汽车整车设计与产品开发
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1.4.1 整车产品开发业务逻辑

为有效控制产品开发风险、提高产品开发效率,各车企都在充分总结历史经验教训的基础上,通过对标先进企业,建立适应企业自身战略和管理模式的产品开发流程。虽然各车企流程呈现形式、开发周期、作业文件存在一定差异,但其产品开发的核心业务逻辑基本相同。总体上看,各车企整车产品开发基本都遵循了方案策划、概念开发、工程设计、样车试验、投产上市五大过程,如图1-6所示,并对各阶段主要工作和交付要求进行了详细阐述。

图1-6 产品开发五大阶段

1.方案策划阶段

方案策划阶段又叫预研阶段。本阶段主要工作是通过大量的市场调研和案头分析,开展市场发展趋势、竞争关系、法律法规、消费需求发展趋势等方面的研究工作,同时结合企业自身的产品战略进行产品开发的可行性研究,主要包括拟开发产品的产品形态、市场竞争关系、产品技术平台、产品商务策略、开发团队选择等方面。其中,产品形态是要解决做运动型多用途车(Sport Utility Vehicle,SUV)、轿车还是多用途车(Multi-Purpose Vehicle,MPV)的问题;竞争关系是要明确主打哪个细分市场、与谁竞争的问题;产品技术平台是论证采用全新开发平台,还是在现有平台的基础上进行迭代升级的问题;产品商务策略是要通过投入产出分析以及与供方和销方的商务策略模拟,明确产品的成本效益要求;开发团队选择就是在公司范围内寻找合适的人员组建团队,这是很多企业容易忽视的一个环节,一是要让合适的人干合适的事,二是在此阶段团队成员的全勤介入能更好地理解企业内外相关方对产品的诉求。

本阶段主要关注点如下:

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,而不是详细数据,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。

本阶段主要成果及交付包括:市场研究分析报告、产品概念及初步的产品定义、初步的市场竞争策略、初步的产品市场方程式、平台选型分析报告、产品造型策略、技术及成本可行性分析报告、初步的产品效益分析报告以及正式发布的项目团队。

2.概念开发阶段

概念开发阶段又叫概念设计阶段。

(1)主要工作 本阶段的主要工作围绕五大方面展开。

1)总体布置。主要任务是根据汽车的总体方案和功能属性要求,提出对各总成及零部件的布置要求和特性参数的设计要求,协调整车与总成、相关总成之间的布置关系及参数匹配关系,组成一个在给定条件下使用功能属性达到最优,并满足产品工程属性目标要求的整车参数和性能指标的汽车。

2)造型设计。主要任务是基于总体布置确定的基本尺寸要求进行整车造型开发,主要包括草图设计、效果图设计及模型开发等工作。其间,大部分企业都会通过大量的专业评审和市场调研手段进行不断的修正和调整,以达到产品造型的适度领先,支撑其在竞争环境下产品的外观造型更胜一筹。

3)技术选型。主要任务是,在总体布置和造型边界的约束条件下,基于整车功能属性及设计目标大纲,进行技术方案的多方案对比选择,包括动力总成、传动系统、转向系统、制动系统、悬架形式、燃油系统、电器架构、空调系统及信息娱乐系统等。技术选型过程既要关注功能属性的实现,又要从供应体系、制造体系、结构形式等方面统筹考虑每个总成及零部件的成本问题,这是整车产品开发决定产品是否具有良好竞争力的核心过程,考验的是企业整体的核心竞争力,包括协同效率、技术能力、供应链管理能力等。

4)成本效益。在技术选型的基础上,开展零部件成本分析管控,并结合产品的市场定位、竞争关系、技术特性、制造方案设计等,进行产品投入产出分析,细化品牌推广、供方和销方的商务策略,全面进行产品成本效益分析,明确各板块的成本效益目标和管控要点,产品盈利是整车企业可持续发展的根本保障。

5)开发计划。开发计划不仅包括进度上的计划,还包括开发目标计划及资源保障计划。一般来说,企业在开发目标和开发进度方面的管理是比较到位的,但在资源计划方面还存在不足,这就是很多企业简单地认为产品开发是技术研发部门的事,其他各领域把重点放在目标管理上,矩阵管理难以落地的根本原因。

(2)主要关注点 本阶段主要关注点如下。

1)充分应用对标(Benchmark)、仿真分析等手段开展多方案论证与选择。

2)充分利用专业评审及市场调研方法,全方位把握和审视客户需求,包括产品造型、产品功能属性定义等。

3)各类法律法规要求,比如碰撞安全、禁限物、油耗、排放、内外凸出物、耐久及环境适应性要求。

4)零部件成本及品质,在满足功能属性的要求下,既要保障产品品质,又要兼顾成本要求;既要考虑内部制造水平,又要统筹考虑若干供方的设计及制造保障能力。

5)产品效益,本阶段需要在方案策划阶段的基础上,开展一系列投入产出分析以及供方和销方商务策略的细化与明确。

6)项目开发计划,包括进度、目标及资源计划,三者同等重要,同时要特别强调计划和目标的兼容匹配。

(3)主要成果及交付 本阶段主要成果及交付包括:市场竞争策略,产品定义报告,产品市场方程式,整车总布置图,整车工程属性目标书,整车质量目标书,整车及零部件成本策略,生产制造方案,整车、系统及零部件技术方案,以及初步的市场营销策略。

