汽車開發設計范例

摘要：

內建模型將質量的愿望融入到汽車產品的設計開發使用中，通過質量工具的合理使用，大尺度的提升汽車產品設計開發的質量，同時可以將汽車實際使用的質量不斷的提升，促進汽車企業的進步和能力的發展。

關鍵詞：

質量工具；企業設計；應用

0引言

設計開發的質量主要的影響到整個生命周期的質量，在開發時間、成本和質量方面產生重要的影響，在整個研制的過程中占據重要的位置。加強汽車的設計開發的質量對提升汽車的使用舒適度、降低成本、縮短產品上市時間、增強市場的競爭力具有現實意義。因此，完善汽車產品設計開發的質量已經成為汽車企業降低成本、挖掘利潤、縮短產品交貨周期、提升市場競爭力的重要環節。

1汽車質量工具類型

【摘要】截至2018年，中國的汽車保有量突破2億，但現有的汽車維修技能人才遠遠跟不上龐大的市場需求，為此需要通過專業技能培訓來培養更多的汽車電路維修人才。針對目前市面上的汽車電路接線考核系統板功能單一、故障率高、設計不夠人性化等缺點，本文基于單片機技術設計并開發出一臺智能汽車電工教學實訓臺。本次設計的實訓臺基于STM32F103Zx最小系統板，實時檢測連線到對應的接線端口，當培訓人員操作完成時，單片機可以檢測每一條回路，判斷并顯示最后的模擬結果。同時還可切換訓練提醒模式，在該模式的操作過程中，培訓者可以進行選擇語音提示功能。

【關鍵詞】汽車電工教學；STM32F103Zx最小系統板；實訓臺

1研究背景及意義

根據中汽協2019年1月14日公布的數據顯示，2018年，我國乘用車銷量為2808.1萬輛。雖然同比去年下降了2.8%，但是我國的汽車保有量仍在大幅度增加，尤其是新能源汽車的增長趨勢喜人，全年新能源汽車銷量125.6萬輛，同比增長了61.7%。汽車越來越多，對于汽車維修專業的人才需求也越來越大，隨著現代汽車技術的發展，汽車上的電器及電子設備控制單元日益增多，因此汽車電路維修人才的需求缺口將會變成制約我國汽車售后市場良好發展的關鍵因素，怎樣解決目前汽車維修市場的現狀，對汽車維修從業人員提出了更高的要求。為了提高汽車維修學生的實踐教學效果及設備利用率，幫助學生了解和學習汽車電路系統的工作原理，熟練掌握汽車電路檢測方法與故障排除技能，充分利用實驗室設備資源，研制一種新型智能汽車電工教學實訓臺非常有必要。

2智能汽車電工實訓臺的設計思路

智能汽車電工教學實訓臺是對實驗室汽車電工實物接線考核系統的教學用品提出優化，主要針對汽車電工電路培訓的實踐課程進行開發。目前市場上大部分汽車電路接線考核實訓臺的功能都比較單一，本智能汽車電工實訓臺采用模擬電路部分的電路原理圖和更改程序就可以更換為對某一汽車電氣系統接線進行電路連線考核。本實訓臺將汽車上部分汽車電路系統簡化成考核電路工作原理圖，學生能用導線正確地把臺面上的各個元器件之間的端口連接起來，當操作過程中出現錯誤時，該實訓臺的報錯功能可以幫助學生找到錯誤點，提高學習效率，降低教師的教學負擔。智能汽車電工實訓臺的加入，能為教學和培訓提供雙重的便利性。設備的研發根據汽車部分電路實訓教學需求，繪制其電路系統工作原理圖，購買導線，電路涉及的零部件，單片機控制芯片，主要是進行電路工作原理的芯片控制設計，最后完成組裝調試，并制作成教學實訓臺。

3智能汽車電工教學實訓臺的設計要點

摘要：隨著工業制造水平的不斷提高，汽車制造業獲得了長足的發展，加之人們生活水平的提升，汽車保有量迅速增加，這些都為汽車工業的快速發展打下了堅實的基礎。但同時汽車噪音問題也開始備受關注，特別是隨著噪聲法規的日漸完善，汽車降噪處理的任務也更加繁重。在信息技術的推動下，利用軟件對噪聲進行仿真分析，能夠進一步優化汽車消聲器設計。本文運用GT-Power軟件的仿真功能，對汽車排氣消聲器結構予以優化設計。

