整車項目開發中并行工程的實際運用

蘇曉勤

（東風汽車股份有限公司商品研發院，湖北 武漢 430057）

引言

近年來，世界經濟全球化進程大大加快，各國汽車企業競爭越來越激烈，用戶對整車質量要求越來越高。如何才能在最短的時間內開發出一款成功的新車型，是各企業傾心研究的重要課題。

目前MPV市場以中高檔公務車型為主流，適用于家庭用戶的實用型MPV車型較少，隨著消費觀念日益成熟，具有一車多用的緊湊型多功能實用車型將有很大的發展潛力。

C16A作為一款全新概念緊湊多功能車型，集微客、轎車、商務車三種車型的優勢于一身，在經濟性、安全性、舒適性上表現突出，有廣闊的發展前景。

1 項目概況

C16A項目是DFAC自主開發的一款MPV車型，該車型最大化的利用了C24車身和東風集團轎車底盤的優勢資源，對現有零部件進行局部更改設計，具有縮短開發周期，減少開發費用，提高產品競爭力的優勢。與C24車型相比，整車外觀上，前部、后部根據市場定位設計全新造型，后懸長度縮短了約300mm。內飾上，包括儀表板在內均為全新造型，底盤為全新平臺。充分借用現有的C24總成零部件資源，以降低開發成本。

該項目應用標準化、模塊化、系列化總體設計技術，對車身內外飾全新設計。應用CAE驅動CAD設計技術，集車身、車架、動力傳動系統、前懸架、后懸架、轉向系統、輪胎、駕駛員和路面等多體動力學模型，建立整車仿真分析系統，設置車身、車門、轉向、懸架、制動等總成系統靜態／動態CAE目標值，指導各系統進行參數化設計，以達到提高設計質量、縮短研制周期、降低開發成本的目的。

2 并行工程在帥客C16A整車項目開發中的實施

2.1 白車身開發階段

在白車身設計過程中，充分考慮系列化和通用化，盡量借用C24白車身的零件，滿足新造型及新底盤系統的需要。考慮不同排量不同配置的車型，車身零部件的通用性，盡量借用C24現有的工裝，減少開發及制造成本，同時考慮借用現有的C24生產線，在保證車身足夠的強度、剛度及乘員安全的情況下減輕車身重量。

從造型上分析，C16A車身的基本骨架可以借用原C24的車身骨架，車身前、后部覆蓋件需要全新設計，后側圍、后背門及尾燈采用全新造型，頂蓋前部（C柱的前部分）不變，頂蓋后部微抬。C16A發動機罩前端較C24稍高，使整個車顯得更厚重，車身長度較C24縮短300mm，軸距不變即后懸縮短300mm，后背門較C24更直，同時在有限的長度上保證了內部的乘坐空間。

在設計過程中，CAE強度分析對設計方案起到了關鍵性的指導作用，通過人機工程校核、CAE成型分析、模態及剛度分析對產品設計進行修改，理論充分驗證減少了后期模具的更改風險，大大節省了開發時間［1］。

2.2 總布置設計階段

總布置要考慮多種零部件的代替方案以及各種方案的可行性分析，并與零部件配套廠家進行緊密的交流與合作，將產品成本和結構的工藝性有效地結合在一起，最后實現車身模具、附件、底盤零部件的配套，為進一步完善數模打下基礎。

建立在成熟底盤基礎上進行的車身造型和改型設計，使得汽車設計的安全性和穩定性得到保障，同時大大縮短了開發周期，降低了開發成本和風險。

C16A總布置設計過程中盡量參照C24進行，以實現與C24相近的人機工程，同時有利于借用現有的C24總成零部件資源，以降低開發成本。總布置設計在整車開發過程中起著舉足輕重的作用，只有利用并行工程才能搞好各子項目組的協調工作，縮短開發周期，提高工作效率，提高產品開發的成功率。

2.3 工程設計階段

工程設計階段要求模具、工藝、制造、品保部門共同參與，并確定車身零部件基準點系統RPS點、安裝硬點、進行車身零件結構設計，CAE部門對車身進行相關的仿真分析。

在C16A的開發過程中，高效的并行開發得到了充分體現，各部門協同并行開展工作，提高了工作效率，為車身的開發贏得了寶貴的時間，CAE的運用為開發降低了風險。在造型設計階段，進行結構設計的前期可行性分析，為后期的結構設計節省了時間。在結構設計階段，制造工藝部門的參與，模具廠家的先期介入，CAE成型分析的大量運用，為結構設計提供了大力的支持，同時降低了制造的風險，減少后期的更改時間。

這個階段供應商也直接參與結構設計分析、工藝方案分析，通過試制試驗發現問題、及時反饋并作出修改。在整個過程中選擇合適的供應商是對供方產品質量控制最有效的手段。若供應商沒有開發經驗，對產品設計概念不能充分理解，后期管控將會相當艱難，也會造成后期不斷修改模具、不定期延遲提交樣件時間等問題的發生，而且會導致產品質量不斷下降，最終不能滿足裝車要求，影響裝車進度。另外，因為零部件的采購金額大約占到整車成本的70%，供應商提供的產品質量控制成為核心部分，尤其是在開發階段。

