卡車性能設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)同步開發(fā)之技巧

李文穎

摘 要：進(jìn)入二十一世紀(jì)，汽車行業(yè)迅猛發(fā)展，用戶對(duì)卡車性能的要求越來越高。目前卡車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)流程已經(jīng)十分成熟，但是性能設(shè)計(jì)如何融入結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)同步進(jìn)行，從而縮短整車開發(fā)周期，是一個(gè)值得探討的話題。文章從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)流程、性能指標(biāo)設(shè)定、性能開發(fā)流程分析著手，運(yùn)用同步工程的方法，把性能開發(fā)融入進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提高了開發(fā)效率。

關(guān)鍵詞：卡車;性能設(shè)計(jì);結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：U462.3 ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ?文章編號(hào)：1671-7988（2020）19-69-03

The Skills of Developing Performance Design and Structure Design

Synchronously on the Truck

Li Wenying

（ Shandong Tangjun Ouling Automobile Manufacturing Co.， Ltd.， Shandong Zibo 255100 ）

Abstract： With the development of automobile in the21st century， customers demand on the performance of trucks higher and higher. At present， the truck structural design procedure is very mature. In order to further shorten the development cycle， integrate the performance design into the structure design and synchronize with thestructure design. It is a topic worth discussing. In this paper， from the structure design process， performance index setting， performance development process analysis， the use of synchronous engineering method， performance development into the structure design， improve the development efficiency.

Keywords： Trucks; Performance design; Structure design

CLC NO.： U462.3 ?Document Code： A ?Article ID： 1671-7988（2020）19-69-03

前言

隨著汽車行業(yè)整體水平的提升，卡車開發(fā)不再以“完成運(yùn)輸任務(wù)”作為唯一指標(biāo)。整車性能的高效開發(fā)提到了一個(gè)新的高度，如何與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)同步進(jìn)行，既保證開發(fā)周期又能實(shí)現(xiàn)整車性能指標(biāo)，是一個(gè)繁雜的流程問題，但是又有技巧可尋。

1 整車結(jié)構(gòu)開發(fā)流程

整車開發(fā)流程一般分為五個(gè)階段：產(chǎn)品規(guī)劃、概念開發(fā)、設(shè)計(jì)工程、工程開發(fā)與產(chǎn)品驗(yàn)證、生產(chǎn)準(zhǔn)備。下述章節(jié)涉及到的時(shí)間周期以全新平臺(tái)卡車開發(fā)為例。

1.1 產(chǎn)品規(guī)劃

產(chǎn)品規(guī)劃是指通過調(diào)查研究，充分分析市場(chǎng)、客戶、競(jìng)品、預(yù)算、利益、風(fēng)險(xiǎn)等綜合要素，結(jié)合公司的發(fā)展目標(biāo)而針對(duì)該產(chǎn)品做的總體策劃。該階段周期一般為六個(gè)月。

1.2 概念開發(fā)

該階段主要是以產(chǎn)品規(guī)劃內(nèi)容為依據(jù)，對(duì)產(chǎn)品方案進(jìn)行落實(shí)，把各領(lǐng)域?qū)Ξa(chǎn)品的描述、公司對(duì)產(chǎn)品的期望轉(zhuǎn)化為一種具體的技術(shù)語言。該階段周期一般為六個(gè)月。

1.3 設(shè)計(jì)工程

該階段為實(shí)質(zhì)性設(shè)計(jì)工作，包括造型設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)。造型設(shè)計(jì)包括效果圖、油泥模型等，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括總布置圖、三維設(shè)計(jì)、二維設(shè)計(jì)等。該階段周期一般為十個(gè)月。

1.4 工程開發(fā)與產(chǎn)品驗(yàn)證

工程開發(fā)包括模、夾、檢具的開發(fā)，產(chǎn)品驗(yàn)證包括零部件、系統(tǒng)模塊、整車三級(jí)驗(yàn)證，包括試制及試驗(yàn)。該周期一般為十四個(gè)月。

