汽車儀表板的模塊化設計

文_侯桂芳

汽車儀表板的模塊化設計

文_侯桂芳

汽車儀表板模塊化設計是汽車生產企業(yè)面對挑戰(zhàn)的必由之路。只有規(guī)劃好模塊化開發(fā)管理、設計流程、集成裝配設計，實現(xiàn)高效、快捷、高品質產品的個性化設計，企業(yè)才能滿足市場競爭及用戶多元化需要。

1 前言

汽車儀表板是集成儀表、空調、安全氣囊及操縱件等零部件的綜合平臺，是汽車內飾中重要的功能件與裝飾件，在內飾中占據(jù)著顯耀的位置，既龐大又復雜。在早期的非模塊化設計時期，因用戶需求不同，汽車生產企業(yè)設計了大量的專用產品，不僅產品資源多，而且需要開發(fā)專用的工裝模具及專用生產線，這種重復性制造模式使效率和收益都不理想。各汽車生產企業(yè)都在儀表板設計方面不斷創(chuàng)新，努力打造既安全又美觀，同時又滿足現(xiàn)代人對汽車功能及發(fā)展趨勢的個性化產品，力爭以最短的開發(fā)周期與最低的制造成本搶占市場。因此，儀表板的模塊化設計是汽車生產企業(yè)面對挑戰(zhàn)的必由之路。

2 模塊化開發(fā)管理流程

模塊開發(fā)項目劃分為概念、定義、工程開發(fā)及應用4個階段，管理歸口于產品管理部門，流程見圖1。

概念階段，產品管理部根據(jù)項目建議，召開啟動判定會，按業(yè)務范疇界定項目責任主體，下發(fā)項目時程計劃及概念定義計劃，編制模塊概念構想書。

定義階段，要完成技術、工藝、量產、采購、收益可行分析及法規(guī)符合性分析，形成可行性分析報告及技術規(guī)格書，完成報批、下發(fā)。至此，模塊化開發(fā)管理流程轉入開發(fā)設計階段。

開發(fā)階段，由項目管理部完成開發(fā)計劃下發(fā)并實施過程管控。最終交付質量評價報告。

應用階段，通過對模塊開發(fā)評價報告及整車應用建議，納入商品規(guī)劃并按整車開發(fā)流程進行應用開發(fā)。

模塊化開發(fā)具有可針對平臺、系統(tǒng)或部件模塊獨立開發(fā)，開發(fā)周期短、見效快等特點，為其在整車上的應用開發(fā)提供技術儲備。

3 開發(fā)設計流程

儀表板的開發(fā)設計遵循V流程開發(fā)模式，設計和驗證同步進行。即設計時按系統(tǒng)、總成到零部件模塊化設計順序；驗證時，從零部件、總成到系統(tǒng)逐級驗證。儀表板總成開發(fā)流程及關鍵評審節(jié)點見圖2。

企業(yè)應在概念階段植入模塊化設計理念，根據(jù)市場主要用戶群的需求分析、標桿研究、市場預測及法規(guī)研究，進行功能、性能及配置定義，規(guī)劃各系列平臺模塊。

在造型階段，設計人員應規(guī)劃儀表、空調操控面板、音響及開關控制區(qū)域邊界范圍，力爭讓每個系統(tǒng)都以模塊的形式出現(xiàn)，圖3為某產品儀表板總成模塊化設計圖，可滿足2種不同車身寬度的車型需要。

在結構設計階段，設計人員應實踐模塊化設計，盡可能地保證各子系統(tǒng)模塊采用相同的邊界與安裝方式，差異部分采取數(shù)量最少、結構最簡約的處理方式，以減少后續(xù)模具、制造及管理成本。圖3所示的2款儀表板，其A區(qū)、C區(qū)為相同的模塊設計，即駕駛員主操控區(qū)、儀表區(qū)、暖風操縱、音響區(qū)域、出風口只需開發(fā)一套，B區(qū)為差異化設計，表現(xiàn)為手套箱及中儲物盒設計。這樣2款儀表板總成，多數(shù)件為通用件設計，僅有2種手套箱作差異化設計。

圖4為某儀表板總成模塊化設計圖，其特征為相同車身寬度，不同的車型配置，其差異化設計表現(xiàn)在儀表板中下區(qū)域，上下2種模塊，組合為E～H共4種系列儀表板總成模塊，以適應2類車身地板形式、4種不同車型配置需求。其中E款、F款為同種車身地板形式；G與H款同屬一類車身地板形式。4個系列儀表板總成實現(xiàn)了大多數(shù)零部件的通用化設計原則，差異化設計僅存在于3個子模塊中。

4 儀表板的裝配集成設計

傳統(tǒng)的儀表板裝配是將車身線束與儀表板橫梁(CCB)裝配后，再固定到車身上，然后再將儀表板本體裝上去，再安裝音響、儀表、暖風、空調操控面板、手套箱、裙板等，在主裝配線上需10多個工序才能完成，耗時長，投入人力較大，由于采用流水線作業(yè)，裝配質量不穩(wěn)定，過程管控及成本投入較高。如果采用模塊化集成裝配設計，可實現(xiàn)跨系統(tǒng)的模塊化裝配。

集成裝配是將不同系統(tǒng)零部件分裝成一個裝配模塊，如圖5所示，先將儀表板圓管梁CCB、車身主線束、空調、風管、電器控制模塊、組合儀表、開關組等控制元件分裝為儀表板分裝總成(見圖6)，再在車身總裝線上安裝儀表板的其他附件。

經(jīng)過集成裝配設計，原來需要10多個工序完成的任務，因線下分裝或由供應商集成裝配后，到主機廠總裝線生產只需1～2個序就能夠完成。不僅縮短了流水線長度，提高了裝配生產效率，而且裝配精度大大提高，同時運營成本也會大大降低；總裝線生產又可安排不同的配置模塊，實現(xiàn)多品種產品同線生產；由于大線安裝工序始終保持一個模式，裝配質量易于控制，產品質量更穩(wěn)定。

5 結語

汽車儀表板的模塊化設計與管理，可以提供共享的設計平臺，約束零部件品種的無序膨脹，且由于開發(fā)時間、產品壽命周期和投資回報周期的迅速縮短，使整車制造成本更低、裝配質量更穩(wěn)定，提高了產品的市場競爭力。

(注：本文作者現(xiàn)就職于北京福田戴姆勒汽車有限公司技術中心車身所，為座艙系統(tǒng)高級主任師，研究方向汽車座艙系統(tǒng)舒適性與人機工程應用。作者1989年畢業(yè)于吉林工業(yè)大學，獲學士學位，現(xiàn)為高級工程師。)