汽车开发设计范例

摘要：

内建模型将质量的愿望融入到汽车产品的设计开发使用中，通过质量工具的合理使用，大尺度的提升汽车产品设计开发的质量，同时可以将汽车实际使用的质量不断的提升，促进汽车企业的进步和能力的发展。

关键词：

质量工具；企业设计；应用

0引言

设计开发的质量主要的影响到整个生命周期的质量，在开发时间、成本和质量方面产生重要的影响，在整个研制的过程中占据重要的位置。加强汽车的设计开发的质量对提升汽车的使用舒适度、降低成本、缩短产品上市时间、增强市场的竞争力具有现实意义。因此，完善汽车产品设计开发的质量已经成为汽车企业降低成本、挖掘利润、缩短产品交货周期、提升市场竞争力的重要环节。

1汽车质量工具类型

【摘要】截至2018年，中国的汽车保有量突破2亿，但现有的汽车维修技能人才远远跟不上庞大的市场需求，为此需要通过专业技能培训来培养更多的汽车电路维修人才。针对目前市面上的汽车电路接线考核系统板功能单一、故障率高、设计不够人性化等缺点，本文基于单片机技术设计并开发出一台智能汽车电工教学实训台。本次设计的实训台基于STM32F103Zx最小系统板，实时检测连线到对应的接线端口，当培训人员操作完成时，单片机可以检测每一条回路，判断并显示最后的模拟结果。同时还可切换训练提醒模式，在该模式的操作过程中，培训者可以进行选择语音提示功能。

【关键词】汽车电工教学；STM32F103Zx最小系统板；实训台

1研究背景及意义

根据中汽协2019年1月14日公布的数据显示，2018年，我国乘用车销量为2808.1万辆。虽然同比去年下降了2.8%，但是我国的汽车保有量仍在大幅度增加，尤其是新能源汽车的增长趋势喜人，全年新能源汽车销量125.6万辆，同比增长了61.7%。汽车越来越多，对于汽车维修专业的人才需求也越来越大，随着现代汽车技术的发展，汽车上的电器及电子设备控制单元日益增多，因此汽车电路维修人才的需求缺口将会变成制约我国汽车售后市场良好发展的关键因素，怎样解决目前汽车维修市场的现状，对汽车维修从业人员提出了更高的要求。为了提高汽车维修学生的实践教学效果及设备利用率，帮助学生了解和学习汽车电路系统的工作原理，熟练掌握汽车电路检测方法与故障排除技能，充分利用实验室设备资源，研制一种新型智能汽车电工教学实训台非常有必要。

2智能汽车电工实训台的设计思路

智能汽车电工教学实训台是对实验室汽车电工实物接线考核系统的教学用品提出优化，主要针对汽车电工电路培训的实践课程进行开发。目前市场上大部分汽车电路接线考核实训台的功能都比较单一，本智能汽车电工实训台采用模拟电路部分的电路原理图和更改程序就可以更换为对某一汽车电气系统接线进行电路连线考核。本实训台将汽车上部分汽车电路系统简化成考核电路工作原理图，学生能用导线正确地把台面上的各个元器件之间的端口连接起来，当操作过程中出现错误时，该实训台的报错功能可以帮助学生找到错误点，提高学习效率，降低教师的教学负担。智能汽车电工实训台的加入，能为教学和培训提供双重的便利性。设备的研发根据汽车部分电路实训教学需求，绘制其电路系统工作原理图，购买导线，电路涉及的零部件，单片机控制芯片，主要是进行电路工作原理的芯片控制设计，最后完成组装调试，并制作成教学实训台。

3智能汽车电工教学实训台的设计要点

摘要：随着工业制造水平的不断提高，汽车制造业获得了长足的发展，加之人们生活水平的提升，汽车保有量迅速增加，这些都为汽车工业的快速发展打下了坚实的基础。但同时汽车噪音问题也开始备受关注，特别是随着噪声法规的日渐完善，汽车降噪处理的任务也更加繁重。在信息技术的推动下，利用软件对噪声进行仿真分析，能够进一步优化汽车消声器设计。本文运用GT-Power软件的仿真功能，对汽车排气消声器结构予以优化设计。

