第二节 内外饰开发简介
一般而言,汽车内外饰分为外饰系统和内饰系统两大部分。内外饰零件开发是整车开发流程的重要组成部分。下面将对内外饰系统的组成以及开发流程进行介绍。
一、外饰系统简介
外饰系统主要集中在车身外部,包含照明、保险杠、功能件和饰件四个子系统。汽车外饰系统零件的分布如图1-6所示。
图1-6 汽车外饰系统零件的分布
照明系统作为汽车的“眼睛”,不仅是外饰造型件,也是汽车安全行驶的必备系统。照明系统按功能分为照明灯和信号灯:照明灯包括近光灯、远光灯和前雾灯等;信号灯包括转向灯、位置灯、昼间行驶灯、制动灯、倒车灯、后牌照灯、后雾灯和回复反射器等。
功能件系统主要包括后视镜、天窗、刮水器等部件。后视镜是驾驶员获得间接视野的工具,即通过后视镜获得车辆侧面和后方的图像信息。为了驾驶员的安全行车,减少交通事故的发生,各国均规定汽车上必须安装后视镜。天窗是安装在车顶,为车内人员提供采光、散热、通风换气功能的装置,属于舒适性配置。一般按照打开方式的不同,天窗可分为内藏式和外开式。
保险杠系统是汽车安全防护装置之一,具有一定的强度、刚度和装饰性。从安全上看,汽车发生碰撞事故时能起到缓冲作用,保护前后车体;从外观上看,它可以很自然地与车体结合在一起,浑然成一体,具有很好的装饰性。
饰件系统以外观装饰件为主,主要包括前后风窗玻璃、前后三角窗玻璃、行李架、扰流板、进气格栅、底部导流板、轮罩饰板、脚踏板、防擦条、亮饰条、牌照饰板、字牌等。
汽车外饰的整体协调一直是汽车设计审美视觉的共性追求,浑然一体势必是汽车外饰发展的永恒追求。
二、内饰系统简介
内饰系统主要集中在乘员舱内部,包含座椅、约束、座舱、门饰板和声学五个子系统。汽车内饰系统零件的分布如图1-7所示。
图1-7 内饰系统零件的分布
座椅系统一般分为前排座椅和后排座椅,对于三排座椅的车型则按第一排座椅、第二排座椅、第三排座椅划分。座椅主要由骨架、发泡、头枕、靠背、坐垫、扶手、面料、调节机构及电器模块组成。座椅不仅是内饰外观件,更是功能件和安全件。作为乘员直接接触的部件,座椅的舒适性极为重要。
约束系统主要包括转向盘、安全带、驾驶侧安全气囊(DAB)、前排乘客侧安全气囊(PAB)、侧安全气帘(CAB)、座椅侧安全气囊(SAB)及膝部安全气囊(KAB)等。约束系统的开发并不是各自独立的,而是一项系统工程,各零件之间的性能匹配非常重要。在碰撞发生时,转向盘、安全带及安全气囊等零件的完美配合,能最大限度地保护舱内驾乘人员的人身安全。
座舱系统主要包括仪表板横梁、仪表板系统及中控台系统。座舱系统是内饰最大的集成件,集成了组合仪表、音响系统、空调系统和各类电器开关等。其外观、布置和性能是整车内饰评价的关键性指标。
门饰板系统包括前后门饰板总成、防水膜、内开拉手、窗框饰条和前后门三角窗饰板等。门饰板系统作为车身遮蔽件和重要的造型件,兼具诸多功能,不仅要做到操作舒适、碰撞安全、防水降噪,还需要外表靓丽、时尚美观,与整体的内饰风格融为一体。
声学系统主要包括地板地毯、顶棚、发动机舱隔音垫、前围内隔音垫、后轮罩隔音垫等区域的吸音棉零件。声学系统的设计关系到整车声品质,直接影响驾乘舒适性。
汽车内饰给驾乘人员以最直观的感受,影响着驾乘品质。通常内饰的品质可用四个舒服来概括,即“看着舒服”“听着舒服”“摸着舒服”“闻着舒服”。
① “看着舒服”体现在内饰造型风格、色彩设计、零件精致度等方面。
② “听着舒服”体现在良好的NVH性能上,给驾乘人员营造安宁的车内环境和娱乐享受。
③ “摸着舒服”体现在内饰的质感以及零件的匹配间隙和面差等方面,大部分车主在判断一部车是否高级的标准便是摸起来是否柔软,甚至会将内饰柔软部位的多少以及触感如何作为评判指标。
