流程化知识驱动的车身设计方法

1、收稿 日 期 :20111010 流程化知识驱动的车身设计方法 羊 军 (上 海 交 通 大 学 , 上 海 200240【 摘要 】 介绍 一 种 流程 化 知识 驱 动 的车 身 设 计 方 法 , 根据 整 车 开 发 流程 将 设 计 过程 逐 一 任 务 化 , 定义 各 项任 务 的 输 入 、 输 出要 求 及 参 考 知识 。 此 方 法 统 一了工 程 师 们 设 计 方 法 , 同 时 按照 项 目 要 求 提 交 了 交 付 物 , 利 用 IT 系 统 实现 了 设 计 质量 看 板 管理 、 控 制设 计 质量及 进 度 、 同 步 达 到知识 推送 的 目 的 。【

2、 Abstract 】 Based on conventional knowledge management theory , a kind of processed knowledge driven body design methodology furthermore is introducedThe whole design process is separated into different tasks following the vehicle development process , and all the requested inputs , outputs and ref-

3、erences for each task are defined in order to unite design methods for engineersMeanwhile , the design deliverables are submitted according to project requisition , a special IT Kanban system for design quality and timing control is used , and the target for the knowledge push at the same time is ac

4、hieved【 关键词 】 汽车设计 流程化 知识驱动 看板管理doi :10. 3969/j.issn1007-4554201204010引言当 今 世界 , 伴 随 着 汽车市场的 严 酷 竞 争 , 各汽 车 厂 商 每 年 将 越 来 越 多 的 新 车 推 向 市场 。 如 何 加 快 新 车 开 发 、 降低 开 发 成 本 、 减 少 共性 设 计 质量 问 题 成为 每 家 汽车 厂 商 必须 攻 克 的 难 题 。 同 时 随 着 汽车设 计 技术 不 断 发展 完 善 , 汽车 平 台化 、 模 块 化 、 共 用 化 均 已 深 入 人 心 , 但 如 何 确 保 在车

5、身 设 计 过程 中 实现 无 缝 连 接 , 充 分运 用工 程 师 已有的 知 识和 经 验 , 保证 设 计 的 质量 , 正 是 很多 公司 正 在 尝 试 的 工 作 。通 过 知识管理体 系 , 可 以将 散落 在企业 员 工 中的 知识 收 集 、 创 建 、 分 类 、 组 织 管理 起来 , 使 之有 效 地整 合 和 共 享 并 发 挥 最 大 效 力 , 为 企业 创新 服 务并 保 持 企业的 竞 争 力和 可 持 续 发展 。 但 存 在 问 题 是 , 怎样 让工 程 师 在设 计 过程 中 主 动 阅 读 放 在 “ 图 书 馆 ” 的 资 料 , 尤其对 一 些

6、 设 计 经 验 不 足 的 年 轻 工 程 师 , 在不 知如 何 开 始 设 计 的时 候 , 既 要 快速 上 手 , 又 要 避免 重 复 前 人 犯 过 的 错 误 、 提 升 设 计 质 量 , 这 其 实 是 一 个 知识 推送 的 问题 。 于是 流程 化 知识 驱 动 的设 计 方 法 应 运 而生 , 也许 在不 久 的 将 来 , 这 种 “ 设 计 过程 自 动 流 水 线 ” (见 图 1 会 成为 汽车 工 业 史 上的 又 一 次 重 大变 革 。1核心理念流程 化 知识 驱 动 的车 身 设 计 方 法 (见 图 2 , 其 核心 的 理 念 是 根据 整 车

7、GVDP , 将 车 身 设 计 过程 分 解成一 个个 任 务 , 针 对 这 些 任 务 , 逐 一定义 其 完 成所 需 要 的 输 入 、 设 计 过程 中 所 需 要 的设 计指导 书 以 及 参 考 信息 、 设 计 完 成 后需 要 递 交 的 交 付 物 以 及 用 于 检查 设 计 质量 的 检查项 。 这 些 任 务 都和 GVDP 的 项 目 时 间 节 点 挂钩 , 最 终 形成 项 目 节 点 的·3· 图 1设 计 过程 自 动 流 水 线交 付 物 以 及 交 付 质量 。 在 这 个 过程 中 , 任 务 流 因素 以组 件 的 形 式 镶嵌

8、 于各个 任 务 流 中 , 实 时的对 设 计 进行 “ 干 涉 ” , 达 到知识 推送 的 目 的 (见 图 3 , 且 有 效 地 控 制设 计 质量 。图 2任 务 流2系统分类系 统 的 分 类 是 实现 任 务 划分 的 前 提 , 正 如 部 门 科 室 的 划分 一 样 , 只 有 合 理地 将一 个 整体划分 为 不 同 的系 统 , 但 又 不 失 其 整体 性 才 能 充 分 发 挥 作 用 。 在此 原 则下 , 采 取 1+22的 划分 方式 , 即 一 图 3知识 推送个车 身 系 统 +22个 子 系 统 , 如 :上车 体 、4门钣金 系 统 、 4门 开 启

