1.2 汽车产品开发中的整车集成与结构集成

1.2.1 整车集成与结构集成的关系

从一般意义上说，集成就是组合，是一些孤立的单元通过某种方式改变原有的分散状态集中在一起，相互产生联系，从而构成一个有机整体的过程。汽车就是一个典型集成的产品。

汽车是一种具有可驾驶性、可承载性和安全舒适性等多重属性的交通工具。燃油汽车主要由发动机、底盘、车身和电子电器等系统组成。一般的轿车由上万个不可拆解的独立的零部件组成，其零部件总数甚至可以达到3万个之多。然而，汽车并不是一个通过简单机械堆积而成的产品。当新开发车型战略目标和定位确定之后，代表整车各项技术属性的VTS指标也随之初步设定，并分解为系统、子系统、零部件级相应性能目标和相应结构设计技术要求；以造型和整车各个属性指标达成为目标的汽车产品结构设计同步开展起来；借助各种虚拟验证或快速验证工具的反复验证，结构集成对各个单元零件、子系统、系统、总成进行不断反复优化组合；整车结构集成以VTS整车属性指标为目标，最终将各个系统或总成有效地匹配与集成，完成整车装配；然后通过性能集成对整车反复进行各项性能指标的标定、匹配及评价；有时还需同步适当调整或平衡VTS各项指标之间的关系与目标值；最终实现满足整车VTS上百个指标的整车各项属性要求。这个不断调整、组合、优化与平衡的过程被称为汽车的整车集成。

一般来说，整车集成可以分为性能集成与结构集成，结构是性能的载体，性能是结构的灵魂。结构集成又称为物理集成或系统集成，是从不可分解的零件经过合理设计逐一层层装配为系统或总成，反复平衡和优化形成最佳的结构组合的过程，它是实现或达成预期的整车性能目标或其他属性目标的基础。每一个系统或总成都是结构集成的产物，因此，每个专业或领域都有结构集成设计，例如动力总成、底盘、车身、电器等。而整车结构集成是站在整车高度的系统集成，首先根据整车属性目标要求，创建或诠释一系列相关结构集成设计目标和技术要求，并分解到各个专业领域作为其系统和零部件设计的依据；并采用本书中各个章节提及的方法和工具，通过与各个系统结构设计反复沟通与协作，引导各专业完成合理的结构设计；再将各个专业系统结构设计整合到一起，利用虚拟验证工具、模型或样件试验、评审或评价方法检查与评估整车结构集成设计数据各项性能指标达成风险，进行整车结构集成有效的组合与匹配；基于对整车平台架构、总布置、人机工程、碰撞安全、NVH、可靠耐久、装配质量、感官品质、重量和成本等跨专业整车质量或属性指标进行综合平衡与优化，使新开发车型的各项整车属性达到预期的目标。

1.2.2 整车结构集成的任务和目标

汽车是一个多系统、由零部件集合而成的产品。各专业根据分解的技术要求或条件分别开展其结构设计，由于各自站在本专业的角度或立场，在整车结构集成层面常常会产生冲突。例如对于前轮减振塔的结构刚度要求，从整车碰撞角度设计，希望在碰撞过程中能够容易变形吸收能量，而从NVH提高车身刚度和稳定性而言，又希望更加刚硬，这就需要整车结构集成专家来平衡或协调双方技术方案，达成结构设计目标共识。另外，满足零件、系统和总成技术要求的结构设计也可能有多种设计方案，而不同系统结构集成方案的设计组合会导致整车VTS各项指标产生不同结果或差异。整车结构集成的任务是从整车目标属性的角度出发，通过对各个系统机构设计提出相关技术要求或条件，从而指导相关的结构设计和系统组合的开发，使得各个系统在统一的约束和条件下开展零部件或系统设计工作，在开发的过程中反复不断地检查、评估、平衡和优化，以便满足整车各项属性指标。整车结构集成的目标是在系统工程意义下形成最优化组合，最终达成整车技术属性各项指标的最佳效果或平衡。