發(fā)布時間：2016-08-04 09:52

第一章 緒論 

近幾年來,  出現(xiàn)了越來越多的汽車品牌和汽車制造商，相應(yīng)的越來越多的車型也需要被研發(fā)出來。作為一家為各大汽車廠商做配套的汽車零部件生產(chǎn)公司，就意味著也需要設(shè)計生產(chǎn)更多的產(chǎn)品出來。而日益增長的車型產(chǎn)品數(shù)量和有限的人力物力之間的矛盾，成為了汽車配套廠商亟待解決的問題。本章將從整個汽車大環(huán)境的變化，國內(nèi)外關(guān)于模塊化設(shè)計的發(fā)展現(xiàn)況，來引出本文的研究目標，并做一些可行性的分析。 

1.1 課題背景及意義
上海霍富汽車鎖具有限公司是一家德資的汽車配件生產(chǎn)廠家，公司主要為各汽車廠提供汽車進入系統(tǒng)的零件，如車門把手，車門基座，車門鎖芯，鑰匙，點火鎖芯，后蓋鎖，油箱蓋等零部件。 近幾年來，隨著汽車業(yè)的發(fā)展，公司需要面對越來越多的的不同客戶，從僅僅為上海大眾汽車有限公司配套供貨，發(fā)展為需要為上海汽車有限公司，上海大眾汽車有限公司，通用公司，海馬汽車有限公司，吉利汽車，東風本田汽車有限公司，比亞迪汽車有限公司，觀致汽車有限公司等近十家公司進行配套供貨。 而對公司的產(chǎn)品開發(fā)部門來說，從僅僅按圖生產(chǎn)，進行國產(chǎn)化開發(fā)工作發(fā)展到，為各大汽車廠全新開發(fā)十余款新的車門進入系統(tǒng)。 因此以往從總部拿一個國產(chǎn)化項目可以吃好幾年的情況一去不復返。 不同的客戶對需要開發(fā)的新產(chǎn)品的要求也各不相同，因此每當拿到不同的客戶的設(shè)計任務(wù)書時，產(chǎn)品設(shè)計工程師總是需要絞盡腦汁構(gòu)思新的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。這些新的結(jié)構(gòu)往往需要大量的時間去驗證，審核。然而新進的設(shè)計師都比較年輕，而且大部分年輕工程師的人員流動情況也比較頻繁，因此導致了大部分的工程師是缺乏相關(guān)產(chǎn)品的設(shè)計經(jīng)驗的。而缺乏設(shè)計經(jīng)驗也經(jīng)常出現(xiàn)由于疏忽導致的設(shè)計事故。這就使得產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計周期長，設(shè)計質(zhì)量無法保證，產(chǎn)品開發(fā)成本居高不下。 
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1.2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 
近年來，汽車業(yè)在中國發(fā)展迅速，這同樣意味著競爭也日趨激烈。車價的不斷下調(diào)，汽車使用者對汽車的要求逐步上升，原料，人力成本的上升，嚴重的擠壓了整個汽車產(chǎn)業(yè)鏈的利潤空間。 因此如何在這樣一個機遇和風險并存的大環(huán)境下，爭取到一席之地，各大汽車廠商極盡一切所能，降低成本，提高效率。 模塊化設(shè)計方式就是其中非常重要的一部分。 面向大規(guī)模定制的設(shè)計（DFMC）要求建立一個面向產(chǎn)品族的產(chǎn)品平臺[1] 大眾，通用利用模塊化，平臺化造車概念來進行大批量定制，大大的提高了自身的競爭力。在 2013 年的汽車銷量中，這兩家汽車廠占據(jù)了整年銷量的四分之一強。  通用公司的“Pontiac Fiero”擁有模塊化車身和其他構(gòu)件，在實際生產(chǎn)中已經(jīng)接近這一概念。克萊斯勒公司提出一個包括 28 個模塊的生產(chǎn)概念。福特公司也在這一領(lǐng)域做了許多工作，尼桑好像是第一家想要大規(guī)模定制個性化汽車的公司，其汽車制造的遠景規(guī)劃是“5 個 A”——任何批量（Any volume），任何時間（Any time），任何人（Any body），任何地點（Any where），任何車（Any thing)。很少有比汽車更復雜的產(chǎn)品，也很少有比汽車更復雜的加工過程。如果汽車可以用總線模塊化和所有其他技術(shù)進行大規(guī)模定制（對此很少有人懷疑），那么大多數(shù)產(chǎn)品或服務(wù)都可以進行大批量定值。
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第二章 現(xiàn)有車門進入系統(tǒng)設(shè)計流程分析 