关键词：汽车噪声；排气消声器；声学性能；设计开发

1汽车排气噪声产生原理和消声器的机理研究

噪声是汽车发动机运行中十分常见的一种故障现象，主要由于发动机气缸内部发生了急剧的高温废气变化情况，强大的气压波迅速产出排放时，产生的巨大的声音。根据噪声的振幅、频率和结构位置，可以划分为基频排气噪声、亥姆霍兹共振噪声、废气喷注噪声、排气道内避面的紊流噪声、冲击噪声等。其中基频排气噪声最为常见。因此，汽车排气消声器的设计研究就显得尤为必要。当前消声器可以细分为有源和无源两种，相对而言，有源消声器使用繁琐，应用的范围较小，而无源消声器则有着较为广泛的应用市场。

1.1汽车排气噪声产生原理

汽车的发动机开始运行的时候，气缸内部将会产出高速和高温的废气，这些废气经由排气口排出，将会形成低频和周期性的噪声，亦可以称之为基频排气噪声，也是汽车发动机最为主要的噪声来源。其基频和谐波的运算公式为：fk=knz60τ式中，k表示谐波的次数；n表示发动机转速，单位为r/min；z为发动机气缸的数量；τ表示冲程系数，其中二冲程的τ值为1，四冲程的τ值为2。

1.2汽车排气消声器的机理研究

1问题管理需要贯穿汽车设计开发全过程

汽车设计开发粗略地分为造型、详细设计和样车试制这三个阶段。通用汽车专家团队总结出：“在汽车设计开发中，如果问题提出越早越多，则开发成本越低、周期越短，如果问题提出越晚越多，则开发成本越高、周期越长。”例如，在设计阶段，利用三维尺寸分析软件以及RSS（RootSumSquare）计算建立尺寸分析模型，将DTS（DimensionalTechnicalSpecifi-cation）的公差合理地分配到各个总成、分总成、单件，并体现在GD&T（GeometryDimension&Tolerance）上，各零件厂家依照标准加工。此种方式在设计阶段对后期可能出现的问题预警，并且在设计初期解决，使得后期多次的设计变更、模具更改、夹具调整得以规避，从而降低了研发费用，缩短了开发周期，保证了产品的质量，增加了产品的竞争力。又如，人机工程导入产品虚拟设计阶段实时地、并行地进行评估，及时发现问题，尽早地优化产品设计，实现产品开发的同步进行验证产品设计。反之，人机工程不参与虚拟制造的开发，在零件开模之后实车进行验证，发现问题再由产品工程进行必要的更改，如此的开发过程相比同步开发，开发质量明显降低，成本显著提高，并且会带来更长的开发周期。如果能够让汽车开发团队尽量早并尽量多地提出问题，将能够降低汽车设计开发的成本和缩短开发周期，这就要求问题管理贯穿到汽车设计开发全过程当中，特别是造型阶段和详细设计阶段需要鼓励大家尽早地多提问题和快速解决问题，防止问题落到样车试制阶段才发现和提出来，这样解决问题的费用就高，解决的时间周期就比较长。对应汽车设计开发每个阶段的工作内容，汽车开发团队需要及时和尽早地提出问题、处理问题和解决问题。例如在造型阶段，大家需要针对造型的整体风格、造型分缝的大小、造型圆角的工艺可行性、造型零件分区的合理性等等作出评审，并提出和解决问题；在详细设计阶段，大家需要对零件结构的合理性、总布置的可行性、结构刚度等的CAE分析合理性、公差分析通过率等进行评价，并提出和解决问题；在样车试制阶段，大家需要对工装与零件的合格率及匹配度、工艺布局的合理性等进行现场验证和评估，并提出和解决问题。因此，问题管理需要贯穿到汽车设计开发全过程中，才能为快速解决问题提供可靠地保证。如果在某个阶段忽略问题管理，则会使问题提出和解决的速度下降，势必造成汽车设计开发工作迟缓，从而导致汽车设计开发成本的增加和周期的延长。

