沈阳交通违章查询

背后的巨人 打造一款车到底多难(上)

2019-01-30
来源: 作者:

  [沈阳爱车网 技术]  在目前这个工业化高度发达的时代,汽车仍旧是批量化生产的民用工业品中最为复杂的。这个复杂,不仅仅是超过五万多个零件的组装,还需要这些零件能够在多年的风吹、寒冷、暴晒和雨淋的摧残中保持坚挺的性能,还要成本尽可能的低,这堪称“工业奇迹”。

  以往的《背后的巨人》栏目我们深入介绍过不少供应商,以前也写过不少工厂参观,大家对于主机厂的冲压、焊装、涂装和总装车间都有所了解了。这一次,我们将进一步深入,来和大家聊一聊一款车的整个开发流程,以及数万零部件的设计与制造,看看从头到尾打造一款车到底有多么困难。不过由于篇幅限制,本文我们将分上、下两期带给大家

沈阳爱车网

  汽车工业之所以对一个国家来说非常重要,是因为这是一个非常庞大的产业链,其开发、制造和销售这三大核心领域,衍生出一系列的配套产业,上至钢铁、橡胶、玻璃、电子、纺织、橡胶等原材料,中到工业设计、高精尖机械加工,下至流通、维修和保险等,由此产生令人瞠目结舌的生产总值,是一个国家经济和工业实力的超级助推器。如果说一个国家拥有了强大的汽车工业体系,那就意味着整个国家的科技实力、人才储备和产业规模已经达到了一个相当高的水准。

市值上万亿的车企也不可能包揽汽车工业所有环节

  我们日常所知的车企在业内被称作“主机厂”,虽然看起来一台台汽车不断地从流水线上驶出,但这并不代表主机厂能够包揽汽车如此复杂的工业品的所有环节。整车超过5万的零件,单从材料大类来讲就囊括了金属、塑料、纺织品、皮革、玻璃、线材和半导体等。哪怕是全球市值最高的丰田集团(2017年市值1839亿美元)也不可能单凭自己全搞定。

沈阳爱车网

  现实的汽车产业模式,是以主机厂为核心,依托周边乃至全球的相关零部件供应商们,而主机厂主要负责最重要的整车设计开发、车身主要部件制造及组装,有实力的主机厂还掌握发动机、变速箱等核心部件的技术开发和制造。

沈阳爱车网

  汽车工业分工极其细化的今天,很多配套供应商已经发展得相当成熟,其掌握的某些部件或者功能的关键技术甚至已经达到顶尖乃至不可或缺的水平,是主机厂的整车开发过程中的重要研发力量,而且整车开发过程也并非主机厂设计完成后,将成型的图纸交给供应商按型生产即可。但具体是个什么流程呢?

  为了让大家更具体地了解整车开发流程,我们经过努力协调,终于获得东风启辰的授权,了解到了启辰T60这一款车的开发流程。启辰还向我们开放了供应商沟通渠道,我们挑选了几家具有代表性的供应商一一采访调研,来为大家更深度地剖析。

沈阳爱车网

如何从头到尾打造一款车?

  我们以启辰最新的上市的全新SUV车型T60作为样本来介绍一款车的开发流程,大致可以划分为调研/战略、产品概念、产品开发、生产准备、验证和量产验证等6个阶段,当然实际开发过程中要更加细化。

沈阳爱车网

  在这个过程中,产品委员会是一个非常重要的部门。对于一个车企来说,每推出一款车,都意味着将要在前期开发、中期制造和销售渠道、后期售后方面投入巨量的人力、物力,能够拍这么高级的板并调配资源的,只有是高层大佬们,因此启辰以及大部分车企的产品委员会一般是由董事会成员(或代表)以及高管组成。

沈阳爱车网

沈阳爱车网

  第一步,调研/战略阶段,就是需要搞清楚市场上需要什么、大家喜欢什么。成熟的企业开发产品,尤其是整车这样是投资以亿计的产品,绝不是一个人或几个人拍脑袋决定的。因此,启辰开发团队要研究政策、市场现状及趋势、人群构成及特征、流行趋势、技术现状及未来趋势等一系列背景。