既然要優(yōu)化設(shè)計流程，那就說明現(xiàn)在的設(shè)計流程是存在問題的，因此，必須先要找出這些問題，然后分析這些問題的原因是什么，最后才能有針對性的進行優(yōu)化。本章將著重分析這些問題及其原因。 

2.1 目前的設(shè)計流程 
公司目前官方發(fā)布的正式設(shè)計流程是這樣的，如圖 2-1 這套流程是根據(jù) TS16949 進行編輯的，在體系要求上將整個產(chǎn)品設(shè)計分成了三個階段，概念設(shè)計階段，細節(jié)設(shè)計階段和設(shè)計驗證階段。 第一階段是概念設(shè)計階段，主要的工作是和客戶確認設(shè)計方案，包括制作，確認 BOM 清單，和客戶確認，整理設(shè)計要求，并制作初版的 DFMEA，這一階段的文件輸出是 BOM 清單，設(shè)計任務(wù)書和初版 DFMEA，階段結(jié)束的標志是完成第一階段設(shè)計評審。 第二階段是細節(jié)設(shè)計階段，主要的工作是根據(jù)設(shè)計任務(wù)書上的客戶要求來進行細節(jié)設(shè)計，完成 Prototype 設(shè)計的 3D，2D 圖紙，進行數(shù)據(jù)分析，DFMEA，階段結(jié)束的標志是完成第二階段設(shè)計評審。 第三階段是設(shè)計驗證階段，這個階段主要是制作 Prototype 樣件，，進行設(shè)計試驗，并鎖定設(shè)計數(shù)據(jù)，輸出是正式的 3D，2D 圖紙，設(shè)計試驗的試驗報告。階段結(jié)束的標志是完成第二階段設(shè)計評審。 
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2.2 目前的設(shè)計流程所存在的問題 
綜上所述，目前的整個設(shè)計流程有官方的設(shè)計流程，有設(shè)計評審，對于公司層面來說這個流程肯定是沒有問題的，因為整個集團都是在按照這個流程在進行設(shè)計工作。 但是就如前文所提的，公司也只有一個按汽車制造體系所規(guī)定的設(shè)計流程，任何一個汽車零配件生產(chǎn)公司，任何一個汽車零配件產(chǎn)品都可以按照這個流程進行設(shè)計。體系對我工作的要求是按計劃進度進行設(shè)計評審，按計劃進度提交報告，數(shù)據(jù)。也就是說這是一個公司級別的流程，而不是一個工程師用的流程，而且這也不是一個可以指導模塊化設(shè)計的流程。 而具體到工程師的具體的設(shè)計工作上，可以大致歸類為兩種設(shè)計流程。 一就是把自己以往的設(shè)計結(jié)構(gòu)，或者別的熟悉的設(shè)計結(jié)構(gòu)直接拿來用，或者自己定義一些標準件，比如各種紐簧，螺釘，螺母，軸等，然后將其他運用這些標準件的項目數(shù)據(jù)上的結(jié)構(gòu)直接拿過來，拼接一下，完成設(shè)計。 但是這種設(shè)計方法缺乏一套系統(tǒng)的，完善的設(shè)計流程，甚至就如前文所述，目前根本不存在這樣一個可以指導設(shè)計工作的標準化的流程。
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第三章  模塊化設(shè)計方法對于流程優(yōu)化的研究.......18 
3.1 模塊化設(shè)計方法對于設(shè)計流程的優(yōu)化........18 
3.2 模塊化設(shè)計中模塊的劃分..........21
3.3 模塊化設(shè)計中的需求分析..........29
3.3.1 需求的整合和分解......29 
3.3.2 需求的分類....31 
3.4 模塊化設(shè)計方法優(yōu)化設(shè)計流程的原理........33 
3.5 本章小結(jié)........35 
第四章  車門進入系統(tǒng)模塊化設(shè)計的標準化.........36 
4.1 需求的篩選和整理........36 
4.2 標準化的模塊設(shè)計.......39
4.3 標準化模塊對設(shè)計流程的優(yōu)化......45 
4.4 本章小結(jié)........45 
第五章  車門進入系統(tǒng)的設(shè)計流程再造.....47
5.1 基于需求管理的模塊化設(shè)計流程再造........47 
5.2 基于需求管理的模塊化設(shè)計評審流程再造....50 
5.3 本章小結(jié)........52  

