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1.1整车开发项目概述主讲：王秋成教授2013年2月27日1.1整车开发项目概述摘要：整车开发项目的范围涵盖了从单款新车型到拥有多款（衍生）的全面车型，或从一个简单的小改款到一个整体的重新设计。总之，研发过程遵循了一个精心设计的产品开发演变过程。新产品开发流程（PEP）是实现从概念车型到第一辆实际交付用户的新车的核心开发过程。21.1整车开发项目的分类机动车辆的产业发展通常是以开发项目的形式来开展的。因此，对于汽车开发项目所需的技术含量、财力和持续时间而言都存在很大差异，决定开发的主要因素是:□设计层次□设计内容□创新等级□可供选配的数目31.1整车开发项目的分类1.1.1设计层次一辆整车开发项目的设计水平取决于如何着手开启这个项目，同时也会决定所需的工作。将所需设计工作从高到低排列的顺序排列,通常的设计阶段为：○完整的重新设计：从头开始，包括对概念和部件进行崭新的设计。标准件和原有部件都只用在不被直观看到的地方。作为一个行业的规则，一款车型的生命周期是七年，所以这个模型通常每七年重新设计一次。重新设计最需要的是规划，设计和测试，因此这些就是最花费财力的开发项目。41.1整车开发项目的分类1.1.1设计层次○衍生设计：在现有的平台和系统构架上再设计一款新车型（如5.2.4）。当这些部件和系统被重新利用来减少开发和生产成本，消费者应该至少不能一眼看出基础车型与其衍生车型的任何共同性。1○改款设计：相比于衍生车型，改款车很明显地组成了一个系的车（如图1.2宝马3系）。51.1整车开发项目的分类1.1.2设计内容决定一个开发项目复杂程度的另一个因素是所需要的设计内容。一款新的车型提供给消费者越多的复杂的功能，就得在设计，评估和检验中付出更多的工作。相对于基础车型，通常设计内容的指标包括：○零部件的数量○电子控制单元的数量○汽车软件代码的行数61.1整车开发项目的分类1.1.3创新水平随着技术创新成为汽车吸引潜在消费者的一个主要的因素，其发展提升的不仅是设计工作的水平，更多的是有关零部件及整车的测试水平。由于过去缺乏可借鉴的经验，系统必须广泛评估各方信息以求准确。而更多的问题有待在后续的开发流程中被妥善解决。。71.1整车开发项目的分类1.1.4选配及国别版本汽车选择的复杂性以及为此需付出的评估工作的主要促成因素是车中可自选配置的数量。优质品牌通常提供最广泛的自由组合的功能配置，使客户能够完全根据自己的需求和愿望来选配座驾。虽然其他选项可能有助于提升客户满意度，并促成购买的决定，但他们成倍地增加了所需的测试工作。正如2009款新的宝马7系等，除了12种不同的车身颜色和12种不同的内饰颜色更有超过200个不同的选项可以选择和组合。理论上这将呈现出多达3.5E30种可能的车辆配置组合，每种组合都应该进行几何尺寸和功能效用上的评估以确保100％可靠。81.1整车开发项目的分类根据帕累托法则，各种独立组合的评估总工作量将大幅下降。但是对于少数选择了不常见车辆配置的客户，他们车辆交付期将会很长，因为直到接到他们的订单后车辆的评估工作才开始。除了功能选配之外，不同市场的法规也使得同一车型出现各国专门的版本。尤其是欧洲，美国和日本之间，车辆所允许的排放水平，碰撞标准和安全要求会有很大区别因此，原始设备制造商通常提供三种基于他们原型车的版本：欧版，美版和右舵版本。。91.2开发平台和车型系列一个能更快更低成本开发汽车的方法就是在大量不同的汽车或开发平台中使用共同的零件。例如用在一些车型采用相同的汽车电子控制系统、，底盘系统和发动机，同一个车型系列、商标，甚至是整车厂共享标准化组合件有利于：•减少在零件设计和评估中所需的花费和时间；•减少工具与制造装备的品种，包括减少在设计、制造、运输和维护中所需的花费和时间；•众所周知，通过使用成熟的的零件可改进汽车的质量与可靠性，主要地应用于车辆不可见的部分，尤其应用于新车开发平台和车型系列。