車究竟是如何造出來的,從copy 到change再到design——汽車研發(fā)的五大階段及制造的四大工藝0 I0 ~- l. ]9 j j+ Q# n& M
7 w* W k b2 c+ F以前有個朋友問過我,國內(nèi)的很多車型都是抄襲的,,為什么還需要那么多研發(fā)人員,研發(fā)過程為什么還需要那么多時間?在此向各位車友講述國內(nèi)一個車企造車的故事(至于是哪家,,自己去猜想了),然后你就會明白,,造車真不是很簡單的^_^,。
- Y& w7 r: B6 y7 Y5 ~
! j. M! k( y; p5 d4 X1 d+ t1 {# x想當年這家企業(yè)剛進入汽車業(yè),,就夸下了“2010年做到中國第一,2015年做到世界第一”的“豪言壯語”,。于是舉全公司之力,,完全自主設計了一款車型,樣品完成后,,廣邀其全國經(jīng)銷商對這款車進行評價,,99%的經(jīng)銷商都太“震驚”了,這車也能賣,,他們對這款車沒有點滴信息,?好在這家公司做出了很英明的決定,沒有把此款車型投向市場,。
0 A, |6 | i2 f! M+ ?) J$ K7 P- l @* V j' m/ D
很快這幾公司認識到模仿是必須經(jīng)歷的過程,從copy 到change再到design,,這也是日韓汽車走過的過程。此后,,此公司做出了一個戰(zhàn)略選擇,,他們開始了大力copy工作,copy的車型從A00級車到C級車,,從MPV到SUV一共十幾款車,,而且這么多車型的研發(fā)工作基本上都是同時進行的,并再次提出了一年研發(fā)3—4款車型的“豪言壯語”,。但是他們沒有認識到copy并不是那么簡單,,同樣copy也需要積累的。當他們把他們copy的第一款車拿到車展的時候,,業(yè)內(nèi)的人都笑了,,太粗糙了吧?這個車型只會把自己的品牌永遠的毀掉,。但是這款車連模具都開了,,繼續(xù)向市場推廣,還是廢掉重來,?這可是好幾億,。這個時候,這家企業(yè)真正意識到“模仿也不是個簡單的活”,,他們立即停止了對奔馳等車型的仿制工作,,全部精力投入到一款A級車的研發(fā)中來,他們用幾個億RMB和三年的時間,,買了一個重要的教訓,。, I: I- ~( o2 h3 k1 {' `1 R
S3 V2 g" C' X0 S2 v6 E3 j給大家講述這個故事的目的是說明:汽車研發(fā)是一個很復雜的系統(tǒng)工程,甚至需要上千人花費幾年的時間才能完成;一款汽車從研發(fā)到投入市場一般都需要5年左右的時間,。不過隨著技術(shù)的不斷進步,,研發(fā)的周期也在縮短,當然,,我們說的是正向設計,,事實上很多國內(nèi)的廠家都是逆向設計,但即使是逆向設計同樣也需要很多的時間,。我們可以仿制別人的外觀,,但是我們無法仿制別人的工藝,我們依然需要進行大量的機構(gòu)分析,、材料分析,、力學分析等,依然需要去試制,、測試,、檢測等等,這些研發(fā)的過程是無法省略的,。7 i$ H, |$ G( S
6 D: E4 O% r; M0 f! Q3 `9 _( T" L* r8 u; h
不同的汽車企業(yè)其汽車的研發(fā)流程略有不同,,下面講述的是正向開發(fā)的一般研發(fā)流程:
8 ?. _! l e/ O) \. U/ M一.市場調(diào)研階段