關鍵詞：汽車噪聲；排氣消聲器；聲學性能；設計開發

1汽車排氣噪聲產生原理和消聲器的機理研究

噪聲是汽車發動機運行中十分常見的一種故障現象，主要由于發動機氣缸內部發生了急劇的高溫廢氣變化情況，強大的氣壓波迅速產出排放時，產生的巨大的聲音。根據噪聲的振幅、頻率和結構位置，可以劃分為基頻排氣噪聲、亥姆霍茲共振噪聲、廢氣噴注噪聲、排氣道內避面的紊流噪聲、沖擊噪聲等。其中基頻排氣噪聲最為常見。因此，汽車排氣消聲器的設計研究就顯得尤為必要。當前消聲器可以細分為有源和無源兩種，相對而言，有源消聲器使用繁瑣，應用的范圍較小，而無源消聲器則有著較為廣泛的應用市場。

1.1汽車排氣噪聲產生原理

汽車的發動機開始運行的時候，氣缸內部將會產出高速和高溫的廢氣，這些廢氣經由排氣口排出，將會形成低頻和周期性的噪聲，亦可以稱之為基頻排氣噪聲，也是汽車發動機最為主要的噪聲來源。其基頻和諧波的運算公式為：fk=knz60τ式中，k表示諧波的次數；n表示發動機轉速，單位為r/min；z為發動機氣缸的數量；τ表示沖程系數，其中二沖程的τ值為1，四沖程的τ值為2。

1.2汽車排氣消聲器的機理研究

1問題管理需要貫穿汽車設計開發全過程

汽車設計開發粗略地分為造型、詳細設計和樣車試制這三個階段。通用汽車專家團隊總結出：“在汽車設計開發中，如果問題提出越早越多，則開發成本越低、周期越短，如果問題提出越晚越多，則開發成本越高、周期越長。”例如，在設計階段，利用三維尺寸分析軟件以及RSS（RootSumSquare）計算建立尺寸分析模型，將DTS（DimensionalTechnicalSpecifi-cation）的公差合理地分配到各個總成、分總成、單件，并體現在GD&T（GeometryDimension&Tolerance）上，各零件廠家依照標準加工。此種方式在設計階段對后期可能出現的問題預警，并且在設計初期解決，使得后期多次的設計變更、模具更改、夾具調整得以規避，從而降低了研發費用，縮短了開發周期，保證了產品的質量，增加了產品的競爭力。又如，人機工程導入產品虛擬設計階段實時地、并行地進行評估，及時發現問題，盡早地優化產品設計，實現產品開發的同步進行驗證產品設計。反之，人機工程不參與虛擬制造的開發，在零件開模之后實車進行驗證，發現問題再由產品工程進行必要的更改，如此的開發過程相比同步開發，開發質量明顯降低，成本顯著提高，并且會帶來更長的開發周期。如果能夠讓汽車開發團隊盡量早并盡量多地提出問題，將能夠降低汽車設計開發的成本和縮短開發周期，這就要求問題管理貫穿到汽車設計開發全過程當中，特別是造型階段和詳細設計階段需要鼓勵大家盡早地多提問題和快速解決問題，防止問題落到樣車試制階段才發現和提出來，這樣解決問題的費用就高，解決的時間周期就比較長。對應汽車設計開發每個階段的工作內容，汽車開發團隊需要及時和盡早地提出問題、處理問題和解決問題。例如在造型階段，大家需要針對造型的整體風格、造型分縫的大小、造型圓角的工藝可行性、造型零件分區的合理性等等作出評審，并提出和解決問題；在詳細設計階段，大家需要對零件結構的合理性、總布置的可行性、結構剛度等的CAE分析合理性、公差分析通過率等進行評價，并提出和解決問題；在樣車試制階段，大家需要對工裝與零件的合格率及匹配度、工藝布局的合理性等進行現場驗證和評估，并提出和解決問題。因此，問題管理需要貫穿到汽車設計開發全過程中，才能為快速解決問題提供可靠地保證。如果在某個階段忽略問題管理，則會使問題提出和解決的速度下降，勢必造成汽車設計開發工作遲緩，從而導致汽車設計開發成本的增加和周期的延長。

