卡车性能设计与结构设计同步开发之技巧

卡车性能设计与结构设计同步开发之技巧

李文颖摘要：进入二十一世纪，汽车行业迅猛发展，用户对卡车性能的要求越来越高。目前卡车结构设计流程已经十分成熟，但是性能设计如何融入结构设计、与结构设计同步进行，从而缩短整车开发周期，是一个值得探讨的话题。文章从结构设计流程、性能指标设定、性能开发流程分析着手，运用同步工程的方法，把性能开发融入进结构设计，提高了开发效率。Key：卡车;性能设计;结构设计：U462.3

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：1671-7988（2020）19-69-03TheSkillsofDevelopingPerformanceDesignandStructureDesignSynchronouslyontheTruckLiWenying（ShandongTangjunOulingAutomobileManufacturingCo.，Ltd.，ShandongZibo255100）Abstract：Withthedevelopmentofautomobileinthe21stcentury，customersdemandontheperformanceoftruckshigherandhigher.Atpresent，thetruckstructuraldesignprocedureisverymature.Inordertofurthershortenthedevelopmentcycle，integratetheperformancedesignintothestructuredesignandsynchronizewiththestructuredesign.Itisatopicworthdiscussing.Inthispaper，fromthestructuredesignprocess，performanceindexsetting，performancedevelopmentprocessanalysis，theuseofsynchronousengineeringmethod，performancedevelopmentintothestructuredesign，improvethedevelopmentefficiency.Keywords：Trucks;Performancedesign;StructuredesignCLCNO.：U462.3

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ArticleID：1671-7988（2020）19-69-03前言随着汽车行业整体水平的提升，卡车开发不再以“完成运输任务”作为唯一指标。整车性能的高效开发提到了一个新的高度，如何与结构设计同步进行，既保证开发周期又能实现整车性能指标，是一个繁杂的流程问题，但是又有技巧可寻。1整车结构开发流程整车开发流程一般分为五个阶段：产品规划、概念开发、设计工程、工程开发与产品验证、生产准备。下述章节涉及到的时间周期以全新平台卡车开发为例。1.1产品规划产品规划是指通过调查研究，充分分析市场、客户、竞品、预算、利益、风险等综合要素，结合公司的发展目标而针对该产品做的总体策划。该阶段周期一般为六个月。1.2概念开发该阶段主要是以产品规划内容为依据，对产品方案进行落实，把各领域对产品的描述、公司对产品的期望转化为一种具体的技术语言。该阶段周期一般为六个月。1.3设计工程该阶段为实质性设计工作，包括造型设计、结构设计和工艺设计。造型设计包括效果图、油泥模型等，结构设计包括总布置图、三维设计、二维设计等。该阶段周期一般为十个月。1.4工程开发与产品验证工程开发包括模、夹、检具的开发，产品验证包括零部件、系统模块、整车三级验证，包括试制及试验。该周期一般为十四个月。1.5生产准备该阶段对生产线进行调试、试生产、工装设备验证及工艺路线验证，并进行批量生产能力分析。该周期一般为四个月。1.6节点名称、编号与五大阶段对应关系上述五个阶段結束处均对应一个节点，只有通过该节点才能进入下一阶段，叫“过阀”，节点名称、编号与五大阶段对应关系如图1所示：2整车性能指标设定卡车设计，需要提前设置一系列的性能指标来对整车性能进行定义，确定未来产品相对于竞品的竞争力，指标尽可能量化，否则不易确认和验收。2.1整车性能指标项次卡车指标诸多，经过对福田、江淮等企业开发流程的研究，一级性能指标一般有十四项，见表1。2.2LACU的概念PALS（ProductAttributeLeadershipStrategy），是来源于福特产品属性竞争力策略分析，PALS策略有四种，指标分为LACU四个等级，其含义见表2：LACU分布情况见图2：3整车性能开发流程3.1整车性能指标的确定开展整车设计之前，必须首先要设定该车的性能指标，该部分工作必须在表1所示节点?之前完成，（即在概念开发完毕和设计工程开始之前），由此融入到结构开发流程中。如何确定整车的性能指标，有如下几种方法和技巧可以采用。3.1.1VOC分析VOC定义：客户的声音，包括来自内部、外部顾客抱怨、建议、资料和信息。对其认真研究归纳提炼，对重要度进行排序，作为性能指标制定依据之一。3.1.2QFD方法质量功能展开（QFD）是面向市场的产品设计与开发的一种计划过程，是质量工程的核心技术。其基本思想是产品开发过程中所有的活动都由顾客的需求、偏好和期望所驱动。是将质量要求、客户意见转化为技术要求的方法。3.1.3Benchmark研究Benchmark分析技术就是将自己的产品和其他竞争对手或领袖企业进行对照分析，通过学习他们的优点而改善自己的产品，以提高自身竞争力的过程。通过对比分析，对行业水平充分了解才能设置自己产品的指标。3.1.4CAE分析借助计算机软件仿真分析，对预开发产品性能进行摸底，协助建立靠谱的指标。3.1.5LACU定位综合各路信息，对2.1所述14项性能指标分别进行定位。结合笔者开发过的一款卡车，其性能指标LACU定位详见表3：3.2整车性能指标的分解整车性能指标建立完成后，需要分解到各系统模块和零部件总成，该分解工作要在图1设计工程开始之前完成。3.3性能指标的实现性能指标的实现贯穿于设计工程整个阶段，在图1所示节点?设计完成。具体来讲，要通过零部件的性能指标来保证系统模块的性能指标、通过系统模块的性能指标来保证整车的性能指标。在工程设计过程中，要有必须的设计计算来支撑性能指标。3.4性能指标的逐级验证为了确认3.3性能设计的正确性，需要进行验证。一般分为实物验证和虚拟验证。该项工作必须在图1所示节点?之前完成。（1）实物验证分为三级，分别为零部件试验、系统模块试验和整车试验。试验可以是台架或者道路试验。对于整车试验必须进行道路试验、无法完全通过台架来模拟。（2）虚拟验证是通过计算机软件仿真分析实现。笔者调查过主流卡车企业仿真分析能力，主要分为六大板块业务，见表4：3.4.1主观评价对于无法量化、不能通过仪器设备测试的指标，需要开展整车主观评价。卡车主观评价不同于一般的评价，它需要特定人员在特定环境中开展评价活动，主观评价受人、车、环境诸多因素的影响。如图3所示。3.5性能指标最终验收在整车性能指标验证完毕以后，开展最终验收工作，该项工作在生产准备以前必须完成。针对3.1确定的整车性能指标逐项评审，并出具验收报告，明确實物样车性能目标的达标率，并标明风险项，给决策者提供依据，从而决定是否进行小批量生产。3.6整车性能开发流程图综上，对性能和结构同步开发进行图示化，如图4所示，直观地看出性能开发与结构开发两条路线的同步关系。4结束语卡车开发不同于轿车，其载货能力是必须保证的基本性能，为提高承载，结构件的加强往往会影响到平顺性、NVH、制动安全等，如何在各性能指标之间进行平衡，制定预开发车型的性能指标，是一项繁杂的工作。只有把性能开发融入到结构开发中，使二者有机结合、同步穿插进行，方能高效高质地完成整车开发任务。Reference[1]周绍鹏.汽车整车开发流程分析[J].公路与汽运，2018，5：9-12.[2]张从新.基于性能开发的整车正向开发体系浅析[J].汽车工业研究，2014，11：23-25.[3]王望予.汽车设计[M].北京：机械工业出版社，2004.8.[4]高强.整车性能在整车开发