同步工程在自主汽车开发阶段的应用

赵伟鹏，朱凯庆，赵宇驰

引言

目前，我国已成为汽车第一产销大国，各大汽车厂商不断加大新品开发数量和速度。传统的汽车新品开发方式和研发周期已经远远不能满足市场需求，能否高质量的、低成本的、快速的研发出适应市场的新品车型成为汽车企业成功的关键。20世纪90年代起，各大汽车公司已在产品开发的各个环节中广泛采用同步工程，一个全新轿车的开发周期已从当时48个月缩短至36个月左右，同时产品的质量也得到很大提升。但在自主品牌汽车开发中，目前尚未形成完整的汽车开发同步体系。因此，建立系统的自主品牌汽车同步开发方式成为赢取未来竞争的必经之路。

1、同步工程及特点

同步工程(SE，Synchronization Engineering or Simultaneous Engineering)，又称并行工程。定义如下：“对整个产品开发过程产品的各个子系统同步开发，产品与工艺、工装的开发，产品与质量目标同步规划，使开发者从概念开始就考虑其他子系统的接口和需求，考虑后续工艺和工装的水平和能力，考虑质量目标的实现要求，即开发时就考虑到整个产品生命周期内的所有因素（包括质量、成本、进度和用户要求）的一种系统方法。相比传统的顺序开发，同步工程具有以下特点。

1.1 开发过程并行性

通过成立项目组，从产品商品定义明确后各相关部门高度协调与集成，特别是要求设计和制造过程一体化：设计、制造、质量控制、成本控制和销售不再作为相互独立过程，而应作为系统的有机组成部分。由同步工程师牵头，各专业部门并行开展工作，缩短产品开发周期。

图1可以明显的看出对比传统顺序开发流程同步工程的优势[1]。

1.2 开发过程系统性、前瞻性

同步工程贯穿于整个生命周期各个方面，包括产品定位、市场需求、成本、性能、工艺性、质量等，项目组要定期组织节点会，同时各专业人员及时提供各方面意见，以便系统考虑设计方案。把错误和缺陷消除在产品设计阶段，从而提高设计质量，降低后续开发成本、制造成本及售后服务成本。

在一般的开发方式下，问题主要集中在试生产阶段，此时由于进度的要求和主体方案已定，很难从根本上更改，造成在车型正式量产时还遗留较多的问题。这一阶段的更改除了设计更改工作量大之外，还造成工装的修改,甚至报废。因此，这种方法的设计变更成本大，质量不得不做出妥协，影响车型的正式上市时间。如果在车型的开发过程中应用了同步工程技术，那么问题会提前在工程设计阶段被发现，这一阶段发现的问题，更改工作主要是对数模和图纸的更改。这种设计变更成本低，对进度影响小，产品决策容易，利于产品的质量优化。为后期的开发工作节省了大量的时间，量产时遗留问题也明显比一般的开发模式少[2]。

1.3 各部门工作协同与集成

传统顺序开发模式各部门各司其职，存在严重隔阂，整个系统工作效率低下导致开发周期加长。在同步工程中，首先要拆掉隔阂高墙，改变传统以工作职能区分的组织框架，设计、制造、质量、销售等不再作为独立单元，作为项目组系统的有机组成通力合作，为了共同的项目目标，各相关职能部门在开发过程中遇到复杂问题能够及时沟通，寻求最佳解决方案。

2、建立自主同步开发体系

现以某公司P28自主乘用车开发项目为例，该车型在开发中首次运用自主建立的同步开发体系，整个开发周期（项目成立到量产）28个月，开发费用相比预算节约2000余万，后期设计变更比前期同类项目减少 1/3，一次性投放成功，取得显著效果。

2.1 构建产品研发组织结构

在新品开发中的组织结构是建立自始至终领导项目开发的总工程师制度，采用矩阵管理模式（表1），成员来自不同的专业部门（整车、车身、电器、底盘、发动机、试验、成本、质量、采购），专业负责人主要对项目起支持、资源调配、人员管理职能。项目总工程师则负责关注产品，不用负责行政或管理工程师们。矩阵型组织技术骨干可以共享，同时可以并行开发数个项目。但该结构存在以下问题：

（1） 成员来自不同职能部门，存在互相推诿责任的现象，使得某些综合性问题难以解决。（2）项目总师没有行政考核权利，导致项目进度受影响。（3） 设计师专注产品不能与同步开发供应商有效的进行沟通交流。

对于上述问题,通过下面3种方式来解决：

（1）成立同步工程技术部门，同步工程师按照项目及专业明确分工，选择具有相关专业特长的或具备相关开发经验的人员，同步工程师不仅要负责专业与供应商的开发同步工作，同时也要肩负起各专业之间的协调与同步工作。时刻关注项目节点，确保项目进度及质量[3]。

