汽车设计-第2版教学课件ch1-绪论

绪论 学习内容概述概述1汽车产品开发方法汽车产品开发方法2汽车产品开发程序汽车产品开发程序3汽车产品开发技术汽车产品开发技术41概述1.1简要说明1.1 1.1 汽车设计的含义汽车设计的含义 从横向上看，汽车设计包括了设计对象、设计进程甚至设计思路的设计；从纵向上看，汽车设计贯穿于产品孕育直至消亡的全生命周期，涵盖了产品研究、产品规划、产品设计、产品试验、产品制造、产品销售、产品使用、产品报废等设计活动，起到促进科学研究、生产经营和社会需求之间互动的中介作用。1概述汽车设计的三个层次汽车设计的三个层次 包括三个层次：整车总体设计、系统总成设计和零部件设计。1.2 1.2 汽车设计的内容汽车设计的内容 1概述1.1简要说明1.3 1.3 汽车设计的要求汽车设计的要求 1）考虑工作环境的复杂多变）考虑工作环境的复杂多变 汽车是在自然环境条件下使用的交通工具，而自然环境复杂多变。不同的工作环境对汽车的结构、性能、材料和工艺等提出了许多特殊的要求。2）坚持）坚持“三化三化”原则原则 汽车产量大、品种及型号多，设计中实行“三化”（即产品系列化、部件通用化、零件标准化），可简化生产、提高生产率、保证产品质量、降低成本。3）遵循相关的标准和法规）遵循相关的标准和法规 汽车设计要遵循汽车有关的标准和法规，包括国家标准、行业标准和企业标准等；针对世界市场开发的汽车产品，汽车设计就必须考虑国际标准化组织（ISO）制定的一些标准和出口所在地相关的标准和法规。1概述1.1简要说明1.3 1.3 汽车设计的要求汽车设计的要求 4）重）重视视汽汽车车使用中的安全、可靠、使用中的安全、可靠、经济经济和和环环保保 汽车设计要在给定的条件下，协调各种使用性能的要求、合理选择各种性能指标，使该车在该使用条件下的综合使用性能达到最优，尤其要重视使用中的安全、可靠、经济和环保。5）既重视工程要求又重视外观造型）既重视工程要求又重视外观造型 汽车设计要有良好的工程要求，同时，在符合法律法规的前提下汽车的外观造型和色彩搭配也很重要。2汽车产品开发方法1.1简要说明2.1 2.1 汽车新产品的分类汽车新产品的分类 1）全新产品）全新产品 全新产品分为两类：一类是技术复杂程度最高的全新平台式开发，从发动机到底盘，从车身到电气都要全新开发；另一类是以某一现有平台为基础，开发新车身为主，造型、结构及尺寸都会有变化，同时在发动机、底盘、电气方面做继承式改进。2）更新）更新产产品品 更新产品是指在技术原理没有重大变化的前提下，针对市场需要对现有产品所作的外型变化、功能扩展和技术上的改进。3）新牌子）新牌子产产品品 新牌子产品是指企业对现有汽车产品作比较大的改动，并使用一种新的牌子，成为一种新产品。2汽车产品开发方法1.1简要说明2.2 2.2 汽车产品开发的商业原则汽车产品开发的商业原则1）质量观念）质量观念 质量是产品市场竞争中的最重要的支柱，质量竞争已成为企业市场竞争的关键，汽车产品开发中应把产品的质量放在首位。2）价值观念）价值观念 品牌是商品价值的体现，优良的品牌是汽车企业在激烈的市场竞争中取胜的重要手段，汽车企业开发的新产品首先应该有品牌特征，然后才是提高品牌知名度，进而打造强势品牌。3）成本观念）成本观念 以最低的成本获取最大的利润是企业的追求，而用户最希望购买的是性价比高（即高性能低价格）的汽车产品。在汽车新产品开发中应根据企业实际情况合理选择提高性价比的途径。2汽车产品开发方法1.1简要说明2.3 2.3 汽车产品开发的系统理念汽车产品开发的系统理念汽车产品开发是一项复杂的系统工程。现代化汽车企业基本模式现代化汽车企业基本模式2汽车产品开发方法1.1简要说明2.3 2.3 汽车产品开发的系统理念汽车产品开发的系统理念1）整体原则整体原则 汽车产品开发系统包括众多环节或子系统，虽然这些环节或子系统具有各自独立的功能，但其功能的实现都要服从于整体功能的实现。因此，汽车产品开发就要把产品开发系统作为研究对象，在产品开发中树立整体观念和全局观念。2）协调原则协调原则 汽车产品开发系统的各个环节或子系统之间有着相互依赖的特定关系，在产品开发过程中要协调好各环节或各子系统与整体之间的关系，使各子系统的功能服从于整体目标，以求得整体功能的优化。在汽车设计中要善于统筹兼顾以达到协调。