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    汽車鈑金件、沖壓件 青島冷板 酸洗板 汽車專用鋼

    更新時間:2020-09-02
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    一輛汽車從有想法開始多久能上市?



    一、開發一部汽車需要花多久?

    在深入的探討汽車產品的開發歷程之前,先說下從一個想法到這個車子開上發布會的舞臺這個過程需要多長的時間,按照一般正向汽車開發的進度,這個時間大約是不到5年。這個想法還不是如果你白手起家建立一家汽車公司后,你的第一個產品的想法迸發;而是在正常運轉的汽車公司里面,在一個正常運轉的開發序列當中,當一輛車的產品生命周期結束后,他的下一代全新產品能夠正常更替這樣一個正常循環的開始。如果是一代產品在產品生命周期當中的小改型,比如只是更改一下前端/后端的外造型,內飾的一些飾件的更改,娛樂信息設備的更新,這樣的開發周期大約是3年多一點。


    二、花了這么長的時間到底做了些什么?

    相比其他行業開發周期,這3~5年的開發時間可以說是非常漫長了,也許你會有疑問,如果一款全新的汽車從策劃開始到上市需要5年,以當今時代的變革速度,誰能預料5年后的客戶需求是什么,整個市場處于什么形勢。沒錯,誰也沒辦法預料5年后的事情,但是汽車行業的變化速度還遠達不到IT業的速度,目前基本都是以10年甚至更長為時間單位的變革,所以工作的起點基本不會偏離整個行業的方向太遠而導致最終的失敗。

    如果我們把這5年的時間細分一下,劃分出幾個相對比較獨立的區塊,我想應該分為,規劃和基礎架構開發,產品開發,產品驗證,產品制造這幾個部分,他們互相之間在時間上互有重疊,工作內容上也有交互,共同組成了整個汽車產品的開發過程。下面談談這幾個工作階段都做了些什么。


    1,產品規劃和基礎架構開發

    雖然剛才提到無人能夠預料5年后的事情,但是規劃的工作還是非常重要,他要保證一個龐大的公司中的各個業務鏈環節能夠完成各自的工作并在5年后讓新車開下生產線。他統籌各個業務部門,其中最重要的幾個包括,市場,財務,研發和制造。而這些部門的需求往往是互相沖突的,如何平衡這些不同的需求,往往是最困難的,而最終決策人也就是整車的總監,是決定這一切的角色。

    市場部可以說是一切需求的起源,對于一個新車型來說,有很多要素要定義清楚,包括:

    • 產品定位。

    • 目標客戶。

    • 客戶購買理由。

    • 產品賣點。

    • 目標市場(中國,東南亞,中東,非洲,南美,歐盟,北美。。。)

    • 產品價格區間和預計銷量。

    • 競爭車型。

    • 產品配置表。


    在這些市場需求定義的基礎上,研發和制造部門會相應的提出自己的一些要求和限制。對于研發部門,最根本就是回答一個問題,市場想要的這種車到底能不能設計出來。細分下去要考慮的東西就太多了,這兒試著羅列一下,包括:

    • 目標市場法規符合性。(包括排放法規,安全法規,左右駕等等)

    • 配置表中是否包含新技術,能否實現這些新技術。

    • 發動機和變速箱的組合方案。

    • 主要子系統的更改級別和共用方案。

    • 車輛形態尺寸和比例。

    • 預計整車性能水平,尤其是賣點是否能實現。

    • 預計開發成本和物料成本。


    對整車企業來說,因為制造是重要的業務鏈環節,所以反而是更加慎重的,在規劃階段,需要考慮現有產能是否能滿足將來新車的需要,如果可以,那么安排在哪個/幾個工廠生產,如果不能,在哪里投資新廠。相應的,各種方案的制造投資是多少。此外,現有工廠的生產線是否能支持新車型的制造,是否需要改造,也是早期需要考慮的。這些不同的方案帶來的是n多億投資的區別。


    要問老板最關心什么,上面這些都沒有是不是賺錢,能賺多少錢重要。市場部提出一個理想的售價區間,研發部算出整車的物料成本是多少,制造部門算出需要多少投資及分攤的制造費用,其他相關業務部門也會提出自己的預算。最終財務把這些錢通過自己的過濾和修正,就能計算出這個車型能不能賺錢,在整個生命周期里面能賺多少錢。這也決定了這個車型能不能通過最高執行機構的審核,進入下一步的開發工作。


    上面這些工作林林總總的并不是前期規劃人員做一份PPT就能講明白的。對于市場和研發之間的沖突,是需要相當的一段時間細致工作才能達到一個平衡的,在汽車產品開發的早期,這些工作主要由研發部門承擔,又稱作基礎架構開發。


