同步工程在自主汽車開(kāi)發(fā)階段的應(yīng)用

趙偉鵬，朱凱慶，趙宇馳

引言

目前，我國(guó)已成為汽車第一產(chǎn)銷大國(guó)，各大汽車廠商不斷加大新品開(kāi)發(fā)數(shù)量和速度。傳統(tǒng)的汽車新品開(kāi)發(fā)方式和研發(fā)周期已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足市場(chǎng)需求，能否高質(zhì)量的、低成本的、快速的研發(fā)出適應(yīng)市場(chǎng)的新品車型成為汽車企業(yè)成功的關(guān)鍵。20世紀(jì)90年代起，各大汽車公司已在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的各個(gè)環(huán)節(jié)中廣泛采用同步工程，一個(gè)全新轎車的開(kāi)發(fā)周期已從當(dāng)時(shí)48個(gè)月縮短至36個(gè)月左右，同時(shí)產(chǎn)品的質(zhì)量也得到很大提升。但在自主品牌汽車開(kāi)發(fā)中，目前尚未形成完整的汽車開(kāi)發(fā)同步體系。因此，建立系統(tǒng)的自主品牌汽車同步開(kāi)發(fā)方式成為贏取未來(lái)競(jìng)爭(zhēng)的必經(jīng)之路。

1、同步工程及特點(diǎn)

同步工程(SE，Synchronization Engineering or Simultaneous Engineering)，又稱并行工程。定義如下：“對(duì)整個(gè)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程產(chǎn)品的各個(gè)子系統(tǒng)同步開(kāi)發(fā)，產(chǎn)品與工藝、工裝的開(kāi)發(fā)，產(chǎn)品與質(zhì)量目標(biāo)同步規(guī)劃，使開(kāi)發(fā)者從概念開(kāi)始就考慮其他子系統(tǒng)的接口和需求，考慮后續(xù)工藝和工裝的水平和能力，考慮質(zhì)量目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)要求，即開(kāi)發(fā)時(shí)就考慮到整個(gè)產(chǎn)品生命周期內(nèi)的所有因素（包括質(zhì)量、成本、進(jìn)度和用戶要求）的一種系統(tǒng)方法。相比傳統(tǒng)的順序開(kāi)發(fā)，同步工程具有以下特點(diǎn)。

1.1 開(kāi)發(fā)過(guò)程并行性

通過(guò)成立項(xiàng)目組，從產(chǎn)品商品定義明確后各相關(guān)部門高度協(xié)調(diào)與集成，特別是要求設(shè)計(jì)和制造過(guò)程一體化：設(shè)計(jì)、制造、質(zhì)量控制、成本控制和銷售不再作為相互獨(dú)立過(guò)程，而應(yīng)作為系統(tǒng)的有機(jī)組成部分。由同步工程師牽頭，各專業(yè)部門并行開(kāi)展工作，縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期。

圖1可以明顯的看出對(duì)比傳統(tǒng)順序開(kāi)發(fā)流程同步工程的優(yōu)勢(shì)[1]。

1.2 開(kāi)發(fā)過(guò)程系統(tǒng)性、前瞻性

同步工程貫穿于整個(gè)生命周期各個(gè)方面，包括產(chǎn)品定位、市場(chǎng)需求、成本、性能、工藝性、質(zhì)量等，項(xiàng)目組要定期組織節(jié)點(diǎn)會(huì)，同時(shí)各專業(yè)人員及時(shí)提供各方面意見(jiàn)，以便系統(tǒng)考慮設(shè)計(jì)方案。把錯(cuò)誤和缺陷消除在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段，從而提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，降低后續(xù)開(kāi)發(fā)成本、制造成本及售后服務(wù)成本。