2問題管理的系統化、體系化、流程化

汽車設計開發的問題管理是如此重要，大家需要把它系統化體系化流程化，這樣才能確保來自不同專業領域的工程師人員能夠按照統一的規則來完成相應的工作，盡早并快速地提出問題和解決問題。問題管理系統化是指針對某個專業領域的問題管理需要系統化，這樣可以防止由于主觀因素等原因造成問題的遺漏。例如鈑金件設計沖壓成型性分析過程中需要考慮哪些要點，沖壓成型性問題的提出和解決需要有一套系統化的管理辦法，這樣不會因為年輕工程師經驗不足而遺漏掉某個分析環節的問題。問題管理體系化是指在某個設計開發階段的問題管理需要體系化，這樣可以防止整個開發團隊問題管理進度不一致造成問題解決效率低下。例如在詳細設計階段，造型、感知質量、總布置、沖壓、尺寸、總裝、涂裝、車身工藝和工裝等問題都會形成問題清單進行管理，但是如果整個項目組沒有對這些問題管理進行體系化地管理，會造成某些區域問題解決周期較長，從而影響到整個開發的進度。進一步說，在詳細設計階段，假如只重視了造型、感知質量、總布置、沖壓、尺寸、總裝、涂裝、車身工藝和工裝問題這些清單的解決效率，忽略了沖壓清單的解決效率，會形成整個車型開發項目進度的短板，延誤項目的進程。因此，在某個設計開發階段有必要對各專業提出的問題清單進行體系化的管理，整體推進問題解決狀態，尤其是推動低狀態問題的快速決策和解決，確保整個開發周期滿足項目的要求。具體做法可以如下：對所有這個清單的總體狀態做出把控，并在整個開發團隊內共享相關的信息，例如及時該車型開發項目問題解決總體狀態表，對低狀態問題予以推動等等。問題管理流程化是指問題提出、問題解決、問題關閉需要形成相應的流程，這樣可以使團隊成員遵循既定的工作規則，避免因為流程不清晰而造成工作的推諉，影響工作效率，從而導致項目延誤。對于汽車產品，它的特點非常明顯，比如零件眾多、特征復雜及材質多樣等。這些特點會導致各種感知質量問題。其中，《整車靜態感知質量工作流程》就對靜態感知質量問題跟蹤管理等進行了詳細的定義，如在某個開發階段由靜態感知質量工程師進行問題狀態管理，問題響應需要問題責任區域在問題清單后3個工作日內完成等等。這樣其中的各種角色就能夠明確工作的時間節點和工作內容，對于問題提出、解決和關閉都按照這個統一的流程來執行，分工與合作都有章可循，有法可依，工作效率高，問題解決的速度快，從而縮短汽車設計開發的周期。

3問題管理需要專人負責制并常態化

汽車設計開發過程中，各階段的問題側重點各不相同，各專業模塊各有特點，這就需要針對不同的問題進行專人負責制地管理，并使其常態化，進行常規化、持續化管理，直到項目完成。例如沖壓同步分析問題清單就需要有沖壓工程背景的沖壓工程師來管理，從第一個問題提出到最后一個問題關閉期間，都需要專人跟蹤推動，并在汽車設計開發團隊里形成常態化的管理模式。這樣做的好處是能夠使問題一提出來就能夠傳遞到對應的產品工程師處，并且由提出問題的沖壓工程師與該產品工程師密切溝通，共同討論問題解決的對策，產品工程師再將達成共識的對策落實到具體的產品結構中，沖壓工程師再次分析產品數據，驗證其沖壓成型性，直到問題關閉。例如，沖壓工程師做沖壓成型性分析后，發現左/右前輪罩外板加強板鈑件成形時，在拐角處有開裂現象，立刻將此問題納入沖壓同步分析問題清單跟蹤。他找到對應的產品工程師，并一起尋找問題解決的對策，經過雙方溝通達成“在此拐角處增加缺口，向內凹5mm，并局部修改產品特征”的修改意見。產品工程師修改此零件3D數模，落實該措施，最后形成新的產品數模，提供給沖壓工程師再次分析，結果滿足沖壓成型性分析，問題關閉。

