智能电动汽车产品开发与管理 课件 2-整车开发流程

第二章整车开发流程《智能电动汽车产品开发与管理》Outcome

Based

Study21.理解遵照整车开发流程并科学地开展汽车产品开发各项工作的必要性。2.理解汽车产品开发主要阶段的基本概念和工作要点。3.能够应用汽车产品开发的主要工具，开展初步的策划、分析工作。3目录2.1.1产品规划阶段2.1.2概念开发阶段2.1.3工程设计阶段2.1.4样车试验阶段2.1.5投产上市阶段2.1汽车产品开发的关键过程2.2.1产品质量先期策划（APQP）2.2.2潜在失效模式及后果分析（FMEA）2.2.4统计过程控制（SPC）2.2.5生产件批准程序（PPAP）2.2汽车产品开发的主要工具2.3工程案例汽车产品开发的关键过程2.1PART.流程的定义与范围汽车从概念到商品的过程描述智能电动汽车开发的特殊需求汽车从概念到商品的过程，涵盖了市场调研、产品设计、原型开发、工程验证、生产制造直至上市销售的完整周期。每个阶段紧密相连，确保车辆既能满足市场需求，又具备先进的技术性能和安全性。智能电动汽车开发除了传统汽车的要求外，还需特别关注电池管理系统、自动驾驶技术、智能网联等前沿科技的融合。这要求开发团队具备跨学科的知识和能力，以满足消费者对续航里程、智能化体验及安全性能的高要求。2.1汽车产品开发的关键过程52.1汽车产品开发的关键过程6整车开发流程与控制目标关键阶段与开发工具五个关键阶段介绍整车开发包括概念设计、产品设计、原型制作、测试验证与量产准备五个关键阶段。每个阶段都承载着特定的任务和目标，确保产品逐步从抽象概念转化为具体可销售的商品。五大主要开发工具简述关键开发工具包括CAD/CAM软件用于产品设计与建模，CAE软件进行性能仿真与优化，BMS（电池管理系统）开发工具用于电池组性能调校，自动驾驶算法平台及测试工具确保智能驾驶功能的实现与验证，以及生产制造系统确保量产过程中的质量与效率。2.1汽车产品开发的关键过程72.1汽车产品开发的关键过程82.1汽车产品开发的关键过程主要关注点1）宏观市场发展趋势，主要关注宏观政策、市场规模及法律法规。2）细分市场发展趋势，主要关注市场规模、竞争关系及产品主要功能属性。3）技术实现的可行性，主要关注技术平台的可实现性，包括对产品形态及动力总成的适应性。4）整车产品造型定位及整车总体设计策略。5）产品效益可行性，主要关注各类商务策略的假设，包括产销规模、研发投入及供方和销方的商务假设等。6）拟开发产品与公司产品战略、品牌诉求等的符合性与一致性。92.1汽车产品开发的关键过程概念开发阶段是在产品规划明确并且可行性得到批准的基础上，完成汽车产品项目方案的开发。这些方案包括动力总成、智能网联、整车性能的目标、全尺寸主题模型、关键零部件的设计、整车的物料成本、制造规划、产品质量目标等。根据产品项目任务书设定的边界条件，细化市场、造型、工程和制造的需求，识别车型项目开发过程中的冲突。从产品规划阶段到概念开发阶段，所有汽车产品项目的策划信息、决策内容均需要通过产品项目任务书予以控制，以确保整车开发团队能够充分理解车型项目目标。概念10完成产品项目方案开发01概念开发阶段旨在初步确立产品项目方案，明确车型定位、市场目标及技术路线，为后续开发奠定基础。涵盖多方面方案与目标02此阶段需综合考虑用户需求、技术可行性、成本效益等多方面因素，制定全面的产品开发方案与目标。细化各项需求与识别冲突03通过市场调研、竞品分析等手段，细化产品各项需求，并识别潜在的设计冲突，为后续设计优化提供方向。通过任务书控制策划信息04编制详细的项目任务书，明确各阶段的任务、目标、责任人及时间节点，有效控制策划信息的传递与执行。2.1汽车产品开发的关键过程概念开发阶段的定义与内容1101包括造型设计和概念设计造型设计关注车辆外观与内饰的美学设计，而概念设计则更侧重于车辆整体架构、性能参数及创新技术的预研。