2问题管理的系统化、体系化、流程化

汽车设计开发的问题管理是如此重要，大家需要把它系统化体系化流程化，这样才能确保来自不同专业领域的工程师人员能够按照统一的规则来完成相应的工作，尽早并快速地提出问题和解决问题。问题管理系统化是指针对某个专业领域的问题管理需要系统化，这样可以防止由于主观因素等原因造成问题的遗漏。例如钣金件设计冲压成型性分析过程中需要考虑哪些要点，冲压成型性问题的提出和解决需要有一套系统化的管理办法，这样不会因为年轻工程师经验不足而遗漏掉某个分析环节的问题。问题管理体系化是指在某个设计开发阶段的问题管理需要体系化，这样可以防止整个开发团队问题管理进度不一致造成问题解决效率低下。例如在详细设计阶段，造型、感知质量、总布置、冲压、尺寸、总装、涂装、车身工艺和工装等问题都会形成问题清单进行管理，但是如果整个项目组没有对这些问题管理进行体系化地管理，会造成某些区域问题解决周期较长，从而影响到整个开发的进度。进一步说，在详细设计阶段，假如只重视了造型、感知质量、总布置、冲压、尺寸、总装、涂装、车身工艺和工装问题这些清单的解决效率，忽略了冲压清单的解决效率，会形成整个车型开发项目进度的短板，延误项目的进程。因此，在某个设计开发阶段有必要对各专业提出的问题清单进行体系化的管理，整体推进问题解决状态，尤其是推动低状态问题的快速决策和解决，确保整个开发周期满足项目的要求。具体做法可以如下：对所有这个清单的总体状态做出把控，并在整个开发团队内共享相关的信息，例如及时该车型开发项目问题解决总体状态表，对低状态问题予以推动等等。问题管理流程化是指问题提出、问题解决、问题关闭需要形成相应的流程，这样可以使团队成员遵循既定的工作规则，避免因为流程不清晰而造成工作的推诿，影响工作效率，从而导致项目延误。对于汽车产品，它的特点非常明显，比如零件众多、特征复杂及材质多样等。这些特点会导致各种感知质量问题。其中，《整车静态感知质量工作流程》就对静态感知质量问题跟踪管理等进行了详细的定义，如在某个开发阶段由静态感知质量工程师进行问题状态管理，问题响应需要问题责任区域在问题清单后3个工作日内完成等等。这样其中的各种角色就能够明确工作的时间节点和工作内容，对于问题提出、解决和关闭都按照这个统一的流程来执行，分工与合作都有章可循，有法可依，工作效率高，问题解决的速度快，从而缩短汽车设计开发的周期。

3问题管理需要专人负责制并常态化

汽车设计开发过程中，各阶段的问题侧重点各不相同，各专业模块各有特点，这就需要针对不同的问题进行专人负责制地管理，并使其常态化，进行常规化、持续化管理，直到项目完成。例如冲压同步分析问题清单就需要有冲压工程背景的冲压工程师来管理，从第一个问题提出到最后一个问题关闭期间，都需要专人跟踪推动，并在汽车设计开发团队里形成常态化的管理模式。这样做的好处是能够使问题一提出来就能够传递到对应的产品工程师处，并且由提出问题的冲压工程师与该产品工程师密切沟通，共同讨论问题解决的对策，产品工程师再将达成共识的对策落实到具体的产品结构中，冲压工程师再次分析产品数据，验证其冲压成型性，直到问题关闭。例如，冲压工程师做冲压成型性分析后，发现左/右前轮罩外板加强板钣件成形时，在拐角处有开裂现象，立刻将此问题纳入冲压同步分析问题清单跟踪。他找到对应的产品工程师，并一起寻找问题解决的对策，经过双方沟通达成“在此拐角处增加缺口，向内凹5mm，并局部修改产品特征”的修改意见。产品工程师修改此零件3D数模，落实该措施，最后形成新的产品数模，提供给冲压工程师再次分析，结果满足冲压成型性分析，问题关闭。