沈阳爱车网

  第二步,产品概念阶段,分析并决定启辰T60大致要做成什么样子。开发团队需要根据上一阶段的调研成果来决定车型的产品亮点,当然此时只是提炼出一个大致的方向和概念。T60的《产品概念》由产品委员会拍板后,接下来的整个开发就以此为中心思想进行。

沈阳爱车网

  第三步,产品开发阶段,研究出这款车具体怎么设计和怎么造。开发阶段细分两个小阶段,前一阶段提出《产品概要》,即根据上一阶段《产品概念》进行细化的启辰T60(参数|询价)详细的硬性产品性能指标,每一大项都会有一个对标车型作为基准。假设在空间方面,对标车的空间水平为基准分3分(满分5分),《产品概要》则设定启辰T60在空间方面要达到4分,为此将进行哪些具体的指标设定,如车体尺寸、座舱比例、座椅H点、座椅厚度、方向盘大小等一系列参数。另外,开发品质目标、投资目标和成本目标等也需要在这一阶段获得产品委员会批准。

  进入开发阶段,更多相关部门人员参与进来,整个项目开启了多线任务推进,大致可分为设计工程两大部门。设计部门进入较早,在产品概念阶段就已经开始造型草图的绘制,此阶段则开始塑造1:4油泥模型,提交量产车造型方案,不是一个,而是多个。造型团队的造型方案获得审批之后,才开始制作1:1等比例油泥模型。

沈阳爱车网

  工程团队则开始打造数字样车,这是一个整车三维数字模型,可以进行各种部件和功能的仿真模拟分析。数字样车分三轮,第一轮由主机厂工程师完成,随后第二轮各个供应商的配套团队参与开发设计,针对自己所负责的部分进行细化,需要从技术难度、成本等方面进行探讨。这一阶段供应商不但要与主机厂开发团队进行频繁的探讨会议,往往还要派出团队到主机厂进行共同开发,例如负责内饰板的延锋就曾派出20人团队参与到启辰T60(参数|询价)的造型设计和工程开发中。

  此外,等比例模型和数字样车第一轮完成后,工程团队还要开始工程模拟样车的试做,毕竟数字模拟无法完全模拟现实,无论是实际开发需求还是法规要求都要进行实车测试。

沈阳爱车网

互掐是设计师与工程师的日常

  关于车辆开发有一个误区:车型开发并不是由造型设计师设计完成后,交由工程师生产出来的。实际情况其实是双方互掐的过程,举个夸张的例子:

  设计师:A柱太影响视野又不好看,我设计了一个无A柱的车。

  工程师打脸:以现阶段技术,没有A柱车身刚度大打折扣,碰撞安全成绩直接不及格,否决无A柱设计。

  设计师:粗A柱太丑了,那用玻璃覆盖一部分吧。

  工程师:这个似乎不难,验证一下。

  设计师:但盲区还是太大。

  工程师:现在有外摄像头+内柔性屏的技术,可以验证一下。

  设计师:还是丑了点,算了,我看看能不能弄好看点。

  供应商:好呀!好呀!我家有成套解决方案。

  预算部门:咳!咳!

沈阳爱车网

  现实中自然不会存在如此没有工业常识的设计师。在开发中,设计与工程同样重要,只不过设计师所提供的是更为感性更为直接的造型,易于接受,工程师所负责的部分则过于理工科,一般人难以理解,因此在宣传方面一般注重设计。

  东风启辰首席工程师潘甲开玩笑说:每个项目都掐得相当厉害,设计和工程的负责人很少去对方地盘,不过结束后大家还是会一起喝酒。

  笔者问道:为什么很少去?

