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整車開發(fā)各個階段-整車開發(fā)流程第三章Phases of the Product Evolution Process

2019-12-30 21:10:07·  來源：Vehicle  作者：Pirate Jack  
　
在繼整車開發(fā)概覽，整車產(chǎn)品戰(zhàn)略兩章之后，第三章整車開發(fā)的各個階段將真正的帶我們進入整車開發(fā)流程當中，從大體上介紹整車開發(fā)的各個階段明白每個階段的標準以
“ 在繼整車開發(fā)概覽，整車產(chǎn)品戰(zhàn)略兩章之后，第三章整車開發(fā)的各個階段將真正的帶我們進入整車開發(fā)流程當中，從大體上介紹整車開發(fā)的各個階段明白每個階段的標準以及標志性的開始和結(jié)束點。非常有助于理解開發(fā)流程當中的know why and know how，一般如果經(jīng)歷過完整汽車開發(fā)項目的人很快能夠明白其中，完善理論知識結(jié)構；如果沒有經(jīng)歷過完整項目的能夠讓你串起整個開發(fā)流程邏輯。”
 
第三章-整車開發(fā)各個階段 chapter 3 Phases of the Product Evolution Process
摘要：
在產(chǎn)品戰(zhàn)略已經(jīng)定義好了需要開發(fā)什么產(chǎn)品之后，一個正式的開發(fā)項目就需要建立了。一般這時候就需要一個主流程來管控整個項目-這個就是我們要介紹的整車開發(fā)流程，通常他們由三個主要階段組成：
  • 前期階段，主要是技術和商務可行性分析；
  • 概念階段，具體化所有的要求清單設定成一系列目標；
  • 開發(fā)實施階段，這個階段的任務是完成當初設定的一系列目標并保證新車進入工廠投產(chǎn)，直到量產(chǎn)。
一般整車研發(fā)主要以上三個階段，但其實在新車型投產(chǎn)之后還有一個叫做量產(chǎn)后新車型支持和持續(xù)優(yōu)化階段，他主要是支持量產(chǎn)后的成本優(yōu)化和小量的設計更改工作。
3.1
—
項目前期階段
Initial Phase
在項目前期階段，產(chǎn)品簡介已經(jīng)在產(chǎn)品戰(zhàn)略過程中已經(jīng)定義好，項目前期主要是對產(chǎn)品基于技術和商務的可行性分析，確保所有的要求分析具體化，所有的目標設定框架經(jīng)得起挑戰(zhàn)，分得清權重優(yōu)先，并且沒有沖突。
3.1.1 技術可行性分析
整車開發(fā)中的技術可行性有很多方面，例如整車布置的幾何兼容性的驗證，內(nèi)外飾的造型決策以及有關量產(chǎn)的早期考慮。
整車開發(fā)造型設計流程會在7.3部分講到，它開始于項目前期階段，大體的車身外形尺寸確定，整車規(guī)劃好的主要零部件布置大體位置確定（例如動力，傳動，傳動軸，驅(qū)動軸，輪胎等等）。內(nèi)外飾造型的初版圖（通常為2D）創(chuàng)建完成.通常這個時候進行一些關鍵尺寸鏈的分析，討論和解決目標沖突。例如，圖3.2所示尺寸鏈從后車頂板頂部開始，然后穿過車頂內(nèi)襯、后排乘客頭部、軀干和臀部、后排座椅泡沫、地板、隔音材料、油箱和地板下保護裝置。沿著這個維度鏈，各種需求導致必須解決的目標沖突：
  • 一般對于動態(tài)外觀的車輛，造型Studio需要更低車頂輪廓
  • 降低車內(nèi)噪音NVH需要一個厚的車頂內(nèi)襯和厚的隔音層，并連接到后排座椅下的車身下面板上。
  • 乘客人體工程學（Human Factors）要求坐在后排的普通成年人足夠的頭部空間。
  • 后排乘客的乘坐舒適性（Seat Comfort）主要取決于座墊泡沫的厚度。
  • 由于燃油箱通常位于下半身隔音層之間以及地板下的保護裝置（它可以破壞車輛的底部輪廓），它們的距離決定了油箱容積，從而影響決定了那輛車的續(xù)航里程。
  • 離地間隙（即道路線和最低車輛部分之間的距離）決定了整車的特性，如靈活性、空氣動力學阻力和升力，或越野能力。