在C16A預選供應商考察認證中，要明確供應商零部件開發過程控制的基本原則：零件做好后，查看產品是否符合標準，著重控制差異點。考慮到C16A最大化的利用了C24車身資源，故預選供應商時優先考慮ZNA體系的特別是C24的供應商，以縮短開發周期。

2.4 工程樣車S－lot試制階段

C16A工程樣車S－LOT試制階段，沖壓件采用簡易模具及手工樣件，車身焊接采用簡易工裝，部分分總成采用簡易檢具。為了更有效地推進項目開發工作，C16A項目成立了CVE小組，小組成員由DFAC和ZNA的研發、生產準備、工藝、品保組成，分成管線小組、懸架小組、車身內外飾小組、白車身小組、電器小組、試驗評價及改善小組和工藝聯絡組。ZNA生產技術部與C16A項目CVE小組共同對所存在的每一個問題點分析具體原因，并制定出具體對策。

C16A工程樣車試制重點關注項包括：對于前期C24調試過程中發生的問題點是否再現或解決，相對于C24車型差異化設計部分的裝配工藝性是否可以滿足要求等。各專用件精度達不到現在C24的水平，預測車體精度為62.1%，要達到后期70%的目標，應增加工裝的可靠性、確保設計時定位、夾緊布置合理，保證定位銷、面的精度和零件與夾具的貼合率，提高零部件型面精度。

通過本輪工程樣車試制驗證和C16A項目推進會總結，CVE小組對現階段項目總體進展情況更加了解，包括S－LOT樣件試制情況、CAE分析、工程車可靠性試驗的完成情況，同時對開展的工作也比較清晰，包括工藝文件的編制工作、塑料件廠家的新色開發進度及色板確認、ET用沖壓零件集結及確認、焊接夾具的預驗收、夾具到貨及工廠內的調試等。

2.5 ET試制階段

ET試制（如圖1）開始后，C16A項目的CVE小組成員便在ZNA中牟工廠集體辦公，改變了過去的串行工作方式，同時促進了項目組成員之間協作能力，創造了良好的工作學習氛圍，有效地推進了項目的開發工作。

圖1 ET調試OFF評價問題點數

ET試制問題的整改過程中，要不斷加強對廠家的質量管控，要求加強進廠檢驗、對關鍵工序點進行過程能力分析、缺陷分析，采取有效的糾正預防措施，確保過程質量處于穩定受控狀態，保證同類問題不再出現。

2.6 PT批量試生產階段

PT批量試生產（如圖2）是驗證、完善和落實產品設計、生產線調整優化的關鍵階段，批量試生產工作完成后，必須具備SOP的所有條件。這就要求批量試生產調試之前必須完成產品開發的設計凍結工作，但設計凍結并不意味著后期不發生設計更改。同時需要明確的是，該階段零部件發生的設計更改并不意味著對以前設計方案的否定，而是對設計方案的完善和優化，該階段主要驗證產品設計方案，完善產品設計；生產線驗證（包括工藝文件是否完整和正確、生產工藝定額、設備參數定義、工位器具、工人操作熟練程度等）；穩定提高產品質量，也是對供應商零部件質量改進和穩定提高產量的過程，所有更新后的零部件都要確保每一輪裝車的需要。

批量試生產階段的工作正好是SOP前的預演，同時涉及研發、工藝、生產、計劃、物流、質量等多個部門，只有各部門之間相互配合，各盡其責才能保證批量試生產的工作順利進行。

圖2 PT調試OFF評價問題點數

2.7 SOP投產

SOP投產期間，CVE項目小組對未徹底結案的問題點進行總結回顧，細化遺留問題點的對策方案。SOP評價結果：從72臺車中抽出20臺（4號—23號車）進行OK－VES評價，平均點數為11.4＜12。帥客公告已獲國家批準，并已通過國家強制性法規檢驗，2009年8月11日該車型在國家工業和信息化部第193批公告車型發布。2009年11月2日C16A帥客在“百城萬人免費使用大行動”中全國成功上市，在此之前C16A帥客已獲得1 300輛行業采購大單，截至2010年12月累計銷售21 429輛。帥客2.0系列于2011年7月投放市場，至今取得了非常顯著的經濟效益。

3 結語

C16A整車項目開發過程中通過實際運用并行工程的有效方法，降低了項目開發風險，縮短了項目開發周期，讓產品設計和開發周期至少縮短為以往的70%，同時減少了項目開發費用，取得了良好的社會效益。并行工程作為現代設計技術的發展方向，已引起國內外的高度重視，值得推廣［3］。

［1］ 汪亮.并行工程在整車開發項目管理中的應用研究［D］.上海：上海交通大學，2009.

［2］ 李秀，姜澄宇，王寧生.基于并行工程的產品開發過程建模［J］.機械設計與制造工程，2000（1）：22－23.