柳存昭

（北京福田戴姆勒汽车有限公司，北京101400）

商用车模块化设计策略

柳存昭

（北京福田戴姆勒汽车有限公司，北京101400）

在项目之初，先对市场进行调研、预测，针对主要客户群体规划好产品生命周期里的车型，然后设计人员根据所有车型功能、性能和配置的定义全面地规划设计各系统，让专用件最少、生产整车的效率更高，且整车收益更高，这个过程就是汽车模块化设计过程。

市场预测；整车规划；模块化；边界整合

柳存昭

毕业于武汉理工大学，现任北京福田戴姆勒汽车有限公司技术中心高级工程师，主要从事白车身设计，已发表论文数篇。

1　前言

当汽车非模块设计时，由于销售公司即时性的接收市场订单，设计部门只是快速的响应市场需求，在设计零件（也指总成或系统，下同）时不能考虑到与后续车型的通用；另外，由于销售公司过度关注了小众性客户。年复一年，造就了大量小众化车型和专用件的状况，整车零件重复性制造、效率低且收益低。为了改变这一状况，汽车产品模块化设计成为必要。

2　模块化设计流程

汽车产品模块化设计，需要先针对主要客户进行市场调研，规划好产品剩余生命周期里的车型，给设计部门具体的输入，设计人员根据所有车型功能、性能和配置的定义再全面地规划和设计各系统。同时，产品模块规划是以项目为载体而进行的，所以模块化过程伴随着项目的过程，其流程如下：

3　市场预测

在开发一个系列车型前，先对市场进行预测，然后根据这些预测结果，来对所需要开发的整车车型进行规划和定义。

市场预测的方式有以下几种：

3.1未来几年新法规和标准的预测

（1）关注汽车行业标准的发展动态，每年标准法规征求意见稿就是未来即将实施或升级的法规；（2）将国标和欧标进行对比，欧标不同于或高于国标的部分，是未来可能实施的法规项或法规升级部分。例如，目前国内机动车实施的排放标准是国Ⅳ（相当于欧Ⅳ），而欧洲的是欧Ⅵ，可以推测，在五年内，国Ⅴ标准将要出台，在十年内，国Ⅵ标准将要出台。为了让新开发的车型不落后，将不得不考虑未来的法规对整车布置和性能的影响。

3.2对客户进行调研

为了让新产品更具有针对性，需要在客户群中对主流竞品和本公司产品进行对比调查，如对整车的承载能力、动力性、可靠性、百公里油耗、制动性能、驾驶舒适性、操纵方便性等等进行询问调研。只有把客户的关注项和客户眼中的优劣点调查清楚，才能明确本公司产品在市场中的目前位置，才能明确本公司产品的改进方向。

3.3对竞品车的解读

为了进一步的量化本公司产品和竞品车的性能差异，需要对竞品车进行试验、检测、拆解甚至是逆向数据构建。当获取足够的数据后，可以对竞品和本公司产品进行性能对比分析，并可以进一步明确结构差异、新技术应用差异和成本构成差异。对主流竞品性能的解读是本公司产品改进的另一项重要依据。

3.4车型及销售量的统计

对过去两年开发的车型及销售量进行统计，比如，在2013年和2014年，公司共开发了300个车型，销售了20万辆份车，经过统计，可以发现：对销量贡献95%的是约10%的车型，而剩下90%的车型只贡献了5%的销量，若这些车型收益不佳且也没有可能成为未来的主力销售车型，那么在后续工作中，应当避免再开发此类车型。这10%的车型是未来车型规划的基础车型，可以经过权衡，将车型比例扩大为20%。

以上几项内容的综合，基本可以构成产品在生命周期内阶段性的市场预测。

4　整车规划

根据对市场的预测结果，按牵引车、自卸车、平板车、专用车四个平台将对每一款整车的功能、主要性能参数及配置进行详细描述，并对每一个系统的性能进行详细要求，列出要执行的标准。

