項目計劃與控制在汽車造型設計階段的應用

李想

上海大學管理學院 上海市 200444

1 引言

汽車的設計開發是一項復雜的工程其涉及到汽車的內外飾造型，總布置，內部結構，動力總成電氣系統等一系列設計項目。本文研究項目計劃與控制汽車開發中的造型設計階段的應用。汽車造型是指消費者能直觀感受到可視的部分，主要指汽車外觀造型，內飾造型部分。隨著消費者行為的多樣化發展，汽車市場競爭越來越激烈，用戶對于汽車造型的審美關注度也越來越大。本世紀出，汽車造型還是受到基礎制造業的制約，大眾消費市場汽車的造型沒有太多變化。但近些年不同廠商根據自己對市場的調查，產品的規劃以及自身品牌的定位，汽車的造型變化很快。而且各大車廠也加速了對自身產品的開發迭代速度，以適應市場變化提升自己的產品競爭力。

2 汽車造型設計開發流程

2.1 汽車造型設計輸入

汽車造型設計開發一般是由汽車公司的設計部門根據市場部前期的調查反饋，由產品規劃部、工程部門提前給定好總布置圖。從整個公司的產品戰略來說，是先有了汽車的開發定義和設計方向，然后才將信息交給設計部門。設計部門要根據大的產品戰略方向開始其造型開發工作。很多時候并不是設計師想做什么就做什么，汽車是一個復雜的工業產品，傳統的燃油車有上萬個零件組成，一個新車型的開發需要很多部門成百上千的工程師設計師協同工作才可以完成。汽車設計師不能是一個藝術家，他必須在既定的要求內完成設計，汽車造型設計是一個介于科學和藝術之間的學科。

通常情況下，當設計部門拿到產品的市場調研和總布置，就可以先開始這個項目的前期的草圖構思了。一個全新車型的開發需要幾億甚至十幾億的大量資金投入，如果不經過很細致的市場調研可能就會“打水漂”了；現在國內有專門的市場調研公司，汽車公司會委托他們對國內消費者的需求、喜好、習慣等做出調研，明確車型形式和市場目標，即價格策略，很多車型的失敗都是因為市場調研沒有做好。前期調研非常重要，而總布置是針對這個車型工程師給出的車型設計的基礎。總布設計是汽車的總體設計方案，包括：車廂及駕駛室的布置，發動機與離合器及變速器的布置、傳動軸的布置、車架和承載式車身底板的布置、前后懸架的布置、制動系的布置、油箱、備胎和行李箱等的布置、空調的布置。這些東西需要很大的工程量驗證，甚至有些是法規的要求。在造型設計階段，設計師是不能輕易去改總布置的。前期市場調研和總布置圖都屬于一個設計的前期設計輸入，這些前期輸入是給設計師的一個設計方向。就好比語文考試拿到一個命題作文的題目，你可以自由發揮內容，但是基本的命題和方向是一定要遵守的。

2.2 設計草圖到三維模型

汽車設計實際是一項產品開發，并不是一項純粹的藝術創作，最終設計師的想法要落實到產品本身，這就是說汽車設計師是在一個限定的舞臺上跳舞，這個階段設計師的想法可以比較自由，他們腦海中只要先有個大致的產品方向，例如這個項目是要做一個SUV 還是一輛轎車？這個車型的消費群體是二十幾歲的年輕人還是三四十歲成家后的中年人？這個車型是要延續自身品牌的家族特征還是要創建一種全新的設計語言？這些都是在這個階段需要考慮的問題。前期會有好多設計師參與到這個項目中開始競標，當然一般的車企對于一個項目最終也只可能有一個方案會走到量產階段，進而走向消費者。當設計師前期草圖構思好之后他們會根據項目的總布置圖去套入正常的比例中，進而讓效果圖往更加合理的方向去靠。因為一般設計師為了使自己的方案在前期看起來更加有視角沖擊力，從而贏得方案都會在畫效果圖的時候局部做的相對夸張一些。

