基于性能开发的整车正向开发体系浅析

卢宗宝 王育欣

摘要：整车正向开发体系是整车开发成功的重要保障。通过对整车结构开发、性能开发的经验积累，以及对整车正向开发体系的分析、研究和实践，浅要分析基于性能开发的整车正向开发体系的流程共性点，从而探讨自主研发的结构与性能并重的整车开发体系建设和完善上应关注的重点。

关键词：性能开发;整车;正向开发体系

随着汽车的不断普及和更新换代，消费者对汽车的动力性能、油耗指标、安全性能、操控性能以及振动噪声性能的要求越来越高。然而，整车性能与外观、内饰等观感不同，整车性能不是一个显性、直观的指标，消费者并不能直接感受到，但其却会深刻影响到消费者的日常用车，亦会对消费者和乘客甚至交通、环境等产生巨大影响。

一、整车正向开发体系现状

由于近年来国内汽车市场的快速发展及国家产业政策的强力引导，自主品牌企业在大力推出汽车新品的同时，包括整车开发企业及开发供应商，在较完善的结构逆向开发体系基础上，都基本建立了一套侧重于结构开发的整车正向开发体系，其相应的流程规范已逐步完善，适用于借用已有的市场热销的成熟平台车型基础上进行重新造型的整车结构开发，对性能开发仅是对基础车的对标及验证。但对于底盘重要参数及整车主要参数有较大变化的平台化、系列化、模块化整车开发，其结构性能并重的整车正向开发体系及相应的流程规范还不太完善，影响开发过程中的成本和进度，项目执行后期问题频出，难以控制，项目风险较大。

二、整车正向开发总布置设计工作

1.竞品分析。整车正向开发总布置设计工作应从竞品分析开始，竞品分析主要目的是：预研项目方案可行性和评估技术方案可行性，初步确定整车目标，完成整车总体技术方案构想并展开车型平台规划工作，同时发放造型（效果图）二维控制边界。（1）Benchmark（标杆车）分析。Benchmark分析首要任务是对竞品车型进行主观静态分析及整车拆解逆向，完成竞品车型数据库的建立;基于建立的竞品车型数據库进行总布置分析、硬点确认、人机工程、法规分析、运动分析、间隙面差分析等。（2）车型平台化规划。纯电动新能源汽车整车总布置设计根据产品定义和竞品分析，结合不同续驶里程电池包平台化特点，首要要优先设计电池包边界，进行电动化底盘平台化设计;然后，整车基于电动化底盘为基础，对动力总成、动力蓄电池、电控系统、整车电气架构、车载网络及智能配置等关键零部件进行平台化设计，实现产品技术一次规划同平台多车型延伸开发。

2.概念设计。总布置概念设计阶段核心任务是进行关键零部件选型及布置方案设计，确定整车技术方案和发放造型CAS（计算机辅助造型）三维控制边界。（1）整车技术方案确定。总布置概念设计阶段的整车技术方案确定首先是进行整车Visual BOM（可视化零件清单）设计。段的车型平台规划和总体架构方案展开详细的整车硬点设计、地面设计、轴核设计、车姿车态设计、人机工程布置、空间布置和法规校核等技术方案确定。（2）总布置概念设计。总布置概念设计主要是确定关键零部件选型及布置方案，确定整车架构方案。按前舱概念布置、底盘概念布置和乘客舱概念布置（人机工程分析、空间布置等）3个部分展开，其中最核心的是确定底盘架构、电池包和动力总成布置方案。前舱概念布置首要任务是确定电驱动动力总成（电机+减速器）布置位置;其次综合考虑碰撞对机舱空间布置区域的要求、行人保护和低速碰撞的总布置设计要领、装配维修性、静态间隙、动态包络间隙和美观性对前舱内部零件的布置要求，进行电动空调、电动真空泵、车载充电机、DC-DC（直流转直流变换器）、远程监控、PTC（热敏电阻）等新能源六小电，以及配线配管等零部件的方案布置。