在一般的開(kāi)發(fā)方式下，問(wèn)題主要集中在試生產(chǎn)階段，此時(shí)由于進(jìn)度的要求和主體方案已定，很難從根本上更改，造成在車型正式量產(chǎn)時(shí)還遺留較多的問(wèn)題。這一階段的更改除了設(shè)計(jì)更改工作量大之外，還造成工裝的修改,甚至報(bào)廢。因此，這種方法的設(shè)計(jì)變更成本大，質(zhì)量不得不做出妥協(xié)，影響車型的正式上市時(shí)間。如果在車型的開(kāi)發(fā)過(guò)程中應(yīng)用了同步工程技術(shù)，那么問(wèn)題會(huì)提前在工程設(shè)計(jì)階段被發(fā)現(xiàn)，這一階段發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，更改工作主要是對(duì)數(shù)模和圖紙的更改。這種設(shè)計(jì)變更成本低，對(duì)進(jìn)度影響小，產(chǎn)品決策容易，利于產(chǎn)品的質(zhì)量?jī)?yōu)化。為后期的開(kāi)發(fā)工作節(jié)省了大量的時(shí)間，量產(chǎn)時(shí)遺留問(wèn)題也明顯比一般的開(kāi)發(fā)模式少[2]。

1.3 各部門工作協(xié)同與集成

傳統(tǒng)順序開(kāi)發(fā)模式各部門各司其職，存在嚴(yán)重隔閡，整個(gè)系統(tǒng)工作效率低下導(dǎo)致開(kāi)發(fā)周期加長(zhǎng)。在同步工程中，首先要拆掉隔閡高墻，改變傳統(tǒng)以工作職能區(qū)分的組織框架，設(shè)計(jì)、制造、質(zhì)量、銷售等不再作為獨(dú)立單元，作為項(xiàng)目組系統(tǒng)的有機(jī)組成通力合作，為了共同的項(xiàng)目目標(biāo)，各相關(guān)職能部門在開(kāi)發(fā)過(guò)程中遇到復(fù)雜問(wèn)題能夠及時(shí)溝通，尋求最佳解決方案。

2、建立自主同步開(kāi)發(fā)體系

現(xiàn)以某公司P28自主乘用車開(kāi)發(fā)項(xiàng)目為例，該車型在開(kāi)發(fā)中首次運(yùn)用自主建立的同步開(kāi)發(fā)體系，整個(gè)開(kāi)發(fā)周期（項(xiàng)目成立到量產(chǎn)）28個(gè)月，開(kāi)發(fā)費(fèi)用相比預(yù)算節(jié)約2000余萬(wàn)，后期設(shè)計(jì)變更比前期同類項(xiàng)目減少 1/3，一次性投放成功，取得顯著效果。

2.1 構(gòu)建產(chǎn)品研發(fā)組織結(jié)構(gòu)

在新品開(kāi)發(fā)中的組織結(jié)構(gòu)是建立自始至終領(lǐng)導(dǎo)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的總工程師制度，采用矩陣管理模式（表1），成員來(lái)自不同的專業(yè)部門（整車、車身、電器、底盤、發(fā)動(dòng)機(jī)、試驗(yàn)、成本、質(zhì)量、采購(gòu)），專業(yè)負(fù)責(zé)人主要對(duì)項(xiàng)目起支持、資源調(diào)配、人員管理職能。項(xiàng)目總工程師則負(fù)責(zé)關(guān)注產(chǎn)品，不用負(fù)責(zé)行政或管理工程師們。矩陣型組織技術(shù)骨干可以共享，同時(shí)可以并行開(kāi)發(fā)數(shù)個(gè)項(xiàng)目。但該結(jié)構(gòu)存在以下問(wèn)題：

（1） 成員來(lái)自不同職能部門，存在互相推諉責(zé)任的現(xiàn)象，使得某些綜合性問(wèn)題難以解決。（2）項(xiàng)目總師沒(méi)有行政考核權(quán)利，導(dǎo)致項(xiàng)目進(jìn)度受影響。（3） 設(shè)計(jì)師專注產(chǎn)品不能與同步開(kāi)發(fā)供應(yīng)商有效的進(jìn)行溝通交流。

對(duì)于上述問(wèn)題,通過(guò)下面3種方式來(lái)解決：

（1）成立同步工程技術(shù)部門，同步工程師按照項(xiàng)目及專業(yè)明確分工，選擇具有相關(guān)專業(yè)特長(zhǎng)的或具備相關(guān)開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)的人員，同步工程師不僅要負(fù)責(zé)專業(yè)與供應(yīng)商的開(kāi)發(fā)同步工作，同時(shí)也要肩負(fù)起各專業(yè)之間的協(xié)調(diào)與同步工作。時(shí)刻關(guān)注項(xiàng)目節(jié)點(diǎn)，確保項(xiàng)目進(jìn)度及質(zhì)量[3]。