汽车产品开发系统工程要遵循以下原则：2汽车产品开发方法1.1简要说明2.3 2.3 汽车产品开发的系统理念汽车产品开发的系统理念3 3）优化原则优化原则 汽车产品开发系统是有明确目的的，产品开发必须降低成本、提高质量、符合市场需求。因此，汽车产品开发应从整体优化目标出发，达到技术、质量、成本和开发周期的统一。4 4）反馈原则）反馈原则 在新产品开发过程中，要及时获取企业产品开发系统内外的各种有效信息，特别要重视政策法规的研究、用户的信息反馈，认真研究市场需求，主动适应市场发展，不断改进产品开发。2汽车产品开发方法1.1简要说明2.4 2.4 汽车产品开发的平台汽车产品开发的平台/架构战略架构战略 汽车的平台是在开发过程中用相似的底盘和车身结构，承载不同车型的开发及生产制造，生产出外形、功能不尽相同的产品，生产平台是汽车的一部分，它涉及设计、数据管理等，是由一系列产品共享的一整套资产。大众公司部分平台车型大众公司部分平台车型1 1）平台战略）平台战略2汽车产品开发方法1.1简要说明平台战略优点平台战略优点:2.4 2.4 汽车产品开发的平台汽车产品开发的平台/架构战略架构战略有利于实现多品种、小批量的多元化产品格局，满足全球不同市场和不同目标客户的个性化需求；有利于平台部分的产量相对集中和扩大；也有利于汽车产品开发中智力资源和资本资源等资源的合理重组。平台战略缺点平台战略缺点:平台共用给汽车设计师带来很多约束，在汽车设计时设计师发挥的作用有限，真正能改变的是车身外形，其他改动甚少；平台战略使产品的重叠现象过于严重，多个平台来自同一平台，各个品牌的产品特性不易保持，价格定位也不好确定；共用平台抹煞了各个品牌间的差别，影响了企业赖以生存发展的 品牌优势。2汽车产品开发方法2.4 2.4 汽车产品开发的平台汽车产品开发的平台/架构战略架构战略2 2）模块化战略）模块化战略 所谓模块，是指由几个零部件集装在一起，并在汽车装配过程中作为一个单元来对待，而且它并不一定非要具有某种特定的功能。雷诺雷诺-日产日产CMFCMF模块化平台模块化平台2汽车产品开发方法2.4 2.4 汽车产品开发的平台汽车产品开发的平台/架构战略架构战略模块化战略优点模块化战略优点:聚零为整，可以将零散的小件集装成模块，形成由小到大的层次结构；化繁为简，实现零件组合的简化；灵活多变，实现产品的系列化；量身定做满足用户多样化的要求；可靠方便，有利于装配、使用和维修的方便。3 3）架构战略）架构战略 架构战略是一种更为灵活的整车规划和研发战略，它以架构-平台-产品这样一个自上而下的树状结构承载了具有相同架构特性的所有车型研发。2汽车产品开发方法汽车整车产品、平台与架构之间的关系汽车整车产品、平台与架构之间的关系2.4 2.4 汽车产品开发的平台汽车产品开发的平台/架构战略架构战略2汽车产品开发方法2.5 2.5 汽车产品开发的管理方法汽车产品开发的管理方法1 1）项目管理）项目管理 汽车产品开发的工作比较复杂，动用的人力和物力、牵扯到的部门和单位都很多，需要花费的时间也很长，除此之外还必须要有足够的资金保障。为此，汽车产品开发必须要有科学的管理方法，对汽车设计过程中涉及到的人、财、物等进行管理，对时间、质量和成本进行控制，达到技术、质量、成本和开发周期的最优组合。项目管理就是把知识、技能、工具和技术应用到项目活动中去，以满足或超过项目投资者的要求和期望。项目管理的根本目的是有效地利用时间、技术、人力和资金等各种资源，在给定的时间、成本、性能和技术等约束条件下，尽可能高效率地完成项目任务，达到项目目标，从而向用户提供满意的产品或服务。2汽车产品开发方法1.1简要说明2.5 2.5 汽车产品开发的管理方法汽车产品开发的管理方法2 2）并行工程并行工程 并行工程是对产品设计及其相关过程（包括设计过程、制造过程和支持过程）进行并行、一体化设计的一种系统化工作模式。并行工程把计算机辅助设计、制造、管理和质量保证体系等有机地集成在一起，实现信息集成、信息共享、过程集成。3 3）全面质量管理全面质量管理 全面质量管理TQM（Total Quality Management）是指一个组织以质量为中心，以全员参与为基础，通过对涉及产品质量的对象、过程、人员的全面管理和全面应用各种管理方法，达到让顾客满意和本组织所有成员及社会受益目的、长期有效并能保证成功的管理途径或管理活动。