: N$ l& e+ K( B 一個全新車型的開發(fā)需要幾億甚至十幾億的大量資金投入,如果不經(jīng)過很細致的市場調(diào)研可能就會“打水漂”了,;現(xiàn)在國內(nèi)有專門的市場調(diào)研公司,,汽車公司會委托他們對國內(nèi)消費者的需求、喜好,、習慣等做出調(diào)研,,明確車型形式和市場目標,即價格策略,,很多車型的失敗都是因為市場調(diào)研沒有做好,。譬如:當年雪鐵龍固執(zhí)的在中國推廣兩廂車,而忽視了國人對“三廂”的情有獨鐘,,致使兩廂車進入中國市場太早,失去了占領(lǐng)市場的機會,。
- u/ G8 c5 A0 F
: H8 Y% v! O& n二.概念設計階段) ^; N6 g; D8 B# Z6 H& b: s: v! X
概念設計主要分三個階段:總體布置,、造型設計 、制作油泥模型,。7 V" R7 W3 n. z; l B5 S. z' v, p
1.總體布置(草圖)) ]) g" q" {6 L: X3 n3 Z! o, x
總布設計是汽車的總體設計方案,,包括:車廂及駕駛室的布置,發(fā)動機與離合器及變速器的布置,、傳動軸的布置,、車架和承載式車身底板的布置、前后懸架的布置、制動系的布置,、油箱,、備胎和行李箱等的布置、空調(diào)裝置的布置,。
8 C) w' }' @, R9 x9 X
/ K9 p6 u8 Y, i' q 2.造型設計 (手繪草圖)4 j+ R' m5 ^$ |4 D5 V( \
在進行了總體布置草圖設計以后,,就可以在其確定的基本尺寸的上進行造型設計了。包括外形和內(nèi)飾設計兩部分,。設計草圖是設計師快速捕捉創(chuàng)意靈感的最好方法,,最初的設計草圖都比較簡單,它也許只有幾根線條,,但是能夠勾勒出設計造型的神韻,,設計師通過大量的設計草圖來盡可能多的提出新的創(chuàng)意。這個車到底是簡潔,、還是穩(wěn)重,、是復古、還是動感都是在此確定的,。
) k+ I$ w5 W2 i, L' j6 k' k
# y% X! B( z; R7 q4 A' `5 [; ~- v 當然,,如果是逆向設計,則就不需要這個過程了,,把別人的車型直接進行點陣掃描,,然后在計算機中進行造型勾畫就行了。
. @' F: \2 d7 O4 B 3. 制作油泥模型, C# T7 Y8 M2 {
隨著計算機的應用,,草圖繪制完成后,,可以用使用各種繪圖軟件制作三維電腦數(shù)據(jù)模型(這種模型能夠直接將數(shù)據(jù)輸入5軸銑削機,銑削出油泥模型),,看到更加清晰的設計表現(xiàn)效果,,然后進行1:5的油泥模型制作。8 j8 P S7 S+ C# |3 Y5 O0 U
1 B4 i) F; L3 Z8 F
完成小比例油泥模型制作后,,進行評審,,綜合考慮各種因素:美學、工藝,、結(jié)構(gòu)等,,OK后進行1:1的油泥模型制作。6 X4 `+ a7 C9 M) w
傳統(tǒng)的全尺寸油泥模型都是完全由人工雕刻出來的,,這種方法費時費力而且模型質(zhì)量不能得到很好的保證,,制作一個整車模型大約要花上3個月左右的時間,現(xiàn)在隨著技術(shù)的進步,,各大汽車廠家的全尺寸整車模型基本上都是由5軸銑削機銑削出來的,,這種方法制作一個模型只需要1個月甚至更少的時間,。
6 n/ Z3 d; Z$ ^# \
- \0 \! l/ H. ?& V2 s! o0 r三、工程設計階段 (數(shù)模構(gòu)建): z. d1 w5 M, N5 k6 P) w+ x
在完成造型設計后,,開始進入工程設計階段,,工程設計是一個對整車進行細化設計的過程,各個總成分發(fā)到相關(guān)部門分別進行設計開發(fā),。
* o- s4 ?4 T# l3 E7 J
& F, W' g+ A8 `+ [& C: N工程設計階段主要包括以下幾個方面:5 j& ?- E- s4 a2 ]1 w8 n
