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。 数模构建） 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: 的样品的制作；根据三维图完成设计及装配图。 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 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。 样车的试验包括两个方面：性能试验和可靠性试验。 样车的试验包括两个方面： 性能试验和可靠性试验。性能试验，顾名思义，主要是对一些功能性的 测试，看其是 否符合设计要求；可靠性试验,主要验证汽车的强度及耐久性。汽车的试验形式主要有 风洞试 验、试验场测试、道路测试、碰撞试验等。 1 ．风洞试验 在油泥模型阶段就已 进行初步的试验了，这个涉及到空气动力学方面的科学；样品制作好后会作进 一步测 试！ 2 ．试验场测试：很多汽车企业都有自己的试验场，试验场的不同路段分别模拟不 同路况，有沙石路、雨水路、搓板 路、爬坡路等等。 3 ．道路测试 道路测试是样车试验最重要的部分。通常要在各种不同的区域环境中       进行，在我国北到黑龙江南到 海南岛都有进行道路测试，以测定在不同气候条件下车 辆的行驶性能以及可靠性。路试是比较复杂的，包 括各种条件下的路试（高速路、沙 尘路、水泥路、冰雪路等等）。 4 ．碰撞试验 碰撞试验主要测试汽车的结构强度，在新车上市前，企业要经过 N 多次测试，据 说卡罗拉上市前撞 了 100 多辆车。测试主要是利用人体模型，通过各种传感器考察碰 撞对人体模型的伤害，并有针对性地进 行加强设计。 试验阶段完成以后，新车型基本得到确认，然后进入小批量试制阶段。 五、量产阶段 投产启动阶段的包括制定生产流程链，各种生产设备到位、生产线 铺设等等。投产启动阶段大约需 要半年左右的时间，在此期间要反复的完善冲压、焊 装、涂装以及总装生产线，在确保生产流程和样车性 能的条件下，开始小批量生产， 进一步验证产品的可靠性，确保小批量生产 3 个月产品无重大问题的情况 下，正式启 动量产。下面我们将详细介绍汽车制造的四大工艺： 1 ．冲压工艺： 冲压是所有工序 的第一步。先是把钢板在切割机上切割出合适的大小，这个时候一般只进行冲孔、 切 边之类的动作，然后进入真正的冲压成形工序。每一个工件都有一个模具，只要把各种 各样的模具装到 冲压机床上就可以冲出各种各样的工件，模具的作用是非常大的，模 具的质量直接决定着工件的质量。 机床上就可以冲出各种各样的工件，模具的作用是 非常大的，模具的质量直接决定着工件的质量。 2 ．焊装工艺：冲压好的车身板件局部加热或同时加热、加压而接合在一起形成车 身总成。在汽车车身制造中应用 最广的是点焊，焊接的好坏直接影响了车身的强度。 所以很多厂家在说自己的车身结构的时候会特强调自 己是“激光焊接”。在国内大部 分生产厂家还是人工焊接，这当然是为了节省成本。 3 ．涂装工艺： 涂装有两个重要作用，第一车防腐蚀，第二增加美观。涂装工艺过 程比较复杂，技术要求比较高。 主要有以下工序：漆前预处理和底漆、喷漆工艺、烘 干工艺等，整个过程需要大量的化学试剂处理和精细 的工艺参数控制，对油漆材料以 及各项加工设备的要求都很高，因此涂装工艺一般都是各公司的技术秘密。 4 ．总装工艺： 总装就是把车身、发动机、变速器、仪表盘、车灯、座椅等各零件 安装组合到一起。装配工艺的水 平直接影响到汽车的性能，我们会看到有些汽车扳金 的接缝比较均匀，而有些汽车扳金接缝不均匀，这都 是与装配工艺关系比较大的。 20 世纪 90 年代底兴起的组合单元化，即模块化装配方式的采用使得总装生产线上的工序 得到简化， 生产线缩短，成本大幅度降低。一般的总装车间主要有四大模块，即前围 装配模块、仪表板装配模块、车 灯装配模块、底盘装配模块。经过各模块装配和各零 部件的安装后再经过车轮定位、车灯视野检测等检验 调整后整辆车就可以下线ae;

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