NAM流程體系在汽車造型設(shè)計中的應(yīng)用

吳正翠，胡錦春，邢　瑜

NAM流程體系在汽車造型設(shè)計中的應(yīng)用

吳正翠1,2，胡錦春1，邢瑜2

（1.安徽江淮汽車股份有限公司技術(shù)中心，安徽合肥，230601；2.安徽建筑大學(xué)藝術(shù)學(xué)院，安徽合肥，230022)

汽車造型設(shè)計是一項重要、復(fù)雜且繁重的工作。本文首先簡要敘述了安徽江淮汽車公司自主研發(fā)的NAM (Now And Me)流程體系的基本概念和結(jié)構(gòu)。接著，基于NAM流程體系的指導(dǎo)思想，將汽車造型設(shè)計細(xì)分為四個階段、7個關(guān)鍵節(jié)點。最后，以江淮汽車為例，詳細(xì)闡述了汽車造型設(shè)計完整過程中的步驟、關(guān)鍵節(jié)點和注意事項等。以此說明NAM流程體系是一種從概念到產(chǎn)品的研發(fā)流程管理技術(shù)，具有普適性和推廣性，可延伸到其他行業(yè)用于指導(dǎo)多種工業(yè)設(shè)計過程。

NAM流程體系，江淮汽車，造型設(shè)計，工業(yè)設(shè)計

0　引 言

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，汽車已經(jīng)逐漸從“奢侈品”轉(zhuǎn)變?yōu)榱恕吧畋匦杵贰薄Ｆ嚥粌H僅是代步工具或者生產(chǎn)工具，在物質(zhì)功能之上附加了精神功能，在一定的社會條件下還具有一定的社會功能[1]。造型能夠體現(xiàn)汽車外觀特點，是汽車評價中最直觀、最富有感染力的部分。汽車造型設(shè)計是科學(xué)與藝術(shù)的完美結(jié)合，既要滿足嚴(yán)苛的功能要求又要符合大眾的審美需求，包含了加工工藝、材料成型、結(jié)構(gòu)工程、電子技術(shù)等眾多學(xué)科，是技術(shù)與美學(xué)的和諧統(tǒng)一[1-2]。因此，汽車造型設(shè)計是一項非常重要、復(fù)雜且繁重的工作。

汽車的整車研發(fā)周期一般為34~40個月，其中造型設(shè)計周期大約12~15個月[3]。從最初的立項時提出的約束條件和市場需求，到最后量產(chǎn)上市時是否還仍然適用，人們的審美觀有沒有變化，這些都是對市場部門、策劃部門和造型師們提出的最嚴(yán)苛挑戰(zhàn)，所以新產(chǎn)品的上市都是每一個汽車制造商爭分奪秒趕出來的。

近年來，安徽江淮汽車股份有限公司基于市場競爭和企業(yè)發(fā)展的需要，結(jié)合國內(nèi)外同行先進經(jīng)驗，開發(fā)了一種研發(fā)管理方法——NAM (Now And Me)流程體系[4-8]，用于指導(dǎo)汽車整車從概念到量產(chǎn)上市的全過程。本文側(cè)重于NAM流程體系在汽車造型設(shè)計中的具體應(yīng)用。

1　NAM流程體系定義

NAM (Now And Me)流程體系，是依據(jù)流程和標(biāo)準(zhǔn)，從現(xiàn)在做起，從我做起，將復(fù)雜的整車產(chǎn)品及過程開發(fā)按照縱向異步（將新產(chǎn)品開發(fā)工作分解為不同層次的任務(wù)，通過減弱各開發(fā)層次間的依賴關(guān)系，重用已有的功用基礎(chǔ)模塊，實現(xiàn)技術(shù)開發(fā)與產(chǎn)品開發(fā)的分離）和橫向同步（將新品開發(fā)中包括供應(yīng)商以及內(nèi)部采購、生產(chǎn)、銷售、財務(wù)等系統(tǒng)在內(nèi)的跨部門同時協(xié)作開發(fā)，提高項目管理的效率）逐級分解，形成若干個最小技術(shù)單元及節(jié)點交付物，并建立相應(yīng)的基于節(jié)點門審核的交付物評價體系，以精準(zhǔn)的過程管理保障產(chǎn)品的實現(xiàn)。

它是一種從概念到產(chǎn)品的研發(fā)流程管理技術(shù)，具有普適性和推廣性，即在保持基本原理不變的前提下，通過適應(yīng)性的調(diào)整（節(jié)點門的設(shè)定、階段的劃分、領(lǐng)域的定義等）延伸到其他行業(yè)。

