汽車開發設計中的樣車對標技術

甄娜

（中國第一汽車股份有限公司天津技術開發分公司）

國外樣車對標（Benchmarking）技術已經發展了好多年，并且達到了相當高的技術水平。各大汽車企業對汽車對標分析都給予了相當大的投入，同時一些專門從事汽車對標分析的公司也應運而生，他們依靠建立一套相對完善的對標流程可以在很短的時間內完成對1輛整車某些方面全部數據資料的采集，并制作成數據庫提供給各家汽車公司，眾多世界級汽車公司都已經成為此類數據庫的用戶，以提高自身的研發質量、降低成本及縮短研發周期。由于國內的汽車工業起步較晚，汽車的樣車對標分析工作正處在初步階段，在對標流程、對標技術成熟度、對標規范體系的建設及對標知識的管理與應用方面還存在著很大的差距。基于此，文章以規范化的對標流程為基礎，對Benchmarking技術進行了分析研究。

1 Benchmarking規范化流程

汽車企業在研發新的自主車型時，需要通過市場調研確定開發目標，并參考市場上銷量比較好、技術比較成熟及具有一定競爭力的車型。通過對該樣車的評價測量和拆解分析，得到該車的相關參數及優勢與劣勢的相關信息，為自主車的研發設計提供各類參考和數據依據，確保新研發的車型具有足夠的市場競爭力。

樣車對標流程，如圖1所示。新車型開發目標定位后，項目組根據研發對標需求，向公司相關部門申請采購參考樣車，同時成立Benchmarking小組。樣車采購完成以后，就開始了整車的對標分析過程，對標過程與項目的研發過程緊密銜接。對標分析內容非常豐富，完成一份完整的整車對標分析大約需要半年的時間。

圖1 樣車對標流程

與汽車設計及布置緊密相連的對標流程有3個重要階段，即整車靜態分析、整車動態分析及整車拆解與檢測。

1.1 整車靜態分析

整車靜態分析階段主要包括整車主觀評價和整車靜態測量兩方面的內容。

1.1.1 整車主觀評價

整車主觀評價的目的主要是通過非客觀的角度去了解樣車在外觀造型、布置及人機方面的優劣勢，能夠直接表達用戶的態度，而不是在新車的開發設計中盲目的去對標樣車。工程師可以參考主觀評價表去優化設計方案，使其研發設計的新車更具有市場競爭力。

人機工程主觀評價作為本階段的重要環節，在整車開發過程中起著重要作用。在前期設計階段，通過主觀評價，設計者通過參考樣車，可以制定出新車型的人機工程開發目標；在工程設計后期，還需要進行一次人機工程主觀評價，主要是檢驗實車是否達到之前所設定的目標，并通過與樣車再次對標，查看哪些地方還需要進行改進，是否可以凍結設計方案[1]。

本階段采用的是主觀評價表，如表1所示，主要包括外觀、機械布置及人機布置3方面的內容，但不同的公司所側重的主觀評價項目有所不同，可根據需求具體細化。評價對象可以是1輛或多輛汽車，但必須是同級別的車，并保證評價具有可比性。在選擇評價人員時，身高和性別都有一定的要求，除了必須具有豐富的駕駛經驗之外，還要考慮是否具有主觀評價經驗及汽車設計研發背景，保證其能夠針對評價項目指出外觀、機械布置及人機方面的優缺點。同時，評價人員在評價的過程中，憑借自己的主觀感受進行評價打分，避免受其他人員的干擾。其中，評價打分時，1～10分別代表極好、非常好、好、一般、可以接受、接受與差之間、差、非常差、不可接受及非常低劣。

主觀評價打分完成后，需要對分數進行統計處理，對于每一輛車，計算出多位評價人針對每一評價項目的平均分；對于多輛車，可以對比分析不同車同一評價項目的平均分，根據計算分數，評價各輛對標車在造型、機械布置及人機方面的優缺點，并結合后續的參數測量，為新車型的設計研發提供參考。