4问题管理需要分散与集中并行

摘要：随着现代汽车生产水平的不断提高，人们对汽车的要求越来越高，汽车的设计与生产在方法和技术上都需要不断更新和提升，只有这样才能在行业中保持竞争力，现代的汽车设计不仅减少了生产周期，同时也提高了汽车生产技术水平和质量；本文从汽车前期设计到后期的工程制造，对现代汽车设计方法进行了分析和阐述，探讨了现代汽车设计方法和现代技术在汽车设计中的运用。

关键词：汽车设计；方法；新技术；趋势

随着科学技术的发展，特别是计算机辅助设计技术的发展，越来越多的先进设计方法被应用到汽车设计中，缩短了设计周期的同时提高了设计质量。

1开发规划

在汽车开始研发设计之前，企业根据自身的需要，制定具体的开发规划，确定研发车型，根据市场情况，市场调查，工艺分析，成本核算，预测产品是否符合需求，项目规划和市场专员传达设计要求给设计师。

2前期总布置设计

将汽车各个总成及所载人员安排在最恰当的位置，确定H点，保证各个总成都能实现其功能，确定各个尺寸之间的关系及各部件之间合理的位置和人机工程的要求。

摘要:本文基于全生命周期模式对汽车零部件开发项目成本管理进行研究；阐述了汽车零部件开发项目立项阶段、设计研发阶段、量产阶段的成本管理方法。希望为企业进行产品开发项目成本管理提供基础，为广大汽车行业项目经理提供一定的理论指导和借鉴作用。以此来提高项目、企业的管理运营效率，提高企业的盈利能力，加快投资回收期，降低企业及产品的成本，惠及广大消费者，为社会创造更大的财富。

关键词:项目成本管理；产品生命周期；价值工程；作业成本法

一、绪论

根据近20年中国汽车销售量及增长率以及结合中国国情来看，汽车行业未来还有非常大的潜力，但汽车成本是影响汽车利润最关健的因素。国际上整个汽车行业的价值链利润分配方式为50%:30%:20%，即主流零部件制造厂家占整个价值链利润的50%，汽车厂家占整个价值链利润的30%，汽车销售厂家占整个价值链利润的20%。而我国正好相反，主流零部件制造厂家、汽车厂家、汽车销售厂家三者的利润分配比例分别为20%:50%:30%。最近这几年我国汽车行业发展非常快，价值链开始重新分配，并越来越有向国际接轨的趋势，零部件厂家将有更大的盈利空间。因此，汽车零部件厂家必须加强项目成本管理。本文以公司汽车零部件项目为背景，基于全生命周期模式汽车零部件开发项目成本管理研究，通过在开发项目的立项阶段、设计阶段和量产阶段的成本管理研究，来减少立项决策失误，以及设计、量产阶段成本，加强项目的成本控制及项目盈利能力综合等，希望为广大汽车行业项目经理提供一定的理论指导和借鉴作用，以此来降低产品成本，提高企业的盈利能力，惠及广大消费者，为社会创造更大的财富。

二、汽车零部件开发项目全生命周期成本分析

(一)汽车零部件开发项目全生命周期成本综述。由于全生命周期成本理论成功应用到多个领域，因此，各领域根据各自研究对象和特点也分别从不同的角度对全生命周期成本做出不同的界定。基于不同角度下，全生命周期成本的划分范围也不相同，每一个角度的成本贯穿于产品的设计、生产、营销和消费阶段，交织在各个阶段的成本当中。以下是基于汽车零部件行业对企业、消费者、社会的角度对成本的划分。通过以上分析，这些成本存在着此消彼长的关系：当企业为了增加竞争优势或为了品牌时，就需要增加产品的功能和价值。从而产品设计阶段要加大规划、创新，更加贴近市场，通过反复创新测试，提高产品创新质量与频率。这样成本增加，功能和价值提高，超过客户期望，使其得到满足，销量便也会增加。再如，企业在设计、和生产时更加注意产品的寿命、功能和环保问题，这样企业成本也会增加，但客户和社会成本再降低。综合分析以上产品生命周期共性均是是指从产品的产生到消亡的整个过程。这一期间包括了产品的立项、研发，材料采购，加工制造、运输，售后保障的完整过程。本文是站在企业角度，基于全生命周期模式对汽车零部件开发项目的成本管理进行研究，结合现有的研究成果，将汽车零部件开发项目全生命周期成本定义为：从立项、设计、量产、销售及售后在整个生命周期内所产生的成本总和。它的公式为：项目全生命周期的成本=立项阶段成本+设计阶段成本+量产阶段成本+销售及售后成本。本文主要对立项阶段、设计阶段和量产阶段成本的方法进行研究分析。下图为项目全生命成本与项目成本管理。本文不对销售及售后阶段成本管理方法做研究。项目生命周期存在项目资源需求的变化、不确定性的变化和可变性的变化的特征。