除了與車輛直接相關的特性外，目標兼容可行性還必須回答有關計劃生產(chǎn)、采購和售后服務的問題：是否必須選擇（或擴建或甚至建造）一個或多個生產(chǎn)工廠，以符合項目在生產(chǎn)地點方面的要求，技術能力、產(chǎn)量和供應商網(wǎng)絡。同樣，新的車輛必須符合現(xiàn)有的銷售和服務結(jié)構，或者這些結(jié)構必須被擴展或新創(chuàng)建。必須預先估計所需的營銷措施。對于新的或復活的汽車品牌的第一款車型，必須規(guī)劃一個完整的營銷概念。
3.1.1 商務可行性分析
在項目前期階段結(jié)束時，必須基于與產(chǎn)品進化過程31的3個階段相關的合理假設，根據(jù)評估在車型的整個生命周期內(nèi)所有類型的收益和成本（見圖3.3）為新車型或者新車型序列提供一致且可行的商業(yè)計劃。只有根據(jù)這些數(shù)字，才能夠?qū)嶋H實現(xiàn)一定的投資回報率（ROI）或凈現(xiàn)值（NPV），項目才能繼續(xù)并進入概念階段。商業(yè)計劃書通常由一個團隊制定，該團隊的代表來自公司戰(zhàn)略、市場營銷、開發(fā)、采購、生產(chǎn)和財務部門。
表3.1中列出的示例值應有助于對簡單表面車輛項目的財務表現(xiàn)：
列出單臺售價，計劃銷量，市場售賣時間，投資金額，開發(fā)成本，制造成本等等。
根據(jù)這些示例值，作為業(yè)務案例主要財務指標的凈現(xiàn)值NPV將計算為30億歐元。圖3.4顯示了每年的費用和收入以及相應的凈現(xiàn)值曲線。
NPV凈現(xiàn)值作為一個最重要的指標來決定項目是繼續(xù)推進或者不基于這個項目。但項目商務可行性不僅要知道其預測值，而且還要知道其敏感性。與表3.1中假設值的以下偏差都將導致凈現(xiàn)值增加或減少±5億。
  • 銷售價格單臺偏差± 500歐元(± 1.1%)
  • 銷量偏差± 10000臺(± 4.0%)
  • 制造成本偏差± 500歐元(± 1.1%)
  • 投資偏差±7000萬歐(± 10.0%)
3.2
—
概念階段
Concept Phase
 
3.2.1整車概念設計
在整車概念設計階段，車輛設計必須足夠的詳細并能夠清楚決定設計是否能夠，什么時候?qū)崿F(xiàn)既定的需求目標。這個時候車輛設計需要有電子樣車，以及油泥模型等實物外形（完整的虛擬汽車過程見第4章）。內(nèi)外飾和造型首先在粘土模型中指定，然后才轉(zhuǎn)換為計算機輔助設計（CAD）數(shù)據(jù)（見第7.3章對于整車設計過程）。3D 數(shù)據(jù)模型是由零部件設計然后通過集成成電子樣車以供整車評估車型特性和性能完成對整車概念的驗證。圖3.5顯示了駕駛員人機工程學、空氣動力學、操縱和生產(chǎn)的虛擬評估示例。這些和其他整車特性在第七章和第八章廣泛討論。
 
雖然大部分的整車性能和特性能夠基于電子樣車進行評估和驗證，但很多同樣必須通過實車進行測試真實的試驗車輛來完成的即便當前的模型中，底盤和動力總成的部分已經(jīng)更新到新模型的概念設計水平。
雖然車輛項目在前期階段由相對較小的初始團隊管理，但在概念階段開始時，責任移交給綜合項目組織。項目組織負責委托、監(jiān)督和指導分散的概念小組，并建立必要的會議和報告結(jié)構，以實現(xiàn)最佳合作。不同的OEM主機廠用于構建其車型序列項目和車型項目的實際組織模型是相似的；都是項目團隊和專業(yè)技術團隊交叉，只不過體現(xiàn)是項目團隊經(jīng)理和專業(yè)技術經(jīng)理權力不同。
3.2.2目標一致性
基于項目前期階段的項目目標框架和業(yè)務計劃，概念設計階段的后期需要完成一份詳細的一致性的擁有量化的技術和財務目標項目概念，主要的項目概念需要包含以下幾個主要的子項目概念：
  • 產(chǎn)品概念
  • 量產(chǎn)概念
  • 采購概念
  • 銷售和市場概念
  • 售后服務概念
為了保證概念的量化一致性，需要采用目標管理的方法和系統(tǒng)（6.1章會詳細講解），一套一致的量化目標是重要項目里程碑目標協(xié)議的基礎。當以上完成時候標志著概念階段的結(jié)束。當概念階段結(jié)束意味著觸發(fā)具有所有相關成本和風險的實際系列開發(fā)時，代表了整車開發(fā)中類似“無法回頭”的東西。此時，管理層必須回答以下關鍵問題：
