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[CATIA汽车设计] 100个关键词全面了解汽车开发内容

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liciying 发表于 2019-1-30 12:48:40 | 显示全部楼层 |阅读模式
liciying
2019-1-30 12:48:40 3075 0 看全部
  1、车辆开发项目

  1.1 车辆开发项目类别

  设计水平:车辆开发设计水平描述宾是项目的起点高度,决定所需要的工作。按从高到低的排列,包括全新设计、衍生设计、变型设计、车型更新、年型车项目。

  设计内容:决定项目开发复杂程度,相对于基准车而言,一般包括零部件数量、电子控制装置(ECU)、车辆软件代码行数。

  创新水平:虽然技术创新是吸引潜在客户的主要因素之一,但创新开发增加设计工作量,加大了部件和整车层面上的试验力度。也可能产生更多的问题需要解决。例如近些的出现的铝制框架+复合材料车身外覆盖件。

  选装项:选装项的数量同样决定项目复杂性,优质品牌通常能够提供最广泛的自由组合,让客户按照自已的需求和愿望 准确地配置汽车,但也使得所需要的试验力度呈几何级增加。减小选装项的第一种方法是将选装项打包,即只评估最经常选中的20%可能组合型式,而这部分组合通常代表着超过95%的订购车辆数。
   100个关键词全面了解汽车开发内容37

  适应国情版型:不同市场的法规也要求整车厂提供适于该国国情的车型。

  1.2平台和车型系列

  平台:平台就是在不同品牌的不同车辆上通用的一组通用部件。建立平台的目标是在一个平台上的各车之间实现差异最大化,并同时通用最多的零部件。例如:大众赫赫有名的MQB(发动机横置)和MLB(发动机纵置)平台。

  车型系列:只有在属于某车系的所有车型及其通用件均已提前规划好的情况下,该车型系列的全部盈利潜力才能被挖掘出来。这基本意味着,所有“成员“车的概念必须在待上市的首台车进入系列化开发之前就已确定,而且一致。

  1.3产品演化流程

  部件设计过程:定义几何尺寸、指定材料、规划制造工艺及最终发布用于批量生产和系更产品部件后,部件规格可变成系列部件。一般主机厂包括:动力系统设计、底盘设计、车身设计、内外饰设计、电子/电气部件设计。

  整车集成过程:集成过程用于定义、开发整车特性,并控制着部件设计过程。一般包括:几何集成、功能集成、系统集成、生产集成、服务集成。

  支持过程:人力资源、财务、采购,车辆项目中一项很重要但通常被忽视的任务是“内部沟通“。

  产品开发的V模型:是产品开发过程中广泛应用的过程模型,V模型向下运动(沿着V的第一条斜边)用于表示分解过程和规格,始点是所期望的整车特性规格,然后从整车要求到系统设计和模拟,再往下是零部件的规格、设计和评估。从这里往上(沿着V的第二条斜边),测试用设计部件创建的系统,并对照着规格按照等级顺序逐一确认——从部件到系统再到整车。

  车辆项目管理:按照IEEE 1490(2003版)规定,项目管理涉及九个专业,集成管理、范围管理、时间管理、质量管理、人力资源管理、成本管理、采购管理、风险管理、沟通管理

  国际开发项目:为确保国际合作成功,除考虑社会文化差异外,还需考虑技术边界条件(如气候差异影响到胶贴等制造过程)、材料和标准件、开发标准、法律背景。

  2、产品策略

  2.1  成功的产品和失败的汽车产品

  成功的汽车产品:在战略方面,问题不在于系列产品开发的详细结果(如质量评估、客户调查排名、获将数量),而是一般车辆概念的一致性和随之产生的持久吸引力。用于衡量车辆概念是否成功的标准是在这种普通概念的基础上所能实现的台份数,而这种概念在一段时间后能被证明是适合的。

  失败的汽车产品:在失败的车型中,有些是技术上很出众的概念车,只是实现的太早或太晚,错误地将未来的客户优先级假定为设计依据,或过多地依赖创新吸引力,或者甚至只是因为销售业绩不好。