圖1　NAM流程體系與汽車造型設(shè)計關(guān)系

2　NAM流程體系結(jié)構(gòu)

NAM流程體系以軸向圖（→）表示流程的方向，流程的起點為產(chǎn)品的“概念”，終點是目標(biāo)“產(chǎn)品”。以“◆”表示研發(fā)流程中的節(jié)點門（Gate），是過程中的決策和審核點。

完整的NAM流程體系共分為七大階段和14個節(jié)點門[8]。與汽車造型設(shè)計工作相關(guān)的流程主要包括4個階段和7個節(jié)點門，如圖1所示。其中，階段與節(jié)點門的名稱見表1。

表1　NAM流程體系典型的階段與節(jié)點門

3　汽車造型設(shè)計主要步驟

基于NAM流程體系，汽車造型設(shè)計主要從G0門開始，到G6門結(jié)束。表2為NAM流程中造型人員在各節(jié)點門中需要提交的交付物一覽表。下面以江淮和悅汽車為例，詳細(xì)說明汽車造型設(shè)計的完整步驟。

3.1產(chǎn)品規(guī)劃階段(PP)

在G0門和G1門之間 ，處于產(chǎn)品規(guī)劃階段(PP)。在此階段，首先依據(jù)先期的產(chǎn)品線規(guī)劃及相關(guān)市場信息，開展立項可行性研究，明確產(chǎn)品的定位及基本指標(biāo)。造型設(shè)計人員接到造型開發(fā)指令后，進行信息整合，開展前期的概念搜集、頭腦風(fēng)暴、關(guān)鍵詞提煉，形成大量的設(shè)計草圖；再從中甄選出若干優(yōu)秀的方案進行優(yōu)化、細(xì)化，最終形成五至六個方向的內(nèi)、外飾效果圖供客戶與公司領(lǐng)導(dǎo)評審。在產(chǎn)品規(guī)劃階段，主要造型設(shè)計過程包括：

表2　造型人員交付物一覽表

3.1.1草圖的制作

設(shè)計草圖最初一定是手繪的。雖然現(xiàn)在電腦技術(shù)(手繪屏)很先進，但是手繪草圖是必不可少的環(huán)節(jié)，只有當(dāng)手中的筆在紙上繪出腦海中想要的曲線時，設(shè)計師才能更清楚地理解設(shè)計的初衷。因此，手繪草圖是打開設(shè)計思路的基本手段，是開展設(shè)計工作的重要開端。

首先是大量草圖的繪制。設(shè)計師圍繞一個主題繪出幾十甚至上百張草圖，只有大量的草圖才能明確設(shè)計意圖，找到滿意的線條和形面。接著，所有設(shè)計草圖集合在一起，進行數(shù)量龐大的草圖海選，被甄選出來的草圖會進入下一輪的更加詳細(xì)、深入的草圖繪制。最后，再進行評審，最終選定五至六款方案，進行后續(xù)的效果圖繪制。圖2(a)是手繪的汽車內(nèi)飾草圖。

3.1.2效果圖的繪制

以前期繪制的草圖為基礎(chǔ)，在電腦上利用專業(yè)軟件進行上色。一般外飾效果圖包括前34視圖、后34視圖、正側(cè)視圖、34TOP視圖，內(nèi)飾效果圖包括右側(cè)34視圖、左側(cè)34視圖、34TOP視圖。圖2(b)為完成的汽車內(nèi)飾效果圖。

圖2　產(chǎn)品規(guī)劃階段(PP)交付物

3.2 產(chǎn)品策劃階段(PDP)

接著是產(chǎn)品策劃階段(PDP)，即在G1門和G2門之間。此階段，造型人員與工程團隊進行多輪的研討與修改，形成最終的效果圖方案。與此同時，造型CAS(Computer Aided Styling)團隊制作首輪的CAS數(shù)據(jù)并在G2門時提供內(nèi)、外CAS1數(shù)據(jù)和內(nèi)、外物理模型1(PH1)，供相關(guān)部門進行評審和校核。圖3為PDP的交付物。

圖3　產(chǎn)品策劃階段(PDP)交付物

3.2.1自由曲面的制作

效果圖方案選定后，數(shù)據(jù)設(shè)計師開始最初的CAS1制作。以前一般是由設(shè)計師在墻上用黑膠帶貼出1:1的三視膠帶圖，分別是正前視圖、正后視圖、正側(cè)視圖，再提供給油泥模型師，進行油泥模型的制作?，F(xiàn)在，數(shù)據(jù)設(shè)計師制作一版最初的CAS1后，會同造型設(shè)計師一起將二維的效果圖盡可能貼切地用三維的曲面表達(dá)出來，再提供給五軸冼加工中心，進行最初的模型冼削。圖3(a)為電腦制作的三維自由曲面。