  • 汽車在技術和經(jīng)濟上是否可行？所有必需的功能都能按計劃成本實現(xiàn)嗎？計劃的車輛是否滿足所有內(nèi)部和外部/法律要求？
  • 銷售價格和銷售量目標是否現(xiàn)實？是否有足夠的消費者買單？尤其是最后一次投產(chǎn)的末代車型？
  • 供應商結(jié)構是否可行？所有潛在的供應商是否都有必要的經(jīng)驗和資源，以保證按時、按質(zhì)交貨？所有供應商的財務狀況是否足夠健康，即使在危機時期也能交貨？
  • 生產(chǎn)目標是否可行？新的汽車是否可以在現(xiàn)有的生產(chǎn)結(jié)構中建造，或者可以按時間和按計劃的成本實施，而對當前運行的系列生產(chǎn)沒有意外影響？生產(chǎn)開始時，是否有足夠的具備所需技能的人員在場？
  • 項目目標是否可行？是否可以按計劃成本和計劃時間利用計劃資源進行實際生產(chǎn)開發(fā)？
只有對所有這些問題的答案都是肯定的，管理層才會承擔創(chuàng)業(yè)風險，開始系列開發(fā)車型系列的第一輛車——這意味著結(jié)束供應商合同，不可撤銷地釋放投資，例如生產(chǎn)摸具。
3.3
—
實施系列開發(fā)階段
Series Development Phase
3.3.1 零部件設計
制定產(chǎn)品概念將導致以正式版本結(jié)束的詳細設計，例如零件發(fā)包材料（幾何、材料、表面）和軟件（見第節(jié)）的明確描述。5.2.5條）。發(fā)包是供應商的綁定基礎，并觸發(fā)工裝夾具的制造過程。發(fā)包的巨大經(jīng)濟重要性源于發(fā)布設計者在產(chǎn)品責任和工具必要的投資成本方面的個人責任基礎。
為確保按計劃成本、質(zhì)量和可靠性交付零件，在實施系列開發(fā)階段開始時選擇供應商并對其進行鑒定。他們與OEM主機廠一起，設計和實現(xiàn)在實施系列條件下制造零件所需的工具、設備和工藝。
3.3.2 整車集成
實施系列開發(fā)過程中的中心任務是將部件和系統(tǒng)集成到車輛上，以滿足有關整車特性的最初定義的法律法規(guī)和企業(yè)內(nèi)部自定要求。對于本次評估-以及最終的驗證——原型車、前系列車和系列車都經(jīng)過了測試。圖3.6顯示了整車驗證的典型試驗。
 
3.3.3 樣車試制
在一個完整的重新設計項目中，目前的OEM主機廠通常會建立和測試兩輪樣車：一個早期樣車組用于評估概念并從中得出必要的設計更改（大型零件的長周期摸具已經(jīng)發(fā)布）；另一個組用于將這些更改合并并證明其成功。由于在第二輪樣車試制之前，大型零件的長周期摸具已經(jīng)發(fā)布，因此，由第二輪樣車組的測試結(jié)果引起的設計更改將非常昂貴，并且有可能推遲計劃的量產(chǎn)SOP。
樣車試制時間計劃：
樣車試制的時間選擇非常重要，一方面樣車試制越晚試制樣車更能代表設計最新狀態(tài)，另一方面樣車試制的越早那么測試能更早如果發(fā)現(xiàn)問題更能更早的更改設計。當開啟樣車試制時候每一輪樣車試制計劃樣車需求是由樣車使用部門用車時間以及緊急度決定的，例如碰撞安全實驗的車輛會影響到整車的白車身結(jié)構所以一般碰撞安全實驗的車輛會第一臺試制。
樣車偽裝策略：
為了獲取真實測試數(shù)據(jù)，樣車測試不僅僅約束在臺架或者實驗室里面，還需要到公共道路或者試驗場進行測試，那么此時如果過早的暴露造型以及配置被競爭對手發(fā)現(xiàn)會可能讓競爭對手模仿。另個一個更重要的是他可能導致新產(chǎn)品過早的暴露讓他缺少吸引力從而對銷量和價格產(chǎn)生負面影響。基于以上兩個原因通常樣車是需要偽裝，一般早期重度偽裝，后期輕度偽裝。
減少樣車成本三個方法：
產(chǎn)品開發(fā)時供整車測試的樣車費用是一個非常大的成本一個早期的樣車可以花費一百萬歐元。減少所需樣車數(shù)量及其相關成本的方法主要有三種：
  • 配置分析選出代表性控制模型配置：通過必須測試原型的不同部門之間的深入?yún)f(xié)商，可以發(fā)現(xiàn)車身風格、發(fā)動機、變速箱、左/右駕駛、國家/地區(qū)版本等的組合需要3個階段的產(chǎn)品進化過程至少37個原型。對于碰撞試驗，例如，具有最重發(fā)動機和最小剛體的配置是最關鍵的。因此，被動安全部門將堅持使用最大柴油發(fā)動機的敞篷車。