（2）建立系統(tǒng)的項(xiàng)目考核體系，根據(jù)項(xiàng)目主計(jì)劃分解出各專業(yè)詳細(xì)的月度及周工作計(jì)劃，并以項(xiàng)目組的名義進(jìn)行節(jié)點(diǎn)考核。

（3）建立供應(yīng)商同步開(kāi)發(fā)交流機(jī)制，在項(xiàng)目開(kāi)發(fā)前期，由同步工程師組織設(shè)計(jì)、質(zhì)量、成本、采購(gòu)與供應(yīng)商進(jìn)行有效的技術(shù)及商務(wù)交流。

表1 矩陣式開(kāi)發(fā)組織結(jié)構(gòu)

2.2 規(guī)范同步開(kāi)發(fā)流程

該公司的前期項(xiàng)目的同步工作主要是由設(shè)計(jì)人員擔(dān)當(dāng)，這樣導(dǎo)致設(shè)計(jì)人員無(wú)法專注產(chǎn)品方案，同時(shí)每個(gè)設(shè)計(jì)師對(duì)項(xiàng)目進(jìn)度及需求把握不一致，造成項(xiàng)目開(kāi)發(fā)過(guò)程混亂，部門之間存在較大差異，沒(méi)有形成統(tǒng)一口徑的統(tǒng)籌管理。

通過(guò)建立專門的同步工程技術(shù)室，同步工程師必須具備豐富的整車項(xiàng)目開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)及產(chǎn)品工藝知識(shí)，能夠建立起各專業(yè)部門之間及專業(yè)與供應(yīng)商之間的關(guān)系，統(tǒng)一負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)解決設(shè)計(jì)部門與供應(yīng)商之間的問(wèn)題，從而保障在整個(gè)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中信息傳遞的準(zhǔn)確性。根據(jù)項(xiàng)目主計(jì)劃制定了同步開(kāi)發(fā)流程，規(guī)范了各個(gè)節(jié)點(diǎn)的輸入輸出文件，其中流程的主線如圖2所示：

2.3 實(shí)現(xiàn)供應(yīng)商同步開(kāi)發(fā)

產(chǎn)品80%的成本由設(shè)計(jì)師在產(chǎn)品的概念開(kāi)發(fā)和詳細(xì)開(kāi)發(fā)階段中決定了[4]。實(shí)際上,在這一階段的設(shè)計(jì)變動(dòng)是最容易實(shí)現(xiàn)的,也是花費(fèi)最少的,但對(duì)產(chǎn)品成本的影響又是最大的。 同時(shí)整車廠 70%以上的零部件都是外購(gòu)的[5]，因此供應(yīng)商平臺(tái)的搭建尤為重要。

2.3.1 搭建全價(jià)值鏈供應(yīng)商平臺(tái)

通過(guò)零部件供應(yīng)商交流、考察、QCDD（質(zhì)量、成本、周期、技術(shù)）評(píng)價(jià)，建立具有核心競(jìng)爭(zhēng)力的專用件供應(yīng)商平臺(tái)；對(duì)進(jìn)入平臺(tái)的供應(yīng)商實(shí)施分級(jí)管理，根據(jù)QCDD評(píng)價(jià)結(jié)果分級(jí)：A級(jí)供應(yīng)商（80-100分）優(yōu)先咨詢；B級(jí)（70-80分）須進(jìn)一步幫扶，逐步提高至A級(jí)，C級(jí)（60-70分）列入幫扶計(jì)劃，不能提升B級(jí)的逐步淘汰，D級(jí)（60分一下）逐步淘汰，退出供應(yīng)商平臺(tái)。

2.3.2 采用客座工程師制度，供應(yīng)商提前介入產(chǎn)品開(kāi)發(fā)

在這一階段中，品定義時(shí)就開(kāi)展同類件供應(yīng)商交流，充分學(xué)習(xí)吸收供應(yīng)商現(xiàn)有產(chǎn)品方案及經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)采用供應(yīng)商常駐工程師制度，開(kāi)發(fā)前期就讓供應(yīng)商設(shè)計(jì)人員常駐到主機(jī)廠技術(shù)中心共同參與產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，通過(guò)同步供應(yīng)商富有開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)團(tuán)隊(duì)提前參與開(kāi)發(fā)過(guò)程，快速提出相關(guān)的建議，快速優(yōu)化設(shè)計(jì)。

