文_侯桂芳

汽車(chē)儀表板的模塊化設(shè)計(jì)

文_侯桂芳

汽車(chē)儀表板模塊化設(shè)計(jì)是汽車(chē)生產(chǎn)企業(yè)面對(duì)挑戰(zhàn)的必由之路。只有規(guī)劃好模塊化開(kāi)發(fā)管理、設(shè)計(jì)流程、集成裝配設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)高效、快捷、高品質(zhì)產(chǎn)品的個(gè)性化設(shè)計(jì)，企業(yè)才能滿足市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)及用戶多元化需要。

1 前言

汽車(chē)儀表板是集成儀表、空調(diào)、安全氣囊及操縱件等零部件的綜合平臺(tái)，是汽車(chē)內(nèi)飾中重要的功能件與裝飾件，在內(nèi)飾中占據(jù)著顯耀的位置，既龐大又復(fù)雜。在早期的非模塊化設(shè)計(jì)時(shí)期，因用戶需求不同，汽車(chē)生產(chǎn)企業(yè)設(shè)計(jì)了大量的專(zhuān)用產(chǎn)品，不僅產(chǎn)品資源多，而且需要開(kāi)發(fā)專(zhuān)用的工裝模具及專(zhuān)用生產(chǎn)線，這種重復(fù)性制造模式使效率和收益都不理想。各汽車(chē)生產(chǎn)企業(yè)都在儀表板設(shè)計(jì)方面不斷創(chuàng)新，努力打造既安全又美觀，同時(shí)又滿足現(xiàn)代人對(duì)汽車(chē)功能及發(fā)展趨勢(shì)的個(gè)性化產(chǎn)品，力爭(zhēng)以最短的開(kāi)發(fā)周期與最低的制造成本搶占市場(chǎng)。因此，儀表板的模塊化設(shè)計(jì)是汽車(chē)生產(chǎn)企業(yè)面對(duì)挑戰(zhàn)的必由之路。

2 模塊化開(kāi)發(fā)管理流程

模塊開(kāi)發(fā)項(xiàng)目劃分為概念、定義、工程開(kāi)發(fā)及應(yīng)用4個(gè)階段，管理歸口于產(chǎn)品管理部門(mén)，流程見(jiàn)圖1。

概念階段，產(chǎn)品管理部根據(jù)項(xiàng)目建議，召開(kāi)啟動(dòng)判定會(huì)，按業(yè)務(wù)范疇界定項(xiàng)目責(zé)任主體，下發(fā)項(xiàng)目時(shí)程計(jì)劃及概念定義計(jì)劃，編制模塊概念構(gòu)想書(shū)。

定義階段，要完成技術(shù)、工藝、量產(chǎn)、采購(gòu)、收益可行分析及法規(guī)符合性分析，形成可行性分析報(bào)告及技術(shù)規(guī)格書(shū)，完成報(bào)批、下發(fā)。至此，模塊化開(kāi)發(fā)管理流程轉(zhuǎn)入開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)階段。

開(kāi)發(fā)階段，由項(xiàng)目管理部完成開(kāi)發(fā)計(jì)劃下發(fā)并實(shí)施過(guò)程管控。最終交付質(zhì)量評(píng)價(jià)報(bào)告。

應(yīng)用階段，通過(guò)對(duì)模塊開(kāi)發(fā)評(píng)價(jià)報(bào)告及整車(chē)應(yīng)用建議，納入商品規(guī)劃并按整車(chē)開(kāi)發(fā)流程進(jìn)行應(yīng)用開(kāi)發(fā)。

模塊化開(kāi)發(fā)具有可針對(duì)平臺(tái)、系統(tǒng)或部件模塊獨(dú)立開(kāi)發(fā)，開(kāi)發(fā)周期短、見(jiàn)效快等特點(diǎn)，為其在整車(chē)上的應(yīng)用開(kāi)發(fā)提供技術(shù)儲(chǔ)備。

3 開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)流程

儀表板的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)遵循V流程開(kāi)發(fā)模式，設(shè)計(jì)和驗(yàn)證同步進(jìn)行。即設(shè)計(jì)時(shí)按系統(tǒng)、總成到零部件模塊化設(shè)計(jì)順序；驗(yàn)證時(shí)，從零部件、總成到系統(tǒng)逐級(jí)驗(yàn)證。儀表板總成開(kāi)發(fā)流程及關(guān)鍵評(píng)審節(jié)點(diǎn)見(jiàn)圖2。

企業(yè)應(yīng)在概念階段植入模塊化設(shè)計(jì)理念，根據(jù)市場(chǎng)主要用戶群的需求分析、標(biāo)桿研究、市場(chǎng)預(yù)測(cè)及法規(guī)研究，進(jìn)行功能、性能及配置定義，規(guī)劃各系列平臺(tái)模塊。

