汽車尺寸同步工程的方法研究

胡瑞 解禮超 王銳

摘? 要：鑒于同步工程面臨的“設(shè)計(jì)問題檢出率不足導(dǎo)致設(shè)變成本高”，“工藝難以達(dá)成造型和感知質(zhì)量的更高要求”問題與挑戰(zhàn)，本文進(jìn)行了尺寸同步工程的研究，形成對(duì)造型、斷面、產(chǎn)品及工藝四個(gè)方面設(shè)計(jì)方案和數(shù)據(jù)的檢查流程，采用思維導(dǎo)圖和表格創(chuàng)建了完善的點(diǎn)檢要素，讓同步工程中識(shí)別“感知質(zhì)量、可制造性、可維修性”類別問題時(shí)更具有操作性，提高問題檢出率，從而為車身精度和DTS的達(dá)成提供堅(jiān)實(shí)支撐。

關(guān)鍵詞：尺寸工程；同步工程；造型；主斷面

中圖分類號(hào)：U466? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? 文章編號(hào)：1005-2550（2024）03-0059-05

Research on the method of Vehicle Dimension Synchronization Engineering

Abstract： Given the challenges and issues faced by simultaneous engineering， including "insufficient design issue detection leading to high design change costs" and "difficulty in achieving higher requirements for styling and perceptual quality in the manufacturing process，" this paper conducts a study on dimension simultaneous engineering. It establishes an inspection process for design schemes and data in four aspects： styling， main section， product， and process. By adopting mind mapping and tables， a comprehensive set of inspection elements is created， making it more operational to identify issues related to "perceptual quality， manufacturability， and maintainability" in concurrent engineering. This enhances the detection ability of issues and provides solid support for achieving vehicle body precision and DTS quality.

Key Words： Dimesional Engineering;Simultaneous Engineering;Styling Data; Main Section

在當(dāng)前市場(chǎng)需求增速放緩，供給側(cè)競(jìng)爭(zhēng)加劇的背景下，主機(jī)廠的成本控制能力、新車型迭代效率及爆款車型培育能力對(duì)其生存和發(fā)展尤為關(guān)鍵。此背景下，加強(qiáng)同步工程能力，提升整車開發(fā)質(zhì)量無疑成為了打贏成本與質(zhì)量攻堅(jiān)戰(zhàn)的核心關(guān)鍵，但同步工程面臨著2項(xiàng)問題：一是開發(fā)時(shí)間被嚴(yán)重壓縮，那么要想保證質(zhì)量，需合理的增加同步工程的人員，當(dāng)人員不到位，經(jīng)驗(yàn)不足，制造技術(shù)提出的問題專業(yè)性不高，部分重大問題被遺漏而導(dǎo)致后期的高成本變更時(shí)有發(fā)生；[1]二是造型新穎和外觀精致成為重要賣點(diǎn)和核心競(jìng)爭(zhēng)力之一，消費(fèi)者對(duì)美學(xué)和感知誤差的要求增速遠(yuǎn)超零部件精度提升速度，工藝難以實(shí)現(xiàn)而造型也難以更改，最終工藝妥協(xié)，讓步問題比例過高[2]。

1? ? 尺寸同步工程介紹

同步工程SE（Simultaneous Engineering）又稱并行工程，把研發(fā)、制造、質(zhì)量等環(huán)節(jié)系統(tǒng)性地結(jié)合起來，將造型數(shù)據(jù)、產(chǎn)品數(shù)據(jù)、數(shù)字化工廠結(jié)合進(jìn)行SE分析，提高新車型生產(chǎn)可行性、設(shè)備工具兼容性、工藝排布合理性、質(zhì)量穩(wěn)定性，提前規(guī)避重大工程問題，達(dá)到縮短開發(fā)周期及降低成本的目的。

在造型設(shè)計(jì)階段，尺寸同步工程基于整車功能、產(chǎn)品美學(xué)和用戶感知的要求，結(jié)合前沿技術(shù)以及尺寸工程實(shí)踐的前期知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)積累，綜合工藝能力和制造能力以及現(xiàn)有車型的共線生產(chǎn)能力，并通過相關(guān)的試驗(yàn)驗(yàn)證以及借助虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)手段，對(duì)車身造型創(chuàng)意的感知誤差狀態(tài)、可制造性和可實(shí)施性進(jìn)行預(yù)判和分析，包括進(jìn)行造型草圖概念分析，車身初步造型面（CAS）的分縫結(jié)構(gòu)、零部件結(jié)構(gòu)的分塊分析和棱線對(duì)齊、尺寸公差控制策略與控制方案的系統(tǒng)分析，并在最后確定造型方案的基礎(chǔ)上，結(jié)合公司標(biāo)準(zhǔn)尺寸技術(shù)規(guī)范（DTS）以及整車開發(fā)目標(biāo)，進(jìn)一步確定和規(guī)范功能、美學(xué)、用戶感知要求與幾何精度之間的關(guān)系。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段，配合車身、內(nèi)外飾、電器、底盤、智能化系統(tǒng)和動(dòng)力系統(tǒng)專業(yè)完成車身、大總成及零部件的定位基準(zhǔn)設(shè)計(jì)、幾何公差設(shè)計(jì)、精度控制工藝設(shè)計(jì)、驗(yàn)證及優(yōu)化、公差標(biāo)注（GD&T）工作。[3]