  潘总工:怕出不来……

  产品开发阶段最终目的是发包定点,也就是造型与各项零部件的图纸和技术指标都已经基本敲定,经产品委员会最终验收并审批后,主机厂与各供应商签订供货合同并发送图纸。发包定点是一道分水岭,接下来就进入了整个量产准备阶段。

  第四步,生产准备开始准备启辰T60所需的各种模具和工装设备。工装是指制造过程中的各种工具,包括机床、铣床、夹具、检具等,而准备过程包括采购和参数设定。

  第五步,OFF TOOLING,即使用正式工装但不采用正式生产线、正式节拍(可以理解为生产一个产品所需的时间)和正式人员(完成培训)条件下生产车辆,基本可以看做是小批量试生产。该阶段在专门的试做工厂进行。这一步通过后才会进入量产试做阶段。但这一阶段最重要的是开始进行整车验证试验。

沈阳爱车网

  此外,还要在不同环境路况下进行实际道路测试。启辰T60当时提供了7台样车,工程师团队与博世团队,在全国五条线进行了总里程13万公路长达几个月的测试,AEB/ESP开发验证和整车道路测试一同进行。

  第六步,OFF PROCESS,在上一步的基础上进入正式生产线,但以非正常节拍试生产,进行量产验证。在以上这三个阶段期间,各个供应商的零部件验证和调整也在同步进行。第六步也完成后,才开始进入正式量产。启辰T60是在2017年3月发包定点,2018年11月正式上市。

沈阳爱车网

  整车的开发生产流程就是这个样子,大家大致该知道主机厂并非简单的绘制好图纸交给供应商生产了。下面我们说说供应商。

  东风启辰作为中国品牌,与东风汽车、东风日产、东风日产英菲尼迪同属于东风汽车有限公司,均采用源自日产汽车的AVES(Alliance Vehicle Evaluation Standard的简称)质量评估系统,这是日产汽车独有的全球质量评估体系,所有整车及相关零部件均需要接受该系统的评估和指导。所以,东风汽车有限公司旗下汽车品牌采用的是同一个供应商网络。

沈阳爱车网

  在整车的完整开发流程中,零部件的开发模式一般呈“V”型,以碰撞安全相关零部件的开发为例,首先是制定整车的安全性能目标,然后制定更加细致具体的安全设计,前两步由主机厂主导,也就是提要求

  从第三步开始由供应商主导,先根据主机厂的需求进行产品设计,然后试生产,再进行内部测试验证,这期间会有多次发现问题、解决问题和调整设计的程序。

  到第六步,就又回到主机厂主导,供应商将基本成型的产品交由主机厂进行验证。首先对各个总成进行检验,随后再试生产,进行整车测试验证,这期间又会对发现的问题进行处理调整。这一步就是买家验货

沈阳爱车网

   那么供应商们又是如何与主机厂紧密合作,各自又拥有怎样的实力呢,这些部件又是怎么设计制造出来的?接下来我们来分别聊聊几个重要的供应商。

东普雷

  东普雷为启辰T60(参数|询价)提供车身中立柱外板总成门槛外板总成,也就是我们常说的B柱和门槛,这些部件作为车身骨架结构的重要组成部分,直接影响车辆侧面碰撞成绩。

沈阳爱车网

  经常看我们汽车之家工厂参观系列文章的网友可能会有疑问,主机厂不也有冲压车间吗,怎么还要外采中立柱?我们前面讲过,汽车制造所需零部件涉及的范围相当大,主机厂不可能全都包揽,成本方面也不好控制。另一方面,所谓术业有专攻,大多数供应商常年专门从事某一细分类别或单一材质的部件,其技术实力和生产效率更高。

  在车身金属结构部分,主机厂主要负责大部件的生产,一些较小的部件则酌情交由供应商生产,中立柱就属于尺寸相对较小的范畴。另一方面,中立柱是侧面撞击保护的重要部件,需要采用高强度钢成型技术,与主机厂的生产设备不符,所以此类零件往往交由东普雷这样的供应商。

沈阳爱车网

  东普雷集团(東プレ株式会社)是一家日资企业,1935年在日本创业,分别于2010年1月、2012年2月在佛山和襄阳成立全资子公司,除了中国,还在美国、墨西哥和泰国有工厂。东普雷从创立之初就与日产合作,目前也主要为日系品牌供货,包括丰田和本田。东普雷的主营业务包括冲压产品、恒温物流、空调设备和键盘,其中冲压产品就是超高张力或高强度板材。

沈阳爱车网

  东普雷掌握高强度钢材的成型技术,从1970年掌握590MPa到现在已经掌握1470MPa钢材的成型技术,现在正在研究1480MPa的成型技术。启辰T60的碰撞安全目标是C-NCAP五星成绩,而侧面碰撞是相当重要的一项。启辰T60中立柱总成内侧材料强度1180MPa,外侧强度590MPa。

