現(xiàn)代汽車安全氣囊系統(tǒng)的開發(fā)流程

田國紅，武曉林，齊登科，孫立國

（遼寧工業(yè)大學(xué) 汽車與交通工程學(xué)院，遼寧 錦州 121000）

由于安全氣囊系統(tǒng)是一項(xiàng)涵蓋內(nèi)容較多的智能系統(tǒng)，氣囊系統(tǒng)的開發(fā)過程具有周期長、試驗(yàn)量大、費(fèi)用高等特點(diǎn)。氣囊系統(tǒng)開發(fā)的模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化等技術(shù)不但可以縮短開發(fā)周期，并且具有設(shè)計靈活、性能優(yōu)越可靠、降低成本等特點(diǎn)。分析，最后提供技術(shù)規(guī)范以及標(biāo)準(zhǔn)作為產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)依據(jù)。項(xiàng)目規(guī)劃階段流程圖如圖1所示。

圖1 項(xiàng)目規(guī)劃階段流程圖

1 項(xiàng)目策劃

項(xiàng)目策劃階段主要是由顧客和設(shè)計公司協(xié)商確定實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)原則以及期望達(dá)到的目的。項(xiàng)目策劃階段需要顧客提供有關(guān)碰撞試驗(yàn)和氣囊開發(fā)的數(shù)據(jù)。具體內(nèi)容包括以下3個方面：

實(shí)驗(yàn)矩陣：實(shí)驗(yàn)矩陣主要包括實(shí)車碰撞試驗(yàn)矩陣、臺車實(shí)驗(yàn)矩陣、OPP實(shí)驗(yàn)矩陣。實(shí)車碰撞的主要目的是模擬路上真實(shí)的交通事故中具有代表性的碰撞情形，評價人體各部分的傷害值是否滿足法規(guī)要求以及評價燃料的泄漏能否導(dǎo)致火災(zāi)和乘員空間是否過度變形等目的。

計算機(jī)模擬機(jī)：根據(jù)顧客提供的整車碰撞計算機(jī)碰撞模擬方法以及安全氣囊的開發(fā)要求，根據(jù)顧客提供的數(shù)據(jù)進(jìn)行安全氣囊的計算機(jī)模擬。

零部件性能的規(guī)范化：具體包括時鐘彈簧的規(guī)范，模塊以及ECU的規(guī)范，轉(zhuǎn)向盤以及線束規(guī)范。

產(chǎn)品的初步設(shè)計主要工作如下：①產(chǎn)品初步設(shè)計。根據(jù)顧客提供的設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)合計算模擬進(jìn)行產(chǎn)品初步設(shè)計，包括PAB模塊、DAB模塊、時鐘彈簧、線束等。②初步設(shè)計確認(rèn)。以實(shí)物樣件及設(shè)計文件為依據(jù)，包括：模塊與相關(guān)內(nèi)飾件裝配效果的符合性；模塊、時鐘彈簧、線束與相關(guān)部件裝配的便利性與可靠性。③線束長度的適應(yīng)性。在產(chǎn)品初步設(shè)計階段需要顧客提供數(shù)模以及圖紙等產(chǎn)品以作為設(shè)計依據(jù)，另外還需提供樣件以便于開發(fā)人員進(jìn)行模塊展開特性以及零部件裝配

2 產(chǎn)品設(shè)計

汽車安全氣囊系統(tǒng)產(chǎn)品設(shè)計：①控制系統(tǒng)開發(fā)。通過整車碰撞試驗(yàn)及抗干擾試驗(yàn)，取得車輛的碰撞特性抗干擾數(shù)據(jù)，進(jìn)行ECU參數(shù)的標(biāo)定。試驗(yàn)將按確定的試驗(yàn)矩陣進(jìn)行。②零部件設(shè)計。以模塊參數(shù)確定為基礎(chǔ)進(jìn)行模塊設(shè)計，其他結(jié)構(gòu)件的設(shè)計同時進(jìn)行。③設(shè)計確認(rèn)。在確定模塊參數(shù)及完成實(shí)車試驗(yàn)后、最后一次的滑臺試驗(yàn)報告供顧客確認(rèn)。在此期間需要顧客提供必要的技術(shù)支持，如工裝樣車、臺車實(shí)驗(yàn)樣件以及計算機(jī)仿真所需要的數(shù)據(jù)等產(chǎn)品設(shè)計階段從產(chǎn)品初步設(shè)計確認(rèn)、樣車、臺車、計算機(jī)仿真數(shù)據(jù)等完整提供為起點(diǎn)，到產(chǎn)品設(shè)計確認(rèn)為終點(diǎn)，其間包括產(chǎn)品設(shè)計、相關(guān)試驗(yàn)、樣件制作等工作，需要周期約為3個月。

3 過程開發(fā)