（2）建立系统的项目考核体系，根据项目主计划分解出各专业详细的月度及周工作计划，并以项目组的名义进行节点考核。

（3）建立供应商同步开发交流机制，在项目开发前期，由同步工程师组织设计、质量、成本、采购与供应商进行有效的技术及商务交流。

表1 矩阵式开发组织结构

2.2 规范同步开发流程

该公司的前期项目的同步工作主要是由设计人员担当，这样导致设计人员无法专注产品方案，同时每个设计师对项目进度及需求把握不一致，造成项目开发过程混乱，部门之间存在较大差异，没有形成统一口径的统筹管理。

通过建立专门的同步工程技术室，同步工程师必须具备丰富的整车项目开发经验及产品工艺知识，能够建立起各专业部门之间及专业与供应商之间的关系，统一负责协调解决设计部门与供应商之间的问题，从而保障在整个产品开发过程中信息传递的准确性。根据项目主计划制定了同步开发流程，规范了各个节点的输入输出文件，其中流程的主线如图2所示：

2.3 实现供应商同步开发

产品80%的成本由设计师在产品的概念开发和详细开发阶段中决定了[4]。实际上,在这一阶段的设计变动是最容易实现的,也是花费最少的,但对产品成本的影响又是最大的。 同时整车厂 70%以上的零部件都是外购的[5]，因此供应商平台的搭建尤为重要。

2.3.1 搭建全价值链供应商平台

通过零部件供应商交流、考察、QCDD（质量、成本、周期、技术）评价，建立具有核心竞争力的专用件供应商平台；对进入平台的供应商实施分级管理，根据QCDD评价结果分级：A级供应商（80-100分）优先咨询；B级（70-80分）须进一步帮扶，逐步提高至A级，C级（60-70分）列入帮扶计划，不能提升B级的逐步淘汰，D级（60分一下）逐步淘汰，退出供应商平台。

2.3.2 采用客座工程师制度，供应商提前介入产品开发

在这一阶段中，品定义时就开展同类件供应商交流，充分学习吸收供应商现有产品方案及经验，同时采用供应商常驻工程师制度，开发前期就让供应商设计人员常驻到主机厂技术中心共同参与产品开发，通过同步供应商富有开发经验的技术团队提前参与开发过程，快速提出相关的建议，快速优化设计。

举例（1）：某车型全景天窗开发：全景天窗在该公司属于首次应用，在概念设计阶段就让供应商介入，原始设计方案属于全新开发，开发周期为2年，开发费用1200万，模具费用1500万，通过交流，供应商有一款尺寸、结构、功能相近的产品可以沿用，因此，通过供应商及主机厂同步开发设计，让主机厂白车身车顶按照供应商相近的现有产品匹配设计，同时供应商现有产品适应性修改，开发周期缩短至 10个月，开发费50万，模具费用为0，同时产品的质量已经过市场验证。通过供应商提前参与设计，缩短开发周期，降低开发费用，确保产品质量，取得了明显的效果。

举例（2）：某车型后视镜设计视野分析，原始设计中，初始视野位置成像偏右，存在死角及视野不足现象，通过供应商同步开发分析后，在产品数据模型设计阶段及时发现该问题，将后视镜支架角度左偏3°，见图3，实现了视野居中成像，并提前消除质量隐患。

2.3.3 产品开发与工艺设计同步

产品数据设计阶段即开展冲压、焊装、涂装、总装工艺分析，采用CAE及模流分析软件验证方案可行性，提前发现设计问题，并修改。如图4 某产品副仪表板，产品完成数模设计后，立即同步开展工艺分析，通过模流分析，发现该产品滑块运动方向有局部倒扣，影响脱模，因此及时提出倒扣部分做减胶拔模1度，避免后期设变引起的质量、成本、进度问题。

3、结论

汽车新品开发是一个系统工程，在同步工程的实施中，实现了创意构想、性能目标、设计开发同步、量产工艺、成本分析、试验验证与质量风险分析评估同步，通过同步工程在自主汽车开发阶段的实施进一步证明，采用同步工程的方法明显优于传统的顺序开发，主要体现在以下几个方面：

（1）自主同步开发体系的应用明显缩短零部件开发周期，降低开发费用，提高开发质量。

（2）同步工程在自主车型产品设计阶段就让供应商参与同步开发，将设计最优化，工艺同步化，制造变更最小化。

（3）工艺同步中，充分运用CAE仿真及模流分析软件，快速验证工艺可行性，同时准确提出修改方向及建议，确保产品QCDP(质量、成本、周期、性能)目标达成。

[1] 诸德春. 同步工程在汽车开发中的应用[M]. 第一版.机械工业出版社, 2011-7-1

[2] 王国春.车身开发过程中模夹具同步工程[D]. 湖南：湖南大学,2007-4-22.4-5.

[3] (美国)詹姆斯·摩根. 丰田产品开发体系[M]. 第一版.中国财政经济出版社,2008-8-1

[4] 郑嵩祥. 试论述同步工程在产品和过程开发中的应用[J]. 产品开发.2000,6

[5] 干春晖. 国际汽车整车与零部件厂商协作关系及我国汽车业发展战略[J]. 中国工业经济.2001,12.