1.5 生產(chǎn)準(zhǔn)備

該階段對(duì)生產(chǎn)線進(jìn)行調(diào)試、試生產(chǎn)、工裝設(shè)備驗(yàn)證及工藝路線驗(yàn)證，并進(jìn)行批量生產(chǎn)能力分析。該周期一般為四個(gè)月。

1.6 節(jié)點(diǎn)名稱、編號(hào)與五大階段對(duì)應(yīng)關(guān)系

上述五個(gè)階段結(jié)束處均對(duì)應(yīng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)，只有通過該節(jié)點(diǎn)才能進(jìn)入下一階段，叫“過閥”，節(jié)點(diǎn)名稱、編號(hào)與五大階段對(duì)應(yīng)關(guān)系如圖1所示：

2 整車性能指標(biāo)設(shè)定

卡車設(shè)計(jì)，需要提前設(shè)置一系列的性能指標(biāo)來對(duì)整車性能進(jìn)行定義，確定未來產(chǎn)品相對(duì)于競(jìng)品的競(jìng)爭力，指標(biāo)盡可能量化，否則不易確認(rèn)和驗(yàn)收。

2.1 整車性能指標(biāo)項(xiàng)次

卡車指標(biāo)諸多，經(jīng)過對(duì)福田、江淮等企業(yè)開發(fā)流程的研究，一級(jí)性能指標(biāo)一般有十四項(xiàng)，見表1。

2.2 LACU的概念

PALS（Product Attribute Leadership Strategy），是來源于福特產(chǎn)品屬性競(jìng)爭力策略分析，PALS策略有四種，指標(biāo)分為LACU四個(gè)等級(jí)，其含義見表2：

LACU分布情況見圖2：

3 整車性能開發(fā)流程

3.1 整車性能指標(biāo)的確定

開展整車設(shè)計(jì)之前，必須首先要設(shè)定該車的性能指標(biāo)，該部分工作必須在表1所示節(jié)點(diǎn)?之前完成，（即在概念開發(fā)完畢和設(shè)計(jì)工程開始之前），由此融入到結(jié)構(gòu)開發(fā)流程中。如何確定整車的性能指標(biāo)，有如下幾種方法和技巧可以采用。

3.1.1 VOC分析

VOC定義：客戶的聲音，包括來自內(nèi)部、外部顧客抱怨、建議、資料和信息。對(duì)其認(rèn)真研究歸納提煉，對(duì)重要度進(jìn)行排序，作為性能指標(biāo)制定依據(jù)之一。

3.1.2 QFD方法

質(zhì)量功能展開（QFD）是面向市場(chǎng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)與開發(fā)的一種計(jì)劃過程，是質(zhì)量工程的核心技術(shù)。其基本思想是產(chǎn)品開發(fā)過程中所有的活動(dòng)都由顧客的需求、偏好和期望所驅(qū)動(dòng)。是將質(zhì)量要求、客戶意見轉(zhuǎn)化為技術(shù)要求的方法。

3.1.3 Benchmark研究

Benchmark分析技術(shù)就是將自己的產(chǎn)品和其他競(jìng)爭對(duì)手或領(lǐng)袖企業(yè)進(jìn)行對(duì)照分析，通過學(xué)習(xí)他們的優(yōu)點(diǎn)而改善自己的產(chǎn)品，以提高自身競(jìng)爭力的過程。通過對(duì)比分析，對(duì)行業(yè)水平充分了解才能設(shè)置自己產(chǎn)品的指標(biāo)。

3.1.4 CAE分析

借助計(jì)算機(jī)軟件仿真分析，對(duì)預(yù)開發(fā)產(chǎn)品性能進(jìn)行摸底，協(xié)助建立靠譜的指標(biāo)。

3.1.5 LACU定位

綜合各路信息，對(duì)2.1所述14項(xiàng)性能指標(biāo)分別進(jìn)行定位。結(jié)合筆者開發(fā)過的一款卡車，其性能指標(biāo)LACU定位詳見表3：

