整車快速迭代開發(fā)的管理及驗證方法★

鄭茂明，李澤杰，覃 燕，王小娟，何逸波

（上汽通用五菱汽車股份有限公司技術(shù)中心，廣西汽車新四化重點實驗室，廣西 柳州 545007）

引言

中國汽車產(chǎn)業(yè)正朝著電動化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化、共享化變革升級發(fā)展，在產(chǎn)品、產(chǎn)業(yè)模式、產(chǎn)業(yè)鏈等方面的變革較為凸顯。汽車產(chǎn)品正在快速的迭代升級，自主品牌汽車產(chǎn)品可靠性、安全性、操控性、舒適性等明顯提升，整體質(zhì)量和技術(shù)水平正逐步與美國、日本、德國等汽車產(chǎn)業(yè)強國接軌[1]。各車企正在進行產(chǎn)品線的全面布局，產(chǎn)品進入每一個細分市場。面對如此復(fù)雜市場環(huán)境，為加快占領(lǐng)市場，搶占先機，車企產(chǎn)品的快速迭代勢在必行。

本文借鑒某車企的開發(fā)實例，闡述快速迭代車型的界定，明確快速迭代車型開發(fā)的更改范圍，優(yōu)化定點方式及驗證內(nèi)容，實施高效并行的開發(fā)模式，為后續(xù)短周期項目開發(fā)提供可借鑒的指導(dǎo)。

1 整車開發(fā)流程關(guān)鍵階段

整車開發(fā)流程包括產(chǎn)品規(guī)劃、造型設(shè)計、詳細結(jié)構(gòu)設(shè)計、產(chǎn)品試制、設(shè)計驗證這五個重要階段[2]。

1）產(chǎn)品規(guī)劃階段：主要包括產(chǎn)品市場定位規(guī)劃、車型譜規(guī)劃，質(zhì)量目標規(guī)劃，成本收益規(guī)劃等內(nèi)容，為后續(xù)造型及產(chǎn)品詳細設(shè)計確定大方向。

2）造型設(shè)計階段：根據(jù)市場定位及整車參數(shù)的控制要求開發(fā)多個造型設(shè)計主題，組織多輪次效果圖及比例模型評審，最終鎖定單一主題，并建立和發(fā)布造型面的數(shù)據(jù)。

3）詳細結(jié)構(gòu)設(shè)計：主要包括整車分區(qū)域總布置設(shè)計、零部件詳細結(jié)構(gòu)設(shè)計、工裝模具詳細結(jié)構(gòu)設(shè)計等。

4）產(chǎn)品試制：主要包括騾子車制造、軟工裝車制造、全工裝車制造，目的是驗證產(chǎn)品的可制造性，并且滿足不同階段的整車驗證需求。

5）設(shè)計驗證：包括整車級驗證和零部件驗證。整車驗證主要包括路試、軟件標定、碰撞標定、整車電器件測試等；零部件級驗證主要包括子系統(tǒng)的試驗、零件臺架試驗。

2 整車開發(fā)長周期階段現(xiàn)狀

2.1 全新造型方案的確定需較長周期

造型效果圖及油泥模型確定，往往需要經(jīng)過多輪次更改及評審，最終才能確定，周期一般超過6個月。造型方案的選定是集合公司高層各方意見，逐漸完善并達成統(tǒng)一的過程。造型開發(fā)需綜合市場的需求、總布置參數(shù)限制、社會主流審美、公司內(nèi)涵等各方面的因素，所以造型設(shè)計開發(fā)是一個很復(fù)雜的過程。

2.2 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計與產(chǎn)品試制串行

當前主流的開發(fā)流程是先開展詳細結(jié)構(gòu)設(shè)計，在確認數(shù)據(jù)完全準確后再開展模具開發(fā)，這樣導(dǎo)致開發(fā)周期會拖得比較長，沒有引入并行開發(fā)的模式。

2.4 設(shè)計驗證需進行全面性驗證。

發(fā)動機控制模塊ECU、車身穩(wěn)定系統(tǒng)模塊ESC等是與季節(jié)性驗證相關(guān)的關(guān)鍵路徑。ECU需進行高溫夏季、高原夏季、高寒冬季三種標定驗證，ESC標定需要冬季冰面的低附標定。所以綜合來看，整車開發(fā)一般至少需要18個月時間。

零件的驗證一般都需經(jīng)過完整的整車路試及子系統(tǒng)試驗，才可進行OTS認可。

3 縮短快速迭代產(chǎn)品開發(fā)周期的方法

3.1 確認快速迭代車型的更改范圍

造型允許車型特征更改，含上車體、外飾、內(nèi)飾的特征變化。具體要求為外飾造型延續(xù)家族化設(shè)計風(fēng)格，基于工程硬點不變進行設(shè)計；內(nèi)飾造型延續(xù)家族化設(shè)計風(fēng)格，基于工程硬點不變進行設(shè)計；無特殊要求的情況下，內(nèi)飾所有功能結(jié)構(gòu)件平臺化沿用。

平臺架構(gòu)不進行更改，含底盤、電子架構(gòu)、下車體、動力總成；ECU/TCU等整車標定，僅做適應(yīng)性驗證，不進行冬夏兩季全新標定；ESC標定，僅做適應(yīng)性驗證，不進行高低附全新標定。