三、基于性能开发的整车正向开发体系

1.整车性能。整车性能来源于的客户的感受，更是体现客户的需求，其包括整车动力学性能，NVH性能，能量、重量、驾驶、品质性能，热平衡性能，安全性能，电子电器性能，气动和密封性能，结构耐久、可靠性、防腐蚀性能。整车性能开发的目标是满足整车市场定位及整车开发的技术质量要求，从而最终满足客户的要求。

2.整车正向开发体系。整车正向开发体系是为确保整车正向开发活动的过程和结果成功有效而建立的一套规定各业务部门责任和活动的架构体系，整车正向开发流程是其核心，技术规范、相关的标准、案例和强大的数据库是指导开发活动的工具和方法。整车正向开发流程是一个基于时间轴和里程碑为基本元素的结构化流程，一个完整的整车开发流程都被明确划分为：产品战略、产品策划定义、概念开发、工程设计、产品验证和生产6个阶段，历时45个月或更少，并且在流程中有定义清晰的决策评审点，设置至少8个决策评审点（里程碑）。

3.基于性能开发的整车正向开发体系的共性点。①多部门跨系统的协同。整车正向开发包括了造型设计、结构设计、SE同步工程以及多个板块的性能开发等工作内容，涉及到多个跨部门的造型设计师、结构设计开发工程师、制造工艺工程师、多板块的性能开发工程师、试验工程师、采购及供应商研发及质量工程师等，组成整车开发项目组，采用矩阵式管理组织结构，按照结构设计与性能开发并重的正向开发流程，完成一个整车车型的包括零件设计开发、单件成本、开发费用控制、性能目标达成、开发过程试验问题解决、生命周期的保修和可回收等一系列工作。②开发过程中的并行工程。在整车产品开发周期内，整车开发项目组根据整车产品开发流程，将输入输出关系的工作事项串联起来，形成一个最短工作“路径”，即我们最需要的最短整车产品开发周期。然后将其余工作事项与最短“路径”工作事项并联起来，按照开发流程节点保持相关联工作事项同步，这就是开发过程中的并行工程。。

3.实施整车平台化、系列化、模块化开发。目前自主品牌企业基本上在各个级别车型都有自己的成熟底盘平台和相应的动力总成平台，具备了平台化系列化模块化整车开发的基础。在平台化的系列车型中，底盘重要参数及整车主要参数都有较大变化，性能目标也有相应的变化，基于性能开发的整车正向开发体系则涵盖了平台战略定义、平台化系列化模块化可行性预研、整车性能目标的大量研发性试验及对标、分解、大量数据库的对比分析等，确保整车平台开发按照可靠有效的开发流程实施。这样，整车平台在以底盘平台和相应的动力总成平台组合后，对产品的外形进行重新造型，而内部结构都可以借用，或者系列化、模块化开发，大大降低了开发费用和开发周期，减少了底盘和动力部总成的验证，降低了整车车型项目的开发风险。

4.采用以管理和质量为中心的流程。整车开发项目设立项目总监负责整个车型开发的进度、质量与成本控制，下设造型开发小组、零部件及总成布置设计开发小组、性能开发小组、SE同步工程分析小组、成本控制小组、产品试制与验证小组等多部门跨系统的扁平化管理，按照整车开发流程设置适合整车开发企业或开发供应商的里程碑节点，明确每个节点需要完成的工作和交付物及对应的责任单位，确保整个项目组涉及到的各部门各系统在开发周期内按照整车开发流程及明确要求完成各自负责的工作内容并达到对应的目标。

在汽车竞争日益剧烈和同质化逐渐严重的情况下，整车性能正向研发显得尤为重要，是企业可持续发展的关键，是消费者生活品质日益提升的需求。整车性能正向研发不仅涉及到工程技术应用，同时也是一个典型的技术管理过程。

参考文献：

[1] 陈言.浅析纯电动新能源汽车整车正向开发总布置设计[J].机电技术，2015（1）：107-109.

[2] 马超.正向开发过程中总布置设计经验[J].汽车工程师，2015（8）：13-16.

（作者单位：陕西重型汽车有限公司）