汽車車身輕量化管理要點(diǎn)與思考

駱建麗，陳曉鋒，李程，李建華，高增輝

（奇瑞汽車股份有限公司，安徽 蕪湖 241009）

汽車車身輕量化管理要點(diǎn)與思考

駱建麗，陳曉鋒，李程，李建華，高增輝

（奇瑞汽車股份有限公司，安徽 蕪湖 241009）

在汽車車身開(kāi)發(fā)中，輕量化設(shè)計(jì)是非常重要的環(huán)節(jié)，不僅可以節(jié)省開(kāi)發(fā)成本，還能提升產(chǎn)品水平和競(jìng)爭(zhēng)力。輕量化開(kāi)發(fā)不是簡(jiǎn)單的減重，是性能、安全、成本綜合平衡的結(jié)果?；谝恍┸囆烷_(kāi)發(fā)過(guò)程，總結(jié)了輕量化管理流程、過(guò)程控制、路徑與案例分析等，系統(tǒng)描述了輕量化開(kāi)發(fā)的管理思路和要點(diǎn)。

汽車車身；輕量化；輕量化管理

CLC NO.: U461.99 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)19-209-03

前言

在車身輕量化開(kāi)發(fā)的道路上，許多主機(jī)廠對(duì)輕量化的都有各自的研究，輕量化技術(shù)已成為汽車企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。本文根據(jù)多款車型開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)，將輕量化設(shè)計(jì)過(guò)程更加系統(tǒng)的整理和總結(jié)，結(jié)合本公司車身開(kāi)發(fā)流程，明確輕量化管理的要點(diǎn)，主要從以下幾方面詳細(xì)介紹：管理流程、路徑分析、過(guò)程監(jiān)控、數(shù)據(jù)曲線分析等。

1 車身輕量化管理流程

車身開(kāi)發(fā)流程P3前分三個(gè)階段，可行性研究、概念設(shè)計(jì)、工程設(shè)計(jì)，如圖1：

圖1 輕量化開(kāi)發(fā)流程圖

車身輕量化管理流程主要針對(duì)在研產(chǎn)品，此階段產(chǎn)品輕量化的效益最大，管理內(nèi)容最多，輕量化效果最明顯，當(dāng)然仍可用于在產(chǎn)車型。

2 車身輕量化路徑規(guī)劃

2.1 路徑規(guī)劃

對(duì)于車身來(lái)說(shuō)，主要路徑為材料、結(jié)構(gòu)、工藝等方面，在保證強(qiáng)度、安全等性能的前提下盡可能的減重，經(jīng)過(guò)多項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)的積累，主要規(guī)劃路徑如圖2所示：

圖2 車身輕量化路徑

2.2 案例分析

通過(guò)對(duì)2011-2017年間歐系、日韓系、美系等車系的研究發(fā)現(xiàn)，輕量化系數(shù)區(qū)間、平均輕量化系數(shù)均呈下降趨勢(shì)，輕量化設(shè)計(jì)越來(lái)越得到應(yīng)用。

細(xì)分路徑統(tǒng)計(jì)結(jié)果如圖3所示（其中邊界輕量化為0），整體路徑統(tǒng)計(jì)如圖4：

圖3 細(xì)分輕量化路徑應(yīng)用數(shù)量

圖4 整體輕量化路徑應(yīng)用占比

由圖3路徑（細(xì)分）排序：A1高強(qiáng)鋼、A2鋁合金、D2框架優(yōu)化、C2結(jié)構(gòu)優(yōu)化；

由圖4路徑（整體）排序：A材料、B工藝、D框架、C結(jié)構(gòu)。

從路徑分析看出，整體上各系均以材料輕量化作為主要路徑，其他路徑側(cè)重各不相同，如歐系對(duì)工藝、框架輕量化應(yīng)用較多；日韓系更加重視框架、結(jié)構(gòu)輕量化；美系則在工藝輕量化上應(yīng)用較多。而國(guó)內(nèi)受成本的壓力，大量的輕量化材料還無(wú)法得到應(yīng)用，目前仍需以框架、結(jié)構(gòu)作為輕量化發(fā)展的基礎(chǔ)能力，提升工藝能力以適應(yīng)設(shè)計(jì)要求；同時(shí)仍需逐步加大輕量化材料的應(yīng)用?？蚣堋⒔Y(jié)構(gòu)的輕量化是以少量的成本或者零成本來(lái)達(dá)到輕量化的目的，但是這種方式作用有限，必須要借助輕量化材料、工藝來(lái)進(jìn)一步提升輕量化水平。