汽車安全氣囊系統(tǒng)過程開發(fā)：①生產(chǎn)環(huán)境的準(zhǔn)備。生產(chǎn)環(huán)境的確定階段包括場地平面布置與工藝流程設(shè)定。生產(chǎn)設(shè)備的引進(jìn)階段需要根據(jù)零部件生產(chǎn)需求，制定并組織相關(guān)設(shè)備的采購。工藝裝備設(shè)計開發(fā)階段包括模具的設(shè)計、檢具的設(shè)計以及袋體加工與模塊組裝工裝設(shè)計。此外，過程開發(fā)階段還包括樣件、試生產(chǎn)工藝文件編制與審核工藝裝備采購、原本材料采購以及外協(xié)、外購件的采購。②OTS樣件（首次樣件）確認(rèn)。模具等工藝裝備完成后，開發(fā)公司需制作安全氣囊系統(tǒng)模塊總成樣件，向顧客提交，以供顧客進(jìn)行確認(rèn)。③工裝樣件的最終確認(rèn)OTS樣件經(jīng)顧客確認(rèn)后，開發(fā)公司按技術(shù)要求，對模具等工藝裝備進(jìn)行表面、紋理處理，并制造樣件，供顧客確認(rèn)。

過程開發(fā)與產(chǎn)品設(shè)計是同時進(jìn)行，過程開發(fā)將不斷地給產(chǎn)品設(shè)計與開發(fā)提供支持，產(chǎn)品設(shè)計過程完善又是過程更改的依據(jù)。

4 產(chǎn)品與過程開發(fā)確認(rèn)階段

OTS樣件經(jīng)顧客確認(rèn)后，按ECU標(biāo)定的點(diǎn)火時刻進(jìn)行模塊參數(shù)的優(yōu)化試驗(yàn)，這項(xiàng)目試驗(yàn)是在計算機(jī)仿真配合下在臺車上進(jìn)行。①設(shè)計驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。工裝樣件得到顧客確認(rèn)后，開發(fā)公司需組織設(shè)計驗(yàn)證試驗(yàn)，以確定所開發(fā)的安全氣囊能否具有在各種環(huán)境下使用10年的壽命。DV試驗(yàn)周期大約1個月。②系統(tǒng)驗(yàn)證試驗(yàn)。使用匹配完成的安全氣囊系統(tǒng)零部件，在整車上進(jìn)行驗(yàn)證，驗(yàn)證的內(nèi)容有：粗糙路面、誤用條件下安全氣囊系統(tǒng)是否誤爆；法規(guī)要求的試驗(yàn)條件下安全氣囊對乘員的保護(hù)是否達(dá)到設(shè)計要求；在可能對乘員傷害的碰撞條件下，安全氣囊是否能可靠起爆。③法規(guī)實(shí)驗(yàn)與小批量試制。在DV試驗(yàn)與整車驗(yàn)證試驗(yàn)得到顧客確認(rèn)后，顧客應(yīng)組織進(jìn)行法規(guī)試驗(yàn)。在法規(guī)測試之后，開發(fā)公司需要組織小批生產(chǎn)。目的是檢查生產(chǎn)線的工序能力、設(shè)備能力能否滿足批量生產(chǎn)要求及產(chǎn)品質(zhì)量要求；對過程能力做以初始評估，為批量生產(chǎn)做準(zhǔn)備。④PV實(shí)驗(yàn)以及驗(yàn)證。在小批試制產(chǎn)品中進(jìn)行抽樣，進(jìn)行PV試驗(yàn)，以驗(yàn)證在現(xiàn)有工藝條件下所生產(chǎn)的產(chǎn)品能否穩(wěn)定地滿足設(shè)計要求，其試驗(yàn)周期大約為1個月。完成PV試驗(yàn)后，開發(fā)公司需要向顧客提交測試報告，得到顧客批準(zhǔn)后，轉(zhuǎn)入批量生產(chǎn)。

設(shè)計公司在批量生產(chǎn)后一個月內(nèi)，還需根據(jù)顧客的定單，制定生產(chǎn)計劃并且根據(jù)一個月的生產(chǎn)結(jié)果，進(jìn)行綜合分析，不斷地尋找影響產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)效率的因素，并做以改進(jìn)，提高生產(chǎn)的穩(wěn)定性。

5 結(jié)語

實(shí)驗(yàn)矩陣以及模塊化操作可以縮短產(chǎn)品設(shè)計階段的時間，降低實(shí)驗(yàn)場地購建成本，專用零件的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化的使用降低了零件購置的成本，節(jié)省實(shí)驗(yàn)設(shè)計階段時間；不同設(shè)計階段的交互統(tǒng)籌進(jìn)行可以使人力以及設(shè)備資源的利用率大大提高，從而使研發(fā)周期達(dá)到理想狀態(tài)；批量生產(chǎn)的穩(wěn)定性試驗(yàn)證明了氣囊系統(tǒng)批量生產(chǎn)的可行性，可以大大提高生產(chǎn)效率。