    整個產品的研發流程,可以分為前期的基礎架構開發和后期的產品開發兩部分,兩部分的區別可以從多個角度來看,比如時間一前一后,比如架構開發針對的零件是和車輛造型無關的,我覺得還有一個重要的區別就是架構開發階段的開發費用相比產品開發階段要少很多,這樣意味著試錯的成本低,在早期花不長的時間,不多的錢,如果證明是一條能夠走通的路,那么后面追加的大筆投資則比較有保障,否則趁早收手,轉向下個項目。支持前期架構開發低成本的前提條件有幾個:

    1. 有多個前代車型的成熟架構作為基礎,架構性能的驗證可以用某個前代車型改裝而來,花費不高。

    2. 大量借助虛擬分析的手段,提升研發速度,減少實車驗證需求。


    基礎架構開發的另一個特點是,開發的對象都不是僅僅在一輛車上使用的零件或子系統,他面向的是一個未來可能承載多個車型的架構,開發策略要盡量的保持一致,零件能盡量多的在這一架構的多個車型上共享。一個成功的基礎架構,應當是較低的成本,合適的性能以及潛在的高適應性三者的完美結合,這部分工作需要在這5年開發周期的第一年完成。


    2,產品開發

    基礎架構的成功開發意味著,一個滿足市場需求和公司盈利目標的項目基礎已經打好,后面就是一個車型的開發工作了。產品開發起始的標志應當是車輛內外造型工作的正式展開。雖然在基礎架構階段,造型已經開始基本整車比例探索,并和總布置工程師一起探討比例的工程可行性,不過造型師的工作重點還是草圖和一些小比例模型。在進入產品開發階段,造型部門會按照一定的節奏,由多個造型團隊同時展開多個造型方案的開發,完成大尺寸模型的制作,由公司領導層會定期對這些整車的模型進行評審,淘汰不合適的造型方案,數輪評審之后選定一個最終的主題,進入精雕細琢的部件設計過程。這個過程的目的是讓更多的創意能夠被展現出來,同時讓研發人員能夠有時間認真的研究這些創意的可行性,雙方不斷磨合和互相靠攏到一個中間的可行狀態。


    產品開發階段的歷時相比之前要長很多,大約占5年當中的22個月的時間。新的工程師總有疑問,為什么設計一個產品的時間根本不需要接近兩年,拿到造型把里面結構做好功能實現,前后一兩個月即可完工了,那余下的20個月在干啥呢?剛才提到造型工作的時候,是一個逐步淘汰的過程,從最初的各種比例,各種主題,慢慢交匯碰撞和淘汰,最終勝出一個主題,勝出的那個主題還要經過不斷的精細雕琢,這個過程是一個不斷迭代的過程,即同一件事情反復做好幾遍的過程,但這又不是簡單的重復,而是不斷的有新的創意加入,新的市場,研發,制造的輸入進來,再雜糅到一起的過程,每一次迭代都是對前一次工作的挑戰,甚至是顛覆,一個迭代過程我們又稱為一個學習周期,在這20多個月當中,這樣的周期會有4~5次。


    不同的零件在這個迭代工作當中根據自身的特點,完成開發的時間是不同的,這主要是為了匹配零件驗證工作的時間,同時也是為了逐步降低系統開發的變數,如果我們把開發工作理解為蓋樓,有一些零件相當于是地基,有一些相當于第一層,有一些是屋頂。如果在蓋第一層的時候,地基還在沒打完或者打錯地方還要改動,上面的樓層就算是白蓋了。


    之前提到,規劃人員很難做到提前預知5年后的市場,而從架構開發到產品開發的這接近3年的時間,給了整個團隊調整航向的機會,當然隨著時間的推移,可調整的范圍是越來越窄,直到產品設計完成并發布進行制造,產品基本算是定型了。


    3,產品驗證

    我認為汽車這個產品相比其他大眾消費品來說,在復雜性和可靠性這兩個方面綜合評估應該是當之無愧的第一。要知道全世界每年因為交通事故傷亡的人數一直都是各類傷害因素中最高的。雖然這其中的原因千差萬別,很多是人的主觀原因而非真的是汽車設計的原因,但汽車作為最普遍使用的交通工具,總是難脫干系,這也導致了在汽車研發中對于質量和可靠性的追求是異常嚴格的。


    產品驗證是產品研發當中花費最大的部分,虛擬分析的技術在這些年已經大大進步,很多實驗已經被虛擬分析的方式取代,但是目前開發一輛車的過程當中,上百輛的實車被制造出來進行各種實驗是必不可少的。在整個研發過程中,大概有三輪整車級別的集成驗證工作,其余的零部件和子系統級別的驗證也遵守這三個輪次,但額外增加一輪或幾輪測試也是很正常的。三輪整車級別的驗證分別對應了基礎架構零件,初步設計概念,最終設計產品三個層次的驗證。在每個驗證階段開始前,會用完成自身驗證的零部件制造一些樣車,然后運行整車的驗證測試規范,測試的內容每輪都有差別,發現的問題都是不一樣的,這些問題被解決后在下一輪驗證中會得到檢驗。