3.2 整車性能指標(biāo)的分解

整車性能指標(biāo)建立完成后，需要分解到各系統(tǒng)模塊和零部件總成，該分解工作要在圖1設(shè)計(jì)工程開始之前完成。

3.3 性能指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)

性能指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)貫穿于設(shè)計(jì)工程整個(gè)階段，在圖1所示節(jié)點(diǎn)?設(shè)計(jì)完成。具體來講，要通過零部件的性能指標(biāo)來保證系統(tǒng)模塊的性能指標(biāo)、通過系統(tǒng)模塊的性能指標(biāo)來保證整車的性能指標(biāo)。在工程設(shè)計(jì)過程中，要有必須的設(shè)計(jì)計(jì)算來支撐性能指標(biāo)。

3.4 性能指標(biāo)的逐級(jí)驗(yàn)證

為了確認(rèn)3.3性能設(shè)計(jì)的正確性，需要進(jìn)行驗(yàn)證。一般分為實(shí)物驗(yàn)證和虛擬驗(yàn)證。該項(xiàng)工作必須在圖1所示節(jié)點(diǎn)?之前完成。

（1）實(shí)物驗(yàn)證分為三級(jí)，分別為零部件試驗(yàn)、系統(tǒng)模塊試驗(yàn)和整車試驗(yàn)。試驗(yàn)可以是臺(tái)架或者道路試驗(yàn)。對(duì)于整車試驗(yàn)必須進(jìn)行道路試驗(yàn)、無法完全通過臺(tái)架來模擬。

（2）虛擬驗(yàn)證是通過計(jì)算機(jī)軟件仿真分析實(shí)現(xiàn)。筆者調(diào)查過主流卡車企業(yè)仿真分析能力，主要分為六大板塊業(yè)務(wù)，見表4：

3.4.1 主觀評(píng)價(jià)

對(duì)于無法量化、不能通過儀器設(shè)備測(cè)試的指標(biāo)，需要開展整車主觀評(píng)價(jià)。卡車主觀評(píng)價(jià)不同于一般的評(píng)價(jià)，它需要特定人員在特定環(huán)境中開展評(píng)價(jià)活動(dòng)，主觀評(píng)價(jià)受人、車、環(huán)境諸多因素的影響。如圖3所示。

3.5 性能指標(biāo)最終驗(yàn)收

在整車性能指標(biāo)驗(yàn)證完畢以后，開展最終驗(yàn)收工作，該項(xiàng)工作在生產(chǎn)準(zhǔn)備以前必須完成。針對(duì)3.1確定的整車性能指標(biāo)逐項(xiàng)評(píng)審，并出具驗(yàn)收?qǐng)?bào)告，明確實(shí)物樣車性能目標(biāo)的達(dá)標(biāo)率，并標(biāo)明風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)，給決策者提供依據(jù)，從而決定是否進(jìn)行小批量生產(chǎn)。

3.6 整車性能開發(fā)流程圖

綜上，對(duì)性能和結(jié)構(gòu)同步開發(fā)進(jìn)行圖示化，如圖4所示，直觀地看出性能開發(fā)與結(jié)構(gòu)開發(fā)兩條路線的同步關(guān)系。

4 結(jié)束語

卡車開發(fā)不同于轎車，其載貨能力是必須保證的基本性能，為提高承載，結(jié)構(gòu)件的加強(qiáng)往往會(huì)影響到平順性、NVH、制動(dòng)安全等，如何在各性能指標(biāo)之間進(jìn)行平衡，制定預(yù)開發(fā)車型的性能指標(biāo)，是一項(xiàng)繁雜的工作。只有把性能開發(fā)融入到結(jié)構(gòu)開發(fā)中，使二者有機(jī)結(jié)合、同步穿插進(jìn)行，方能高效高質(zhì)地完成整車開發(fā)任務(wù)。

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