2? ? 尺寸同步工程的流程

尺寸同步工程分析的對(duì)象有造型數(shù)據(jù)、斷面、產(chǎn)品數(shù)據(jù)、工藝方案，制造工程（ME）部門根據(jù)發(fā)布的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行SE分析，并向研發(fā)部門提出工程變更請(qǐng)求（ECR，Engineering Change Request），按照開發(fā)階段和數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)開展對(duì)應(yīng)的評(píng)審工作流程如圖1，依據(jù)《ECR編號(hào)規(guī)則》、《造型數(shù)據(jù)尺寸工程審查標(biāo)準(zhǔn)》、《斷面尺寸工程審查標(biāo)準(zhǔn)》、《**車型DTS》、《尺寸生產(chǎn)要件書》、《尺寸工程歷史問題清單》等文件。

尺寸同步工程工作嚴(yán)格遵循項(xiàng)目主計(jì)劃和數(shù)據(jù)發(fā)布計(jì)劃，對(duì)涉及造型、系統(tǒng)選型、工廠工藝能力等關(guān)鍵制約問題，特別是可能帶來風(fēng)險(xiǎn)和成本增加的問題，務(wù)必在窗口期內(nèi)盡早提出；為確保解決方案的準(zhǔn)確性和有效性開展全面對(duì)標(biāo)分析，并通過問題逐級(jí)升級(jí)來推動(dòng)尺寸專業(yè)意見的落地。同時(shí)，與研發(fā)部門保持充分溝通，保證ECR的文字和圖片清晰，優(yōu)化“問題提出”、“問題閉環(huán)”環(huán)節(jié)，提高問題解決的效率。對(duì)于清單中“維持現(xiàn)狀”的項(xiàng)目，應(yīng)征求工廠制造和質(zhì)量部門的評(píng)審意見，制定試制階段的驗(yàn)證計(jì)劃，根據(jù)驗(yàn)證結(jié)果決定問題最終處理方式。

3? ? 分析的主要內(nèi)容

3.1? ?造型數(shù)據(jù)分析

對(duì)CAS面和A面數(shù)據(jù)分析時(shí)的原則：以達(dá)成造型美學(xué)為前提，識(shí)別出影響外觀感知質(zhì)量和帶來尺寸匹配風(fēng)險(xiǎn)的問題，進(jìn)一步分解成7個(gè)維度，如圖2。根據(jù)造型數(shù)據(jù)的成熟度，結(jié)合工程數(shù)據(jù)分析、渲染模型和實(shí)物模型驗(yàn)證，逐步完成這7個(gè)維度的數(shù)據(jù)分析。其中老鼠洞指多個(gè)零件交匯于一點(diǎn)時(shí)，產(chǎn)生的局部視覺空洞，只有引起客戶不悅的情況才能定義為缺陷，可通過增加膠條、減小圓角、減小間隙、減少分塊等方式降低客戶識(shí)別敏感度；[4]視覺間隙與匹配零件的搭接形式、分縫位置、翻邊角度有關(guān)，對(duì)視覺間隙、測(cè)量間隙、工程間隙三者的統(tǒng)一性可關(guān)注后續(xù)的斷面設(shè)計(jì)[5]；尺寸定位可行性分析不僅包括定位結(jié)構(gòu)布置，還包括定位方案的實(shí)現(xiàn)，如前臉尺寸控制方案中“前蓋在關(guān)閉狀態(tài)下緊固一個(gè)螺栓”的要求。

3.2? ?斷面分析

斷面會(huì)體現(xiàn)零部件的匹配關(guān)系、定位或安裝點(diǎn)、工藝合理性等諸多設(shè)計(jì)要素，是指導(dǎo)車身及內(nèi)外飾設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。[6]斷面分為硬點(diǎn)斷面、主斷面、典型斷面，硬點(diǎn)斷面用于早期的架構(gòu)布置分析、人機(jī)工程總布置分析；主斷面是與造型表面相關(guān)或關(guān)鍵部位的斷面；典型斷面用于造型確定后進(jìn)行零部件間詳細(xì)結(jié)構(gòu)關(guān)系設(shè)計(jì)的斷面。尺寸專業(yè)根據(jù)斷面開發(fā)計(jì)劃和《重要零部件斷面審查標(biāo)準(zhǔn)清單》，將尺寸要求體現(xiàn)在主斷面和典型斷面上，作為造型、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的依據(jù)，它的檢查內(nèi)容主要有7個(gè)維度，見表1。