101.2开发平台和车型系列1.2.1开发平台一个开发平台对大量不同的汽车共享一组零件，这些车型也可能属于不同的品牌。其目标是在一个开发平台上尽可能多地共享零件的情况下，获得感官上最大限度不同的新车型。最有利可图的汽车项目，比如跑车和城市越野车，在不重复使用已经存在的汽车开发平台下是不会有经济效益的。111.2开发平台和车型系列当前汽车业界一致认为，被重复使用最多的新车开发平台，是被称作PQ34高尔夫的开发平台，这个平台被4个不同品牌的汽车商共享，一共有13种不同的新车款式，包括大多数动力传动系、转向系和悬架零件以及低车身和内饰零件（见图1.1）。外部零件和内部零件是有区分的，关系到特定车型的内饰零件是用户定制的。有些新车型的不同仅仅在于附加的品牌标签（例如转向盘盖板）。121.2开发平台和车型系列图1.1大众集团高尔夫开发平台PQ34131.2开发平台和车型系列1.2.2车型系列开发虽然使用同一个开发平台制造出来的有共性的汽车应该不能直接被看出来，但是属于同一模型线，不但在技术上同样而且在视觉上属于同一个系列的汽车共用外部和内部的零件。例如，这种相似性可以在宝马3系车型线的改款车上看出来（见图1.2）.141.2开发平台和车型系列图.1.2BMW3系列车型SedanC双门轿车（Coupe）轿车（Sedan）敞篷车（Convertible）旅行车（Wagon）1.2开发平台和车型系列LimousineRoadsterMinivanVan1.3产品开发流程（TheProductEvolutionProcess）新产品开发流程（PEP），是指根据市场需要设计、开发产品的整个过程。它不仅对产品进行设计与测试，还规划产品制造所需的生产流程。它是汽车开发流程三个核心步骤中的第一步，其它两步分别为“订单处理流程”（指从接到客户订单，到将成品车交至客户手中的流程）和“服务流程”（指从客户开车至特约维修店到最终离开的过程）。171.3产品开发流程（TheProductEvolutionProcess）181.3.1新产品开发流程（PEP）制定一个产品策略，或者完成一个应该在何时将何款车型推向市场的公司决策，是开发一款新车的首要任务。与简单地提出一个新的汽车项目或计划不同，因为需要不时地对创立的产品策略进行调整，对其的规划将是一个长期的连续过程。图1.4阐释了产品策略作为汽车项目先导的原因。19图1.4汽车开发项目的流程框架图1.3.1新产品开发流程（PEP）201.3.1新产品开发流程（PEP）产品策略着眼于整车，而作为一项与其平行的连续工程，“预开发”面向的是零件和技术（见图1.4）。科研人员会收到来自内部/外部研究、供应商、合作伙伴或是客户的创意。之后，他们基于产品或相关生产流程，将这些创意具体化，并对其技术可行性与经济性进行评估。而产品策略将决定哪款车型首先进入实际开发阶段。211.3.1新产品开发流程（PEP）虽然不同的整车制造商对产品开发流程的命名方式不同，但都通常将它分为三个阶段：（1）初始阶段、（2）概念设计阶段和（3）系列化开发阶段。图1.5给出了一般汽车开发项目的时间轴，以及各自的生产节点和开发目标。此外，图1.5还显示了投产后（SOP）的第四阶段，即（4）系列化支持和深层开发阶段。22图1.5一个汽车开发项目的主要阶段231.3.2新产品开发流程分析1.3.2.1零部件设计流程汽车零部件研发中心（CoCs）中有许多特殊零部件方面的专家。例如，在座椅设计中心，我们可以找到专门负责设计座椅的专家，他们设计概念及系列化座椅，并对其进行测试，或开展与座椅供应商之间的合作。基于设计流程，通过设定零部件的几何尺寸、选材、规划制造工艺，最终转化成了系列化零部件。随后零部件得到发布，并用于系列化生产，应用到一系列新车型中。零部件的发布是设计流程的最后一个阶段，这也意味着从此，设计者将担负起保证零部件满足特定使用需求的责任。241.3.2新产品开发流程分析在组织上，设计领域的代表是设计部门，一般由总经理直接向董事会报告项目进展。