④ “闻着舒服”体现在对内饰材料和工艺的环保要求,通过环保性材料和工艺的开发,有效降低车内空气污染物含量,保护驾乘人员的生命安全。
三、内外饰系统开发流程
内外饰开发流程是基于整车开发流程的要求,结合内外饰零件的开发特点,进行适应性调整和细化的子流程。流程明确了各系统零件开发节点要求、各阶段开发工作的责任分配及工程人员角色定义、开发过程中各里程碑之间的关系以及各节点内外饰相关的交付物和评审机制。通常来讲,内外饰开发流程可分为三个阶段:前期阶段、产品开发阶段、生产及验证阶段。
1.前期阶段
前期阶段的整车主要任务是确认架构开发目标,完成对竞争车型的分析,明确产品定位并开展各部门策略研究。对于内外饰而言,需要在这个阶段中预估整个开发周期需要的工程预算、制定初版内外饰系统开发计划、制定关键零件的选型策略、分析工程可行性、支持造型主题选择、确定工程设计目标、设计工程概念方案、支持前期样车(俗称骡子车)造车。
前期阶段最为重要的是工程设计目标的确定以及概念设计。工程设计目标的优劣直接决定了产品的市场竞争力,因此工程目标的设计在整个开发过程中显得尤为重要。设计目标的确定需要结合整车的市场定位、竞标车水平、造型风格、成本、重量、关键性能等方面的要求,综合评估零件的结构、材料、性能等方面的内容,最终制定各系统的目标。工程设计目标确定后进入概念设计阶段,通过完善选型方案、技术策略和创新方案,结合整车的总布置进行空间的校核和硬点的确定,最终完成内外饰造型方案的概念设计。
2.产品开发阶段
产品开发阶段包括项目批准和工程发布。该阶段需完成以下工作:更新工程预算、分析工程可行性、支持造型发布、工程结构设计、设计验证、设计发布、软模制造、支持各阶段验证车制造。产品开发阶段的工作重点是工程结构设计和设计验证。
工程结构设计包括造型设计和非外观面结构设计等。在整个设计过程中需要综合考虑整车布置、结构强度、刚度模态、可靠性、外观质量、人机工程和模具可行性等方面的要求;同时要关注前车客户抱怨问题,并熟悉市场竞标车的水平及工艺和客户感知的最新趋势等。
设计验证的主要手段有虚拟分析和实物验证两种。虚拟分析是指通过各种虚拟软件,对零件的结构、强度、模具可行性及是否满足法规等方面进行分析验证;实物验证主要是用软模件或硬模件做相关的整车、台架及子系统试验。验证中发生失效时,需要在产品开发团队对整改方案进行充分的分析及讨论后,做相应的设计变更,以保证最终量产的产品达到最佳状态。
3.生产及验证阶段
生产及验证阶段由产品和工艺验证、预试生产、试生产、正式投产四个步骤组成,此阶段主要进行以下工作:硬模制造、零部件匹配和整车匹配、零部件试验和整车试验、各阶段造车支持。
总体来说,内外饰开发流程服务于整车开发流程,整个开发过程中内外饰与造型、质量、制造、采购等部门协同合作、相互配合,保证整车高质量开发和量产。各阶段内外饰相关的主要工作内容如图1-8所示。
四、内外饰系统开发管控
内外饰系统开发管控是指在有限的资源约束下,运用系统的方法和理论,对项目开发过程中涉及的全部工作进行有效的管理,以实现项目的目标。管控主要包括进度控制、成本控制和质量控制。
图1-8 各阶段内外饰相关的主要工作内容
1.进度控制
项目主计划是指项目自启动到正式投产的整个开发过程的时间计划。主计划一般由公司负责产品规划或项目管理部门负责编制和维护,并在项目最高决策层正式批准后发布。根据项目主计划的开发节点,内外饰各系统制定子系统的开发计划,通常采用甘特图形式。子系统的开发计划需包含开发过程中的主要工作内容,并规定其开始-结束时间及交付物节点。
在内外饰零件系统中,照明、保险杠、座椅、座舱以及门饰板等作为长周期零件开发系统,其子系统开发计划需重点跟踪。计划管控的关键是监控项目的实际进度,及时、定期地将它与计划进度进行对比,对于有出入的部分,需要立即采取必要的纠正措施。
