汽車尺寸同步工程研究

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摘要：為了在汽車開發(fā)設(shè)計階段更加系統(tǒng)且全面地識別潛在的尺寸風(fēng)險并提前進行規(guī)避，該文介紹了汽車尺寸同步工程的基本概念，分別從汽車的造型數(shù)據(jù)、主斷面、產(chǎn)品數(shù)據(jù)及工藝等四大方面出發(fā)，說明了這幾方面的主要分析內(nèi)容，指出了它們可能存在的一些常見的尺寸風(fēng)險及問題，介紹了尺寸同步工程的流程及實施方法，從而對汽車尺寸同步工程進行了整體的闡述，對于新車開發(fā)階段的尺寸同步工程分析具有指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：汽車；尺寸工程；同步工程

隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展，人們生活水平的不斷提高，對于汽車質(zhì)量的追求也在不斷提升。現(xiàn)在顧客買車越來越關(guān)注感知質(zhì)量及耐久質(zhì)量，而尺寸工程就是專注于提升這類“質(zhì)量”的專業(yè)技術(shù)分析方法，以滿足顧客的心理預(yù)期。以前尺寸工程往往依靠后期匹配調(diào)整來提升質(zhì)量，耗時耗力且效果不佳，現(xiàn)在各大主機廠越來越關(guān)注前期設(shè)計質(zhì)量，提前進行分析并規(guī)避風(fēng)險，使產(chǎn)品達到既定的匹配和功能要求。因此，文章著眼于汽車尺寸同步工程分析，主要介紹了尺寸工程在前期設(shè)計階段如何進行分析，達到規(guī)避風(fēng)險提升質(zhì)量的目的。

1尺寸同步工程介紹

汽車尺寸同步工程是在汽車開發(fā)設(shè)計階段，全面考慮造型設(shè)計、功能要求、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及工藝流程等因素，分析在工業(yè)化階段可能會存在的尺寸風(fēng)險，提前制定風(fēng)險控制措施，將風(fēng)險消除在萌芽狀態(tài)，以提升制造精度，縮短開發(fā)周期[1]。汽車尺寸同步工程是汽車開發(fā)階段的重要一環(huán)，具有并行性、系統(tǒng)性及協(xié)調(diào)性的特點。并行性是指從造型設(shè)計階段開始就安排沖、焊、涂、總及尺寸等各專業(yè)進行同步工程（SE）分析，從定位方案、裝配工藝、制造精度、工裝方案等方面開展可行性分析，通過各專業(yè)的并行開展，提前預(yù)測工業(yè)化階段的尺寸保證能力，降低開發(fā)風(fēng)險；系統(tǒng)性是指專業(yè)人員需要綜合各方面因素，包括尺寸公差技術(shù)規(guī)范（DTS）的達成、關(guān)鍵零件供應(yīng)商制造能力、裝配工裝的定位方案及工藝流程的影響等因素，系統(tǒng)地考慮設(shè)計方案，降低項目后期匹配風(fēng)險、制造成本和整改時間；協(xié)調(diào)性要求各專業(yè)人員在開發(fā)階段需要經(jīng)常交流、相互協(xié)調(diào)，保持信息共享，以便獲得最佳的設(shè)計方案[2]。