大多数整车厂把车身和外装饰设计整合在一个部门。总经理下属若干副总经理，副总经理分布负责管理各个设计中心。例如在底盘设计中，可能有一个负责汽车车轴和车轮的开发部门、一个制动系统的开发部门和一个转向系统的开发部门。251.3.2.2整车集成流程整车集成中心有不同于汽车零部件设计中心的特点。与在设计中心的设计工程师相比，集成工程师没有设计任何特定的一部分，而是评估出对于整车特征，从而为各个部分提供他们的检测结果和技术上的建议。在这一过程中，整车集成过程引导着各部件的设计开发过程。下面的列表包括了六大集成过程：几何集成：分配和控制车辆所有部件的可用空间。它包含了实际车辆空间的创建，分配整个汽车空间给各部件开发设计中心。261.3.2.2整车集成流程功能集成：是从客户的观点角度出发，例如灵敏度，车舱舒适度和被动安全性等等，来验证整车功能特征。系统集成：是整车电子电器系统的功能集成，由于它在过去十年中的重要性，系统集成从功能集成中被分离出来。生产集成：是对和汽车特征有关的产品以及提供所需的生产环境的验证。服务集成：是对和车辆特性有关的服务的验证，例如适当的维修和保养。271.3.2.3支持流程为了能够开发产品，设计和集成过程中需要额外的支持过程。人力资源在一个开发项目中，必须在正确的时间和地方为人们提供必要的技能。项目管理团队成员的选择对于项目开发的成功是至关重要的。财务部门必须检查和提供预算并对项目经费进行控制来确保成本的稳定。采购部门通过分析和议价选择有能力的供应商来购买部件或工程服务，同时有助于形成良好的项目财务。281.3.3产品开发的“V”型模型系统工程中已建立的过程模型(参看5.2节），如图1.6所示的V-模式允许在车辆开发项目中对创造性过程和分析过程相互作用的深入了解。从整车特征所期望的规格开始，向下移动的V-模型（第一个V分支）表示从整车的要求到系统设计和仿真再向下到零件的规格、设计和评估的过程的分解和规范。从这里向上（第二个V分支），在一个等级秩序中测试和验证这个系统创造出来的设计的部件的规格——从子系统的元件上升到整车。设计和验证系统在V-模型中发生在同一水平上。291.3.3产品开发的“V”型模型图1.6汽车新项目开发中的V-模式流程301.4汽车项目管理汽车项目管理的任务是组织并管理各种资源，例如资金、人力、材料、能源以及空间等，通过这样的方法，开发项目被分割为多个目标来逐一实现（范围，品质，时间及成本）。汽车的项目管理包括了在成品和开发流程过程中的规划，验证和决策。根据电气与电子工程师学会标准（IEEEstd1490-2003），项目管理的九个知识领域是：•Integrationmanagement集成管理•Scopemanagement产能管理•Timemanagement时间管理311.4汽车项目管理Costmanagement成本管理Qualitymanagement质量管理Humanresourcesmanagement人力资源管理Communicationsmanagement通信管理Riskmanagement风险管理Procurementmanagement采购管理321.4汽车项目管理如前所述，汽车开发项目是由被细分的可交付性的各个节拍点连接起来构成的。与其他项目管理方法相比，汽车项目管理通常设置节拍点，要求在产品开发过程中所有从属于这个项目的流程都保持一致。由于项目是由一系列这样的阶段所构成的，所以相应地所有的活动都是同步的。基于这个原因，他们也被称为同步点。为了保证所有子过程都正常的在各个同步点间运行，子过程也被小同步点所限定(见图.1.7）。3334Fig.1.7汽车开发项目中的同步点（synchro-points）与最小同步点(Mini-synchro-points)1.5国际开发项目为了在日益激烈的国际商业环境中保持竞争力，汽车公司加大了跨地区、跨社会文化、跨技术领域的力度。在全球范围内这些公司