圖1 汽車前期造型設計流程圖

一般經過效果圖的幾輪評審，會有三到四個方案進入到三維階段。這里的三維階段是油泥模型或者數字模型階段。一般先進入數字模型階段，到了這個階段，設計師的設計方案就必須和工程去結合，也必須開始考慮到很多實際的工程限制因素。在三維模型階段，很多夸張的設計在工程限定的條件下，設計師不得不做出妥協或者更改前期的設計方案。在數字模型階段，更加容易在電腦中發現設計中工程的不合理，進而修改設計方案。當電腦中數字模型經過幾輪修改和調整之后，就要就要加工一個等比例的油泥模型。很多人可能會產生疑問，有電腦中做的數字模型就夠了，為什么還要做油泥模型？首先我們先搞清楚什么是油泥模型，油泥模型顧名思義是一種由油泥（粘土）搭建起來的模型。油泥并非真的泥巴而是一種化學原料，由于此工藝看起來像是在用泥巴做汽車，所以大家都稱這個階段是油泥模型（粘土模型）階段（Clay Model Stage）。油泥是在1902年有通用汽車的首位設計副總裁哈利.厄爾第一次用于汽車設計中，到了上個世紀五十年代日本汽車公司將其發展為用工業油泥來做汽車造型。油泥最大的優勢在于在汽車設計時，我們很容易對其造型進行修改。正如我們所說汽車造型設計是沒有對錯的，造型設計更多是一個趨于大眾審美的過程，是一個很感性的過程。他并不像數學計算題，稍微有點偏差可能導致結果的錯誤；或者說是軟件工程師，一旦某個地方錯了，整個程序都將不可能算出來。造型設計不一樣，某一條線高一點或者第一點，某個面鼓一點或者平一點，只要在工程許可范圍內都是對的。所以一個設計的好壞更多取決設計師對美的理解以及他的理解是否符合大眾當今的審美。畢竟汽車的消費者是廣大的民眾，只有大家都認可的好設計才是好設計，如果一個設計就設計師喜歡，大眾并不接受那這個設計就是一個失敗的設計。

2.3 油泥與數字的結合

油泥模型可以做成全尺寸模型，這個1：1 的油泥模型可以帶給設計師最直觀的判斷，他們可以和模型是一起工作去推敲造型。如今很多的三軸加工機床替代了大部分模型師的手工勞動，但是往往在設計中最有靈魂的地方還是需要經過模型師與設計師的手工打磨。做好的油泥模型可以通過三維掃描技術再反饋給電腦，進行將實體模型的勞動成果又轉化成數字。如今數字技術飛速發展，在很多鄰域內已經替代了很多傳統的手工勞動，汽車設計也面臨同樣的問題。但是就目前而言油泥模型在汽車造型設計中還是不可替代的。因為很多細節的地方不通過油泥模型很難在電腦上去通過三維數字感知到。畢竟目前VR 技術還不成熟，普片數字模型師使用的是普通的工作顯示屏，縱使屏幕也都是24寸甚至更大，但是畢竟我們所開發的是長5米左右，寬1.9 米左右的汽車。電腦屏幕很難有一個體量的感知能力。還有就是科技發展帶來的3D 打印技術，其實這并不是給油泥模型行業帶來挑戰的一項技術，相反3D 打印技術對模型幫助很大。正如我們所說油泥模型最大的好處是可以反復修改，在制作過程中通過敷上粘土，或者削去粘土而對造型進行調整。3D 打印則是通過現有的數據，直接將數據轉換成實體的三維模型，如果不滿意還是需要通過對原始數模的修改后，再打印一份。這樣對于汽車這樣的大型產品來說不管從經濟效益還是工作效率來說都是不可取的。目前就需要數字模型和油泥模型在設計階段相互轉換，相互配合來幫助設計師更好的完成造型設計工作。當然油泥模型最后通過表面處理噴漆，可以視覺上達到真車的效果，在工作中我們也可以用來做前期產品的市場調研設計反饋等工作。

在造型設計開發的項目上，怎樣更好的協調數字模型與油泥模型的工作計劃就顯得尤為重要了。特別是在設計階段，因為設計沒有對錯，很多時候設計師就會去糾結一個設計的點，認為總是不滿意達不到他預想的效果，但是從整個汽車設計的項目來看，造型設計只是其中的一部分。造型也必須滿足空氣動力學的要求，即不光要求車子外觀好看，在做空氣動力學（風洞試驗）時其風阻系數也要夠低，這樣才能整體降低汽車在行駛過程中的風阻，從而降低能耗。