02涉及多个部门的协同工作概念开发阶段需市场、设计、工程、采购等多个部门紧密合作，共同推进项目进展，确保各项工作无缝衔接。03本阶段的里程碑等信息设定并跟踪关键里程碑，如概念设计方案评审、造型冻结等，以评估项目进展，及时调整策略，确保项目按计划推进。2.1汽车产品开发的关键过程概念开发阶段的主要工作12提出布置与特性参数要求根据市场需求与产品定位，明确整车布置方案及关键特性参数，如轴距、车长、动力性能等，为后续设计奠定基础。01协调整车与系统总成关系确保各系统总成（如发动机、底盘、电气等）之间的匹配与协调，优化整体性能与成本，实现最佳组合效果。02达到最优使用功能属性结合用户调研与需求分析，设定并优化整车的使用功能属性，如舒适性、操控性、燃油经济性等，提升用户体验。03满足产品工程属性目标设定并达成产品的工程属性目标，包括可靠性、耐久性、安全性等，确保产品符合行业标准和法规要求。042.1汽车产品开发的关键过程总体设计13基于总体布置进行设计在总体布置方案的基础上，进行车身及内外饰的初步造型设计，确保造型与功能的和谐统一。包括方案选择与开发通过草图、效果图等手段，提出多个设计方案并进行筛选与优化，最终确定最佳造型方案。进行专业评审与市场调研组织专业评审团队对设计方案进行评审，同时开展市场调研，了解消费者偏好，确保造型设计的市场接受度。达到产品造型适度领先在保持品牌特色的同时，追求造型设计的适度领先，提升产品的市场竞争力。2.1汽车产品开发的关键过程造型设计14考察各项技术指标完成情况对各系统总成的技术指标完成情况进行全面考察，确保各项功能指标达到设计要求。使整车系统达到功能最优通过系统间的协调与优化，实现整车系统功能的最大化，提升整车的综合性能。分析整车功能安全等内容对整车功能安全、环保等方面进行深入分析，确保产品符合相关法规和标准要求。遵循功能集成流程步骤严格按照功能集成流程步骤进行操作，确保集成工作的有序进行和高效完成。010203042.1汽车产品开发的关键过程功能集成15满足消费者对性能的需求根据市场调研结果和消费者需求，明确整车性能开发目标，如加速性能、制动性能等。包含多种性能设计内容性能集成开发涉及动力性、经济性、制动性、操稳性等多种性能设计内容，需综合考虑并优化。遵循性能集成流程步骤遵循性能集成开发的流程步骤，从需求分析到方案设计、验证优化，确保性能目标的顺利实现。2.1汽车产品开发的关键过程性能集成开发16进行多方案对比选择针对关键零部件和技术方案进行多方案对比分析，选择最适合本项目的技术方案。关注功能属性实现在技术选型过程中，重点关注功能属性的实现情况，确保所选方案能够满足整车功能需求。开展零部件成本分析管控对零部件成本进行详细分析，制定成本控制策略，确保项目经济效益。进行产品投入产出分析对产品进行投入产出分析，评估项目的经济可行性，为决策提供数据支持。细化商务策略与成本效益分析细化商务策略，明确产品定价、市场定位等；同时进行成本效益分析，确保项目收益最大化。保障企业可持续发展在技术选型过程中，考虑企业的长期发展战略和可持续发展要求，选择符合企业价值观的技术方案。2.1汽车产品开发的关键过程技术选型17包括开发进度等计划管理开发进度与目标保障计划资源的支持强调计划和目标兼容匹配制定详细的开发计划，包括开发进度、资源分配、里程碑节点等内容，确保项目有序进行。对开发进度进行实时监控和管理，确保各项任务按时完成；同时关注项目目标达成情况，及时调整计划。确保开发计划所需的资源（如人力、物力、财力）得到充足支持，为项目顺利推进提供保障。在制定计划时，强调计划与项目目标的兼容匹配性，确保计划能够支撑并推动项目目标的实现。010203042.1汽车产品开发的关键过程开发计划18定义整车功能明确车辆需实现的基本与高级功能，如驾驶辅助、智能互联等，确保设计贴近市场需求。