3.2 造型嚴格控制輸入、變更及決策

造型項目啟動前各區(qū)域簽署鎖定市場產(chǎn)品策略報告、總布置參數(shù)報告、借用件清單、造型關(guān)鍵配置輸入檢查清單、工程硬點，以避免設(shè)計反復(fù)。造型項目啟動后，重大變更控制必須通過總監(jiān)級的評審委員會確認才可實施，同時委員會的決策需結(jié)合快速迭代產(chǎn)品的時間節(jié)點要求。造型創(chuàng)意方案評審不超過3輪，即方案報告評審、草圖評審、效果圖評審，指導(dǎo)方向明確。內(nèi)外飾油泥模型制作需調(diào)用三臺以上機床同時對前部、后部、側(cè)面進行加工，提前組織小范圍多輪次評審，針對問題及時調(diào)整，以保證最終評審能一輪通過。

3.3 強化并行工程模式在結(jié)構(gòu)詳細設(shè)計階段的應(yīng)用

模具供應(yīng)商和產(chǎn)品供應(yīng)商提前參與，協(xié)同產(chǎn)品設(shè)計工程師支持產(chǎn)品數(shù)據(jù)設(shè)計，提前識別法問題，快速制定解決方案。涉及人機、感知等主觀評價的問題，可以通過實物模擬、對標等手段快速驗證決策。建立造型及工程問題快速決策機制，針對問題清單進行周期性回顧，快速推動問題解決，重點問題第一時間上升評審委員會決策[3]。制造工程設(shè)計并行開展，關(guān)鍵沖壓模具、注塑模具供應(yīng)商不等結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)完全鎖定，長周期零件造型面數(shù)據(jù)鎖定后即開始模具設(shè)計，并提前啟動備料準備、工藝可行性問題。

3.4 組合式零件交樣開展造車驗證

由于快速迭代車型的開發(fā)周期被壓縮得很短，所以可以不需按完整的騾子車、軟工裝、全工裝三個階段開展造車驗證。由于快速迭代車型已經(jīng)限定相對基礎(chǔ)車型架構(gòu)變化不大，所以騾子車、軟工裝可以取消制造，增加半工裝造車及全工裝造車。在半工裝階段，大鈑金和塑料件由于開模周期較長，采用按設(shè)計數(shù)據(jù)狀態(tài)的軟模件進行造車，其余短周期零件使用工裝件，這樣可以大大節(jié)省造車驗證周期。

3.5 快速迭代標定開發(fā)限定約束條件，適應(yīng)性驗證

發(fā)動機控制模塊ECU標定要求快速迭代車型在現(xiàn)有存在的基礎(chǔ)平臺上架構(gòu)不進行更改，包含底盤、電子電器配置、CAN網(wǎng)絡(luò)定義、防盜算法、動力總成本體及其附件、進排氣系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)以及尾氣后處理系統(tǒng)等。在這些限定條件下，ECU不進行完整的季節(jié)性標定，只開展排放標定檢查、OBD標定檢查和駕駛性能標定檢查這三個階段，對基礎(chǔ)標定數(shù)據(jù)進行優(yōu)化調(diào)整，保證快速迭代車型按期投產(chǎn)。

車身穩(wěn)定系統(tǒng)ESC模塊首先需沿用基礎(chǔ)車型供應(yīng)商，功能需求同基礎(chǔ)車型一致；制動器形式、PEPS、懸掛形式、輪胎規(guī)格、駐車系統(tǒng)類型、發(fā)動機、變速箱、ADAS和遠程啟動等車型配置的組合同基礎(chǔ)車型保持一致；制動系統(tǒng)、懸掛系統(tǒng)、輪胎和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等同基礎(chǔ)車型一致；CAN通訊矩陣、CAN網(wǎng)絡(luò)通訊策略、高速CAN物理層規(guī)范和診斷規(guī)范等電子架構(gòu)同基礎(chǔ)車型保持一致。在這些限定條件下，ESC僅進行適應(yīng)性驗證及調(diào)整，進一步鎖定軟件。

3.6 差異化的整車及零部件驗證

由于快速迭代車型全新開發(fā)零件較少，所以可以針對零部件進行差異化驗證和認可。首先可以針對每個零件的設(shè)變量進行辨析，分成下面三個等級進行驗證和認可：第一類，關(guān)鍵零部件，整車路試及ADV均完成后認可；第二類，一般零部件，完成關(guān)鍵ADV或子系統(tǒng)試驗必須認可；第三類，視同試驗的零件，裝車驗證通過必須認可。

整車及子系統(tǒng)臺架的驗證，同步參考以上分類進行針對性驗證。比如整車常規(guī)耐久路試可以優(yōu)先完成壞路路況，這樣鈑金零件即可提前認可。ADV臺架也可針對差異點先行驗證，同樣可以支持零件提前認可。

4 結(jié)語

全新平臺車型開發(fā)仍需要按照完整的研發(fā)流程進行控制，以保證上市產(chǎn)品的質(zhì)量，不過可以在保證質(zhì)量的前提下，應(yīng)用一些創(chuàng)新的管理及驗證方法縮短開發(fā)周期。

對于快速迭代車型，首先是快速推出占領(lǐng)市場，時間是第一位的。在時間的前提下，需嚴守快速迭代產(chǎn)品的變更范圍，采用并行開發(fā)的模式縮短零件設(shè)計及開模周期，針對零件差異點進行差異化驗證并快速完成認可，從而保證產(chǎn)品的及時投產(chǎn)和上市。