2汽车产品开发方法1.1简要说明2.5 2.5 汽车产品开发的管理方法汽车产品开发的管理方法 为实施全面质量管理，在汽车产品开发中采用了很多质量跟踪、管理和评审方法，如PDCA循环（也称为戴明环）、六西格玛管理、质量体系五大工具和Audit评审方法等。PDCA循环（戴明环）循环（戴明环）3汽车产品开发程序1.1简要说明 汽车的产品开发是一个循序渐进的过程，需要投入大量的人力、物力和财力，整个产品的开发过程如下图所示，形似“V”字。汽车产品开发程序汽车产品开发程序3汽车产品开发程序1.1简要说明汽车产品V型开发模式的典型里程碑事件如下图所示。汽车产品汽车产品V型开发模式的典型里程碑事件型开发模式的典型里程碑事件3汽车产品开发程序1.1简要说明 汽车产品的开发是一个多部门联合协作的过程，通常分为四个阶段：概念设计阶段、工程设计阶段、试验试制阶段和生产阶段，如下图所示。汽车产品开发主要过程汽车产品开发主要过程3汽车产品开发程序1.1简要说明3.1 3.1 概念设计阶段概念设计阶段 概念设计阶段要提出整车的构想方案，并对其可行性进行论证，从而确定切实可行的整车设计目标与方案。概念设计阶段主要工作：概念设计阶段主要工作：调查研究和制订产品开发目标；构思整车方案并对方案进行论证；制作模型车和编写设计构想书；召开选型讨论会。3汽车产品开发程序1.1简要说明3.2 3.2 工程设计阶段工程设计阶段 工程设计阶段主要工作：工程设计阶段主要工作：进行总布置设计；编写设计任务书；技术设计；进行汽车总装配并绘制总装配图。3汽车产品开发程序1.1简要说明3.3 3.3 试制试验阶段试制试验阶段 试制试验阶段主要工作：试制试验阶段主要工作：样机试制；样机试验；小批量试制；3.4 3.4 生产阶段生产阶段 生产阶段是汽车设计过程的最后一个环节，包括定型投产和持续改进两方面的工作。4汽车产品开发技术1.1简要说明4.1 4.1 数字化设计技术数字化设计技术 数字化设计（Digital Design，DD）就是通过数字化的手段来改造传统的产品设计方法，以实现新产品设计为目标，以计算机软硬件技术为基础，以数字化信息为辅助手段，支持产品建模、分析、修改、优化以及生成设计文档的相关技术的结合。1 1）三维数字化建模技术）三维数字化建模技术 产品数字化模型是产品信息的载体，包含了产品功能信息、性能信息、结构信息、零件几何信息、装配信息、工艺和加工信息等。2）数字化仿真技术数字化仿真技术 产品的数字化仿真技术通称为CAE（Computer Aided Engineering）计算机辅助工程，它主要对设计出的数字化产品进行性能仿真、评价和预测，并可对数字化产品进行优化设计。4汽车产品开发技术1.1简要说明4.2 4.2 汽车汽车BenchmarkingBenchmarking技术技术 Benchmarking 技术属于逆向设计方法。即在汽车开发过程中，采用对标分析方法，了解对比车型的技术状态并参考其优、缺点，使整车设计得到参考、借鉴，从而减小在设计阶段产生的缺陷；有助于企业收集创新概念、改进产品质量、提高制造效率；并缩短产品开发周期。参考样车分析流程参考样车分析流程4汽车产品开发技术1.1简要说明4.3 4.3 汽车产品虚拟现实开发技术汽车产品虚拟现实开发技术 虚拟现实是一种为改善人与计算机的交互方式、提高计算机可操作性的人机界面综合技术，它通过高速图形计算机、头盔显示器或其他三维视觉通道、三维位置跟踪器和立体声音响，使计算机用户能够沉浸到计算机屏幕所显示的场景中去，从而产生一种类似“幻觉”的人工三维环境“虚拟环境”。宝马公司使用虚拟现实技术开发汽车宝马公司使用虚拟现实技术开发汽车福特公司福特公司FIVEFIVE实验室实验室4汽车产品开发技术1.1简要说明4.4 4.4 汽车产品协同开发技术汽车产品协同开发技术 汽车产品协同开发可以定义为不同专业、不同区域的设计人员在产品设计过程中有序、高效地进行一系列协调和配合以实现共同的开发目标。在整个产品开发过程中存在着多方面的协同需求：多专业多领域的设计协同；异地设计中心的协同；设计与制造协同；4.5 4.5 汽车设计技术发展趋势汽车设计技术发展趋势4汽车产品开发技术1.1简要说明 汽车设计技术的发展趋势可归纳为网络化、虚拟化、知识自动化及管理创新，具体体现在以下几个方面：开发流程数字化；虚拟开发可视化；知识型工作自动化；需求响应敏捷化。4.5 4.5 汽车设计技术发展趋势汽车设计技术发展趋势The End