  • 多部門共用車輛：原型曾經(jīng)是設計部門非正式的身份象征，一些管理者確保他們的設計小組擁有每個模型的原型。由于公司現(xiàn)在嚴格考慮他們的開發(fā)成本，所有部門樣車需求必須根據(jù)一個精確的時間表共享車輛確保更少的樣車制造。
  • 虛擬評估，增加虛擬評估工具和方法的準確度和可靠性從而減少硬件實驗的需求。
樣車試制提供制造評估
雖然樣車測試為產(chǎn)品開發(fā)提供了所需的數(shù)據(jù)，但樣車試制同時提供制造部門進行評估計劃的制造工藝流程等等。即使零件通常來自軟摸具，并且裝配是在試制車間而不是在實際工廠中進行的，樣車試制使用并因此評估新設備，同時根據(jù)計劃的順序評估每個零件和工位的生產(chǎn)過程。圖3.7描述了樣車試制的示例過程：臨時夾具中的手動車身焊接（左上角）、裝配前測量原型部件（右上角）、使用接近生產(chǎn)設備裝配預裝配的動力總成和懸架（左下角）以及原型的偽裝（右下角）。
為了準備好量產(chǎn)，產(chǎn)品開發(fā)會逐漸的從開發(fā)中心轉(zhuǎn)移到量產(chǎn)工廠在實施系列開發(fā)階段。在工廠，車輛制造所需的廠房、設備、工藝和訓練有素的資源必須及時準備好，以便在工廠內(nèi)制造新車型的第一輛車順利投產(chǎn)。
3.3.4 投產(chǎn)準備
實施系列開發(fā)的最后一步是投產(chǎn)階段或者叫爬產(chǎn)階段，他的開始階段為第一次工廠試生產(chǎn)到產(chǎn)量達到預定的量產(chǎn)計劃。SOP(start of production)標準著工廠試裝車之后第一臺可直接賣給客戶的車的時間節(jié)點。
在銷售市場方面，一個準確詳細計劃好的媒體上市活動如發(fā)布市場預熱圖片、新聞發(fā)布會、在車展或廣告活動中展示車輛的首次亮相。作為市場營銷活動的一部分，在按照標準操作程序進行量產(chǎn)期間生產(chǎn)的第一輛汽車將交付給經(jīng)銷商的展廳。同時，對銷售和服務人員進行培訓，準備好展廳和修理店，并組織將新車型運送到銷售點。
投產(chǎn)階段的一個重要里程碑是可以接收客戶訂單，它讓經(jīng)銷商可以繼續(xù)提交客戶訂單。在這一點上，管理層必須承諾，所有訂購的汽車都能按規(guī)定、按時、100%的質(zhì)量交付。在實施系列開發(fā)階段結(jié)束時，應取得以下成果：
  • 產(chǎn)品滿足目標：目標中定義的所有車輛功能、特性和特性均在客戶車輛中實現(xiàn)。
  • 銷售：完成并確認車輛和售后的市場介紹活動。
  • 生產(chǎn)：在達到生產(chǎn)量和質(zhì)量目標后，確認生產(chǎn)過程能力。
  • 財務：達成一致的經(jīng)濟目標。
3.4
—
工廠支持以及持續(xù)優(yōu)化階段
Series Support and Further Development
當投產(chǎn)量產(chǎn)生產(chǎn)已經(jīng)被證明是穩(wěn)定的（這意味著已經(jīng)在計劃的生產(chǎn)能力下運行了幾周而沒有重大問題）時，實施系列開發(fā)階段正式結(jié)束。項目團隊被解散滾入新的項目，責任移交給一個更小的工廠支持以及持續(xù)優(yōu)化開發(fā)團隊。
但如 第一章1.3.1講到開發(fā)活動即使在這之后也在繼續(xù)。系列支持包括優(yōu)化成本和質(zhì)量的短期措施、組件中止以及滿足短期法律和保險要求。進一步的開發(fā)包括所有可以長期規(guī)劃的變化。例如，在車輛規(guī)劃的7年生命周期中進行的facelift很多叫中期改款，主要包括前后臉的小改和新功能或選項，以便在市場上更新款式。優(yōu)化質(zhì)量、成本或重量或滿足法律要求的措施通常在計劃停產(chǎn)期間實施，以便在不干擾生產(chǎn)的情況下提供更換的零件和設備。因此，在這些停產(chǎn)措施之后生產(chǎn)的汽車可能比之前的要好得多，并且根據(jù)車型年份進行區(qū)分。
 
 
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