(二)汽车零部件开发项目全生命周期成本分解。依据文章提到的全生命周期成本分立项成本、设计研发成本、量产成本、销售及售后成本这四个阶段。产品在每个阶段都会产生相应的成本费用，这些成本费用最终累计被分配、归集到不同的成本费用科目中。立项、设计阶段，该阶段产品的成本投入较少，约占总成本的5%～10%，比例虽然很小，但只要立项、设计完成，后续的量产阶段必须要按上一阶段进行，产生生产成本并转化为产品生产，最终通过销售及售后阶段产生的成本将整个成本转稼给客户，从而影响客户。生产阶段、销售售后阶段，成本投入比重较大，约为总成本的85%，产品进入到报废阶段时产生的清理成本约占产品全生命周期成本的5%～10%。汽车零部件项目成本预算内容及成本控制重点是研发设计成本、原材料采购成本、产品的制造成本、产品的质量成本和销售成本。1.立项、研发设计阶段成本。是从事于汽车零部件开发项目研究研发活动所发生的各项成本费用。汽车零部件设计研发是一个复杂项目，他需耗费大力的人力物力，工作包括：方案企划、概念设计、工艺设计。首先要提出策划方案：一是通过市场调研了解和掌握客户的需求，对客户信息息进行系统的整理、分析、识别、总结，为接下来的研发做准备；二是在市场调研的基础上，结合企业要求进行可行性分析，结合市场容量，分析判断企业的技术可行性和实际的生产能力，明确目标客户及实际投资效益和效率；三是根据客户的要求，确定技术和性能参数，及各工艺路线。本立项研发设计阶段成本为：(1)研发人员工资。直接做从事于汽车零部件开发项目研究开发活动人员的薪酬，包括工资、奖金、年终奖、加班工资以及其他与研发有关的薪酬福利。(2)直接投入。是指为实施研究开发项目，整个项目一共所投入的各项原材料等相关支出。如：直接投入的原材料费用；试验和试制产品时以及达不到固定资产标准的模具、样品、样机等；水电气等动力费；用于研究研发活动的仪器设备以及简单维护费等。(3)折旧费用与长期待摊费用。是指实施研究开发项目所投入的各种仪器、设备各建筑物的折旧费用。(4)设计费用。是指为研究开发新产品、新工艺、新技术等方面而发生的各种设计费用。(5)设备调试费。包括如研制生产器具，改变生产和质量控制程序等工装准备过程中研究研发活动所发生的费用。(6)无形资产摊销。是指实施研究开发活动所投入的各项专有技术所发生的费用摊销。(7)委托外部研究研发费用。是指企业委托境内大学、研究机构、技术专业服务机构、企业和境外机构进行研究研发活动所发生的费用。(8)其他费用。为研究研发活动所发生的其他费用，如办公费、通讯费等。2.量产阶段成本。量产阶段是按照任务书、工艺要求将原材料转化为汽车零部件的过程，包括生产计划准备、生产工艺的梳理、生产线的原料的上线等，汽车零部件生产流程大致分五个部分：冲压、焊接、总装、涂装、测试。量产阶段成本为：(1)采购成本。指为采购与原材料相关的各项成本，包括原材料采购、物流运输费用、仓储费用、进口关税以及与采购相关的诸如釆购人员的管理费、差旅费、采购订单费用等。(2)生产成本。是指企业在生产过程中发生的与产品生产有关的各项耗费。产品制造成本按经济用途可分为直接材料、直接人工和制造费用。直接材料是原料采购成本转化而来，直接人工成本包括直接生产的生产工人工资和其它与之相关的人工福利成本。制造费用是指除直接工人工资与制造相关的其它各项成本。包括生产管理人员工资、生产用固定资产折旧、维护费等各种生产相关费用。(3)质量成本。顾名思议，质量成本就是为产品质量而发生的各项成本。国际上分外部质量保证成本。它是为确保产品的质量在规定的标准水平上，所发生的各项有关的费用。它由鉴定成本、预防成本、内外部损失成本组成。3.销售及售后阶段成本费用。是指为了将产品或服务价值转移到客户而产生的各种成本费用。比如，销售产品产生的仓储运输费用、广告费用、差旅费、佣金、业务招待费、售后服务费、索赔等。