3 汽車設計項目計劃

3.1 甘特圖

既然造型設計項目環節這么多，而且需要各個團隊來一起配合工作，那么在每一個項目開始前也勢必需要通過進度計劃來控制項目的時間和節約時間。造型設計工作可以用甘特圖來制定項目計劃，甘特圖是進度計劃中最常用的一種工具，最早由Henry.L.Gantt 于1917 年提出，甘特圖由于簡單，明了，直觀，易于編制，因此在汽車設計中也可以用它來編制項目進度計劃。因為相對于整個汽車整體的研發制造計劃來說，就汽車外觀造型設計而言，其復雜程度并不算高，對于單個項目在造型階段周期也并不會太長，用甘特圖就顯得非常明了。

圖2 就是某項目造型設計項目計劃的甘特圖，其中有紅色五角星的節點，這幾個節點就是可以認為是此項目的里程碑，里程碑是沿著項目時間線出現的重要的、有標記的進度點。一般來說，里程碑意味著項目開發中的一個重要變化或步驟。里程碑通常在項目的計劃階段設置，并隨著項目的進展而不斷更新。它們是可視的參考點，可以將項目分解成可管理的、可控的階段，以此創建有序的項目重要節點保證項目的分階段完成目標。想要知道項目的最終結果與最初的計劃有多大的不同。項目里程碑就能夠幫助我們更早地發現問題，并采取適當的行動改變來交付項目預期的結果。當設計階段到效果圖設計評審后就可以認為是一個里程碑，當數據模型建個完后也是一個里程碑，同樣油泥模型手工調整完成后也是一個里程碑。這些里程碑將整個前期造型設計項目劃分成不同的階段，將有利于項目管理者從不同階段來整體對項目的把控。

圖2 前期造型甘特圖

3.2 關鍵路徑法

在汽車造型設計中，也可以使用到的關鍵路徑法，在汽車造型開發的時候，整個汽車造型的主體是出于關鍵路徑上的流程，但是同時，在整體開發設計的過程中，我們還需要對車身上很多部件進行設計開發，例如外觀設計中的門把手，后視鏡，汽車側裝飾條，鯊魚鰭天線或者輪轂等。這些部件的開發設計可以獨立于汽車車身的開發。但是為了設計的統一性和整體性，這些部件的設計又必須等汽車整體設計效果圖定稿后，基于這個設計的風格和基調來進行設計。所以就整個設計而言，車身的設計是出于項目的關鍵路徑上，可以理解為項目的主進度控制就是要控制汽車主體的設計。只有通過控制項目主進度，使其按計劃驚醒，才能保證總進度的如期完成。項目進度控制主要是個作業部門對各個具體作業進度計劃的控制。其也是隨著項目的進行而不斷進行的，是一個動態的過程，也是一個循環的過程。汽車設計更是一個循環的過程，特別是在油泥模型到數字模型階段，在我們日產工作中經常會由于設計師對于設計的刻要求，使得設計在某個階段進度會產生延期。如果實際進度未按照計劃完成，那我們的實際進度就和計劃進度不一致，從而產生了偏差，產生偏差若不采取措施并加以處理我們的實際完成目標就不能完成，特別是關鍵路徑上的項目計劃受到影響，階段性的項目目標不能完成就會導致整個項目的延期。對關鍵路徑上項目進度計劃進行調整，首先要認識到關鍵路徑無機動時間，其中任以工作持續時間所點都會影響整個項目的工期。所以當關鍵路徑上的項目進度調整是項目進度更新的重點。為了對延期行為進行補救，通常我們會采取兩種情況：一是增加人手進行趕工；一是通過加班來進行進度的追趕，進而保證工期的順利完成。此外如果是非關鍵路徑上的工作延期，如汽車外觀后視鏡的設計開發，只要算出他的時差范圍，則不會影響到整個汽車的造型設計計劃。

4 結論

在汽車的造型設計開發實際是一項復雜的項目，但無論什么產品的開發設計都需要做好項目計劃與控制。如何做好項目的控制首先必須要對整個開發流程熟悉，明確汽車造型開發的項目目標和計劃。為了便于發現項目執行過程的偏差，在項目的不同階段設置里程碑事件，并且對里程碑事件進行監測，有利于項目相關者發現項目偏差。一旦發生了項目偏差，項目經理需要立即確定是正偏差還是負偏差，如果負偏差發生在關鍵路徑上，必須馬上采取行動來保證設計項目的順利完成。汽車設計是一項復雜的工作，汽車造型設計也只是整個新車開發項目其中的一個階段。在造型設計階段需要做好項目計劃，并且控制好項目，才能保證不影響整個車型的開發計劃。