3.工程设计阶段

工程设计阶段,就是在完成技术选型和造型设计的基础上,开展工程化数据开发,并通过大量仿真分析及样品样件进行设计符合性验证。

(1)主要工作 本阶段的主要工作是完成整车各个总成及零部件的设计工作,协同总成与整车、总成与总成以及零部件与零部件之间的各种矛盾,保证整车功能属性满足整车目标要求,主要包括总布置详细设计和车身、底盘、电器、内外饰、动力总成、工艺等各领域、各系统详细设计验证(Design Verification,DV)工作。其中,总布置详细设计验证就是在总体布置的基础上,深入细化总布置设计,精确描述各零部件的尺寸和位置,为各总成和部件分配准确的布置空间,确定各个部件的详细结构形式、特征参数、质量要求等条件。各系统详细工程设计就是按照总布置详细设计要求,基于功能属性、成本、重量、品质要求开展详细的工程数据开发,并组织样品样件对设计意图进行验证确认,包括功能属性、耐久性及环境适应性等。工艺设计则是根据零部件设计方案、生产量纲要求进行生产线及夹模检具的工程化设计与开发。

(2)主要关注点 本阶段主要关注点如下。

1)通过数字样车进行总布置校核与检查。

2)通过大量的仿真分析及样品样件验证,确保产品设计满足设计意图及法律法规要求。

3)产品设计满足成本、质量及进度要求。

4)整车集成匹配与调校满足功能属性要求。

5)产品设计满足耐久性和环境适应性要求。

6)通过大量工艺仿真分析,确保所有设计具有良好的工艺性,包括零部件、白车身焊接、涂装以及整车总装与在线监测等。

7)零部件选定及供方技术支持。

8)确保样车试制准备就绪,包括人员、工艺文件、生产线、供应链能力等。

(3)主要成果及交付 本阶段主要成果及交付包括:整车造型及CMF(Coloar色彩,Material材料,Finishing工艺)方案,整车、系统及零部件工程化数据,各类仿真分析报告,整车及系统各类匹配标定报告,整车、系统及零部件测试验证报告,整车及零部件成本效益分析报告,试生产准备评估报告,以及供方产品质量先期策划(Advanced Product Quality Planning,APQP)状态报告。

4.样车试验阶段

工程设计阶段完成后,理论上产品设计均应符合设计要求,但此阶段主要是通过数字样车和虚拟仿真手段进行设计意图符合性验证,因此还需要通过大量实物对其进行系统全面验证,这就是样车试验阶段。

(1)主要工作 本阶段的主要工作是通过大量的样车试制,以实物的方式开展产品功能属性及制造工艺性验证,并通过这些验证对制造工艺性和产品设计进行优化完善,再进行第二轮验证,直至产品定型。其中,样车试制包括生产线联调联试,工艺规程、工位工序验证,人员培训以及整个供应链和物流环节的验证等。样车试验主要是开展一系列的耐久性和环境适应性验证,包括高温试验、高寒试验、高原试验、道路耐久、粉尘试验、腐蚀性试验、安全碰撞等,通过这些试验验证可确保产品能满足不同地区和环境用户的各类工况要求。

(2)主要关注点 本阶段主要关注点如下。

1)设计数据发布与管理。

2)工艺文档发布与管理。

3)设计变更验证与管理。

4)法规一致性检查与校核。

5)产品3C认证及公告申报。

6)企业自身及供方制造过程管理。

(3)主要成果及交付 本阶段主要成果及交付包括:整车设计数据、整车制造工艺文件、试制试生产总结报告、产品形式验证报告及公告目录、整车及零部件设计验证和生产确认(Design Verification & Production Validation,D&PV)验证报告、制造过程审核报告、供方APQP状态报告,以及产品上市推广策略。

5.投产上市阶段

通过前面四大阶段的工作推进,在产品定型的基础上启动投产上市工作。

(1)主要工作 本阶段的主要工作任务一是拉通企业自身及供方和销方,实现从零部件物流到整车生产以及整车物流全产业链的批量一致性能力验证;二是基于产品定位,全方位推进产品广告宣传及上市活动,包括品牌包装、广告宣传、渠道建设、上市活动策划等。

(2)主要关注点 本阶段主要关注点如下。

1)供方供应能力及产品一致性。

2)企业自身的制造一致性和产品一致性。

3)备品备件准备工作。

4)上市策略及广告宣传部署。

5)产品营销策略。

6)渠道数量和渠道能力认证。

(3)主要成果及交付 本阶段主要成果及交付包括:供方APQP状态报告、渠道数量及能力建设评估报告、上市准备评估报告、产品功能属性签收评估报告、整车生产一致性评估报告、备品备件准备评估报告,以及整车效益评估报告。