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1.2 汽车开发系统工程

由于汽车产品的复杂性和系统性,需要参与者不断强化系统思维,对汽车制造商而言,尤其需要增强对复杂产品项目管理和技术的综合集成能力。

首先,项目管理是以项目为对象,运行系统管理方法,对项目进行高效率的计划、组织和管控。项目管理是系统工程方法论在具体工程项目中的应用,是一个在系统化和结构化的框架下,把成千上万的研制任务综合成一个技术上合理、经济上合算、研制周期短和高效协调运转的系统。其次,复杂的总体协调任务要求以组织管理替代指挥者个体,以周密的项目计划避免项目“迷路”。最后,要把系统工程管理方法运用到汽车项目管理和组织管理建设中,运用系统工程管理方法,同步优化项目管理组织的纵向系统和横向系统,把工作分解结构与组织分解结构整合起来,最终形成清晰的项目目标矩阵,实现项目管理团队、技术工程团队和资源保障团队的动态协同。

1.2.1 汽车产品社会系统属性

汽车产品的社会属性,是指汽车属于社会交通系统组成部分。开发一款汽车,耗资巨大,需要做详细的产品规划,综合考虑技术、经济、政治、法律、人文等因素。

中国汽车工业是国民经济的支柱产业,对国家经济和人民生活影响巨大。2023年,中国成为全球最大出口国,中国汽车走向了世界,参与全球竞争。因此,汽车开发需要考虑全球各地消费者需求,进行平台化、差异化设计。汽车开发根据市场发展的规律,响应市场和客户的需求,在产品全生命周期内持续为客户创造价值。

汽车作为交通工具,要满足公众利益需求,遵循安全第一的原则,接受政府对汽车的监管、运行要求以及环保要求。

汽车的电动化、数字化、智能化、网联化是当前汽车行业的主要趋势。电动汽车、混合动力汽车等新能源车型逐渐受到消费者认同,在汽车市场占比逐渐增加。智能驾驶技术、智能交通系统等技术的发展将改变整个汽车行业格局。共享出行、网约车等新兴服务模式对汽车产业带来了挑战和机遇。

汽车开发需要面临很多新的挑战,比如:①技术更新换代速度快,汽车开发需要持续跟踪行业动态,加强技术研究与创新;②市场需求多样化,汽车开发需要灵活调整产品结构与技术路线,满足不同消费者的需求;③市场竞争激烈,汽车开发需要加强团队建设和沟通协作,提高工作效率和创新能力;④提高资源配置和成本控制能力,确保研发项目按时交付,并降低开发成本。

传统汽车正在向自动化、智能化、集成化、网络化的汽车演变。我国汽车行业将积极参与全球竞争,推动汽车产业向绿色、智能方向转型。因此,中国汽车需要进一步提升汽车产品质量,建立品牌优势,具有更高的盈利能力,为全球消费者提供性价比高的产品。

1.2.2 汽车产品管理系统属性

开发一款汽车,是一项涉及几百人、持续几年的大型项目,需要协调统一、稳步推进,需要系统组织管理整个开发过程。

汽车作为复杂产品,其复杂性体现在产品规模、设计要求、研制过程、成本、质量、进度、项目组织与管理、公共关系等诸多方面。汽车产品管理应遵循高端复杂产品项目管理规律,采用合适项目组织形式,通过围绕产品全生命周期管理流程、工具和方法,以确保产品目标的实现。

汽车开发需要按照开发流程开展相应的技术和管理工作。汽车开发流程主要分为产品规划、概念开发、设计开发、试制试验与认证、生产准备、量试与投产等阶段,更宽泛的范围还包括销售与市场推广、售后服务、产品改进与更新阶段。

汽车开发需要采用合适的组织管理体系来全方位组织实施相关的管理和技术工作。

汽车开发一般采用项目管理的方法,包括项目整合管理、范围管理、进度管理、质量管理、成本管理、资源管理、采购管理、干系人管理、沟通管理、风险管理等。

1.2.3 汽车产品技术系统属性

汽车产品要满足安全性、经济性、操作稳定性、舒适性、耐久性等要求,由多个系统,多个硬件以及多款软件构成,涉及多学科知识等。开发一款汽车需要系统优化、做好匹配。

汽车产品系统是典型的技术密集型、高附加值、基础科学与前沿科技的综合应用产物。作为一个复杂的系统,汽车主要由动力传动系统、底盘系统、车身系统、电气系统、智能网联系统等构成。

动力传动系统是驱动汽车行驶的核心部件。传统汽车动力系统主要由发动机、燃油供给装置、离合器、变速器等构成。新能源汽车动力系统主要包括电机、电控、电源以及减速器等。

底盘系统包括车架、悬架系统、转向系统、制动系统等。

车身系统是指用来载人载物的部分。其包括了车窗、车门、乘员舱、发动机舱和行李舱等,其设计决定了汽车的舒适性、功能性与安全性。

电气系统由电源、启动、照明与信号、仪表与报警、电子控制装置、辅助装置等部分组成。

智能网联系统由智能驾驶系统、智能座舱系统等部分构成。

对于车辆工程团队来说,如何将整个车辆划分为不同的系统、子系统、部件一直是一项挑战,不同的企业根据自身的产品开发流程,将整车产品根据不同的系统分配给不同的工程团队。

1.2.4 汽车开发系统工程

汽车开发系统工程是以满足客户需求为目的,围绕汽车产品全生命周期,贯穿产品规划、设计、生产、销售、使用、维修保养直到回收的整个过程,通过汽车开发技术集成与管理过程集成,以求产品全寿命周期所有相关因素在产品设计阶段能得到综合规划和优化的多学科交融的系统开发方法。

根据汽车产品的社会、技术、管理等系统属性,稳定推进汽车开发的工作,就是开展汽车开发系统工程的目的。汽车开发系统工程主要包括以下主要工作。

1)汽车开发平台规划及产品规划。针对汽车产品社会属性和消费者需求,来开展的规划工作。目前最新的进展是借助大数据来捕捉消费者需求。

2)汽车开发流程和管理体系、管理方法。针对汽车开发的管理属性,推进汽车开发工作的方法。目前主要的进展是借助信息化系统、数字化平台推进开发工作。

3)汽车开发技术和推进方法。针对汽车开发的技术属性,采用V字设计开发流程,采用数字化模型、虚拟验证、多学科优化等进行技术研发。进展是借助基于模型的系统工程方法,开发数字化平台,进一步推进开发数据化和集成化。

汽车开发技术集成可以采用基于模型的系统工程方法规范开发流程、建立参数化模型、进行多学科仿真优化和多部门协同设计;汽车开发管理过程集成可以采用基于模型的系统工程方法,通过规范管理流程进行多部门的协同管理。借助信息化技术,采用基于模型的系统工程方法,可实现汽车开发技术和管理的信息化,所有参与汽车开发的人员在同一信息化平台上工作,可缩短汽车开发时间、提升汽车开发质量。

汽车开发管理过程集成离不开汽车产品开发技术集成。管理人员需要具有专业的管理知识,并且熟悉汽车产品的开发流程、了解汽车相关的专业知识。技术和管理相辅相成,缺一不可。

在汽车开发过程中,通常会采用V模型进行系统开发。V模型是一种基于需求分析、体系架构设计、硬件和软件开发、集成测试以及产品验证的系统工程方法。基于系统工程方法的一般产品开发过程如图1-1所示。

图1-1 基于系统工程方法的一般产品开发过程 EPUfXwivrCZVyZ0N1KT5ATpK8Np1/7syIwgdmNM5aGCET/nv3ELEtHRlqcl7AFr8

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