同步工程在自主汽車開發階段的應用

趙偉鵬，朱凱慶，趙宇馳

引言

目前，我國已成為汽車第一產銷大國，各大汽車廠商不斷加大新品開發數量和速度。傳統的汽車新品開發方式和研發周期已經遠遠不能滿足市場需求，能否高質量的、低成本的、快速的研發出適應市場的新品車型成為汽車企業成功的關鍵。20世紀90年代起，各大汽車公司已在產品開發的各個環節中廣泛采用同步工程，一個全新轎車的開發周期已從當時48個月縮短至36個月左右，同時產品的質量也得到很大提升。但在自主品牌汽車開發中，目前尚未形成完整的汽車開發同步體系。因此，建立系統的自主品牌汽車同步開發方式成為贏取未來競爭的必經之路。

1、同步工程及特點

同步工程(SE，Synchronization Engineering or Simultaneous Engineering)，又稱并行工程。定義如下：“對整個產品開發過程產品的各個子系統同步開發，產品與工藝、工裝的開發，產品與質量目標同步規劃，使開發者從概念開始就考慮其他子系統的接口和需求，考慮后續工藝和工裝的水平和能力，考慮質量目標的實現要求，即開發時就考慮到整個產品生命周期內的所有因素（包括質量、成本、進度和用戶要求）的一種系統方法。相比傳統的順序開發，同步工程具有以下特點。

1.1 開發過程并行性

通過成立項目組，從產品商品定義明確后各相關部門高度協調與集成，特別是要求設計和制造過程一體化：設計、制造、質量控制、成本控制和銷售不再作為相互獨立過程，而應作為系統的有機組成部分。由同步工程師牽頭，各專業部門并行開展工作，縮短產品開發周期。

圖1可以明顯的看出對比傳統順序開發流程同步工程的優勢[1]。

1.2 開發過程系統性、前瞻性

同步工程貫穿于整個生命周期各個方面，包括產品定位、市場需求、成本、性能、工藝性、質量等，項目組要定期組織節點會，同時各專業人員及時提供各方面意見，以便系統考慮設計方案。把錯誤和缺陷消除在產品設計階段，從而提高設計質量，降低后續開發成本、制造成本及售后服務成本。

在一般的開發方式下，問題主要集中在試生產階段，此時由于進度的要求和主體方案已定，很難從根本上更改，造成在車型正式量產時還遺留較多的問題。這一階段的更改除了設計更改工作量大之外，還造成工裝的修改,甚至報廢。因此，這種方法的設計變更成本大，質量不得不做出妥協，影響車型的正式上市時間。如果在車型的開發過程中應用了同步工程技術，那么問題會提前在工程設計階段被發現，這一階段發現的問題，更改工作主要是對數模和圖紙的更改。這種設計變更成本低，對進度影響小，產品決策容易，利于產品的質量優化。為后期的開發工作節省了大量的時間，量產時遺留問題也明顯比一般的開發模式少[2]。

1.3 各部門工作協同與集成

傳統順序開發模式各部門各司其職，存在嚴重隔閡，整個系統工作效率低下導致開發周期加長。在同步工程中，首先要拆掉隔閡高墻，改變傳統以工作職能區分的組織框架，設計、制造、質量、銷售等不再作為獨立單元，作為項目組系統的有機組成通力合作，為了共同的項目目標，各相關職能部門在開發過程中遇到復雜問題能夠及時溝通，尋求最佳解決方案。

2、建立自主同步開發體系

現以某公司P28自主乘用車開發項目為例，該車型在開發中首次運用自主建立的同步開發體系，整個開發周期（項目成立到量產）28個月，開發費用相比預算節約2000余萬，后期設計變更比前期同類項目減少 1/3，一次性投放成功，取得顯著效果。

2.1 構建產品研發組織結構

在新品開發中的組織結構是建立自始至終領導項目開發的總工程師制度，采用矩陣管理模式（表1），成員來自不同的專業部門（整車、車身、電器、底盤、發動機、試驗、成本、質量、采購），專業負責人主要對項目起支持、資源調配、人員管理職能。項目總工程師則負責關注產品，不用負責行政或管理工程師們。矩陣型組織技術骨干可以共享，同時可以并行開發數個項目。但該結構存在以下問題：

（1） 成員來自不同職能部門，存在互相推諉責任的現象，使得某些綜合性問題難以解決。（2）項目總師沒有行政考核權利，導致項目進度受影響。（3） 設計師專注產品不能與同步開發供應商有效的進行溝通交流。

對于上述問題,通過下面3種方式來解決：

（1）成立同步工程技術部門，同步工程師按照項目及專業明確分工，選擇具有相關專業特長的或具備相關開發經驗的人員，同步工程師不僅要負責專業與供應商的開發同步工作，同時也要肩負起各專業之間的協調與同步工作。時刻關注項目節點，確保項目進度及質量[3]。