制定性能目标设立动力性、经济性、操控性等核心性能指标，确保产品竞争力，满足消费者期望。开展多方案论证针对功能与性能目标，提出多种设计方案，通过对比分析，选出最优方案。应用分析手段采用CAE、FEA等分析工具，对设计方案进行模拟验证，确保性能达标且成本可控。2.1汽车产品开发的关键过程整车功能与性能目标19深入洞察市场趋势，收集并分析客户反馈，明确客户需求优先级。组织专家评审与市场调研，确保需求信息的全面性和准确性。结合客户需求，考虑产品外观、内饰等造型因素，提升产品吸引力。从使用场景、用户习惯等多角度审视需求，确保需求满足的全面性和前瞻性。把握客户需求利用评审调研方法考虑产品造型等方面全方位审视需求2.1汽车产品开发的关键过程客户需求与市场调研20分析政策法规要求深入研究国内外汽车行业的政策法规，确保产品设计合规。考虑专项标准法规针对安全、环保等专项标准，进行专项分析和合规设计。保护个人隐私数据加强数据保护设计，确保用户隐私数据在车辆使用过程中不被泄露。2.1汽车产品开发的关键过程法规要求与安全分析21兼顾成本要求在保证产品品质的前提下，合理控制成本，提升产品性价比。01满足功能属性需求确保产品设计满足所有功能属性需求，避免后期变更增加成本。022.1汽车产品开发的关键过程产品品质与成本要求222.1汽车产品开发的关键过程投入产出分析与商务策略1开展投入产出分析对概念开发阶段的各项投入进行详细分析，评估预期收益，确保项目经济可行性。2明确各板块要点针对研发、生产、销售等各环节，明确投入产出分析的要点和重点。3基于方案策划进行根据方案策划内容，进行详细的投入产出分析，为决策提供依据。23制定进度目标资源计划重视三者的同等重要性强调计划和目标匹配根据项目需求，制定详细的进度目标和资源计划，确保项目顺利推进。进度、目标、资源三者相辅相成，需同等重视，确保项目按计划完成。确保项目计划与目标相匹配，避免偏离方向或资源浪费。优化项目管理机制，避免矩阵管理带来的沟通协调问题，确保计划有效执行。避免矩阵管理难以落地010203042.1汽车产品开发的关键过程项目开发计划的制定24阶段工作内容通过市场调研和需求分析，明确产品定位，制定初步的产品项目方案，包括目标用户、核心卖点、差异化优势等。完成产品项目方案开发细化各方面需求与识别冲突深入剖析用户需求、技术需求、市场需求等，识别潜在冲突点，如性能与成本、安全与便捷性等，为后续设计提供基础。2.1汽车产品开发的关键过程25主要工作要点总体设计确立整车总体架构，包括动力系统、底盘系统、智能系统等的布局与协同，确保整体设计的合理性和前瞻性。造型设计依据品牌理念和目标用户审美，进行车身造型设计，融合空气动力学原理，打造既美观又实用的车身形态。功能集成规划并集成各类智能化、网联化功能，如自动驾驶、智能互联、远程操控等，提升用户体验和车辆竞争力。性能集成开发综合考虑动力性、经济性、安全性等性能指标，进行集成开发，确保车辆整体性能达到或超越预期目标。技术选型根据产品定位和技术路线，进行关键技术选型，包括电池技术、电机技术、智能感知技术等，确保技术先进性和可靠性。成本效益评估并优化设计方案，确保在满足性能需求的同时，有效控制成本，提高产品性价比。开发计划制定详细的项目开发计划，明确各阶段任务、时间节点和责任人，确保项目顺利推进。2.1汽车产品开发的关键过程26关注重点整车功能与性能目标制定明确并细化整车功能与性能目标，作为后续设计与开发的重要依据。多方案论证与选择手段采用多种方案进行论证，通过对比分析，选择最优方案，确保决策的科学性和合理性。把握和审视客户需求持续跟踪并深入分析客户需求变化，及时调整产品设计和开发策略，确保产品符合市场需求。分析政策法规要求深入研究并理解相关政策法规要求，确保产品在设计、生产、销售等各环节均符合法律法规。