3 過(guò)程監(jiān)控

輕量化方案最終要體現(xiàn)到數(shù)據(jù)上，在數(shù)據(jù)凍結(jié)前，過(guò)程監(jiān)控分兩個(gè)階段：發(fā)布前、發(fā)布后。管理方式：制定預(yù)估明細(xì)表、變化對(duì)比表、變化件原因分析表、路徑歸類表。

4 輕量化曲線研究與思考

以兩款車型為例，對(duì)不同階段曲線整體走勢(shì)進(jìn)行對(duì)比，如圖5：

圖5 車型輕量化曲線對(duì)比

圖5 曲線特點(diǎn)：

（1）M0后重量均大幅下降；

（2）車2最低點(diǎn)提前車1兩個(gè)節(jié)點(diǎn)；

（3）CAE輕量化工作在M1前結(jié)束；

（4）過(guò)程：出現(xiàn)明顯變化的位置定有管理干預(yù)，比如：干預(yù)1：多輪材料提升；干預(yù)2：三新技術(shù)應(yīng)用；干預(yù)3：性能提升；

（5）干預(yù)越早最低點(diǎn)越前；

由圖5可知，管理可改變曲線走勢(shì)，這樣我們就可以有目的干預(yù)，此為輕量化管理存在的重要意義。通過(guò)有效的干預(yù)可以獲得工程開(kāi)發(fā)理想的曲線，如圖6：

圖6 M0-M2輕量化理想曲線

該曲線特點(diǎn)為：

（1）M0為整條曲線的最低點(diǎn)；（2）允許過(guò)程波動(dòng)但總趨勢(shì)上升后平穩(wěn)。

經(jīng)過(guò)多曲線研究發(fā)現(xiàn)，理想曲線的獲得和多因素有關(guān)，如策劃時(shí)間的早晚、成熟度、項(xiàng)目定義是否明確等，M0作為曲線最低點(diǎn)使得車型可以獲得最優(yōu)化的設(shè)計(jì)避免過(guò)設(shè)計(jì)，也一定程度上反應(yīng)了某個(gè)公司輕量化技術(shù)水平的高低、項(xiàng)目管理水平的高低。

5 結(jié)論

車身輕量化管理明確了重量控制與流程的對(duì)應(yīng)關(guān)系，經(jīng)過(guò)不同車系的研究，歸納總結(jié)了車身輕量化路徑，對(duì)國(guó)內(nèi)輕量化設(shè)計(jì)提供了參考。通過(guò)過(guò)程的管理更加清晰的掌握了車型不同節(jié)點(diǎn)前后的微妙動(dòng)態(tài)。

輕量化管理不僅代表了廠家的技術(shù)水平，還代表了公司重量的管理水平。輕量化管理的研究可以更好的推動(dòng)項(xiàng)目目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，可以實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)的平衡，帶來(lái)最優(yōu)化的設(shè)計(jì)。

[1] 成艾國(guó),沈陽(yáng),姚佐平.汽車車身先進(jìn)設(shè)計(jì)方法與流程[M].機(jī)械工業(yè)出版社, 2011.

[2] 黃金陵等.汽車車身設(shè)計(jì).[M] 北京:機(jī)械工業(yè)出版社.2007（09）.

[3] (美)Project Management Institute. 項(xiàng)目管理知識(shí)體系指南（第5版）. 北京:電子工業(yè)出版社.

[4] 孫軍.車身結(jié)構(gòu)分析與輕量化優(yōu)化設(shè)計(jì)[D].江蘇:江蘇大學(xué),2004.

[5] 蘭鳳崇,莊良飄,鐘陽(yáng),等.乘用車車身結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計(jì)技術(shù)研究與實(shí)踐[J].汽車工程. 2010, 32(9):763-768.

[6] 韓旭,朱平,余海東,等.基于剛度和模態(tài)性能的轎車車身輕量化研究[J].汽車工程. 2007, 29(7):545-549.

Key points and thinking of lightweight management of automobile

Luo Jianli, Chen Xiaofeng, Li Cheng, Li Jianhua, Gao Zenghui
( Chery Automobile Co., Ltd., Anhui Wuhu 241009 )

In the development of automotive body, lightweight design is a very important part, Not only can save development costs, but also improve product level and competitiveness. Lightweight development is not a simple weight loss,but a result of performance, safety, and cost balance. Based on some models development process, Summed up the lightweight management process, control, path and case analysis, etc. Systematically described the management ideas and key points of body lightweight development.

Automobile Body; Lightweight; Lightweight management

U461.99 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7988 (2017)19-209-03

10.16638 /j.cnki.1671-7988.2017.19.073

駱建麗，學(xué)士學(xué)位，工程師，就職于奇瑞汽車股份有限公司。