1. 總布置設計; r& a" T# O0 L% o6 z' [
在前面的總布置草圖上,,進行細化,精確各部件的尺寸和位置,。確定各部件的詳細結(jié)構(gòu),、特征參數(shù)及質(zhì)量要求。包括:發(fā)動機艙,、底盤,、內(nèi)飾、外飾及汽車電器等布置圖,。2 v) s0 S3 m% W6 b3 v2 f
& t- [# f: D4 [9 X2 H2. 車身造型數(shù)據(jù)0 i9 s6 Y) d2 h2 Q# ~
在油泥模型完成后,,使用三維測量儀器對油泥模型進行測量,測量生成的數(shù)據(jù)稱為點云,,工程師根據(jù)點云使用曲線軟件比如Catia,、UG imageware等來構(gòu)建汽車產(chǎn)品的外形。
0 @/ t# F" v9 G$ q% F" _2 Y* K! W- Y “模仿”的車型則是,,把別人的產(chǎn)品直接進行三維測量,,形成“點云”數(shù)據(jù),然后根據(jù)點云進行汽車產(chǎn)品的外形,。 l$ i+ e* G, }8 b9 Q- y7 h6 w/ L" x
“點云”數(shù)據(jù)(一些零亂的點):. f {# h e2 n! f' g2 v# Y
% @1 Z9 s7 G* g7 N Z根據(jù)“點云”進行曲面構(gòu)建:; `. k8 O0 v2 l% T$ L) R
$ a! E5 w0 M# z; m% A3 [! w" J
3.發(fā)動機工程設計* Z. X+ A$ y& R M2 u9 T( z( J
一般新車型的開發(fā)都會選用原有成熟的發(fā)動機動力總成,,然后針對新車型的特點及要求,對發(fā)動機進行布置,,并進行發(fā)動機匹配,,這一過程一直持續(xù)到樣車試驗階段,與底盤工程設計同步進行,。
4 S) B* G% n8 q7 A! h& `4.白車身工程設計, V5 h& m# ~$ v4 j
白車身的設計工作是在車身造型結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上進行的,,所謂的白車身指的是車身結(jié)構(gòu)件以及覆蓋件的焊接總成,包括發(fā)動機罩,、翼子板,、側(cè)圍、車門以及行李箱蓋在內(nèi)的未經(jīng)過涂裝的車身本體,。白車身是保證整車強度的封閉結(jié)構(gòu)。譬如,;我們經(jīng)常提及的豐田“GOA”車身,。
5 e. e4 S5 s: |6 t0 } Z 這些部件依然使用三維數(shù)模軟件來見構(gòu)建,,譬如UG、CATIA等,,并進行材料的選擇,,工藝性分析、焊接,、裝配等分析,。
& o) I; R& S6 F2 A; ]4 Z
; w# G, {% D8 q4 d8 h5.底盤工程設計
& w: w% k+ W( Q 底盤包括:傳動系統(tǒng)、行駛系統(tǒng),、轉(zhuǎn)向系統(tǒng),、制動系統(tǒng)設計。主要工作包括: 尺寸,、結(jié)構(gòu),、工藝功能及參數(shù)方面的定義、計算,,根據(jù)計算數(shù)據(jù)完成三維數(shù)模,;然后根據(jù)三維數(shù)模進行模擬試驗及零部件的樣品的制作;根據(jù)三維圖完成設計及裝配圖,。% \+ j) Y, O" M
' S `* X6 L C- e3 R0 i, ^( {
5 A$ e5 p9 @+ w* r. u6.內(nèi)外飾工程設計
/ o: f$ e0 k. k這些部件很多汽車公司不是自己制作,,而是由配套生產(chǎn)廠家來做的。
