卡車性能設計與結構設計同步開發之技巧

李文穎

摘 要：進入二十一世紀，汽車行業迅猛發展，用戶對卡車性能的要求越來越高。目前卡車結構設計流程已經十分成熟，但是性能設計如何融入結構設計、與結構設計同步進行，從而縮短整車開發周期，是一個值得探討的話題。文章從結構設計流程、性能指標設定、性能開發流程分析著手，運用同步工程的方法，把性能開發融入進結構設計，提高了開發效率。

關鍵詞：卡車;性能設計;結構設計

中圖分類號：U462.3 ?文獻標識碼：A ?文章編號：1671-7988（2020）19-69-03

The Skills of Developing Performance Design and Structure Design

Synchronously on the Truck

Li Wenying

（ Shandong Tangjun Ouling Automobile Manufacturing Co.， Ltd.， Shandong Zibo 255100 ）

Abstract： With the development of automobile in the21st century， customers demand on the performance of trucks higher and higher. At present， the truck structural design procedure is very mature. In order to further shorten the development cycle， integrate the performance design into the structure design and synchronize with thestructure design. It is a topic worth discussing. In this paper， from the structure design process， performance index setting， performance development process analysis， the use of synchronous engineering method， performance development into the structure design， improve the development efficiency.

Keywords： Trucks; Performance design; Structure design

CLC NO.： U462.3 ?Document Code： A ?Article ID： 1671-7988（2020）19-69-03

前言

隨著汽車行業整體水平的提升，卡車開發不再以“完成運輸任務”作為唯一指標。整車性能的高效開發提到了一個新的高度，如何與結構設計同步進行，既保證開發周期又能實現整車性能指標，是一個繁雜的流程問題，但是又有技巧可尋。

1 整車結構開發流程

整車開發流程一般分為五個階段：產品規劃、概念開發、設計工程、工程開發與產品驗證、生產準備。下述章節涉及到的時間周期以全新平臺卡車開發為例。

1.1 產品規劃

產品規劃是指通過調查研究，充分分析市場、客戶、競品、預算、利益、風險等綜合要素，結合公司的發展目標而針對該產品做的總體策劃。該階段周期一般為六個月。

1.2 概念開發

該階段主要是以產品規劃內容為依據，對產品方案進行落實，把各領域對產品的描述、公司對產品的期望轉化為一種具體的技術語言。該階段周期一般為六個月。

1.3 設計工程

該階段為實質性設計工作，包括造型設計、結構設計和工藝設計。造型設計包括效果圖、油泥模型等，結構設計包括總布置圖、三維設計、二維設計等。該階段周期一般為十個月。

1.4 工程開發與產品驗證

工程開發包括模、夾、檢具的開發，產品驗證包括零部件、系統模塊、整車三級驗證，包括試制及試驗。該周期一般為十四個月。

1.5 生產準備

該階段對生產線進行調試、試生產、工裝設備驗證及工藝路線驗證，并進行批量生產能力分析。該周期一般為四個月。

1.6 節點名稱、編號與五大階段對應關系

上述五個階段結束處均對應一個節點，只有通過該節點才能進入下一階段，叫“過閥”，節點名稱、編號與五大階段對應關系如圖1所示：

2 整車性能指標設定

卡車設計，需要提前設置一系列的性能指標來對整車性能進行定義，確定未來產品相對于競品的競爭力，指標盡可能量化，否則不易確認和驗收。

2.1 整車性能指標項次

卡車指標諸多，經過對福田、江淮等企業開發流程的研究，一級性能指標一般有十四項，見表1。

2.2 LACU的概念

PALS（Product Attribute Leadership Strategy），是來源于福特產品屬性競爭力策略分析，PALS策略有四種，指標分為LACU四個等級，其含義見表2：

LACU分布情況見圖2：

3 整車性能開發流程

3.1 整車性能指標的確定

開展整車設計之前，必須首先要設定該車的性能指標，該部分工作必須在表1所示節點?之前完成，（即在概念開發完畢和設計工程開始之前），由此融入到結構開發流程中。如何確定整車的性能指標，有如下幾種方法和技巧可以采用。

3.1.1 VOC分析

VOC定義：客戶的聲音，包括來自內部、外部顧客抱怨、建議、資料和信息。對其認真研究歸納提煉，對重要度進行排序，作為性能指標制定依據之一。

3.1.2 QFD方法

質量功能展開（QFD）是面向市場的產品設計與開發的一種計劃過程，是質量工程的核心技術。其基本思想是產品開發過程中所有的活動都由顧客的需求、偏好和期望所驅動。是將質量要求、客戶意見轉化為技術要求的方法。

3.1.3 Benchmark研究

Benchmark分析技術就是將自己的產品和其他競爭對手或領袖企業進行對照分析，通過學習他們的優點而改善自己的產品，以提高自身競爭力的過程。通過對比分析，對行業水平充分了解才能設置自己產品的指標。

3.1.4 CAE分析

借助計算機軟件仿真分析，對預開發產品性能進行摸底，協助建立靠譜的指標。

3.1.5 LACU定位

綜合各路信息，對2.1所述14項性能指標分別進行定位。結合筆者開發過的一款卡車，其性能指標LACU定位詳見表3：

3.2 整車性能指標的分解

整車性能指標建立完成后，需要分解到各系統模塊和零部件總成，該分解工作要在圖1設計工程開始之前完成。

3.3 性能指標的實現

性能指標的實現貫穿于設計工程整個階段，在圖1所示節點?設計完成。具體來講，要通過零部件的性能指標來保證系統模塊的性能指標、通過系統模塊的性能指標來保證整車的性能指標。在工程設計過程中，要有必須的設計計算來支撐性能指標。

3.4 性能指標的逐級驗證

為了確認3.3性能設計的正確性，需要進行驗證。一般分為實物驗證和虛擬驗證。該項工作必須在圖1所示節點?之前完成。

（1）實物驗證分為三級，分別為零部件試驗、系統模塊試驗和整車試驗。試驗可以是臺架或者道路試驗。對于整車試驗必須進行道路試驗、無法完全通過臺架來模擬。

（2）虛擬驗證是通過計算機軟件仿真分析實現。筆者調查過主流卡車企業仿真分析能力，主要分為六大板塊業務，見表4：

3.4.1 主觀評價

對于無法量化、不能通過儀器設備測試的指標，需要開展整車主觀評價。卡車主觀評價不同于一般的評價，它需要特定人員在特定環境中開展評價活動，主觀評價受人、車、環境諸多因素的影響。如圖3所示。

3.5 性能指標最終驗收

在整車性能指標驗證完畢以后，開展最終驗收工作，該項工作在生產準備以前必須完成。針對3.1確定的整車性能指標逐項評審，并出具驗收報告，明確實物樣車性能目標的達標率，并標明風險項，給決策者提供依據，從而決定是否進行小批量生產。

3.6 整車性能開發流程圖

綜上，對性能和結構同步開發進行圖示化，如圖4所示，直觀地看出性能開發與結構開發兩條路線的同步關系。

4 結束語

卡車開發不同于轎車，其載貨能力是必須保證的基本性能，為提高承載，結構件的加強往往會影響到平順性、NVH、制動安全等，如何在各性能指標之間進行平衡，制定預開發車型的性能指標，是一項繁雜的工作。只有把性能開發融入到結構開發中，使二者有機結合、同步穿插進行，方能高效高質地完成整車開發任務。

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