4問題管理需要分散與集中并行

摘要：隨著現代汽車生產水平的不斷提高，人們對汽車的要求越來越高，汽車的設計與生產在方法和技術上都需要不斷更新和提升，只有這樣才能在行業中保持競爭力，現代的汽車設計不僅減少了生產周期，同時也提高了汽車生產技術水平和質量；本文從汽車前期設計到后期的工程制造，對現代汽車設計方法進行了分析和闡述，探討了現代汽車設計方法和現代技術在汽車設計中的運用。

關鍵詞：汽車設計；方法；新技術；趨勢

隨著科學技術的發展，特別是計算機輔助設計技術的發展，越來越多的先進設計方法被應用到汽車設計中，縮短了設計周期的同時提高了設計質量。

1開發規劃

在汽車開始研發設計之前，企業根據自身的需要，制定具體的開發規劃，確定研發車型，根據市場情況，市場調查，工藝分析，成本核算，預測產品是否符合需求，項目規劃和市場專員傳達設計要求給設計師。

2前期總布置設計

將汽車各個總成及所載人員安排在最恰當的位置，確定H點，保證各個總成都能實現其功能，確定各個尺寸之間的關系及各部件之間合理的位置和人機工程的要求。

摘要:本文基于全生命周期模式對汽車零部件開發項目成本管理進行研究；闡述了汽車零部件開發項目立項階段、設計研發階段、量產階段的成本管理方法。希望為企業進行產品開發項目成本管理提供基礎，為廣大汽車行業項目經理提供一定的理論指導和借鑒作用。以此來提高項目、企業的管理運營效率，提高企業的盈利能力，加快投資回收期，降低企業及產品的成本，惠及廣大消費者，為社會創造更大的財富。

關鍵詞:項目成本管理；產品生命周期；價值工程；作業成本法

一、緒論

根據近20年中國汽車銷售量及增長率以及結合中國國情來看，汽車行業未來還有非常大的潛力，但汽車成本是影響汽車利潤最關健的因素。國際上整個汽車行業的價值鏈利潤分配方式為50%:30%:20%，即主流零部件制造廠家占整個價值鏈利潤的50%，汽車廠家占整個價值鏈利潤的30%，汽車銷售廠家占整個價值鏈利潤的20%。而我國正好相反，主流零部件制造廠家、汽車廠家、汽車銷售廠家三者的利潤分配比例分別為20%:50%:30%。最近這幾年我國汽車行業發展非?？欤瑑r值鏈開始重新分配，并越來越有向國際接軌的趨勢，零部件廠家將有更大的盈利空間。因此，汽車零部件廠家必須加強項目成本管理。本文以公司汽車零部件項目為背景，基于全生命周期模式汽車零部件開發項目成本管理研究，通過在開發項目的立項階段、設計階段和量產階段的成本管理研究，來減少立項決策失誤，以及設計、量產階段成本，加強項目的成本控制及項目盈利能力綜合等，希望為廣大汽車行業項目經理提供一定的理論指導和借鑒作用，以此來降低產品成本，提高企業的盈利能力，惠及廣大消費者，為社會創造更大的財富。