依據上述的主觀評價方法，經過多次積累，可以形成主觀評價標準化流程，同時形成主觀評價數據庫，以便汽車企業進行對標數據的積累。

表1 樣車主觀評價表

1.1.2 整車靜態測量

整車靜態測量是指整車基本尺寸和關鍵硬點的測量，主要包括整車外觀尺寸、質量參數、整車姿態及人機工程學尺寸。測量后的數據匯總成整車基本參數測量表和人機參數測量表，具體測量尺寸項可以參考SAE標準或企標，經多次對標測量，形成整車基本尺寸數據庫和人機設計數據庫，為新車型目標設定和設計開發提供數據參考[2]。

整車靜態測量后需要對整車進行拍照和掃描，主要包括整車外部造型輪廓、內飾表面及前機艙、行李艙與底盤的基本布置。將照片和掃描得到的點云進行數據處理，逆向出樣車的總布置圖，結合測量數據進行機械布置、人機布置及法規校核等優缺點研究分析工作。

1.2 整車動態分析

整車動態分析主要是指對樣車進行動力性、經濟性、制動性、操縱穩定性、NVH及整車AUDIT（汽車質量評定方法）等試驗分析，這項對標工作需要依托強大的試驗部門和專業的性能分析師來完成。通過試驗采集數據并多次對標，形成整車性能參考數據庫，為新車型性能目標的設定提供參考依據。

1.3 整車拆解及檢測

整車拆解及檢測階段為樣車對標分析中最為關鍵和重要的階段。通過拆解，分析前機艙、底盤及內飾件的布置形式，對重要零部件的尺寸、結構、功能、安裝狀態及可維修性等進行分析研究，同時進行零部件拍照和點云掃描，逆向生成三維模型，為新車型布置方案的制定及零部件設計提供詳細的參考，縮短整車的研發周期。

1）樣車拆解工藝。樣車的拆解工藝一般是參照生產總裝工藝的逆序來進行的，總裝工藝，如圖2所示。

圖2 樣車總裝工藝流程圖

參照總裝工藝，樣車拆解應該按照先外后內、先總成后零件的思路來進行。樣車拆車工藝，如圖3所示，電氣部分拆解周期貫穿整車拆車過程，從內飾開始一直到所有附件拆解完畢，主要涉及到的位置有車門、座椅、儀表、內飾、轉向系統、發動機艙及底盤。

圖3 樣車拆車工藝流程圖

2）樣車拆解流程。為確保樣車拆解工作有序的進行，實現拆解工作的規范化、標準化及零部件管理的條例化，必須制定詳細的樣車拆解流程，樣車拆解流程，如圖4所示。

圖4 樣車拆解流程圖

按照拆解流程，整車拆解完成后，零部件入庫進行規范化管理，項目組各專業設計人員根據當前項目所處的狀態及對標要求，將拆解完成的零部件從倉庫中借用出來進行分析和試驗。關鍵系統級或者零部件級的試驗可以自己實施，也可以委托外方進行實施。以數據或圖表的形式輸出試驗結果，方便設計人員進行設計參考。

在完成靜態分析、動態分析、整車拆解及檢測等各個環節后，對標基本工作就結束了，接下來就是相關設計部門使用對標成果進行參考設計。通過分析對比對標車的結構、性能、工藝、布置方式、設計方式及主觀感受，得出自主研發車型的優勢和劣勢，以便在市場中突出自身的優勢，彌補自身的劣勢，確保在激烈的市場競爭中處于不敗之地，有的放矢、取長補短，達到事半功倍的效果。

2 Benchmarking數據庫的建立

為了將對標過程中不同環節的對標數據有效地管理和控制起來，通過信息化的建設，根據對標流程，參照樣車靜態、動態分析及整車拆解，建立整車主觀評價分析數據庫、整車基本尺寸數據庫、人機設計數據庫、前艙底盤布置數據庫及整車性能參數數據庫等，為整車開發項目組將來能夠更高效和更方便的找到自己所需要的數據提供可靠的平臺。

3 結論

文章以建立規范化車的樣對標流程為基礎，介紹了樣車對標的具體過程，并依據對標結果建立對標數據庫，使新車型的開發基于一個較高的起點，大大縮短研發周期。同時，依據此對標流程可以在很短的時間內完成對1輛整車某些方面全部數據資料的采集，實現了對標知識的有效積累。如何實現對標規范體系的建設和對標知識庫的管理與應用是我國汽車行業發展過程中所面臨的主要問題，隨著我國汽車自主研發能力的提升及信息化技術的成熟，相信在不久的將來，適合中國汽車行業的對標分析模式將會出現。