沈阳爱车网

沈阳爱车网

  材料强度越高、形状越复杂的部件越难“捏”,这是常识,所以钢材需要冲压机配合模具压制成型。问题在于,强度和柔韧度是互相矛盾的。汽车越来越追求强度和轻量化,于是开始使用强度越来越高的金属材料。

  中立柱作为安全保护的重要结构,其材料的强度要求较高。钢材成型有两个难题,断裂和回弹,强度越高问题越大。断裂提高加工难度并降低成品率,后者则让材料即便能够冲压成型,放置后也有可能变形,严重影响精度,继而影响车体刚性和安全性。中立柱的复杂造型加剧了这两个问题,因此难度非常高。

沈阳爱车网

沈阳爱车网

  反例是引擎盖,由于需要行人保护,所以不能使用强度太高的钢材,再加上形状简单,加工难度并不高。

  要“驯服”倔强的钢材,首先得要对其“脾性”了如指掌,就更容易知道鞭子该怎么挥舞。各大钢厂是东普雷的供应商,每当有新材料时,东普雷都会拿到样品进行材料分析。钢厂会提供一份材料分析,东普雷又会针对材料进行试加工,进行成形、回弹和成形条件分析,并将数据整理进行CAE分析(计算机辅助工程)。东普雷的原材料分析部门位于日本总部,数十年来耗费大量研发资金一直坚持进行材料分析,其材料分析资料库的体量和完善程度可想而知。 

沈阳爱车网

  面对高强度钢材在成型后的回弹问题,东普雷工程人员就可以根据材料特性,设计相应的约束造型,避免回弹的发生。例如立柱大体上是一个曲面,玩过钢尺的都知道,撅成拱桥状的钢尺一旦松手就会弹手,这就是应力的存在,但如果将钢尺折出一个折角,形状基本就定型了。

沈阳爱车网

  听起来原理挺简单,无非就是多折几下,剪几个缺口,但难点在于如何知道在哪里剪口,折几个角,角度多少。

  “在哪里剪口”和“折几个角”由开发部门负责,东普雷在中国的分厂主要负责生产任务,例如佛山分厂在收到启辰T60的部件需求后,就会划分中日任务部门,部件的主要开发设计工作、ACE分析和试验工作都在日本进行,佛山分厂主要负责生产以及与主机厂的沟通工作。

沈阳爱车网

  听起来原理挺简单,无非就是多折几下,剪几个缺口,但难点在于如何知道在哪里剪口,折几个角,角度多少。

  “在哪里剪口”和“折几个角”由开发部门负责,东普雷在中国的分厂主要负责生产任务,例如佛山分厂在收到启辰T60的部件需求后,就会划分中日任务部门,部件的主要开发设计工作、ACE分析和试验工作都在日本进行,佛山分厂主要负责生产以及与主机厂的沟通工作。

敏实

  敏实是启辰T60(参数|询价)的外饰供应商,负责车辆的前脸格栅各个饰条,其中前脸格栅在车辆造型中是非常重要的零部件。 

沈阳爱车网

  敏实是一家中国本土乘用车零部件供应商,主要生产车身结构件,饰条及汽车装饰件。与其他零部件商的悠久历史相比,敏实要年轻得多。1992,敏实集团的前身敏孚机械才在宁波市小港工业开发区成立,1997年整合多个分公司成为集团公司并进入中国汽车外饰件市场,2005年12月,敏实集团在港交所正式上市。2018年,敏实位列《美国汽车新闻》发布的年度全球汽车零部件配套供应商百强榜第92名。

沈阳爱车网

  当笔者在采访中问及敏实的竞争对手时,敏实集团副总裁赵锋沉吟片刻,说:有,但我们没把它们当做对手。

沈阳爱车网

沈阳爱车网

  由于提供的是饰条等部件,所以敏实从造型概念阶段就参与到启辰T60项目中,可以说也是相当早的。启辰的造型设计师在开发阶段需要提出多个造型方案,其中拆分出来的饰条设计方案自然就非常多了,针对初步提出的饰条部件方案,敏实需要进行验证试生产,也会提出修改意见,这些试做部件都会装在工程模拟样车上。此外,看似简单的外观饰条,实际上还要考虑空气动力学设计,当然了,这方面主要是启辰负责。