3.2.2油泥模型的制作

基于CAS1數(shù)據(jù)，五軸冼加工中心會制作第一輪的物理模型1(PH1)，再由設(shè)計師和模型師一起進行修改和精加工，最終得到設(shè)計師想要的效果。圖3(b)為制作好的油泥模型。制作好的PH1，需經(jīng)過兩、三輪的評審與修改后，對物理模型1進行噴粉打點掃描。

3.2.3點云的掃描

PH1完成后，會進行掃描，將實物模型的參數(shù)再采集到電腦中，提供給設(shè)計師及CAS數(shù)據(jù)設(shè)計師，進行后續(xù)的CAS2數(shù)據(jù)制作。圖3(c)是PH1完成后點云的掃描過程。

3.3造型開發(fā)階段(SD)

造型開發(fā)階段包括G2門至G5門，是汽車造型設(shè)計最關(guān)鍵的階段。G3門要求造型小組提供內(nèi)、外CAS2數(shù)據(jù)和內(nèi)、外物理模型2(PH2)；G4門提供外、內(nèi)B面數(shù)據(jù)；G5門提供外、內(nèi)A面數(shù)據(jù)。圖4~圖7為SD的交付物。

3.3.1CAS2數(shù)據(jù)的制作

設(shè)計師將掃描的數(shù)據(jù)進行處理后，進行CAS2數(shù)據(jù)的制作。工程團隊基于CAS1和油泥模型，向造型設(shè)計師提出了更加精準(zhǔn)的約束條件，造型的重點將更加深入和注重細(xì)節(jié)的完善。CAS2數(shù)據(jù)完成后，經(jīng)過一到兩輪的校核和修改后，再進行物理模型2的制作。圖4為汽車外飾與內(nèi)飾的CAS2數(shù)據(jù)模型圖。

圖4　汽車外、內(nèi)飾的CAS2數(shù)據(jù)模型

3.3.2物理模型2的制作

如圖5所示，物理模型2(PH2)為硬質(zhì)模型，其效果已經(jīng)非常接近真車效果，但不易修改。外飾模型表面需要打磨拋光后噴漆，門把手、劈水條等細(xì)節(jié)部件用快速成型設(shè)備進行制作，然后打磨拋光后噴漆或電鍍處理，再組裝到車身上。外飾中重點關(guān)注的部件是前后大燈、霧燈、高位剎車燈、轉(zhuǎn)向燈、回復(fù)反射器等精細(xì)的功能件，這些部件對于整車來說至關(guān)重要，其功能重要，細(xì)節(jié)精致、制作難度大，法規(guī)行規(guī)約束條件嚴(yán)苛，造型部門甚至?xí)为毘闪ｉT的工作小組來進行設(shè)計制作工作。內(nèi)飾模型的顏色、材質(zhì)、皮紋都和真車效果一樣，所有細(xì)節(jié)都用快速成型的設(shè)備制作出來并進行打磨、噴漆等后處理，然后組裝到模型上，如座椅按照真車H點（及駕乘人員坐在車內(nèi)臀部與椅面相結(jié)合后的位置點）的位置制作到位，座椅面料會精心選擇與整車內(nèi)飾風(fēng)格相匹配的面料進行包覆，與整車內(nèi)飾一同進行評審。

圖5　汽車外、內(nèi)飾的物理模型2

3.3.3B面的制作

在CAS標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，B面需要滿足以下要求：

(1) 所有外造型曲面分塊、分縫、面差，脫模方向及角度等信息均需在B級曲面上有明確體現(xiàn)；

(2) 所有曲面應(yīng)滿足0.01 mm的位置公差，0.15o的角度公差，并最低可達(dá)到相切連續(xù)，可以縫合；

(3) B級曲面數(shù)據(jù)須能滿足結(jié)構(gòu)、工藝工程的要求，對所有問題點均需有明確解決方案；

(4) 輸出的B面數(shù)據(jù)須整潔無誤， 每個分塊為一層，區(qū)分以不同顏色。

圖6是在CAS2數(shù)據(jù)和PH2的基礎(chǔ)上，制作完成的汽車外、內(nèi)飾的B面造型。

圖6　汽車外、內(nèi)飾的B面造型

3.3.4 A面的制作

在B面標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，A面通常需要滿足以下要求：

(1) A級曲面數(shù)據(jù)必須能滿足量產(chǎn)情況下結(jié)構(gòu)、工藝工程、脫模的要求；滿足量產(chǎn)情況下不同紋理導(dǎo)致的特殊處理要求；

(2) 所有曲面應(yīng)滿足0.005 mm的位置公差，0.1o的角度公差，并可達(dá)到曲率連續(xù)，可以縫合；

(3) 曲面控制點排列工整，高光線檢查無折皺現(xiàn)象，高光變化均勻美觀；

(4) 輸出的A面數(shù)據(jù)須與量產(chǎn)的產(chǎn)品外表型面一致。

圖7為在B面模型的基礎(chǔ)上完成的汽車外、內(nèi)飾的A面造型效果。

3.4 設(shè)計開發(fā)階段(DD)