二、汽車零部件開發項目全生命周期成本分析

(一)汽車零部件開發項目全生命周期成本綜述。由于全生命周期成本理論成功應用到多個領域，因此，各領域根據各自研究對象和特點也分別從不同的角度對全生命周期成本做出不同的界定。基于不同角度下，全生命周期成本的劃分范圍也不相同，每一個角度的成本貫穿于產品的設計、生產、營銷和消費階段，交織在各個階段的成本當中。以下是基于汽車零部件行業對企業、消費者、社會的角度對成本的劃分。通過以上分析，這些成本存在著此消彼長的關系：當企業為了增加競爭優勢或為了品牌時，就需要增加產品的功能和價值。從而產品設計階段要加大規劃、創新，更加貼近市場，通過反復創新測試，提高產品創新質量與頻率。這樣成本增加，功能和價值提高，超過客戶期望，使其得到滿足，銷量便也會增加。再如，企業在設計、和生產時更加注意產品的壽命、功能和環保問題，這樣企業成本也會增加，但客戶和社會成本再降低。綜合分析以上產品生命周期共性均是是指從產品的產生到消亡的整個過程。這一期間包括了產品的立項、研發，材料采購，加工制造、運輸，售后保障的完整過程。本文是站在企業角度，基于全生命周期模式對汽車零部件開發項目的成本管理進行研究，結合現有的研究成果，將汽車零部件開發項目全生命周期成本定義為：從立項、設計、量產、銷售及售后在整個生命周期內所產生的成本總和。它的公式為：項目全生命周期的成本=立項階段成本+設計階段成本+量產階段成本+銷售及售后成本。本文主要對立項階段、設計階段和量產階段成本的方法進行研究分析。下圖為項目全生命成本與項目成本管理。本文不對銷售及售后階段成本管理方法做研究。項目生命周期存在項目資源需求的變化、不確定性的變化和可變性的變化的特征。

(二)汽車零部件開發項目全生命周期成本分解。依據文章提到的全生命周期成本分立項成本、設計研發成本、量產成本、銷售及售后成本這四個階段。產品在每個階段都會產生相應的成本費用，這些成本費用最終累計被分配、歸集到不同的成本費用科目中。立項、設計階段，該階段產品的成本投入較少，約占總成本的5%～10%，比例雖然很小，但只要立項、設計完成，后續的量產階段必須要按上一階段進行，產生生產成本并轉化為產品生產，最終通過銷售及售后階段產生的成本將整個成本轉稼給客戶，從而影響客戶。生產階段、銷售售后階段，成本投入比重較大，約為總成本的85%，產品進入到報廢階段時產生的清理成本約占產品全生命周期成本的5%～10%。汽車零部件項目成本預算內容及成本控制重點是研發設計成本、原材料采購成本、產品的制造成本、產品的質量成本和銷售成本。1.立項、研發設計階段成本。是從事于汽車零部件開發項目研究研發活動所發生的各項成本費用。汽車零部件設計研發是一個復雜項目，他需耗費大力的人力物力，工作包括：方案企劃、概念設計、工藝設計。首先要提出策劃方案：一是通過市場調研了解和掌握客戶的需求，對客戶信息息進行系統的整理、分析、識別、總結，為接下來的研發做準備；二是在市場調研的基礎上，結合企業要求進行可行性分析，結合市場容量，分析判斷企業的技術可行性和實際的生產能力，明確目標客戶及實際投資效益和效率；三是根據客戶的要求，確定技術和性能參數，及各工藝路線。本立項研發設計階段成本為：(1)研發人員工資。直接做從事于汽車零部件開發項目研究開發活動人員的薪酬，包括工資、獎金、年終獎、加班工資以及其他與研發有關的薪酬福利。(2)直接投入。是指為實施研究開發項目，整個項目一共所投入的各項原材料等相關支出。如：直接投入的原材料費用；試驗和試制產品時以及達不到固定資產標準的模具、樣品、樣機等；水電氣等動力費；用于研究研發活動的儀器設備以及簡單維護費等。(3)折舊費用與長期待攤費用。是指實施研究開發項目所投入的各種儀器、設備各建筑物的折舊費用。(4)設計費用。是指為研究開發新產品、新工藝、新技術等方面而發生的各種設計費用。(5)設備調試費。包括如研制生產器具，改變生產和質量控制程序等工裝準備過程中研究研發活動所發生的費用。(6)無形資產攤銷。是指實施研究開發活動所投入的各項專有技術所發生的費用攤銷。(7)委托外部研究研發費用。是指企業委托境內大學、研究機構、技術專業服務機構、企業和境外機構進行研究研發活動所發生的費用。(8)其他費用。為研究研發活動所發生的其他費用，如辦公費、通訊費等。2.量產階段成本。量產階段是按照任務書、工藝要求將原材料轉化為汽車零部件的過程，包括生產計劃準備、生產工藝的梳理、生產線的原料的上線等，汽車零部件生產流程大致分五個部分：沖壓、焊接、總裝、涂裝、測試。量產階段成本為：(1)采購成本。指為采購與原材料相關的各項成本，包括原材料采購、物流運輸費用、倉儲費用、進口關稅以及與采購相關的諸如釆購人員的管理費、差旅費、采購訂單費用等。(2)生產成本。是指企業在生產過程中發生的與產品生產有關的各項耗費。產品制造成本按經濟用途可分為直接材料、直接人工和制造費用。直接材料是原料采購成本轉化而來，直接人工成本包括直接生產的生產工人工資和其它與之相關的人工福利成本。制造費用是指除直接工人工資與制造相關的其它各項成本。包括生產管理人員工資、生產用固定資產折舊、維護費等各種生產相關費用。(3)質量成本。顧名思議，質量成本就是為產品質量而發生的各項成本。國際上分外部質量保證成本。它是為確保產品的質量在規定的標準水平上，所發生的各項有關的費用。它由鑒定成本、預防成本、內外部損失成本組成。3.銷售及售后階段成本費用。是指為了將產品或服務價值轉移到客戶而產生的各種成本費用。比如，銷售產品產生的倉儲運輸費用、廣告費用、差旅費、傭金、業務招待費、售后服務費、索賠等。