1汽车设计时尚化的意义

(1)满足新生代消费群体的审美需求

对于汽车设计而言，要想被具有新的价值理念的消费群体所接受，汽车设计必须去迎合他们的个性化审美需求。对于消费群体潜在的审美需求的发掘，成了汽车设计的关键。按照BICC(消费、品牌层次发展)理论，消费者在内外消费环境影响下的消费审美需求。由此可以得出产品的个性化形象处于消费审美的最高端。现在的汽车购买主体主要是80后甚至90后的年轻人，他们正是时尚化产品的追捧者，他们渴望自己的物品具有个性，不落伍，紧跟潮流。70后之前的这类消费群体，他们比较实际，对汽车的功能、样式、配置要求不高，只要汽车结实、实用、空间大、省油，略微好看一点即可。而80、90后这类新生代的消费群体，他们的价值观和消费理念与其父辈们不同，他们希望汽车既能满足基本功能的需要，又可以满足他们对于时尚的追求和个性的凸显，就像他们追捧NIKE或ADIDAS的球鞋一样，这种消费观念对汽车设计是一个挑战。

(2)促使汽车生产厂家适应不断变化的市场

汽车生产厂家要想适应不断变化的市场需求和消费者的个性化审美需求，就要不断的开发新车以适应这种形势。汽车生产厂家开发新车的方法主要有两个:1)运用新的技术，增加新的功能，提升汽车的品质。2)通过不断地设计外观来实现汽车的创新。方法一的实现，可以遵循汽车设计的时尚化原则，借鉴其他行业流行的新技术、新功能、转移到汽车设计中来，从而开发出新概念下的汽车，整体提升汽车的品质;关于外观设计的创新，这一点很重要。国内众多汽车生产厂家如今还停留在模仿西方车型的阶段。这样设计出的汽车，不仅没有新意，体现不出个性化的设计，也不能满足市场的变化，甚至还会招来市场给产品奉上“山寨货”的称谓，这种局面对于汽车生产厂家自身品牌的拓展和未来的企业发展都是有弊的。因而在汽车外观设计中适当融入时尚化因素既可以创新汽车的外观走出模仿、山寨的怪圈，又可以满足不断变化的市场需求。

2汽车设计时尚化的表现

(1)LED灯的时尚化运用

摘要：

现代汽车的设计比较注重顾客需求的满足，而6Sigma设计正是以顾客需求为核心的一种设计方法。因此，基于这种认识，本文对6Sigma设计在汽车设计中的应用问题展开了研究，从而为关注这一话题的人们提供参考。

关键词：

6Sigma设计；汽车设计；应用

21世纪初，6Sigma设计的应用为各大汽车制造公司带来了更多的产品设计制造利润。所以随着汽车工业的发展，6Sigma设计在汽车设计领域得到了推广应用。因此，有必要对6Sigma设计在汽车设计中的应用问题展开研究，从而更好的利用该种设计方法促进汽车工业的发展。

一、6Sigma设计特点及流程分析

1、6Sigma设计特点