3 c) s. t9 {, z% I6 V 內(nèi)飾件主要設計包括儀表板,、方向盤,、座椅、安全帶,、安全氣囊,、地毯、側(cè)壁內(nèi)飾件,、遮陽板,、扶手、車內(nèi)后視鏡等,。4 X) U' N+ w z! u
外裝件的主要設計包括前后保險杠,、玻璃、車門防撞裝飾條,、進氣格柵,、行李架、天窗,、后視鏡,、車門機構(gòu)及附件以及密封條。
# y6 a C6 P; o( n% i 這些部件同樣可用“逆向設計”,,但是相應的材料分析,、結(jié)構(gòu)分析,、樣品試制等工作還是省不下的。" G7 W; O! X& T$ l, o
+ D2 q* e. `, i6 {
7.電器工程設計
0 @2 K' e1 L$ a 電器工程負責全車的所有電器設計,,包括雨刮系統(tǒng),、空調(diào)系統(tǒng)、各種儀表,、整車開關(guān),、前后燈光以及車內(nèi)照明系統(tǒng)。
/ M6 p+ Z. W7 K4 F' p2 n! h 經(jīng)過以上各個總成系統(tǒng)的設計,,工程設計階段完成,,最終確認整車設計方案。此時可以開始編制詳細的產(chǎn)品技術(shù)說明書以及詳細的零部件清單列表,,驗證法規(guī),。確定整車性能后,將各個總成的生產(chǎn)技術(shù)進行整理合成,。
- r9 l: [' v3 R t四,、樣車試驗階段
9 {& Y% t0 |4 _2 I 工程設計階段完成以后進入樣車試制階段試驗階段。
& t* R! z$ x; O g 4 M4 [! G+ Z+ H1 I6 T; ~' [
樣車的試驗包括兩個方面:性能試驗和可靠性試驗,。性能試驗,,顧名思義,主要是對一些功能性的測試,,看其是否符合設計要求,;可靠性試驗,主要驗證汽車的強度及耐久性。汽車的試驗形式主要有風洞試驗,、試驗場測試,、道路測試、碰撞試驗等,。
% i5 n/ v1 f- ]* ]8 B# x1.風洞試驗
( S P5 J. ]- Q5 D在油泥模型階段就已進行初步的試驗了,,這個涉及到空氣動力學方面的科學;樣品制作好后會作進一步測試,!
H: k+ X5 C; E0 _7 _7 H0 g% F& S" A; r5 t
) d5 L! @1 J; w( P% O# a( U. X
2.試驗場測試:" g6 B) w# p# N" l6 W
很多汽車企業(yè)都有自己的試驗場,,試驗場的不同路段分別模擬不同路況,有沙石路,、雨水路,、搓板路、爬坡路等等,。
$ F, G/ \2 E( X" o/ ?- ^" |. T% J( Y
. I8 _0 X; M0 r, r/ ?) N" T% R, k* J, l: r$ w. g
3.道路測試
: X% L9 N" c% i0 ]( L' M7 Y道路測試是樣車試驗最重要的部分,。通常要在各種不同的區(qū)域環(huán)境中進行,在我國北到黑龍江南到海南島都有進行道路測試,,以測定在不同氣候條件下車輛的行駛性能以及可靠性,。路試是比較復雜的,,包括各種條件下的路試(高速路、沙塵路,、水泥路、冰雪路等等),。8 W& i) ^8 S$ \9 b; }/ @
# [! L5 x# J/ w8 Z0 y' z& R' k
$ G* [, N0 k* g. ]; ?4.碰撞試驗
9 p; V0 F$ ?- q+ K" e! I6 M5 x 碰撞試驗主要測試汽車的結(jié)構(gòu)強度,,在新車上市前,企業(yè)要經(jīng)過N多次測試,,據(jù)說卡羅拉上市前撞了100多輛車,。測試主要是利用人體模型,通過各種傳感器考察碰撞對人體模型的傷害,,并有針對性地進行加強設計,。7 o- g( h! Z0 c2 y# ?