3.3? ?產(chǎn)品數(shù)據(jù)檢查

圍繞車身精度和DTS目標(biāo)，對(duì)產(chǎn)品數(shù)據(jù)進(jìn)行制造可行性分析，其問題檢出率主要依賴于過往項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)和點(diǎn)檢表，點(diǎn)檢表包括《尺寸生產(chǎn)要件書》、《尺寸歷史問題清單》。生產(chǎn)要件是對(duì)要因5M中關(guān)于（Material材料）而制定的要求事項(xiàng)，因產(chǎn)品設(shè)計(jì)而需導(dǎo)入設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中的內(nèi)容；制造要件對(duì)要因5M中關(guān)于（Man人、Machine工程/設(shè)備、Method方法、Measurement測(cè)量）而制定的要求事項(xiàng)，為了工藝、設(shè)備設(shè)計(jì)而需導(dǎo)入到技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中的內(nèi)容。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)前，工藝部門把現(xiàn)有的《生產(chǎn)要件書》、《制造要件書》提供給設(shè)計(jì)部門，促成產(chǎn)品與工藝相適應(yīng)。生產(chǎn)要件書可以按零件為單元化編制，也可以按工藝要求為單元化編制。

《尺寸生產(chǎn)要件書》由9個(gè)維度構(gòu)成，如圖3所示；進(jìn)一步對(duì)每個(gè)維度做歸納和展開，附上圖示和可量化的數(shù)據(jù)，一個(gè)維度形成一張表，其中通過性原則的內(nèi)容如表2所示。尺寸精致工藝經(jīng)過實(shí)踐評(píng)價(jià)分成7個(gè)維度，對(duì)產(chǎn)品數(shù)據(jù)做尺寸精致工藝檢查有別于對(duì)造型數(shù)據(jù)的檢查，重點(diǎn)關(guān)注避免看穿、避免不良特征外露、翻邊一致性的問題。

因各數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)的成熟度和要求都不一樣，本次研究中，從EBOM中選出車身和總裝關(guān)鍵零部件，根據(jù)要件書的維度和數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)的關(guān)注項(xiàng)制作了《**車型制造性分析點(diǎn)檢表》，如表3所示幾個(gè)外飾重點(diǎn)件在工程TG1版數(shù)據(jù)的點(diǎn)檢示例。

3.4? ?工藝方案檢查

尺寸聯(lián)合沖焊涂總四大工藝，從可制造性、可維修性出發(fā)，分析工藝、夾具、工裝對(duì)尺寸匹配的影響，將產(chǎn)品數(shù)據(jù)和圖紙轉(zhuǎn)化成穩(wěn)健的工藝方案，分析維度如表4。根據(jù)這些維度將典型案例匯總成《工藝方案檢查清單》，如沖壓工藝分析中“對(duì)單件上精度要求較高的孔做沖壓工序確認(rèn)”，焊裝工藝分析中“對(duì)前端模塊Z向基準(zhǔn)面尺寸保證做焊裝POPS確認(rèn)”。

4? ? 結(jié)語

“降本增效，提質(zhì)升級(jí)”是一項(xiàng)需要長(zhǎng)期堅(jiān)持并持續(xù)推進(jìn)的重要工作，它并非局限于技術(shù)創(chuàng)新層面，更依賴于我們常態(tài)化地總結(jié)與復(fù)盤工作方法，以及培養(yǎng)技術(shù)人員跨專業(yè)能力。通過對(duì)現(xiàn)有的點(diǎn)檢表進(jìn)行細(xì)化、量化和標(biāo)準(zhǔn)化的梳理，定期回顧歷史問題、吸收售后反饋與經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，并深入研究這些點(diǎn)檢表，有效降低了產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的常見錯(cuò)誤；此外為優(yōu)秀的技術(shù)人員提供輪崗機(jī)會(huì)、跨專業(yè)培訓(xùn)機(jī)會(huì)以及車展參觀機(jī)會(huì)，這些舉措顯著提升了同步工程階段所提出問題的數(shù)量和質(zhì)量。展望未來，我們將依托五化體系（既平臺(tái)化、模塊化、系列化、通用化、標(biāo)準(zhǔn)化）和人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新，進(jìn)一步推動(dòng)同步工程效率與質(zhì)量的提升。

參考文獻(xiàn)：

[1]冀晨超，陸好源.縮短整車研發(fā)周期的方法探討[J].時(shí)代汽車，2018（6）：25-27.

[2]施揚(yáng)，陳艷.整車開發(fā)制造技術(shù)同步工程標(biāo)準(zhǔn)化研究[J].時(shí)代汽車，2021（21）：138-139.

[3]李明，胡敏，龍從林等.尺寸工程的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].汽車工藝與材料，2023（3）：1-8.

[4]胡瑞，王輝，張朝歡.汽車外觀尺寸精致工藝研究[J].汽車科技，2021（03），148-151.

[5]陳曉偉，楊光照，袁春杰等.提升視覺間隙質(zhì)量的斷面設(shè)計(jì)[J].時(shí)代汽車，2020（8）：75-78.

[6]陸劍峰，傅建軒.汽車尺寸同步工程分析[J].汽車工程師，2020（1）：37-39.