舉例（1）：某車型全景天窗開(kāi)發(fā)：全景天窗在該公司屬于首次應(yīng)用，在概念設(shè)計(jì)階段就讓供應(yīng)商介入，原始設(shè)計(jì)方案屬于全新開(kāi)發(fā)，開(kāi)發(fā)周期為2年，開(kāi)發(fā)費(fèi)用1200萬(wàn)，模具費(fèi)用1500萬(wàn)，通過(guò)交流，供應(yīng)商有一款尺寸、結(jié)構(gòu)、功能相近的產(chǎn)品可以沿用，因此，通過(guò)供應(yīng)商及主機(jī)廠同步開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)，讓主機(jī)廠白車身車頂按照供應(yīng)商相近的現(xiàn)有產(chǎn)品匹配設(shè)計(jì)，同時(shí)供應(yīng)商現(xiàn)有產(chǎn)品適應(yīng)性修改，開(kāi)發(fā)周期縮短至 10個(gè)月，開(kāi)發(fā)費(fèi)50萬(wàn)，模具費(fèi)用為0，同時(shí)產(chǎn)品的質(zhì)量已經(jīng)過(guò)市場(chǎng)驗(yàn)證。通過(guò)供應(yīng)商提前參與設(shè)計(jì)，縮短開(kāi)發(fā)周期，降低開(kāi)發(fā)費(fèi)用，確保產(chǎn)品質(zhì)量，取得了明顯的效果。

舉例（2）：某車型后視鏡設(shè)計(jì)視野分析，原始設(shè)計(jì)中，初始視野位置成像偏右，存在死角及視野不足現(xiàn)象，通過(guò)供應(yīng)商同步開(kāi)發(fā)分析后，在產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)階段及時(shí)發(fā)現(xiàn)該問(wèn)題，將后視鏡支架角度左偏3°，見(jiàn)圖3，實(shí)現(xiàn)了視野居中成像，并提前消除質(zhì)量隱患。

2.3.3 產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與工藝設(shè)計(jì)同步

產(chǎn)品數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)階段即開(kāi)展沖壓、焊裝、涂裝、總裝工藝分析，采用CAE及模流分析軟件驗(yàn)證方案可行性，提前發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)問(wèn)題，并修改。如圖4 某產(chǎn)品副儀表板，產(chǎn)品完成數(shù)模設(shè)計(jì)后，立即同步開(kāi)展工藝分析，通過(guò)模流分析，發(fā)現(xiàn)該產(chǎn)品滑塊運(yùn)動(dòng)方向有局部倒扣，影響脫模，因此及時(shí)提出倒扣部分做減膠拔模1度，避免后期設(shè)變引起的質(zhì)量、成本、進(jìn)度問(wèn)題。

3、結(jié)論

汽車新品開(kāi)發(fā)是一個(gè)系統(tǒng)工程，在同步工程的實(shí)施中，實(shí)現(xiàn)了創(chuàng)意構(gòu)想、性能目標(biāo)、設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)同步、量產(chǎn)工藝、成本分析、試驗(yàn)驗(yàn)證與質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)分析評(píng)估同步，通過(guò)同步工程在自主汽車開(kāi)發(fā)階段的實(shí)施進(jìn)一步證明，采用同步工程的方法明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的順序開(kāi)發(fā)，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）自主同步開(kāi)發(fā)體系的應(yīng)用明顯縮短零部件開(kāi)發(fā)周期，降低開(kāi)發(fā)費(fèi)用，提高開(kāi)發(fā)質(zhì)量。

（2）同步工程在自主車型產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段就讓供應(yīng)商參與同步開(kāi)發(fā)，將設(shè)計(jì)最優(yōu)化，工藝同步化，制造變更最小化。

（3）工藝同步中，充分運(yùn)用CAE仿真及模流分析軟件，快速驗(yàn)證工藝可行性，同時(shí)準(zhǔn)確提出修改方向及建議，確保產(chǎn)品QCDP(質(zhì)量、成本、周期、性能)目標(biāo)達(dá)成。

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