在G5門和G6門，處于設(shè)計開發(fā)階段(DD)。產(chǎn)品設(shè)計部門根據(jù)造型相關(guān)數(shù)據(jù)開展詳細(xì)設(shè)計工作，并輸出同步工程(SE)、模具設(shè)計、凍結(jié)數(shù)模(NC)等各種用途的數(shù)模及相關(guān)技術(shù)文件[9]，同時工藝及相關(guān)部門通過數(shù)模DR復(fù)審及CAE分析等輔助工作，完成3D數(shù)模的最終制作以及工藝工裝的前期準(zhǔn)備。在G5門時，造型部提供外、內(nèi)飾A面數(shù)據(jù)，此時大的問題都已經(jīng)在CAS階段解決了，只是工藝上的局部調(diào)整，以及造型B面到A面細(xì)節(jié)的視覺調(diào)整，曲面曲率的調(diào)整、連續(xù)性的調(diào)整，精致細(xì)節(jié)的完善等工作。G6門在提交最終A面之后，還有一輪最終的模型驗證，提供外飾驗證模型與外驗證模型評審報告，和內(nèi)飾系統(tǒng)CNC模型造型評審報告以及顏色皮紋選定報告。

至此，造型團隊在NAM流程中所需提供的交付物已經(jīng)全部完成，后續(xù)還有大量的工程、工藝、結(jié)構(gòu)工作，以及試制、試驗、調(diào)試等等，一輛整車從設(shè)計開發(fā)到最終的量產(chǎn)，凝聚了團隊內(nèi)成千上萬人的汗水和智慧。雖然到G6門造型介入基本結(jié)束，但實際工作中還有大量的后續(xù)配套工作需要跟蹤，有時還會面臨工程問題不能攻克，需要從造型反復(fù)，重新開始。

4　主要結(jié)論

（1）NAM流程體系，是將復(fù)雜的整車研發(fā)過程按照縱向異步和橫向同步逐級分解，形成若干個最小技術(shù)單元及節(jié)點交付物，并建立相應(yīng)的評價體系保障產(chǎn)品的實現(xiàn)。

（2）NAM流程體系將汽車造型設(shè)計工作主要分為四大階段(PP、PDP、SD、DD)，包括7個節(jié)點門（G0~G6）。其中造型開發(fā)階段（SD，包括G2門至G5門），是汽車造型設(shè)計最關(guān)鍵的階段，交付物為內(nèi)、外飾的CAS2、PH2、B面和A面數(shù)據(jù)。

（3）NAM流程體系成功應(yīng)用于汽車造型設(shè)計工作，說明這種從概念到產(chǎn)品的研發(fā)流程管理技術(shù)，在保持基本原理不變的前提下，通過適應(yīng)性的調(diào)整（節(jié)點門的設(shè)定、階段的劃分、領(lǐng)域的定義等）可延伸到其他行業(yè)，指導(dǎo)多種工業(yè)設(shè)計過程。

[1]王惠軍. 汽車造型設(shè)計[M]. 北京:國防工業(yè)出版社,2007.

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[4]李洪偉. 淺析基于NAM流程下新產(chǎn)品的成本管控[J].汽車實用技術(shù),2015(10):138-141.

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Application of NAM flow system to automobile modeling design

WU Zhengcui1,2, HU Jinchun1, XING Yu1
(1.Technical Center, Anhui Jianghuai Automobile Co., Ltd. Hefei, 230601, Anhui, PR China; 2. School of arts, Anhui Jianzhu University, Hefei, 230022, Anhui, PR China)

Design of automobile modeling is a very important, complex and heavy work. In this paper, the basic conception and framework of NAM (Now And Me) flow system, which belongs to the unique inherited enterprise culture of Anhui Jianghuai Automobile Co., Ltd. (JAC), has been briefly described firstly. And then, Based on guidance idea of the NAM flow system, the whole process of automobile modeling design is divided into four stages and seven key joints. Finally with an example of JAC’s car, all of the design of automobile modeling is elaborated, including the procedure, key node, announcements and so on. In summary, NAM flow system can be safe and efficient for modeling design of automobile. NAM flow system is a technique about management of research and development process from concept to product. It has the characteristic of universality and extension and can be applied to other industrial design process.

NAM flow system, JAC automobile, modeling design, industrial design.

TP277

A

2095-8382(2016)03-081-06

10.11921/j.issn.2095-8382.20160317

2016-01-14

國家科技支撐計劃項目（2013BAG13B01）

吳正翠(1978-)，女，研究生，工程師，主要從事汽車造型設(shè)計工作。