在造型階段，設(shè)計(jì)人員應(yīng)規(guī)劃儀表、空調(diào)操控面板、音響及開(kāi)關(guān)控制區(qū)域邊界范圍，力爭(zhēng)讓每個(gè)系統(tǒng)都以模塊的形式出現(xiàn)，圖3為某產(chǎn)品儀表板總成模塊化設(shè)計(jì)圖，可滿足2種不同車(chē)身寬度的車(chē)型需要。

在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)人員應(yīng)實(shí)踐模塊化設(shè)計(jì)，盡可能地保證各子系統(tǒng)模塊采用相同的邊界與安裝方式，差異部分采取數(shù)量最少、結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)約的處理方式，以減少后續(xù)模具、制造及管理成本。圖3所示的2款儀表板，其A區(qū)、C區(qū)為相同的模塊設(shè)計(jì)，即駕駛員主操控區(qū)、儀表區(qū)、暖風(fēng)操縱、音響區(qū)域、出風(fēng)口只需開(kāi)發(fā)一套，B區(qū)為差異化設(shè)計(jì)，表現(xiàn)為手套箱及中儲(chǔ)物盒設(shè)計(jì)。這樣2款儀表板總成，多數(shù)件為通用件設(shè)計(jì)，僅有2種手套箱作差異化設(shè)計(jì)。

圖4為某儀表板總成模塊化設(shè)計(jì)圖，其特征為相同車(chē)身寬度，不同的車(chē)型配置，其差異化設(shè)計(jì)表現(xiàn)在儀表板中下區(qū)域，上下2種模塊，組合為E～H共4種系列儀表板總成模塊，以適應(yīng)2類(lèi)車(chē)身地板形式、4種不同車(chē)型配置需求。其中E款、F款為同種車(chē)身地板形式；G與H款同屬一類(lèi)車(chē)身地板形式。4個(gè)系列儀表板總成實(shí)現(xiàn)了大多數(shù)零部件的通用化設(shè)計(jì)原則，差異化設(shè)計(jì)僅存在于3個(gè)子模塊中。

4 儀表板的裝配集成設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)的儀表板裝配是將車(chē)身線束與儀表板橫梁(CCB)裝配后，再固定到車(chē)身上，然后再將儀表板本體裝上去，再安裝音響、儀表、暖風(fēng)、空調(diào)操控面板、手套箱、裙板等，在主裝配線上需10多個(gè)工序才能完成，耗時(shí)長(zhǎng)，投入人力較大，由于采用流水線作業(yè)，裝配質(zhì)量不穩(wěn)定，過(guò)程管控及成本投入較高。如果采用模塊化集成裝配設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)跨系統(tǒng)的模塊化裝配。

集成裝配是將不同系統(tǒng)零部件分裝成一個(gè)裝配模塊，如圖5所示，先將儀表板圓管梁CCB、車(chē)身主線束、空調(diào)、風(fēng)管、電器控制模塊、組合儀表、開(kāi)關(guān)組等控制元件分裝為儀表板分裝總成(見(jiàn)圖6)，再在車(chē)身總裝線上安裝儀表板的其他附件。

經(jīng)過(guò)集成裝配設(shè)計(jì)，原來(lái)需要10多個(gè)工序完成的任務(wù)，因線下分裝或由供應(yīng)商集成裝配后，到主機(jī)廠總裝線生產(chǎn)只需1～2個(gè)序就能夠完成。不僅縮短了流水線長(zhǎng)度，提高了裝配生產(chǎn)效率，而且裝配精度大大提高，同時(shí)運(yùn)營(yíng)成本也會(huì)大大降低；總裝線生產(chǎn)又可安排不同的配置模塊，實(shí)現(xiàn)多品種產(chǎn)品同線生產(chǎn)；由于大線安裝工序始終保持一個(gè)模式，裝配質(zhì)量易于控制，產(chǎn)品質(zhì)量更穩(wěn)定。

5 結(jié)語(yǔ)

汽車(chē)儀表板的模塊化設(shè)計(jì)與管理，可以提供共享的設(shè)計(jì)平臺(tái)，約束零部件品種的無(wú)序膨脹，且由于開(kāi)發(fā)時(shí)間、產(chǎn)品壽命周期和投資回報(bào)周期的迅速縮短，使整車(chē)制造成本更低、裝配質(zhì)量更穩(wěn)定，提高了產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

(注：本文作者現(xiàn)就職于北京福田戴姆勒汽車(chē)有限公司技術(shù)中心車(chē)身所，為座艙系統(tǒng)高級(jí)主任師，研究方向汽車(chē)座艙系統(tǒng)舒適性與人機(jī)工程應(yīng)用。作者1989年畢業(yè)于吉林工業(yè)大學(xué)，獲學(xué)士學(xué)位，現(xiàn)為高級(jí)工程師。)