这些规划后的车型既是设计人员要进行模块化设计的车型，也是营销公司在未来几年要销售且只能销售的车型。

5　模块规划

当所有的车型规划完毕，再对整车进行总布置，当总布置可行后，在不影响整车性能的前提下，可以对零件进行以下规划：

5.1一个零件所有配置的边界尽可能统一

如图1和图2，零件A有两种配置A1和A2，两种配置的边界不一致，那么配合它的零件B状态就可能不一致，而零件B的两种状态功能相同，性能接近，属于同一种配置。为了让同一配置的零件B种类尽可能少，那么将A1、A2边界叠加，叠加后的边界为零件B的边界（图3黑线是叠加后边界），那么零件B就设计成一种状态，见图3：

5.2给新增功能件或选装配置预留装配空间

在某些车上，部分客户可能会有一些能够代表一种趋势的需求，如娱乐设施，饮水系统等，那么在设计时，可以进行位置预留，图4是没有进行预留的设计，而图5是装配了选装件E1的设计，零件C避让了空间，零件D进行了装配口预留；对于大多数不需要E1车型上，可以用堵盖E2将装配口封住，同时，零件C进行装配空间预留设计，见图6：

5.3不同宽度车身的零件的通用化设计

车身经常有宽体和窄体车身之分，甚至有几种宽度，那么可以将零件分块，让不同宽度车身的零件通用部分最多。如图7是没有进行分块的原件，当开发窄体车时，需要再次投资整个零件，而当零件分块后，两端的零件F1和F2可以通用，窄体车只需开发中间部分M2，投资费用和开发周期都将降低，如图8和图9，例如前保险杠和白车身地板总成等。

5.4零件集成设计

如图10，零件G1和G2各自通过过渡支架装配到某零件上，一共需要8个装配点，且占用空间大，当将两个过渡支架合并为一个支架时，支架重量降低，装配点减少为4个，占用空间小，如图11：

5.5线下分装，零部件集成装配到主线上。

如图12-图14，零件H2、H3、H4装配在H1上，四个件都装配到整车上，装配方式有两种：一、将H1装配到车身上，然后三个零件依次装配到H1上；二、将H2H3H4先分装到H1上，然后整体装配到车身上。在相同的人力条件下，第二种方式比第一种节省主线装配时间，能加快装车节拍，提高单日产量，例如车门系统等。

5.6零部件集成采购

将一些零部件在供应商处装配好，到主机厂后直接装配到整车上，这种方式可以将低附加值劳动转移到供应商处，提高主机厂的制造效率，如果再能够将供应商的地址进行优化，能够降低物流费用，最终降低了整车制造成本。

6　结束语

汽车产品模块化是集市场调研、产品规划、设计、制造、工艺、商务和物流于一体的综合性工作，使产品具有前瞻性和大众性，使整车制造效率更高、成本更低，是汽车公司整车产量达到一定规模后的必然选择。

专家推荐

吕清涛：

本文分析了商用车零部件模块化设计策略，并通过对模块化设计流程、市场预测、整车规划、模块规划等各个方面具体分析，总结出模块化设计的一般方法与规律。本文叙述清晰，分析正确，但水平一般，可发表。

Commercial Vehicle Modular Design Strategies

LIU Cun-zhao
（Beijing Foton Daimler Automotive Co.， Ltd， Beijing 101400， China）

At the beginning of a project ，we need to survey， predict the market and plan the vehicles in its life for the main customers. Then the design engineers plan and design every system according to the definition of the functions， performances and configuration of the all vehicles in order to minimize the number of the special purpose parts， improve the manufacture efficiency and increase vehicle profit. All of that is the process of the commercial vehicle modular design.

predict the market； plan the vehicle； modularity； integrate boundary

TH163

A

1005-2550（2015）04-0030-04

10.3969/j.issn.1005-2550.2015.04.007

2015-03-26