1汽車設計時尚化的意義

(1)滿足新生代消費群體的審美需求

對于汽車設計而言，要想被具有新的價值理念的消費群體所接受，汽車設計必須去迎合他們的個性化審美需求。對于消費群體潛在的審美需求的發掘，成了汽車設計的關鍵。按照BICC(消費、品牌層次發展)理論，消費者在內外消費環境影響下的消費審美需求。由此可以得出產品的個性化形象處于消費審美的最高端?，F在的汽車購買主體主要是80后甚至90后的年輕人，他們正是時尚化產品的追捧者，他們渴望自己的物品具有個性，不落伍，緊跟潮流。70后之前的這類消費群體，他們比較實際，對汽車的功能、樣式、配置要求不高，只要汽車結實、實用、空間大、省油，略微好看一點即可。而80、90后這類新生代的消費群體，他們的價值觀和消費理念與其父輩們不同，他們希望汽車既能滿足基本功能的需要，又可以滿足他們對于時尚的追求和個性的凸顯，就像他們追捧NIKE或ADIDAS的球鞋一樣，這種消費觀念對汽車設計是一個挑戰。

(2)促使汽車生產廠家適應不斷變化的市場

汽車生產廠家要想適應不斷變化的市場需求和消費者的個性化審美需求，就要不斷的開發新車以適應這種形勢。汽車生產廠家開發新車的方法主要有兩個:1)運用新的技術，增加新的功能，提升汽車的品質。2)通過不斷地設計外觀來實現汽車的創新。方法一的實現，可以遵循汽車設計的時尚化原則，借鑒其他行業流行的新技術、新功能、轉移到汽車設計中來，從而開發出新概念下的汽車，整體提升汽車的品質;關于外觀設計的創新，這一點很重要。國內眾多汽車生產廠家如今還停留在模仿西方車型的階段。這樣設計出的汽車，不僅沒有新意，體現不出個性化的設計，也不能滿足市場的變化，甚至還會招來市場給產品奉上“山寨貨”的稱謂，這種局面對于汽車生產廠家自身品牌的拓展和未來的企業發展都是有弊的。因而在汽車外觀設計中適當融入時尚化因素既可以創新汽車的外觀走出模仿、山寨的怪圈，又可以滿足不斷變化的市場需求。

2汽車設計時尚化的表現

(1)LED燈的時尚化運用

摘要：

現代汽車的設計比較注重顧客需求的滿足，而6Sigma設計正是以顧客需求為核心的一種設計方法。因此，基于這種認識，本文對6Sigma設計在汽車設計中的應用問題展開了研究，從而為關注這一話題的人們提供參考。

關鍵詞：

6Sigma設計；汽車設計；應用

21世紀初，6Sigma設計的應用為各大汽車制造公司帶來了更多的產品設計制造利潤。所以隨著汽車工業的發展，6Sigma設計在汽車設計領域得到了推廣應用。因此，有必要對6Sigma設計在汽車設計中的應用問題展開研究，從而更好的利用該種設計方法促進汽車工業的發展。

一、6Sigma設計特點及流程分析

1、6Sigma設計特點