9、 系 统 、 支 撑 系 统 及 密封 系 统 等 。3任务流如果 把 系 统 的 分 类 比 作 人 体主 要 器官 , 那 么 任 务 流 就 是 组成 各 器官 的 血 肉筋骨 及 神 经系 统 。如 图 4所 示 , 系 统 分 类 为 纵坐 标 , GVDP 为 横坐 标 组成 的车 身 设 计 骨架 , 而 任 务 流 将 其 交 织 , 最 终 通过 项 目 的 节 点 大 门 。任 务 流 是 一 个可 执 行的个 体 , 也 是设 计 的 最 小 合 理 组成 元 素 , 以 4门铰链 系 统 为 例 , 共 有 53条任 务组 成了 该 系 统 (表 1为 部 分 任 务清

10、 单 。 而这 也 是 流程 化 知识 驱 动 的车 身 设 计 方 法 最 重 要 环 节 之 一 。表 1部分任务清单系 统任 务 集任 务 流 4门铰链 系 统概念 设 计 4门铰链 系 统 CTS铰链 选 型铰链 DFMEA 车 门铰链 及分 缝线 布 置 车 门锁 及 锁扣 布 置结 构 设 计铰链结 构 工 艺 设 计尺 寸 工 艺 设 计 冲压 工 艺 设 计 涂装 工 艺 设 计 总 装 工 艺 设 计设 计 发 布 SOR开 发 计 划 (PDT time plan 认 证 计 划 (DVP 4任务流组成 5大因素 41任务说明书需 要 对 每 一 个 任 务 流 的 功 能

11、 进行 定义 , 只 有04 图 4导 航 图如 此 , 当不 同 的 工 程 师 接 到 相 同 的 任 务 时 才 会 达 到最 大 程 度 上的 理 解 , 从 而为 设 计 的 流程 化 打 下 坚 实 的基础 。对于 任 务 流 车 门钣金结 构选 型 要 求 分 析 入 选 钣金结 构 (窗框 、 防撞梁 、 缓冲 块 等 具 体 结 构 类型 , 详细描述 其 性能 特点 、 成 本 、 重 量 、 开 发 周 期 , 推 荐 最 佳 方 案 , 并提 交 审批 。42参考信息对于 年 轻 工 程 师 , 参 考 是 把 知识 库 知识主 动 推送 的 环 节 。 工 程 师 可

12、 以 通 过 任 务 说 明书 了解 任 务 , 通 过 设 计指导 书 一 步步 完 成 任 务 , 参 考 信息 则 可 以 告 诉 工 程 师 为 什 么 这 样 做 。·5·43设计输入设 计 输 入 分 为 系 统 内 输 入 和 系 统 外 输 入 。 车 身 设 计作 为 整 车设 计 的 一 环 , 需 要包括 代 表 客户 要 求 的市场 “ Features List ” 、 产 品 效 益 最 大化 的 采 购 “ 采 购 策 略 ” 、 产 品 批 量 生产 可行 性 的 制造 “ 制造 策 略 ” 、 各 产 品 部 门 在车 身 上 安装 输 入

13、 及 不 同 系 统 之 间 的 相 互约 束 关系 , 综 合以 上 元 素 组成了 系 统 外 的 输 入 。 系 统 内 输 入 即 同一 系 统 内 任 务 流 之 间 的 先 后 关系 , 如 前 置 任 务 没 有 结 束 , 后 续 任 务将 无 法 开 始 。 但 考 虑 到 车 身 设 计 工 作 “ 相 互 交 织 ” 的 特 殊性 , 人为 地 将一 些 工 作 的 前 后 关 联 打 散 , 从 而 保证该方 法 的设 计 柔 性 化 。 44设计指导书如果说 任 务 流完 成 整 个系 统 的 物 理 连 接 , 那 么 完全 可 以将 设 计指导 书 比 作 设 计

14、 工 作 的 灵魂 。 而 参 考 及 输 入 则 是 灵魂 升 华 中必不可 少 的 催 化 剂 。 设 计 任 务 书是 把 完 成 每 个 任 务所 需 进行的 每 个 顺序 步 骤详细 地 、 清 晰 地 表达 出 来 , 指导 工 程 师 完 成 任 务 。 如果 把 设 计作 为生产 线 上 产 品的 话 , 那 么指导 书 就 相 当于 工 艺 文 件 。45设计输出设 计 输 出 是 这 个 任 务 需 要 达 到 的 目 标 及 交 付 的 成 果 , 是 实现 设 计 产 品化的 最后 一 环 , 由 交 付 物 和 校 核 清 单 组成 。以 玻璃 升 降器 布 置 可行

15、 性 为 例 。 任 务 说 明 :针 对造 型 确定 的车 门 玻璃 、 车 门 外 板 、 车 门 内 板 界 面 确定 玻璃 升 降器 布 置 可行 性 。设 计 输 入 :由 造 型 提 供 初 版 的 玻璃 A 面 、 外 板 A 面 、 门 框 A 面 、 内 饰 板 配 合 面 ; 防撞梁直径 D ; 玻 璃 升 降器 边 界 :升 降器 最 外边 界 距玻璃 A 面 距离 L (见 图 5 。设 计 参 考 :其 它 车 型 车 门 玻璃 升 降器 布 置 可 行 性 报告 ; 其 它 车 型 T05B 车 门 腰 线 断 面 ; 升 降 系 统 设 计指导 手册 。设 计指导

