汽车研发的五大阶段及四大制造工艺

汽车研发的五大阶段及制造的四大工艺

汽车研发是一个很复杂的系统工程，甚至需要上千人花费几年的时间才能完成；一款汽车从研发到投入市场一般都需要5年左右的时间。不过随着技术的不断进步，研发的周期也在缩短，当然，我们说的是正向设计，事实上很多国内的厂家都是逆向设计，但即使是逆向设计同样也需要很多的时间。我们可以仿制别人的外观，但是我们无法仿制别人的工艺，我们依然需要进行大量的机构分析、材料分析、力学分析等，依然需要去试制、测试、检测等等，这些研发的过程是无法省略的。

不同的汽车企业其汽车的研发流程略有不同，下面讲述的是正向开发的一般研发流程：

一．市场调研阶段

一个全新车型的开发需要几亿甚至十几亿的大量资金投入，如果不经过很细致的市场调研可能就会“打水漂”了；现在国内有专门的市场调研公司，汽车公司会委托他们对国内消费者的需求、喜好、习惯等做出调研，明确车型形式和市场目标，即价格策略，很多车型的失败都是因为市场调研没有做好。譬如：当年雪铁龙固执的在中国推广两厢车，而忽视了国人对“三厢”的情有独钟，致使两厢车进入中国市场太早，失去了占领市场的机会。

二．概念设计阶段

概念设计主要分三个阶段：总体布置、造型设计、制作油泥模型。

1．总体布置（草图）

总布设计是汽车的总体设计方案，包括：车厢及驾驶室的布置，发动机与离合器及变速器的布置、传动轴的布置、车架和承载式车身底板的布置、前后悬架的布置、制动系的布置、油箱、备胎和行李箱等的布置、空调装置的布置。

2．造型设计（手绘草图）

在进行了总体布置草图设计以后，就可以在其确定的基本尺寸的上进行造型设计了。包括外形和内饰设计两部分。设计草图是设计师快速捕捉创意灵感的最好方法，最初的设计草图都比较简单，它也许只有几根线条，但是能够勾勒出设计造型的神韵，设计师通过大量的设计草图来尽可能多的提出新的创意。这个车到底是简洁、还是稳重、是复古、还是动感都是在此确定的。

2．造型设计（手绘草图）

在进行了总体布置草图设计以后，就可以在其确定的基本尺寸的上进行造型设计了。包括外形和内饰设计两部分。设计草图是设计师快速捕捉创意灵感的最好方法，最初的设计草图都比较简单，它也许只有几根线条，但是能够勾勒出设计造型的神韵，设计师通过大量的设计草图来尽可能多的提出新的创意。这个车到底是简洁、还是稳重、是复古、还是动感都是在此确定的。

当然，如果是逆向设计，则就不需要这个过程了，把别人的车型直接进行点阵扫描，然后在计算机中进行造型勾画就行了。

3. 制作油泥模型

随着计算机的应用，草图绘制完成后，可以用使用各种绘图软件制作三维电脑数据模型（这种模型能够直接将数据输入5轴铣削机，铣削出油泥模型），看到更加清晰的设计表现效果，然后进行1：5的油泥模型制作。

完成小比例油泥模型制作后，进行评审，综合考虑各种因素：美学、工艺、结构等，OK后进行1:1的油泥模型制作。

传统的全尺寸油泥模型都是完全由人工雕刻出来的，这种方法费时费力而且模型质量不能得到很好的保证，制作一个整车模型大约要花上3个月左右的时间，现在随着技术的进步，各大汽车厂家的全尺寸整车模型基本上都是由5轴铣削机铣削出来的，这种方法制作一个模型只需要1个月甚至更少的时间。

三、工程设计阶段（数模构建）

在完成造型设计后，开始进入工程设计阶段，工程设计是一个对整车进行细化设计的过程，各个总成分发到相关部门分别进行设计开发。

工程设计阶段主要包括以下几个方面：

1. 总布置设计

在前面的总布置草图上，进行细化，精确各部件的尺寸和位置。确定各部件的详细结构、特征参数及质量要求。包括：发动机舱、底盘、内饰、外饰及汽车电器等布置图。

2．车身造型数据

在油泥模型完成后，使用三维测量仪器对油泥模型进行测量，测量生成的数据称为点云，工程师根据点云使用曲线软件比如Catia、UG imageware等来构建汽车产品的外形。

“模仿”的车型则是，把别人的产品直接进行三维测量，形成“点云”数据，然后根据点云进行汽车产品的外形。

“点云”数据（一些零乱的点）：

根据“点云”进行曲面构建：

3．发动机工程设计

一般新车型的开发都会选用原有成熟的发动机动力总成，然后针对新车型的特点及要求，对发动机进行布置，并进行发动机匹配，这一过程一直持续到样车试验阶段，与底盘工程设计同步进行。

4．白车身工程设计

白车身的设计工作是在车身造型结构基础上进行的，所谓的白车身指的是车身结构件以及覆盖件的焊接总成，包括发动机罩、翼子板、侧围、车门以及行李箱盖在内的未经过涂装的车身本体。白车身是保证整车强度的封闭结构。譬如；我们经常提及的丰田“GOA”车身。

这些部件依然使用三维数模软件来见构建，譬如UG、CATIA等，并进行材料的选择，工艺性分析、焊接、装配等分析。

5．底盘工程设计

底盘包括：传动系统、行驶系统、转向系统、制动系统设计。主要工作包括: 尺寸、结构、工艺功能及参数方面的定义、计算，根据计算数据完成三维数模；然后根据三维数模进行模拟试验及零部件的样品的制作；根据三维图完成设计及装配图。

6．内外饰工程设计

这些部件很多汽车公司不是自己制作，而是由配套生产厂家来做的。

内饰件主要设计包括仪表板、方向盘、座椅、安全带、安全气囊、地毯、侧壁内饰件、遮阳板、扶手、车内后视镜等。

外装件的主要设计包括前后保险杠、玻璃、车门防撞装饰条、进气格栅、行李架、天窗、后视镜、车门机构及附件以及密封条。

这些部件同样可用“逆向设计”，但是相应的材料分析、结构分析、样品试制等工作还是省不下的。

7．电器工程设计

电器工程负责全车的所有电器设计，包括雨刮系统、空调系统、各种仪表、整车开关、前后灯光以及车内照明系统。

经过以上各个总成系统的设计，工程设计阶段完成，最终确认整车设计方案。此时可以开始编制详细的产品技术说明书以及详细的零部件清单列表，验证法规。确定整车性能后，将各个总成的生产技术进行整理合成。

四、样车试验阶段

工程设计阶段完成以后进入样车试制阶段试验阶段。