義和競品分析，結合不同續駛里程電池包平臺化特點，首要要優先設計電池包邊界，進行電動化底盤平臺化設計;然后，整車基于電動化底盤為基礎，對動力總成、動力蓄電池、電控系統、整車電氣架構、車載網絡及智能配置等關鍵零部件進行平臺化設計，實現產品技術一次規劃同平臺多車型延伸開發。

2.概念設計。總布置概念設計階段核心任務是進行關鍵零部件選型及布置方案設計，確定整車技術方案和發放造型CAS（計算機輔助造型）三維控制邊界。（1）整車技術方案確定。總布置概念設計階段的整車技術方案確定首先是進行整車Visual BOM（可視化零件清單）設計。段的車型平臺規劃和總體架構方案展開詳細的整車硬點設計、地面設計、軸核設計、車姿車態設計、人機工程布置、空間布置和法規校核等技術方案確定。（2）總布置概念設計。總布置概念設計主要是確定關鍵零部件選型及布置方案，確定整車架構方案。按前艙概念布置、底盤概念布置和乘客艙概念布置（人機工程分析、空間布置等）3個部分展開，其中最核心的是確定底盤架構、電池包和動力總成布置方案。前艙概念布置首要任務是確定電驅動動力總成（電機+減速器）布置位置;其次綜合考慮碰撞對機艙空間布置區域的要求、行人保護和低速碰撞的總布置設計要領、裝配維修性、靜態間隙、動態包絡間隙和美觀性對前艙內部零件的布置要求，進行電動空調、電動真空泵、車載充電機、DC-DC（直流轉直流變換器）、遠程監控、PTC（熱敏電阻）等新能源六小電，以及配線配管等零部件的方案布置。

三、基于性能開發的整車正向開發體系

1.整車性能。整車性能來源于的客戶的感受，更是體現客戶的需求，其包括整車動力學性能，NVH性能，能量、重量、駕駛、品質性能，熱平衡性能，安全性能，電子電器性能，氣動和密封性能，結構耐久、可靠性、防腐蝕性能。整車性能開發的目標是滿足整車市場定位及整車開發的技術質量要求，從而最終滿足客戶的要求。

2.整車正向開發體系。整車正向開發體系是為確保整車正向開發活動的過程和結果成功有效而建立的一套規定各業務部門責任和活動的架構體系，整車正向開發流程是其核心，技術規范、相關的標準、案例和強大的數據庫是指導開發活動的工具和方法。整車正向開發流程是一個基于時間軸和里程碑為基本元素的結構化流程，一個完整的整車開發流程都被明確劃分為：產品戰略、產品策劃定義、概念開發、工程設計、產品驗證和生產6個階段，歷時45個月或更少，并且在流程中有定義清晰的決策評審點，設置至少8個決策評審點（里程碑）。

3.基于性能開發的整車正向開發體系的共性點。①多部門跨系統的協同。整車正向開發包括了造型設計、結構設計、SE同步工程以及多個板塊的性能開發等工作內容，涉及到多個跨部門的造型設計師、結構設計開發工程師、制造工藝工程師、多板塊的性能開發工程師、試驗工程師、采購及供應商研發及質量工程師等，組成整車開發項目組，采用矩陣式管理組織結構，按照結構設計與性能開發并重的正向開發流程，完成一個整車車型的包括零件設計開發、單件成本、開發費用控制、性能目標達成、開發過程試驗問題解決、生命周期的保修和可回收等一系列工作。②開發過程中的并行工程。在整車產品開發周期內，整車開發項目組根據整車產品開發流程，將輸入輸出關系的工作事項串聯起來，形成一個最短工作“路徑”，即我們最需要的最短整車產品開發周期。然后將其余工作事項與最短“路徑”工作事項并聯起來，按照開發流程節點保持相關聯工作事項同步，這就是開發過程中的并行工程。。

3.實施整車平臺化、系列化、模塊化開發。目前自主品牌企業基本上在各個級別車型都有自己的成熟底盤平臺和相應的動力總成平臺，具備了平臺化系列化模塊化整車開發的基礎。在平臺化的系列車型中，底盤重要參數及整車主要參數都有較大變化，性能目標也有相應的變化，基于性能開發的整車正向開發體系則涵蓋了平臺戰略定義、平臺化系列化模塊化可行性預研、整車性能目標的大量研發性試驗及對標、分解、大量數據庫的對比分析等，確保整車平臺開發按照可靠有效的開發流程實施。這樣，整車平臺在以底盤平臺和相應的動力總成平臺組合后，對產品的外形進行重新造型，而內部結構都可以借用，或者系列化、模塊化開發，大大降低了開發費用和開發周期，減少了底盤和動力部總成的驗證，降低了整車車型項目的開發風險。

4.采用以管理和質量為中心的流程。整車開發項目設立項目總監負責整個車型開發的進度、質量與成本控制，下設造型開發小組、零部件及總成布置設計開發小組、性能開發小組、SE同步工程分析小組、成本控制小組、產品試制與驗證小組等多部門跨系統的扁平化管理，按照整車開發流程設置適合整車開發企業或開發供應商的里程碑節點，明確每個節點需要完成的工作和交付物及對應的責任單位，確保整個項目組涉及到的各部門各系統在開發周期內按照整車開發流程及明確要求完成各自負責的工作內容并達到對應的目標。

在汽車競爭日益劇烈和同質化逐漸嚴重的情況下，整車性能正向研發顯得尤為重要，是企業可持續發展的關鍵，是消費者生活品質日益提升的需求。整車性能正向研發不僅涉及到工程技術應用，同時也是一個典型的技術管理過程。

參考文獻：

[1] 陳言.淺析純電動新能源汽車整車正向開發總布置設計[J].機電技術，2015（1）：107-109.

[2] 馬超.正向開發過程中總布置設計經驗[J].汽車工程師，2015（8）：13-16.

（作者單位：陜西重型汽車有限公司）