  2.2  汽车行业成功的要素

  全球市场上的形象:能够按照当地的要求和喜好定制基准车型。

  车型组合:厂家提供的车型集合应当在市场要求(一方面)和开发及生产要求(另一方面)之间达到均衡:从市场的观点看,厂家必须拥有一个完整一致的车型组合,而且这个组合中的车型可根据功能、尺寸、性能、舒适度明显区分,但同时保持有特色的共有品牌形象。如果这个组合扩展超过一个品牌,品牌必须能通过品牌价值明显区分。例如:宝马在1959年遭受严重危机,几乎导致公司被戴姆勒。奔驰收购的主要原因在于公司的产口组合中缺乏中型车,宝马产品组合从一端的最简式依赛塔(Isetta)延伸到另一端豪华V8系列。宝马品牌相当摸糊不清,没有在客户的脑海里留下清晰的品牌价值印象。

  品牌形象:汽车行业,品牌形象对于正在做决定的客户来说甚至比技术事实还更具决定性。产品规划的第一标准是与在长期营销过程中建立并保持的美好品牌形像相一致。如果公众感知品牌形像偏离期望的品牌形像,那么只能寄希望于长期。当然,也要避免品牌被过度开发的情况。

  产品形象:包括产品定位、目标群体和产品属性,这3个方面都必须符合技术趋势、法律趋势和社会趋势。

  3、产品演化流程

  3.1  初始阶段

  目标框架:在初始阶段,由产品战略形成的产品形象按一致性目标框架具体化,并依此对车辆的技术经济可行性进行评估。目标框架必须可信,按优先顺序排列,而且冲突的地方必须得到解决。

  技术可行性:包括车辆配置的几何验证、始初内外造型 决策和有关生产的早期考虑。在这个过程中,要选择总体车身概念,根据规划的车辆功能衍生出主要部件并将其在车辆配置中大致定位,然后创建内外饰造形图。此初始组装过程的一部分是分析关键尺寸链和解决指标之间的矛盾。

  经济可行性:在初始阶段结束时,必须依据与车辆的延长寿命中所有收益和成本类型有关的可信假设,为新车型制订一致可行的经营方案。只有当基于这些数据的具体投资回报率(ROI)或净现值(NPV)能真正实现时,项目才能继续推进直至进入概念阶段。

  3.2  概念阶段

  车辆概念设计:虚拟的和真实的3D模型是概念阶段的主要产品表达形式,概念验证尤其是车辆敏捷性的验证,仍要通过测试真实的试验车来实施。

  目标协议:项目概念方案包括产品概念、生产概念、采购概念、销售和市场概念、服务概念。项目概念方案所包含的一整套一致性定量指标是重要项目里程碑“目标协议”的基础。目标协议标志着概念阶段的结束,由于其会发所有相关成本和风险的系列开发,因此其实类似“不可恢复点”。

  3.3  系列开发阶段

  零部件设计:产品概念的制定会导致详细设计发生,最终以正式发布和对零部件(尺寸、材料、工艺)及软件的明确描述来结束详细设计过程。发布的内容是供应商的约束力概源,发布活动可触发工装制造过程。

  车辆集成:将部件和系统集成在车辆上,使之满足初期规定的与车辆特性有关的法规要求和厂家要求。

  样车制造:现代汽车开发流程 中,一般包含mule car(骡子车)、模拟样车(simulator car)、工程样车(EP car)、OTS样车、PPV样车、PP、P样车。由于失效碰撞试验会导致整车结构发生全面变化,因此各样车组的首批车通常都用于碰撞试验。样车在开发初期需要重度伪装,在开发结束时才轻度伪装。样车试制是车辆开发过程中主要成本因素之一,减少所需样车的数量及期相关成本的主要途径:试验时以最高风险配置做为验证边界、多部门共用车辆、摸拟仿真。

  投放准备:它始于正在车间里装配的首批预批量车,而终止于已达到产能指标的日常批量生产值。在系列开发阶段结束时,应达成下结结果:

  -产品:在目标协议上规定的所有车辆功能、特性和属性都已在客户车上实现。

  -销售:车辆的市场推广活动和售后服务已完成并得到认可。

  -生产:在产量和质量目标已达到后,生产过程能力即得到肯定。

  -财务:议定的经济指标均已达到。

  3.4  系列支持和进一步开发

  系列支持:当批量生产已证明稳定可靠时,系列开发阶段正式宣告结束,项目组解散,相关职责移交给规模小得多的系列进一步开发小组。系列支持包括用于优化成本和质量、中止部件以满足短期法律保险规定的短期措施。

  4、虚拟车开发流程

  4.1  虚拟车制造

  虚拟样车:包含指定车辆的共用工作空间里的所有零部件,在这个空间里整车能够实现同步协调开发。虚拟车是“全局”设计的一个平台。除此之外,虚拟车还为模拟和评估车辆的属性、功能、成本和重量提供了依据。虚拟车的使用可增强零件和预检装配工艺的几何一致性,从而实现快速枯车打造和快速试产扩量,降低高昂改进成本。

  IT系统环境:Auto CAD、CATIA是汽车行业的广泛应用的软件,Pro/Engineer多用于发动机设计、塑料件及钣金件开模。PDM系统通过创建虚拟物料清单(BOM)来管理虚拟车打造和维护的工具。为实现进一步功能评估,还采用了特殊摸拟工具,如CARsim、ADAMS、Cruise等软件。

  4.2  几何数据集成

  冲突检查:当有问题的虚拟样车完整且最新时,可利用三维可视化工具的部分软件自动检查车辆的冲突零件。然后,冲突零件会被召回负责处理冲突件的设计人员,以评定这些冲突的危险程度。

  功能实现:术语“功能间隙”指两个零件之间为保证功能正常所需要的最小间隙。要求最小间隙能避免热传递,能允许运动件在所有的自由度方面都无干涉运动,或者能为振荡运动提供足够空间。

  4.3  进一步的几何结构功能评价

  储存空间评价:为确保将个人物品储存在乘客厢和行李箱时的最佳实用性,这些物品应当用三维模型表示,然后添加到虚拟车上。

  车辆动力学评价:操作运动(例如,在每个档位上换档或简单地开合车门、发动机盖和后备箱盖)、功能运动(例如,底盘及悬架零部件和轮胎的颠簸弹跳、转向零部件和前轮的向内转动或侧窗的升降)

  -计算轮胎包络考虑下列参数:

  悬架运动学允许的最大颠簸弹跳度;

  转向运动学允许的最大翻转倾斜度;

  由纵向力、垂直力和横向力决定的轮胎最大弹性变形。

  雪地防滑链的最大高度。

  最大胎压和最小胎压

  轮胎的磨损状况。

  4.4  虚拟制造组

  虚拟制造:功能集成小组和生产集成小组利用合适的模拟工具和方法对虚拟车的功能和可制造性进行测试。

  5、电气/电子系统开发

  5.1  从机械到电气/电子系统
   100个关键词全面了解汽车开发内容13

  汽车电气/电子系统:车辆电动功能是由根据传感器或驾驶人员发出的输入信号使具体装置产生运动、加热、点亮或显示的执行器来实现,并由嵌入在ECU中的软件程序来控制。这些部件有:传感器、输入装置、ECU、执行器、显示器和扬声器、线束、蓄电池、发电机/交流发电机。汽车E/E系统分为负责相关的功能群,即所谓的车辆域,一般包括:资讯娱乐系统、车身电子装置、底盘和驾驶辅助系统、动力系、被动安全性。

  5.2  系统工程流程

  系统工程:国际系统工程师学会(INCOSE)将系统工程学定义为一个可通过提前关注客户需求、文件编制要求、设计合成和系统确认以使系统完美本现但同时又兼顾问题各个方面的跨学科手段。

  需求工程:需求工程遵循四个步骤:需求获取,需求分析,需求规格和需求确认。

  系统架构设计:系统设计始于利用指定需求自顶向下地派生及创建系统架构。需求规格描述的是车辆E/E系统应当做“什么”,而系统架构描述的是系统应当“怎样”做,这两者均应从逻辑/功能和技术层面上阐述。

