2.1 整车集成开发体系与流程

2.1.1 汽车产品开发体系与流程

汽车产品开发流程定义了一辆汽车从概念设计、产品设计、工程设计到生产制造，并最终转化为商品的整个过程，描述了开发过程中各专业部门及职能部门的职责、活动及交付物。目前比较典型的开发流程有大众的PEP（德语Projekt Entweirklung Process）、丰田的LPD（Lean Product Development System）、通用的GVDP（Global Vehicle Development Process）、福特的GPDS（Global Product Development System）等。目前，中国自主品牌参考最多的开发流程是通用的GVDP和福特的GPDS，虽然各大车企的开发体系在细节上存在差异，但本质和原则却是大同小异。

汽车是一个复杂的机电产品，由众多的零件和系统组合而成。按照丰田汽车提供的数据，如果包括最小的螺钉，一辆汽车有大约3万个大小不同的零件。在一个限定的时间里，将所有零件设计、制造出来并有序地装配成一辆整车，并且要求车辆具有所要求的功能和良好的性能是一个巨大的挑战。如同汽车的生产在一条汽车装配的流水线上按部就班地进行装配一样，汽车整车产品的开发也需要一条产品开发的“流水线”。这条产品开发的“流水线”就是产品开发体系和流程。一个好的产品开发体系能够全面地涵盖所有的产品研发活动，规划精细、组织周全，流程符合设计和制造的逻辑与能力，将汽车产品开发的复杂系统工程有效地组织起来。这样一个完整、细致、流畅的产品开发体系是整车产品开发的基础，也是支撑整车集成开发的基础。

每个成熟的主机厂都有自己的产品开发体系。图2-1是一个汽车产品开发流程中与结构开发相关部分的简化示意图。通常的汽车产品开发流程包括产品策划、工程开发和工业投产三个阶段。在产品策划阶段，企业经营的决策者和产品规划部门会根据企业的战略目标、经营规划、市场信息、客户需求和竞争信息决定一个新产品的开发以及新产品的主要技术要求和目标。工程开发根据新产品的主要技术要求，在计划规定的时间和成本之内，具体完成产品的所有相关设计和验证，确保产品最大限度地满足客户的需求和所有政府的法规、行业的标准、企业的设计规范。工程开发是产品开发最重要的部分，是完成整车集成的产品开发阶段。工业投产是为完成汽车产品的工业化生产做准备，包括制造规划、工艺与设备的开发和验证、设备的制造、安装和调试、试生产、制造质量控制，使产品生产能够达到量产的水平并且保证产品的质量。汽车产品的整车集成必须在汽车产品开发的体系内运作达成目标。本书所介绍的结构集成开发工作几乎都发生在工程开发阶段。为了让读者更容易理解本书的后续内容，有必要在这里介绍一下整车结构集成设计的开发流程及体系。

2.1.2 整车结构集成设计开发流程

汽车产品作为复杂的集合体，其结构开发不可避免地具有复杂性，而整车结构集成作为必不可少的开发手段也无法通过简单和孤立的方式和方法达成，必须依靠特殊的途径和方法完成。在现代汽车产品的开发过程中，很多企业开发了自己的整车结构集成方法。尽管各个汽车企业的方法有所不同，但是基本的思路都相类似。这些方法的中心就是确保整车结构集成有明确的目标、工作团队可以有效地沟通和协作、对复杂的矛盾能够有效地平衡和决策，这些目标通过一系列具体的管理手段和工程技术手段来实现。因此，所有零部件、系统以及整车结构集成设计的目的都是达成预期的整车性能目标。其中，目标的设定、产品开发体系的保障、项目团队的组织、人员的责任分工、专职整车集成管理、特殊的工程方法和技术手段是比较主要的几个方面。

汽车是由多个复杂系统构成的整体，构成整车的系统及零部件越多，其可靠性及匹配性问题就会越多。为了避免错误组合后的系统及整车无法满足最初设定的目标而导致不必要的设计变更，需要各系统设计工程师按照产品设计说明书中整车性能VTS目标，在整车集成引导下协同工作。整车结构集成工程师利用各种技术工具对各系统装配组合之后的模型（数据）进行集成和匹配优化，并提出优化方案，以便实现1+1＞2的最佳效果，这一过程即是整车结构集成设计，而各专业部门的协同活动所遵循的章程即为整车结构集成设计开发流程。图2-2示例即展示了某车型整车性能与结构集成设计验证流程。