考虑产品品质与成本在追求高性能的同时，注重产品品质的提升和成本的控制，实现品质与成本的最佳平衡。开展投入产出分析进行详细的投入产出分析，评估项目经济效益和社会效益，为项目决策提供有力支持。制定项目开发计划根据项目实际情况，制定科学合理的项目开发计划，明确各阶段目标和任务，确保项目按时按质完成。2.1汽车产品开发的关键过程27工程设计概述细化整车设计在工程设计初期，我们深入细化整车的各个系统设计，包括车身结构、动力系统、底盘布局等，确保设计满足性能与成本目标。运用DFMEA工具通过DFMEA（设计失效模式与影响分析）工具，我们识别并评估设计中潜在的失效模式，提前预防风险，优化设计方案。供应商启动工装模具制造与供应商紧密合作，根据设计规格启动工装模具制造，确保零部件生产的一致性和高精度。零部件数模的三种状态零部件数模经历设计发布、冻结前和冻结后三种状态，每个状态都有严格的评审和验证流程，保证设计数据的准确性和完整性。2.1汽车产品开发的关键过程28虚拟工程评估数模检查工作对零部件数模进行全面检查，确保几何尺寸、装配关系等符合设计要求，减少物理样车制造中的设计变更。结构设计分析利用CAE工具进行结构设计分析，评估结构强度、刚度等性能，优化结构设计以提高整车的安全性和耐久性。动力学分析进行车辆动力学分析，包括操控稳定性、制动性能等，确保车辆在各种工况下都能保持良好的动态性能。热力学分析通过热力学分析预测车辆各部件的温度分布和热流情况，优化冷却系统设计，防止过热问题影响车辆性能。流体力学分析运用CFD（计算流体动力学）技术模拟车辆行驶时的空气流动，优化车身造型和空气动力学性能，提升燃油经济性和行驶稳定性。2.1汽车产品开发的关键过程29样车制造骡子车骡子车是早期验证车辆动力总成和底盘系统的原型车，用于初步评估整车性能，为后续设计提供反馈。模拟样车模拟样车更加接近量产车型，用于验证车身结构、内饰件等的设计合理性，确保制造工艺的可行性。工程样车工程样车是最接近量产状态的车型，用于进行全面的性能测试和验证，确保车辆符合设计要求和市场标准。2.1汽车产品开发的关键过程30主要工作0102030405完成整车设计工作基于市场需求与品牌定位，完成整车造型、结构、性能等全方位设计工作，确保设计方案的创新性与实用性。协调各种矛盾在整车设计过程中，积极协调各部门间的技术矛盾与资源冲突，确保项目顺利推进，达成设计目标。总布置详细设计验证对整车总布置方案进行精细化设计与验证，确保车内空间布局合理，满足乘客舒适性与安全性要求。各系统详细设计验证对各子系统进行深入设计与验证，包括动力系统、底盘系统、电气系统等，确保各系统性能优越且相互兼容。工艺设计验证进行工艺性设计与验证，确保生产过程中的可行性、经济性与环保性，提高整车制造效率与质量。2.1汽车产品开发的关键过程31主要关注点数字样车总布置校核利用数字样车技术进行总布置校核，提前发现并解决潜在的空间布局问题，优化整车设计。仿真分析与样品样件验证通过仿真分析预测产品性能，结合样品样件验证，确保设计方案的可行性与可靠性。产品设计的要求关注产品设计的法规符合性、安全性、舒适性、经济性等要求，确保产品具有市场竞争力。整车集成匹配与调校注重整车各系统间的集成匹配与调校，确保整车性能达到最优状态，提升用户体验。智能化电动化产品要求紧跟行业发展趋势，关注智能化、电动化等新技术要求，打造具有前瞻性的整车产品。工艺仿真分析利用工艺仿真分析技术，优化生产流程与工艺参数，提高生产效率与产品质量。零部件选定与供方支持严格筛选零部件供应商，确保零部件质量可靠；同时，加强与供方的沟通与协作，获得有力支持。2.1汽车产品开发的关键过程32样车试验内容完成工艺开发通过模拟实际生产环境，对整车各部件的制造工艺进行全面开发与优化，确保工艺成熟可靠，为后续生产奠定坚实基础。