    產品驗證的項目非常繁多,要包括各種不同工作環境下的測試,高溫工況在吐魯番,極寒工況在黑河,高濕工況在海南,天南海北的都要照顧到。還有全世界各種路面,柏油路,水泥路,石子路,泥路,上坡,下坡,甚至是被重車壓過的壞路。而不同客戶對于汽車使用習慣的差異也需要不同的針對性測試。如今各種復雜的功能集成在整車上,這些新功能的測試又增加了驗證的工作量。按照大的類別,驗證的項目分為如下這些:

    • 發動機標定。

    • 變速箱標定。

    • 底盤子系統和控制開發。

    • 主被動安全實驗。

    • 振動、噪聲、熱測試。

    • 電子架構、功能驗證。

    • 整車耐久性測試。

    • 排放耐久測試。

    • 整車功能耐久測試。


    雖然說產品驗證這個階段是單獨劃分出來的整車開發的一個重要組成部分,但是正如前面描述的,他是穿插在其他工作間的,除了在產品設計完成發布后有一個集中的測試階段外,往前延伸到基礎架構開發階段已經有一些驗證工作展開了??梢哉f整個5年時間當中有接近4年的時間都會安排測試和驗證工作。


    4,產品制造

    雖然整車廠制造部分的配置都是一樣的,從沖壓到焊裝到涂裝到總裝,這四大工藝走一遭一輛車就下線了。但是每個工藝大類下面細致看來,各家的做法差別可就大了。所以你不可能讓大眾的車廠去生產豐田的汽車,反之亦然。一套工藝流程在一個車廠中運用純熟后,會推廣到各個制造基地并隨著大規模的投資固化下來,提升制造的兼容性和可靠性,同時這套工藝流程又反過來決定了研發產品的特性,兩者是互相配合的。


    制造部門在產品開發的早期就會參與到項目中來,但真正開始大規模的把錢投下去要等到產品開發到一定的階段,經過嚴格評審后,標書才會發給承包商,承包商也正式基于已經開發到一定階段的產品來給出報價,對于沖壓車間來說,主要的投資是沖壓模具,因為一些大的車身零件在沖壓車間是自制的,雖然壓機是現成的,但模具需要供應商來制作,這塊是主要投資項目。焊裝車間投資更高,不像壓機可以每個項目重復利用,每個車的車身零件基本都不一樣,能重復利用的只有場地。包括固定零件的夾具,進行焊接的焊機,移動零件的機器人,都需要新的投資,單獨規劃場地,焊裝的投資相對其他車間來說是最大的。涂裝車間的一次性投資很大,但是重復利用率高,所有的車都是走統一的線,要完成的工作也比較統一固定??傃b線也類似,裝輪子的地方統一裝輪子,加油的地方統一加油。各個車型當中有差別的部分通過調整一些零件的裝配順序即可實現,單獨車型特有的投資額不大。


    制造工作中最耗時的工作就是工裝設備的制造以及模具的開發。例如整車當中最大的零件,側圍外板,模具設計制作調試的時間前后加起來要接近一年,這一年的時間就變成了連接設計到試生產這兩個階段之間的最短關鍵路徑。


    制造部門最忙碌的時間是5年當中最后的一年時間,當所有的承包商完成了模具,工裝的制作,開始進場調試的時候,制造部門需要全程驗收,監督安裝調試工作。當工廠設備安裝完畢后,可以裝車的整車零部件也都由供應商準備好了。最后一年的試生產階段就開始了。試生產也會分好幾輪進行,全程在工廠車間內進行,對整個制造工藝,生產速度,操作人員培訓,物流,以及正式產線出產的車的性能和質量,都要做仔細的確認。不出意外,前后一年的時間會發現和解決大大小小上千個問題。包括各種工藝缺陷,設計缺陷,供應商零件質量問題等等。同時整車質量檢查人員還會對下線的幾百輛試生產車輛用最苛刻客戶的標準來個徹底檢視,這個批量是遠超過之前研發階段的驗證數量的,一些概率缺陷會在這個時候暴露出來。最后一年的忙碌為的是正式投產交付客戶后,盡量的保證長期的生產過程平穩有序,減少故障在客戶手里發生的概率。


    結語

    介紹完了汽車研發的各個階段,我們可以看出各個階段其實是互相緊密嵌套的,用犬牙交錯形容不為過,經過這么多年的行業發展,這些事情都還要繼續做下去,一件也少不了,但經過不斷的優化,各種可以縮短時間的方式都已經融入到流程當中,讓原先可能比較清晰的工作階段慢慢模糊了起來,越來越多的工作被安排并行完成,決策的時間被不斷前移。

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