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汽车的车身设计的开发

汽车是一个由系统、子系统和许多组件集成为*终产品的复杂序列。在车身设计过程中, 没有一个系统是作为一个单独的整体存在的,所有的系统都和其他系统接口。此外,每个系统都有不同的严格时限。

所有接口设计必须成功地互相配合以保证所有DFM设计都能集成到成品中。因此所面临的挑战是, 怎样把DFM的车身设计集成到车辆开发的整个过程,支持通过培训过程产生的对某些子系统和组件的改进方案。

1995 年生产的奥尔兹莫比尔Ο奥罗拉和别克·里维埃拉是对车辆整体第一次实行DFM 计划的结果。下面是一个比较: 1991 年Buick Park Avenue 的前减震系统共有108 个部件,组装需要16. 38分钟;而1995 年奥尔兹莫比尔Ο奥罗拉的同一个系统则只有59 个部件,组装时间是9. 22 分钟即部件减少了46 % , 组装时间减少了44%。

早期的DFM 战略

在汽车工业中福特汽车公司是率先实施DFM 的。它早在1984年就接受了这个想法(初期的DFM实际上是为组装的部件进行设计,下简称DFA , 即design for assem-bly) 。福特公司80 年代的产品Taurus/ Sable 与它的对手GM 的同类产品相比较,明显地节省了部件。GM 认识到了这个竞争上的差距和减少部件还可能节约的成本,在80年代后期也引进了DFM。初始时的DFM 战略是对新的产品和当时正在生产的产品的设计, 都实行DFA。DFM过程一直都是一种集体活动,它涉及整个CL CD 的许多不同专业人员。这些多学科性的小组形成了现在叫作产品开发小组(PDT) 的核心。

由于这些DFM 方案是培训班提出的,并没有包括在正式的车辆开发过程中,所以被叫作特设事件。为了展示DFM 能带来的产品质量和成本方面的效益,当时在整个公司都进行了有关特设事件的DFM培训班的宣传并给予支持。早期的DFM 集中在对较少的部件作一些较简单的设计,并不要求必须从车辆的整体上考虑其效益和生产制造的难易。当时以为既然设计的部件较少,这方面就不会有问题。

另外一个以后证明是错误的想法是,当时以为培训班提出的设计思想会被集成进成品中。不幸的是,公司从未在整个车辆的开发循环过程中对于这样的DFM 设计进行跟踪了解,也没有在成品组装时予以验证。这是一个疏忽。初期的车身设计是相当容易改变的。要求方面的变化和对初期产品的开发都会改变原来的设计。其结果是DFM 的设计常常要被修改以适应其他设计要求。但是即使有这些缺点,早期的DFM 的创议还是使产品得到了显著的改进。

扩充DFM内容

90 年代初DFM 在CL CD又进一步发展,这时已明显看出对DFM战略需要作些修改。对所有当时已有的和新的车身设计都实行DFM/DFA ,要求相当多的时间和资源。要变动当时已有的车身设计。

与DFM在重点方面的变化同时,它的方法也发生变化。由于这时公司的多数成员现在都已接受了DFA设计准则和BDI 软件的培训,所以DFM 培训班的时间缩短了。培训的内容是对DFA 作简单回顾和综述在生产制造可能性方面的要求。而其余培训时间则用于研究车身设计方案。一个CL CD 内部的DFM 机构在GM 的DFM 知识中心的支持下负责组织整个培训班工作。

为了使DFM 的各项设计都能被集成进成品中,这时开始在整个产品开发循环过程中都审查设计。这样作的意图是确实保证所有要求都得到满足,在产品的*终设计中能把对接口设计作的任何改变都包括进去。PDT 并且还实行并行工程,它们当时已是产品开发过程的一个正式部分。

与这些DFM 战略和方法变化的同时,公司也更加认识到DFM的好处。由DFM 开创的产品变化这时已体现在生产过程中,公司已可以看到由它带来的利益。在部件的数目和组装时间上,CL CD 的设计这时已在汽车工业中**竞争力。

今天的DFM

随着DFM/ DFA 继续在CLCD发展,DFM 应该成为GM 的车辆开发过程的一个正式部分,这一点也越来越清楚。要成功地把DFM 纳入这个过程需要有一个列明所有对DFM要求的详细计划。这个计划必须包括DFM 的所有方法措施和它们各自与产品开发周期有关的时限。在CLCD , 这个计划以质量函数部署(QFD , quali ty f uction de-ployment) 作为开始,它是捕捉和理解消费者声音的措施;并以计划的确认工作作为结束,它要核实所有DFM 产生的设计都已集成进成品的设计中,而且满足整车的各项要求。

DFM 过程是围绕PDT 进行的。它包括以下主要方法措施和事件。对于新车辆,DFM过程的第一步是整体车辆的DFM 计划。这个计划复查新产品的所有内容,其中也可能包括从以前车辆生产计划中挑选出来的内容。一个列出DFM潜在机会的表对这些机会加以确认并按优先顺序排列。这个表要考虑到计划的必要事项、消费者的愿望、以及计划的时间安排。各个项目要由DFM 小组、职能部门经理和工程主任逐级审批。在这个过程中,审查系统和大的组合体间的接口以及确定严格的时限这一点很重要。经验表明, 在有了一整套的DFM方法措施的情况下,正确的时间安排至关重要,因为在今天的汽车工业的竞争环境中产品开发周期压缩了。正确地使用DFM 有助于缩短车辆开发的时限。

在DFM 培训过程中,这些看法将成为群策攻关的出发点。观察当前实际的车身设计是怎样进行装配的。收集要求的工作以通过QFD产生的要求作为开始,它包括所有产品和加工要求,其中有像质量、组件成本、投资以及体积等必不可少的内容。由以前产品生产计划所获得的经验教训也要转变成对新车辆生产计划的要求。所有这些要求都是设计的准则,只能由工程计划经理来协调。藉助于总是把影响金属板制造质量和成本的因素摆在设计小组面前,关于金属板的DFM 简化了镶板的构造。这样作的意图是尽可能减少浇铸作业和降低浇铸的复杂性。

在车辆设计的循环过程中,总会遇到一些互相矛盾的要求。DFM 方法用诸如皮龙矩阵(一种选择概念的方法) 这类工具来对设计进行鉴定和排定取舍顺序。如果能在加工的初期鉴定出设计上的矛盾,它们就能很快地在小组一级得到解决,因而不会影响计划的时间安排。

通过这整个DFM 过程所获得的经验教训要馈送入下一个车辆生产计划,以保证产品/ 加工的设计能继续不断地得到改进。要使工作顺利开展和获得成本与质量方面的长远效益,DFM必须不是一个特设事件;相反,它必须纳入正式的产品开发过程中。DFM是一整套的技术和构造方法,它的重点是利用加工来驱动产品的设计。当把它成功地集成入产品开发循环过程中后,开发的时间就能缩短,并能*有成效地进行生产制造和组合安装。

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