开发模具检具夹具根据设计图纸，精确开发模具、检具及夹具，确保零部件尺寸精准、质量达标，提升生产效率与产品质量。输出工装样件利用开发完成的模具、夹具生产工装样件，进行初步的功能与性能测试，验证设计的合理性和可行性。2.1汽车产品开发的关键过程33样车制造制造验证车产品和工艺验证车依据设计方案，制造多辆验证车，用于全面测试车辆性能、可靠性及安全性，确保满足设计要求。在生产线上制造产品和工艺验证车，重点考察生产工艺的可行性与稳定性，以及产品质量的控制水平。2.1汽车产品开发的关键过程34主要工作与活动试制试验与认证组织专业团队进行试制试验，包括道路测试、性能测试等，并准备相关材料提交至权威机构进行认证。工装试生产在试制成功的基础上，进行小批量工装试生产，验证生产线的整体运行效率与产品质量控制能力。2.1汽车产品开发的关键过程35主要关注点关注点0102030405工艺文档发布管理建立完善的工艺文档发布管理体系，确保工艺文件的准确、及时传递，为生产提供有力支持。设计变更验证管理对设计变更进行严格审查与验证，确保变更的合理性与可行性，避免对生产造成不利影响。法规一致性检查校核严格遵循国家及行业法规要求，对整车设计、生产、测试等环节进行全面检查校核，确保产品合规。产品3C认证及公告申报积极准备并提交产品3C认证所需材料，同时完成公告申报工作，为产品上市销售扫清障碍。制造过程管理加强对制造过程的监控与管理，确保生产过程中的每一个环节都符合质量要求，提升产品整体质量水平。2.1汽车产品开发的关键过程362.1汽车产品开发的关键过程样车试验示意图（a）正面碰撞试验

（b）室内降雪模拟试验37生产造车预试生产车预试生产车阶段，通过小批量试制，验证生产线工艺、设备调试及工人操作技能，确保生产流程顺畅，同时收集数据，为后续优化提供依据。试生产车试生产车阶段，进一步扩大生产规模，全面评估生产线的稳定性和效率，确保车辆质量达到设计要求，为后续批量生产奠定坚实基础。2.1汽车产品开发的关键过程38主要工作与活动制定详细的批量生产计划，确保供应链稳定，生产线高效运行，满足市场需求，同时监控生产过程中的各项指标，及时调整优化。批量生产经过预试和试生产验证后，正式开启大规模生产，确保产品质量和产量的双重稳定，同时加强生产安全管理，保障生产顺利进行。正式投产2.1汽车产品开发的关键过程392.1汽车产品开发的关键过程汽车四大生产工艺示意图40主要关注点关注点供方供应能力及产品一致性企业制造与产品一致性备品备件准备工作上市策略及广告宣传部署产品营销策略渠道数量和能力认证2.1汽车产品开发的关键过程关注供应商的生产能力、交货准时率及原材料质量，确保供应链的稳定性和产品一致性，避免因供应问题影响生产进度和产品质量。强化企业内部质量控制体系，确保生产过程中的每个环节都符合设计要求，实现产品制造的一致性和可追溯性。提前准备充足的备品备件，确保在设备故障或维修时能够迅速更换，减少生产中断时间，保障生产连续性。制定科学的上市策略，结合市场反馈和消费者需求，精准定位目标群体，同时部署广告宣传计划，提升产品知名度和美誉度。根据产品特性和市场需求，制定灵活多样的产品营销策略，包括价格策略、促销活动等，以吸引消费者关注并促进销售。拓展和优化销售渠道，确保渠道数量充足且具备强大的销售能力，同时加强对渠道商的培训和认证工作，提升渠道整体服务水平。412.1汽车产品开发的关键过程整车开发“V”形流程图42汽车产品开发的主要工具2.2PART.2.2汽车产品开发的主要工具五大产品开发工具关系图五大产品开发工具是汽车行业实施“国际汽车特别工作组质量管理体系”（IATF16949）时必须应用的工具。有效应用五大产品开发工具（APQP、FMEA、MSA、SPC、PPAP），可以使组织（为实现一定的目标，互相协作而结合而成的集体或团体）更好地进行缺陷预防，推动持续改进，从而降低生产成本，提高产品质量。