2尺寸同步工程的主要內(nèi)容

2.1造型數(shù)據(jù)分析。在汽車造型階段，尺寸部門需要對造型數(shù)據(jù)進行SE分析，以規(guī)避和減少工業(yè)化階段所帶來的潛在尺寸風(fēng)險，并且提升外觀的精致感。對造型數(shù)據(jù)進行分析時，需要遵循的要求有造型美學(xué)、外觀感知質(zhì)量、評估與尺寸接口有關(guān)的區(qū)域及降低后期匹配風(fēng)險4個方面。在造型的各個階段，尺寸工程根據(jù)每個階段數(shù)據(jù)成熟度的要求，從分縫、感知質(zhì)量、定位性、零件配合形式、尺寸匹配及DTS等方面進行分析，進而在設(shè)計階段提高客戶對新車外觀的印象[3]。造型分析主要有以下四方面。1）感知質(zhì)量。感知質(zhì)量檢查主要是為了規(guī)避一些感知質(zhì)量容易受影響的區(qū)域，以提升整車精致感。常見的問題有：在一些間隙造型變化較大或多個零件接口區(qū)域可能會存在視覺空洞，俗稱“老鼠洞”；在1條分縫線上由于多個零件匹配而導(dǎo)致存在2段不同的間隙，造成強烈的感知視覺對比；一些分縫線從特定角度觀察會有不佳的視覺感知，需要優(yōu)化局部造型；2個相鄰零件接口區(qū)域圓角差異較大，造成較差的視覺感知效果。圖1示出汽車尺寸同步工程感知質(zhì)量問題。2）匹配風(fēng)險。造型匹配檢查主要是為了感知質(zhì)量及工業(yè)化階段匹配風(fēng)險的降低。常見問題的表現(xiàn)形式有：造型接口匹配困難區(qū)域，如前大燈與前保險杠，通常情況下會弱化面差要求；3個以上接口零件在同一區(qū)域有外觀尺寸要求；開閉件與車身有多條造型線配合等。3）測量誤差。測量誤差檢查是指對由于造型分縫等原因造成的后期難以準(zhǔn)確測量的檢查，比如1條分縫的斷面為“V”字型，測量時很難準(zhǔn)確測量間隙的大?。婚_閉件與周圍環(huán)境件存在大圓弧曲面匹配時，手工測量面差很容易存在誤差。4）造型美學(xué)。通過造型的虛擬渲染模型及實物油泥模型，分析分縫間隙的目視均勻性，分縫間隙的穿透性，視覺間隙的大小，分縫線交匯處的孔洞現(xiàn)象等[4]。2.2主斷面分析。主斷面是主要的、控制后續(xù)結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)鍵斷面，它是設(shè)計品質(zhì)控制的關(guān)鍵內(nèi)容[5]。主斷面會體現(xiàn)零部件的匹配關(guān)系、定位或安裝點、工藝合理性等諸多設(shè)計要素，是指導(dǎo)車身及內(nèi)外飾設(shè)計的重要內(nèi)容。主斷面作為造型技術(shù)輸入的重要內(nèi)容，它的檢查內(nèi)容主要有：1）DTS符合性檢查；2）感知質(zhì)量審查；3）關(guān)鍵零部件定位策略審查；4）幾何尺寸基本規(guī)則符合性檢查；5）干涉檢查；6）運動校核；7）密封性檢查。2.3產(chǎn)品數(shù)據(jù)分析在工程設(shè)計階段，尺寸工程需要對產(chǎn)品數(shù)據(jù)進行SE分析，力求減少由設(shè)計引起的誤差累積，主要從尺寸鏈的優(yōu)化、零部件定位結(jié)構(gòu)優(yōu)化和零部件間避讓關(guān)系等幾個方面開展。產(chǎn)品數(shù)據(jù)同步工程分析主要的檢查內(nèi)容有以下幾方面。1）定位性檢查。主要檢查產(chǎn)品特征是否符合定位策略；定位孔和定位面的布置是否符合要求；定位點的約束方向是否正確，非約束方向是否避讓；定位孔（銷）徑是否符合標(biāo)準(zhǔn)；銷孔配合以及定位銷有效定位長度是否滿足要求等。2）通過性檢查。為了保證裝配性，需要對各類關(guān)聯(lián)孔進行檢查。其中包括焊接螺母關(guān)聯(lián)孔、焊接螺柱關(guān)聯(lián)孔、定位銷關(guān)聯(lián)孔、裝配關(guān)聯(lián)孔、空腔高度等。圖2示出汽車尺寸同步工程通過性檢查。3）接近性檢查。為了保證裝配過程中不出現(xiàn)零件和零件之間的干涉，需要對零件之間的接近性進行檢查。接近性檢查包括相鄰特征間的避讓、非焊接面避讓、圓角避讓、避免多面焊接、密封止口要求檢查等。圖3示出汽車尺寸同步工程接近性檢查。4）產(chǎn)品性檢查。除了以上3項檢查之外，還需要檢查其他對尺寸會產(chǎn)生影響的問題。對于零件結(jié)構(gòu)，需要評估尺寸是否易于控制，局部重要功能位置可優(yōu)化結(jié)構(gòu)，如四門鉸鏈面起凸臺，以便后期模具調(diào)試，局部剛性不足的區(qū)域或者需要支撐較大質(zhì)量的位置可增加加強筋、翻邊等設(shè)計進行優(yōu)化。對于零件間配合檢查，主要從避免曲面、平行坐標(biāo)系、減少對接及減少匹配面積等方面出發(fā)。此外，還需要對重要區(qū)域的可調(diào)試性，焊點的位置及數(shù)量進行檢查確認，降低后期匹配風(fēng)險。圖4示出汽車尺寸同步工程通過性檢查。2.4工藝性分析。從四大工藝出發(fā)，沖壓主要確認零件可成型性以及工序排布是否合理等；焊裝分析主控制點、工藝流程、焊點等方案是否合理，是否有利于尺寸保證；涂裝的治具是否有利于尺寸保證；總裝的裝配打緊順序是否對尺寸有利，工裝設(shè)計是否穩(wěn)定可靠等。