（2）建立系統的項目考核體系，根據項目主計劃分解出各專業詳細的月度及周工作計劃，并以項目組的名義進行節點考核。

（3）建立供應商同步開發交流機制，在項目開發前期，由同步工程師組織設計、質量、成本、采購與供應商進行有效的技術及商務交流。

表1 矩陣式開發組織結構

2.2 規范同步開發流程

該公司的前期項目的同步工作主要是由設計人員擔當，這樣導致設計人員無法專注產品方案，同時每個設計師對項目進度及需求把握不一致，造成項目開發過程混亂，部門之間存在較大差異，沒有形成統一口徑的統籌管理。

通過建立專門的同步工程技術室，同步工程師必須具備豐富的整車項目開發經驗及產品工藝知識，能夠建立起各專業部門之間及專業與供應商之間的關系，統一負責協調解決設計部門與供應商之間的問題，從而保障在整個產品開發過程中信息傳遞的準確性。根據項目主計劃制定了同步開發流程，規范了各個節點的輸入輸出文件，其中流程的主線如圖2所示：

2.3 實現供應商同步開發

產品80%的成本由設計師在產品的概念開發和詳細開發階段中決定了[4]。實際上,在這一階段的設計變動是最容易實現的,也是花費最少的,但對產品成本的影響又是最大的。 同時整車廠 70%以上的零部件都是外購的[5]，因此供應商平臺的搭建尤為重要。

2.3.1 搭建全價值鏈供應商平臺

通過零部件供應商交流、考察、QCDD（質量、成本、周期、技術）評價，建立具有核心競爭力的專用件供應商平臺；對進入平臺的供應商實施分級管理，根據QCDD評價結果分級：A級供應商（80-100分）優先咨詢；B級（70-80分）須進一步幫扶，逐步提高至A級，C級（60-70分）列入幫扶計劃，不能提升B級的逐步淘汰，D級（60分一下）逐步淘汰，退出供應商平臺。

2.3.2 采用客座工程師制度，供應商提前介入產品開發

在這一階段中，品定義時就開展同類件供應商交流，充分學習吸收供應商現有產品方案及經驗，同時采用供應商常駐工程師制度，開發前期就讓供應商設計人員常駐到主機廠技術中心共同參與產品開發，通過同步供應商富有開發經驗的技術團隊提前參與開發過程，快速提出相關的建議，快速優化設計。

舉例（1）：某車型全景天窗開發：全景天窗在該公司屬于首次應用，在概念設計階段就讓供應商介入，原始設計方案屬于全新開發，開發周期為2年，開發費用1200萬，模具費用1500萬，通過交流，供應商有一款尺寸、結構、功能相近的產品可以沿用，因此，通過供應商及主機廠同步開發設計，讓主機廠白車身車頂按照供應商相近的現有產品匹配設計，同時供應商現有產品適應性修改，開發周期縮短至 10個月，開發費50萬，模具費用為0，同時產品的質量已經過市場驗證。通過供應商提前參與設計，縮短開發周期，降低開發費用，確保產品質量，取得了明顯的效果。

舉例（2）：某車型后視鏡設計視野分析，原始設計中，初始視野位置成像偏右，存在死角及視野不足現象，通過供應商同步開發分析后，在產品數據模型設計階段及時發現該問題，將后視鏡支架角度左偏3°，見圖3，實現了視野居中成像，并提前消除質量隱患。

2.3.3 產品開發與工藝設計同步

產品數據設計階段即開展沖壓、焊裝、涂裝、總裝工藝分析，采用CAE及模流分析軟件驗證方案可行性，提前發現設計問題，并修改。如圖4 某產品副儀表板，產品完成數模設計后，立即同步開展工藝分析，通過模流分析，發現該產品滑塊運動方向有局部倒扣，影響脫模，因此及時提出倒扣部分做減膠拔模1度，避免后期設變引起的質量、成本、進度問題。

3、結論

汽車新品開發是一個系統工程，在同步工程的實施中，實現了創意構想、性能目標、設計開發同步、量產工藝、成本分析、試驗驗證與質量風險分析評估同步，通過同步工程在自主汽車開發階段的實施進一步證明，采用同步工程的方法明顯優于傳統的順序開發，主要體現在以下幾個方面：

（1）自主同步開發體系的應用明顯縮短零部件開發周期，降低開發費用，提高開發質量。

（2）同步工程在自主車型產品設計階段就讓供應商參與同步開發，將設計最優化，工藝同步化，制造變更最小化。

（3）工藝同步中，充分運用CAE仿真及模流分析軟件，快速驗證工藝可行性，同時準確提出修改方向及建議，確保產品QCDP(質量、成本、周期、性能)目標達成。

[1] 諸德春. 同步工程在汽車開發中的應用[M]. 第一版.機械工業出版社, 2011-7-1

[2] 王國春.車身開發過程中模夾具同步工程[D]. 湖南：湖南大學,2007-4-22.4-5.

[3] (美國)詹姆斯·摩根. 豐田產品開發體系[M]. 第一版.中國財政經濟出版社,2008-8-1

[4] 鄭嵩祥. 試論述同步工程在產品和過程開發中的應用[J]. 產品開發.2000,6

[5] 干春暉. 國際汽車整車與零部件廠商協作關系及我國汽車業發展戰略[J]. 中國工業經濟.2001,12.