  逻辑系统架构:系统需求可分解成子功能。子功能又与其内外接口一起代表着逻辑系统架构。内接口描述的是特定子系统之间所需要的通信线,而外接口描述的是系统环境的输入端和输出端尤其是驾驶员和乘客输入端和输出端。

  技术系统架构:总线系统除了将功能分配给具体硬件部件和软件组件外,创建技术系统结构还包括确定用于ECU间通信的外部总线系统的规格。总线系统是根据总线协议、载波/载体的技术属性以及特定ECU在互联时所依据的拓扑结构来规定的。哪个总线系统最适合将取决于域在数据传输速度、容量和可靠性方面的主要需求。

  部件开发:在E/E系统开发环境中,部件开发指特定ECU及其它E/E元件(传感器和执行器等)的设计以及对所生成的子系统的确认。

  ECU硬件和嵌入式软件:包括微控制器(内置芯片,CPU、RAM等)、ECU基本软件(含操作系统、网络管理等)、应用软件、中间件(共用API-应用程序接口)、机械元件。中间件是在车型系统之间以及整车厂及/或供应商之间实现软硬件组件呼唤性的关键前提,AUTOSAR运行时间环境已经成这方面的汽车行业标准。

  应用软件的设计:部件设计的核心过程是生成能决定部件行业的应用软件。第一步 创建功能模型,以详细说明所需的数学函数、算法和部件接口。然后,在应用进程中设定软件的参数。将这些应用程序数据、汇编程序及其诊断所需的其它数据与一个二进制程序文件链接,再将二进制文件刷写到EEPROM控制器里。
   100个关键词全面了解汽车开发内容72

  部件测试:利用嵌入式应用软件来做ECU试验。为实现ECU以及外围组件的并行开发,这些试验应在HIL(硬件在环)仿真试验台上进行,这个试验台能对ECU接口(传感器和执行器)实施电子仿真。

  系统集成:系统集成的含议从外形上和功能上将各设计中心开发的部件组合成一个完整的车辆系统,并保证该系统能够满足期望的功能要求。设计中心希望纳入车辆E/E系统中的各部件必须进行系统集成注册。各部件经设计中心预审合格并转交到系统集成部之后,应用系统集成过程中服从严格的更改控制规定,并作为子系统或整车系需要重新的一部分接受平估。
   100个关键词全面了解汽车开发内容48

  子系统集成:在子系统实验台上,需要满足一定功能要求的所有部件均通过相关的总线系统连接。为了在试验条件下获得子系统的真实行为,对不属于子系统的部件也要进行模拟。子系统级试验涉主客户功能和系统功能,例如机械应变、化学应变或大气压力应变以及静态电池、电磁兼容性等。
   100个关键词全面了解汽车开发内容63

  整车集成:在子系统已分别建立、测试和确认后,应将它们依次集成以形成整车E/E系统。然后,将特定的子系统按结构和功能连接在一起,并检测系统级功能是否能正常交互及得到满足。在静止的试验车(LabCar)上所做的试验包括:定位/线束、总线外观、通电/断电、电压试验、选定的用户/客户功能、睡眠电流、24H试验、总线负荷、滥用测试、网关测试、编码、刷写、诊断工作。

  配置管理:E/E开发下的配置管理任务是构建、标记、记录和控制所有的软硬件组件版本和变型,以及由它们构成的所有有效系统配置。配置管理还应当确保把有效的系统配置映射到相关的变型车辆上,确保只有经过确认的最新配置才能安装在车上。
   100个关键词全面了解汽车开发内容98

  风险管理:风险管理是系统工程的重要支持过程,它包括以下四个要素:

  -目标、活动、资源资质、沟通等方面的规划

  -风险识别和定量评估

  -实施可减轻或消除风险险的措施

  -监测、记录及汇报采取的措施。

  说明:本文内容根据《面向客户需求的车辆开发流程》整理,仅用于学习交流。
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