16、 书 (摘 录 :将 玻璃 A 面 进行 拓 展 , 形 成 面 A1(图 6a ; 根据 门 框 确定 拓 展 后 的 面 A1的 前 后 边 界 , 形成 面 A2(图 6b ; 将 面 A2向 外偏 置 10mm , 形成 面 A3(图 6c , 外 板 A 面 不 允 许 在 面 A3的 内 侧 , 否 则 不可行 ; 将 面 A2向 外偏 置 L + 10mm +D +3mm , 形成 面 A4(图 6d ; 确定 外 板 A图 5玻璃 升 降器 布 置 图面 与 面 A4的 位 置 关系 , 即 玻璃 升 降器 的 导 轨 只 能 够 布 置 在 外 板 A 面 处 于 A4外侧

17、的 范围 内 , 否 则 不 可行 ; 将 A2向 内 偏 置 S (绳 轮 式 升 降 器 S = 42mm , 形成 面 A5(图 6e , 内 板 配 合 面 必须在 面 A5的 内 侧 , 否 则 不可行 。图 6设 计指导 图设 计 输 出 物 :将 上 述 结 果 类 整理 成 车 门 玻璃 升 降器 布 置 可行 性 报告 , 上 传 到 “ 输 出 物 ” 栏 , 并 提 交 审批 ; 将 分 析 的 数据保存 到 TCE 中 。5任务审核任 务 审 核 是 一 个 校 核 、 评审 及 再 确 认的 过程 。 审 核 过程 基于设 计 的 全过程 , 含 参 考 、 输 入

18、、 设 计04指导 书 及 校 核 清 单 , 在此基础上 增 加了 评审 的因 素 , 从 而将 系 统 与 资 深 工 程 师 相 结 合 。任 务 的 审 核 与 设 计 是 一 个 交 互 过程 , 通 过 审 核及 再 设 计 , 达 到最优 化的设 计 结 果 , 输 出 到 下一 环 节 。6输出归档工 作 至此 , 设 计 工 作 已经 结 束 。 输 出 归档 则 成为 项 目 节 点 通 过 的 依 据 。 另外 , 通 过 对 项 目 的 总 结 , 并 写 入 知识 库 实现知识 应 用 于设 计 , 知识 来 源 于设 计 的 良 性 循 环 。所 有 这 些 任 务

19、 完 成 的 质量 状 况 及 时 间 状 况 都 会 记录 下 来 , 最 终 汇 总 并 反 映 在 整 个 部 门 的 总体 交 付 物 上 。 目前 车 身 设 计 围绕 整 个 项 目 的各关 键 节 点 来 定义 的 交 付 物 有 31项 , 例 如 :车 辆 性 能 CAE 分 析 报告 、 系 统 选 型报告 、 检查 清 单 检查 报 告 、 典 型 断 面报告 等 。 这 31项 交 付 物 将 汇 总 每 个 任 务 /子任 务 的 交 付 物 状 态 , 并将 最 终 质量 状 态 和 时 间 状 态 以 看 板 (见 图 7 的 形 式 反 映 在系 统 终 端 (

20、类似 于 生产 线 上的 暗灯 系 统 , 使 部 门 管理 者 能 即 时 掌握 部 门 设 计 质量 /进 度现 状 , 可 以 在 第 一 时 间调 动 一 切 资 源解 决 设 计 过程 中发 生 的 问题 。图 7看 板 管理7关键点如 何创 建 这 些 任 务 , 如 何 定义 每 一 个 任 务 的 输 入 、 设 计 过程 中 所 需 要 的设 计指导 书 以 及 参 考 资 料 、 设 计 完 成 后需 要 递 交 的 交 付 物 以 及 用 于 检 查 设 计 质量 的 检查项 。 这 些 核心 的 知识 , 需 要由 部 门 内 的 核心 技术骨 干来 完 成 , 他 们

21、 对 知识 的 贡 献 及 设 计 质量 保证 起 到非 常重 要 的 作 用 , 进入系 统 的 每 一 份 知识都 要 经 过 严格 的 审批 流程 , 然 后 才 能 进入 项 目 的 试 运 行 。 通 过 这 个系 统 , 可 以 非 常 有 效 地 提 升 设 计 水平 , 但 这并 不 表 示 要 抹 杀 工 程 师 的 创 造 力 。 这 个系 统 , 对经 验 欠 缺 的 工 程 师 起 着非 常 好 的 作 用 , 规 范 了 设 计 方 法 , 统 一了 设 计 标 准 , 减 少 了 犯 错 误的可 能性 。 对于有经 验 的 工 程 师 来 讲 , 首先要 求 大 家 按 统 一 的 方 法 来设 计 , 但 鼓励 根据 个 人 的经 验 对 固 化的 流程 化 知识 提出 改 进建 议 , 如果 专 家 组 技术 评审 正确 , 立 即更 新 系 统 知识 库 , 例 如 设 计指导 书 。 同