2.成本控制
成本控制分为项目预算控制及零件成本控制。有效的成本控制对于降低整车售价、提升市场占有率具有重要意义。
项目启动时,根据车型的定位制定项目到SOP前的费用预算。费用大概包含每个零件的开发费用及项目费用。每个零件的开发费,以座舱系统为例,大致包括零件开发费用(CAE分析、点爆DV试验、散发试验等)及样件费用(展车、公告车等)。根据以往项目经验,对项目整体预算,需要评估覆盖后期会产生的工程更改费用。根据前期的预算规划,在项目的每个节点对项目的开发费用做控制。
零件成本以最初的零件工程定义,加后期所产生的工程更改组成。在前期造型阶段,工程平衡造型需求及成本(单价、固定投入)等确定零件最初状态。在零件开发及各级评审中,会涉及零件的工程更改,每一次的工程更改都会进行严格的控制。通过工程更改流程,以及对每个零件从横向同级别车型、纵向豪车及低级别热销车型进行对标,决策工程更改的实施。
3.质量控制
质量控制贯穿于整个项目的开发过程。通过质量控制来提高前期的设计可靠性,对后期的产品质量提升有非常重要的意义。在开发过程中,产品质量通过一整套管理流程控制,主要包括项目阀点评审、数据评审、实车评审等手段,如图1-9所示。
图1-9 产品质量控制管理流程
(1)阀点评审
汽车零件开发是个复杂的过程,从概念设计、开发认证、生产上线的每个阶段,都需要完成相应的工程交付物。为保证开发工作顺利推进及各交付物质量,根据阀点的阶段性项目质量评审非常重要。阀点评审需在项目阀点开启前,通过专家委员会评审。若不通过,则在限定时间内整改并复评;若条件通过,根据评审的结论,建立问题跟踪清单,下一阀点或状态评审时跟踪进展至关闭。评审通过后,按评审会签模板及阀点签署权限完成签署,并归档。阀点评审的目的是通过项目质量评审制度提升设计品质,确保项目交付物质量,完善知识管理体系。
(2)数据评审
通常内外饰零件数据发布分为软模数据发布和硬模数据发布。为保证数据的质量和可靠性,多层次评审制度至关重要,如科室功能块评审、集成评审、项目评审等。数据评审的内容包括零件结构及布置设计、CAE虚拟分析、模具可行性、装配可行性、质量外观检查、色彩搭配、成本和重量要求等,同时还需对前车历史问题进行预防检查,确保设计的可靠性和最优化,最大限度避免后续工程更改。
(3)实车评审
对于内外饰开发来说,除了数据类的虚拟评审外,实车评审也是一个重要环节。实车评审包括绕车评审和零件评审。其中绕车评审是对于内外饰零件整体装车效果的检查,主要关注色彩纹理搭配、匹配状态等。零件评审是基于整车状态评审零件的性能,如灯光评审和座椅舒适性评审等。
灯光评审的目的是在整个开发流程中关注并跟踪照明系统零件的点灯效果与路面性能,进而提升其感知质量。灯光评审一般可分为静态评审、前期模拟评审和动态评审三个阶段。对于照明功能的静态评审,主要从照射距离、宽度、亮度、高度、均匀性、杂散光等方面进行评价;对于信号功能的静态评审,主要从发光边界清晰度、过渡、发光均匀性几个方面进行评价。前期模拟评审包括点灯模拟、法规测试、路面模拟等,其评审方式主要是借助CAE软件。动态评审主要包括灯光路面均匀性评价、灯光路面亮度评价、近光截止线是否抖动评价、路面杂散光评价、照射距离主观评价等。
座椅舒适性评审的目的是在整车开发不同的阶段,针对座椅发泡硬度、造型包裹性以及支撑感等方面进行的全方位评估,以保证给驾乘人员带来最舒适的乘坐体验。座椅的舒适性评审包括操作舒适性评审、静态舒适性评审和动态舒适性评审。座椅的舒适性开发贯穿整个座椅的开发过程。在各阶段,由舒适性领域专家进行主观评估,并根据评估结果进行座椅舒适性整改。同时,座椅舒适性评审也是一个动态的过程,需要不断地对座椅状态进行校准和完善。