  当启辰T60的零部件正式定型后,敏实就开始定制模具,进行生产工作。敏实所生产的都是小零件,因此生产机械体积并不大,但由于需求量大,所以实际上还是拥有巨大的厂房。格栅总成这样的装饰件主要工艺是注塑、表面处理和拼装。注塑是最前端的加工车间,但由于采用自动化流水线,工人极少。

沈阳爱车网

沈阳爱车网

沈阳爱车网

  铝制部件则需要经历一系列压制工序,但最重要的还是阳极氧化。这样才能让部件表面光滑如镜,并且拥有一层防腐耐磨保护层。

沈阳爱车网

沈阳爱车网

沈阳爱车网

这个“防水妆”得够抗造

  女生化妆都怕妆花了,所以在雨天或者游泳的时候就会化防水妆。东风启辰这样的传统主机厂的新车型在正式量产前,都需要进行高寒、高热、高湿等各项极端条件测试,腐蚀和磨损对光洁的外饰件具有极高的伤害,要想保证多年使用仍能够保证“妆容”良好,就需要进行针对性的试验。

沈阳爱车网

沈阳爱车网

  每一款车、每一个零件都要经历这一系列考验,都是为了保证启辰T60的“妆容”能更加持久,来自于东风启辰的苛刻要求。

东风延锋

  东风延锋负责启辰T60(参数|询价)的全套仪表板总成、门护板总成、行李厢总成等绝大部分内饰零件,可以说延锋基本包办了启辰T60内饰的主体结构部分。

沈阳爱车网

  延锋是全球著名的中国汽车零部件供应商,《美国汽车新闻》发布的2018年度全球汽车零部件配套供应商百强榜中,延锋位列第16名,是该领域里中资企业的NO.1。延锋最早可以追溯到1937年在上海创立的何瑞兴机模厂,1979年与多家企业兼并成为上海延锋汽车内饰件厂,参与上海牌轿车的零部件生产。1994年与福特合作,成为中美合资企业。2014年回购伟世通(福特旗下零部件企业)股份,重回中资企业,次年收购江森自控全球内饰业务。延锋自1979年正式成立,伴随着改革开放和国产汽车工业,走过了40年的激荡成长。

沈阳爱车网

  笔者此次采访的是总部位于武汉的东风延锋汽车饰件系统有限公司(简称“东风延锋”),延锋与各大主机厂的模式是与各车企集团建立合资公司,东风延锋就是由延锋汽车内饰系统有限公司和东风电子科技股份有限公司共同成立的合资公司。公司成立于2003年,截止2018年,在武汉、郑州、盐城、襄阳、大连、成都、常州、日本共拥有11家分子公司,员工1400余人,研发中心位于武汉,具备独立自主设计研发能力。面向启辰T60的内饰件生产在郑州子公司,依照就近原则向郑州日产供货。东风延锋郑州子公司是应启辰新品牌于2011年建厂,从启辰的首款车D50就开始合作。

沈阳爱车网

沈阳爱车网

操的不只是造型这点儿事儿

  东风延锋从启辰T60项目立项就开始参与其中,进行造型方案检讨。由于做为CPM(仪表板座舱系统模块化)的供应商,并不是管好自己的一块就好,仪表板总成的设计制造就像建造房子,虽然主要负责的是房子的墙体、地板和楼梯等主体结构,但在设计时还要考虑水电煤气管路和内外部家具电器的安装。

  仪表板总成所涉及的是仪表板的A面(朝乘员的一侧)和B面(面向发动机舱一侧的内部结构),A面造型由启辰主导设计,确定了空调出风口、中控大屏、仪表盘以及各项操控区域等模块的位置。B面基于A面的造型,就要考虑各个功能模块背后的布局,B面的结构布局由东风延锋主导设计,进行复杂的系统设计,要协调内部各个电器元件的布局空间、线束走向、空调系统及风道的固定安装。