按照产品开发工具的使用先后顺序，依次为：产品质量先期策划（APQP）、潜在失效模式及后果分析（FMEA）、测量系统分析（MSA）、统计过程控制（SPC）、生产件批准程序（PPAP）4401020304确定产品满足顾客要求步骤明确顾客需求，包括性能、质量、成本等，确保产品定义符合市场期望。组成多功能团队进行策划集合设计、工程、质量、生产等部门，形成跨部门协作团队，共同规划产品开发路径。管理项目的时间和任务维度采用项目管理工具，如甘特图，监控项目进度，确保各阶段任务按时完成。分为五个阶段实施从计划与定义、产品设计与开发，到过程设计与开发、产品验证，最后到反馈与改进，全程管控。2.2汽车产品开发的主要工具产品质量先期策划（APQP）452.2汽车产品开发的主要工具产品质量策划循环462.2汽车产品开发的主要工具产品质量策划进度表4701发现评价潜在失效及后果识别产品或过程中的潜在失效模式，评估其影响及严重度、发生频率和可探测性。02七步法管理潜在故障通过定义范围、绘制系统图、列出潜在失效等步骤，系统性地预防和控制潜在问题。03在APQP第二、三阶段进行作为APQP的关键组成部分，在设计与开发阶段深入应用，确保问题早发现早解决。04分为六类及其适用阶段包括设计FMEA、过程FMEA等，针对不同阶段和对象，制定针对性预防措施。2.2汽车产品开发的主要工具潜在失效模式及后果分析（FMEA）482.2汽车产品开发的主要工具FMEA七步法492.2汽车产品开发的主要工具5001测量系统的定义与分析确定测量工具、设备、人员及方法的组合，分析其对测量结果的影响。02评定测量系统质量通过重复性和再现性评估，判断测量系统是否满足精度要求。03分析测量系统误差成分识别并量化偏倚、稳定性、线性等误差来源，为改进提供依据。04误差的变异分析量化误差变异，评估其对产品质量控制的影响，指导测量系统的优化。2.2汽车产品开发的主要工具测量系统分析（MSA）512.2汽车产品开发的主要工具测量系统分析示意图522.2汽车产品开发的主要工具测量系统误差是由测量系统能力决定的测量偏差，是MSA的研究对象.测量系统变异分析示意图53借助数理统计的过程控制利用控制图分析过程稳定性0102利用过程能力指数评估质量03实现异常因素预防控制04运用统计技术，如控制图，对生产过程进行实时监控，确保质量稳定。通过控制图识别过程中的异常波动，及时采取措施消除不稳定因素。计算过程能力指数，评估过程满足质量标准的能力，指导过程改进。建立预警机制，预防异常因素的发生，保障生产过程的连续性和稳定性。2.2汽车产品开发的主要工具统计过程控制（SPC）542.2汽车产品开发的主要工具有反馈的过程控制系统模型55确定供应商满足顾客要求确保供应商提交的生产件符合顾客指定的要求，包括设计、性能、质量等方面。PPAP的提交情况与要求明确PPAP的提交时机、内容、格式及审核流程，确保信息完整、准确。按顾客要求的等级提交根据顾客对产品的不同要求，确定PPAP的提交等级，确保满足特定标准。PPAP的三种批准状态包括完全批准、临时批准和拒收，根据审核结果，对供应商进行相应管理，确保产品质量可控。2.2汽车产品开发的主要工具生产件批准程序（PPAP）562.2汽车产品开发的主要工具PPAP的提交一种新的零件或产品（即以前没有提供给某个顾客的某种零件、材料或颜色）。对以前所提供不符合零件的纠正。对于设计记录、规范或材料方面的工程更改从而引起产品的改变。在顾客通知中的任何一种情况。01020304572.2汽车产品开发的主要工具PPAP要求PPAP的提交等级产品提供方必须按顾客要求的等级，提交该等级规定的项目和/或记录。582.2汽车产品开发的主要工具1）完全批准是指该产品或材料，包括所有零部件，满足顾客所有的