第六章 應(yīng)用驗證與成效 

6.1 應(yīng)用案例驗證

2013 年年底的時候，公司研發(fā)部接到一個任務(wù)，支持市場部同事參與一個新車門進入系統(tǒng)的競標工作。這個項目時間進度非常緊，要求在接到 SOR 的兩周之內(nèi)作出競標用的概念方案，在項目定點之后的兩個月內(nèi)需要發(fā)布設(shè)計數(shù)據(jù)，下達開模指令。時間非常緊迫。 一般來說，項目的概念方案只需要提供客戶零件的外型尺寸，重量，材料信息等就可以參與報價，但是在客戶的 SOR 要求里，卻需要提供一些能滿足客戶要求的數(shù)據(jù)。這個等于是要求供應(yīng)商在兩周之內(nèi)做出一版新的概念數(shù)據(jù)。這在以前看來基本上是不可能的。因為在以前，一個工程師在對一個車門進入系統(tǒng)進行結(jié)構(gòu)建模的時間是 16 周。也就是將近四個月的時間。即使是兩個工程師一起工作也最多減少 1 個月的時間，因為兩個人做的數(shù)據(jù)需要更多的時間進行數(shù)據(jù)之間的協(xié)調(diào)和匹配，反而會花費更多的工時。 因此這個對以前的設(shè)計流程來說是一個不可能完成的任務(wù)。但是在采用了模塊化設(shè)計方法之后，我果斷的承諾了下來。我找了車門進入系統(tǒng)產(chǎn)品設(shè)計小組內(nèi)的另外一個同事，兩個人，一起協(xié)同完成這個項目。 

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總結(jié)

本文通過車門進入系統(tǒng)開發(fā)工程師遇到的問題，即設(shè)計項目井噴作為切入點。分析了公司設(shè)計開發(fā)流程，指出了其所存在的問題，并找到了原因，即產(chǎn)品設(shè)計與需求管理的脫節(jié)，和設(shè)計評審的形式化。   然后通過研究模塊化設(shè)計方法，研究需求管理，創(chuàng)新的提出了適用于車門進入系統(tǒng)的模塊化設(shè)計方法，即基于需求管理的虛擬模塊的模塊化設(shè)計方法�？紤]到這種模塊化設(shè)計方法需要大量的工作量來建立虛擬模塊的數(shù)據(jù)庫。因此我又引入了令虛擬模塊標準化的這樣一個研究方向。通過對虛擬模塊標準化的研究，和對需求的整合研究，我確認了，采用標準化的模塊化設(shè)計是可以起到降本增效作用的。并基于標準化模塊的設(shè)計方法再造了車門進入系統(tǒng)的設(shè)計流程。   最后通過分析一個使用模塊化設(shè)計方法的項目，還對比了一個沒有使用模塊化設(shè)計方法的項目，以及模塊化設(shè)計在提高零件的通用化率上的作用，最后還統(tǒng)計采用了模塊設(shè)計方法以來工程師完成的項目數(shù)量，等例證，來證明了模塊化設(shè)計在降本增效和提高設(shè)計質(zhì)量上的巨大作用。但是在獲得成果的同時，我也看到了目前這個流程的一些不足之處。虛擬模塊的數(shù)據(jù)庫目前都是存在車門進入系統(tǒng)工程師的電腦中的，通過公司內(nèi)局域網(wǎng)在車門進入系統(tǒng)工程師之間應(yīng)用。但是從概念上講，這個數(shù)據(jù)庫其實并不是一個真正的數(shù)據(jù)庫，這只是一個文件管理系統(tǒng)（File Management System-FMS）。在整體性，數(shù)據(jù)冗余度，信息共享和安全上面都比較欠缺。因此在往后的工作中，我需要制作出一個真正的復合數(shù)據(jù)庫要求的模塊數(shù)據(jù)庫，來完善這個數(shù)據(jù)管理。
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參考文獻(略) 

本文編號：84474