沈阳爱车网

  内饰总成在定型量产前同样要经过一系列试验,包括常规的环境可靠性(温度、湿度及光照)、耐久性(刚度、强度和耐久操作)、外观性能(色差、光泽及磨损测试)、材料性能(拉伸、弯曲、冲击、阻燃和剥离)以及安全性能试验。

  进行安全性试验是因为仪表板总成涉及到气囊以及膝部碰撞等方面,所以还需要针对气囊展开、乘员腿部碰撞等方面进行系统的安全分析。

沈阳爱车网

沈阳爱车网

  内饰比较特别的是需要进行通风和化学试验。通风是为了测试气密性和压力损失以及空气流量分配,针对座舱外部气体进入、车内及通风管道的空气流失和通风流畅性进行检查。化学实验则是针对车内空气质量进行的测试,一方面检测内饰部件在各种环境下所挥发的气体中的各种成分是否超标,一方面检查部件散发出的气体是否令人不适。标准要高于《乘用车车内空气质量评价指南》。

沈阳爱车网

  部件在制造中也会涉及一系列复杂工艺。例如仪表板总成,分为骨架结构、发泡层和表皮层,骨架结构就是B面以及整体的支撑架构,相当于人体的骨骼,未来各种电器元件、线束等模块都是安装在骨架结构上;表皮层则是与乘员直接接触的部分,起到美观、舒适和保护作用,相当于人体的皮肤;发泡层位于骨架结构和表皮结构中间,起填充和“柔软”作用,相当于人体的肌肉或脂肪。发泡层是提高档次感的重要部分,平常我们强调的仪表台柔软触感就是得益于发泡结构。

沈阳爱车网

  初步成型的表皮部件要进行搪塑工艺,这一步是为了得到我们平常熟悉的仿皮纹饰板,这是目前汽车上常用的材质工艺。

沈阳爱车网

沈阳爱车网

沈阳爱车网

开个小缝让它更容易被气囊炸开

  气囊的安装是重中之重。气囊一般要求在被触发后0.05秒内完全充气,但气囊是被安装在仪表板下的,所以气囊需要撑裂仪表板,才能完全展开。这就要求对仪表板进行弱化处理,否则过于结实就会导致气囊展开不及时甚至展不开。

沈阳爱车网

沈阳爱车网

沈阳爱车网

  前面说到表皮的假缝线,启辰T60采用的则是要求更高的真缝线技术。虽说在这样一体成型的工艺上并不需要缝线,但无奈追求高档质感的消费者喜欢,所以缝线就作为装饰出现,尤其是富有运动感的红色双缝线。在搪塑表皮上缝线并不是个容易的事情,为了追求真实质感,一般都会要求针脚越密越好,起落针点离两端边缘越近越好。尤其是“双缝线到末端的距离”这一细节,为了避免给顾客带来造型上的断裂感,东风要求进一步缩小,东风启辰与东风延锋在对工艺的反复尝试和改进后,在保证和20mm同等合格率几同样成本的情况下,做到了4mm。

沈阳爱车网

  东风延锋与其他零部件供应商的不同之处在于,所有部件制造完成后,并不是往主机厂一送了事,而是在郑州日产的总装线边上还有一个分支流水线,由东风延锋承包并出员工,将全套仪表板总成、门护板总成和行李厢总成等部件所涉及的相关电器元件、线束等模块安装好,形成一个基本组装好的驾驶台,然后送入总装线的内饰装配工段,再由总装线工人装入车架内。

沈阳爱车网

  东风延锋与其他零部件供应商的不同之处在于,所有部件制造完成后,并不是往主机厂一送了事,而是在郑州日产的总装线边上还有一个分支流水线,由东风延锋承包并出员工,将全套仪表板总成、门护板总成和行李厢总成等部件所涉及的相关电器元件、线束等模块安装好,形成一个基本组装好的驾驶台,然后送入总装线的内饰装配工段,再由总装线工人装入车架内。

  由于篇幅限制,也为了避免大家阅读疲劳,上期内容就到这里,下一期,我们继续为大家介绍座椅、轮胎、气囊和驾驶辅助系统等供应商。(文/图 汽车之家 卫江鹏)

沈阳爱车网
上一篇:JR-改装社:拿了百万奖金的改装传祺GS7
下一篇:背后的巨人:来自北美的麦格纳(4)