- D8 h) R$ J' K- J+ M
試驗階段完成以后,新車型基本得到確認,,然后進入小批量試制階段,。$ g3 R, G, w4 [
* W0 ?* V! M; m S5 R. d
五、量產(chǎn)階段:
, a3 o1 e& A- K' W% x, m. p 投產(chǎn)啟動階段的包括制定生產(chǎn)流程鏈,,各種生產(chǎn)設備到位,、生產(chǎn)線鋪設等等。投產(chǎn)啟動階段大約需要半年左右的時間,,在此期間要反復的完善沖壓,、焊裝、涂裝以及總裝生產(chǎn)線,,在確保生產(chǎn)流程和樣車性能的條件下,,開始小批量生產(chǎn),進一步驗證產(chǎn)品的可靠性,,確保小批量生產(chǎn)3個月產(chǎn)品無重大問題的情況下,,正式啟動量產(chǎn)。下面我們將詳細介紹汽車制造的四大工藝:& Q$ m# @: t9 b3 T7 y! @- x
1.沖壓工藝:( N! q# e ]) j! F
沖壓是所有工序的第一步,。先是把鋼板在切割機上切割出合適的大小,,這個時候一般只進行沖孔、切邊之類的動作,,然后進入真正的沖壓成形工序,。每一個工件都有一個模具,只要把各種各樣的模具裝到?jīng)_壓機床上就可以沖出各種各樣的工件,,模具的作用是非常大的,,模具的質(zhì)量直接決定著工件的質(zhì)量。
1 m+ _: U+ p8 t H4 [/ H. W- r' T # J' J+ X2 w+ z1 Z* R
2.焊裝工藝:1 r: O+ o# ^+ X6 ^8 E2 D
沖壓好的車身板件局部加熱或同時加熱,、加壓而接合在一起形成車身總成,。在汽車車身制造中應用最廣的是點焊,,焊接的好壞直接影響了車身的強度。所以很多廠家在說自己的車身結(jié)構(gòu)的時候會特強調(diào)自己是“激光焊接”,。在國內(nèi)大部分生產(chǎn)廠家還是人工焊接,,這當然是為了節(jié)省成本。% s0 a6 U& m- G1 T: n. M: W/ p1 ]8 Y" `
( s5 B/ F; f/ W) I% `. B2 B
3.涂裝工藝:
) D$ G. W" I4 }9 V Z涂裝有兩個重要作用,,第一車防腐蝕,,第二增加美觀。涂裝工藝過程比較復雜,,技術(shù)要求比較高,。主要有以下工序:漆前預處理和底漆、噴漆工藝,、烘干工藝等,,整個過程需要大量的化學試劑處理和精細的工藝參數(shù)控制,對油漆材料以及各項加工設備的要求都很高,,因此涂裝工藝一般都是各公司的技術(shù)秘密,。
3 A! z: q4 g; l6 N7 q
( C# K7 R V2 d4.總裝工藝:
x- t- D% l; H. G總裝就是把車身、發(fā)動機,、變速器,、儀表盤、車燈,、座椅等各零件安裝組合到一起,。裝配工藝的水平直接影響到汽車的性能,我們會看到有些汽車扳金的接縫比較均勻,,而有些汽車扳金接縫不均勻,,這都是與裝配工藝關(guān)系比較大的。
8 p9 e: A0 {" c) _1 r: k20世紀90年代底興起的組合單元化,,即模塊化裝配方式的采用使得總裝生產(chǎn)線上的工序得到簡化,,生產(chǎn)線縮短,成本大幅度降低,。一般的總裝車間主要有四大模塊,,即前圍裝配模塊、儀表板裝配模塊,、車燈裝配模塊,、底盤裝配模塊。經(jīng)過各模塊裝配和各零部件的安裝后再經(jīng)過車輪定位,、車燈視野檢測等檢驗調(diào)整后整輛車就可以下線了,。
% p) q% ^) F/ x, x3 _4 r; m/ o; L6 _8 G
( D" f# d8 H& O, ^% ]: P+ t 好了看了上述介紹,現(xiàn)在大家知道汽車是如何制造出來的了吧!
2 C: Y! P8 _& |1 M
+ I0 G; e. E3 Y, K) ^ 如果您看了上文有所思索,,請傾言,,蒙狼與您續(xù)話造車的傳奇。,。![](static/image/smiley/default/lol.gif) |