3尺寸同步工程的實施

尺寸同步工程SE分析的流程為研發(fā)及其他相關(guān)專業(yè)輸入相關(guān)數(shù)據(jù)及工藝方案，尺寸部門進行相應(yīng)的SE分析，提出問題及對策。然后各相關(guān)專業(yè)進行會簽確認后提供給研發(fā)部門進行評估，如果研發(fā)部門同意更改則在答復(fù)的時間點前確認問題是否更改完成，否則需要和研發(fā)人員進行討論，確定問題點是否需要修改或者維持現(xiàn)狀。此外，還整理了尺寸同步工程SE標(biāo)準(zhǔn)清單，清單里列出了尺寸工程SE檢查的內(nèi)容以及相應(yīng)的描述，并且該清單通過每一階段的實際運用在不斷更新完善中。SE標(biāo)準(zhǔn)清單不僅包含了SE分析標(biāo)準(zhǔn)以及制造要求，而且涵蓋了歷史弱點問題的問題類型以及SE分析過程中總結(jié)出來的問題類型，可量化的條目都有明確的量化數(shù)據(jù)，大大提高了SE分析的工作效率，也可使新員工快速上手進行相應(yīng)的分析。同時還整理了與尺寸SE標(biāo)準(zhǔn)清單所對應(yīng)的檢查清單，按照工藝流程順序從總成逐級往下進行檢查，確保不會遺漏。另外，檢查清單里還可對零件的借用情況進行標(biāo)記，便于追溯和分析。

4結(jié)論

文章對汽車尺寸同步工程進行了討論，系統(tǒng)性地歸納了目前尺寸同步工程的主要分析內(nèi)容及方法，對以往尺寸同步工程的內(nèi)容進行了補充和完善，并分享了通過整理標(biāo)準(zhǔn)清單及檢查清單的方法，使尺寸同步工程可以快速高效且全面地進行，解決了以往分析時容易發(fā)生遺漏的現(xiàn)象。由于汽車工業(yè)的不斷發(fā)展，因此，文章中所總結(jié)的內(nèi)容需要結(jié)合實際做出調(diào)整，理論結(jié)合實際來進行汽車尺寸同步工程分析。

參考文獻

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[2]曹渡，劉永清.汽車尺寸工程技術(shù)[M].北京：機械工業(yè)出版社，2017：144-145.

[3]崔慶泉.汽車尺寸感知質(zhì)量評價的研究與應(yīng)用[J].汽車工程師，2014（3）：13-15.

[4]王珂，傅杰，劉洋.基于用戶感知的汽車尺寸工程評審方法[J].汽車科技，2018（1）：14-19.

[5]依志國，賈旭東，欒英林.純電動乘用車白車身設(shè)計[J].科技經(jīng)濟導(dǎo)刊，2018，26（17）：89.

作者:陸劍峰 傅建軒 單位:寧波吉利汽車研究開發(fā)有限公司長興分公司