流程化知識驅(qū)動的車身設計方法

1、收稿 日 期 :20111010 流程化知識驅(qū)動的車身設計方法 羊 軍 (上 海 交 通 大 學 , 上 海 200240【 摘要 】 介紹 一 種 流程 化 知識 驅(qū) 動 的車 身 設 計 方 法 , 根據(jù) 整 車 開 發(fā) 流程 將 設 計 過程 逐 一 任 務 化 , 定義 各 項任 務 的 輸 入 、 輸 出要 求 及 參 考 知識 。 此 方 法 統(tǒng) 一了工 程 師 們 設 計 方 法 , 同 時 按照 項 目 要 求 提 交 了 交 付 物 , 利 用 IT 系 統(tǒng) 實現(xiàn) 了 設 計 質(zhì)量 看 板 管理 、 控 制設 計 質(zhì)量及 進 度 、 同 步 達 到知識 推送 的 目 的 ?！?/p>

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【 關鍵詞 】 汽車設計 流程化 知識驅(qū)動 看板管理doi :10. 3969/j.issn1007-4554201204010引言當 今 世界 , 伴 隨 著 汽車市場的 嚴 酷 競 爭 , 各汽 車 廠 商 每 年 將 越 來 越 多 的 新 車 推 向 市場 。 如 何 加 快 新 車 開 發(fā) 、 降低 開 發(fā) 成 本 、 減 少 共性 設 計 質(zhì)量 問 題 成為 每 家 汽車 廠 商 必須 攻 克 的 難 題 。 同 時 隨 著 汽車設 計 技術 不 斷 發(fā)展 完 善 , 汽車 平 臺化 、 模 塊 化 、 共 用 化 均 已 深 入 人 心 , 但 如 何 確 保 在車

5、身 設 計 過程 中 實現(xiàn) 無 縫 連 接 , 充 分運 用工 程 師 已有的 知 識和 經(jīng) 驗 , 保證 設 計 的 質(zhì)量 , 正 是 很多 公司 正 在 嘗 試 的 工 作 。通 過 知識管理體 系 , 可 以將 散落 在企業(yè) 員 工 中的 知識 收 集 、 創(chuàng) 建 、 分 類 、 組 織 管理 起來 , 使 之有 效 地整 合 和 共 享 并 發(fā) 揮 最 大 效 力 , 為 企業(yè) 創(chuàng)新 服 務并 保 持 企業(yè)的 競 爭 力和 可 持 續(xù) 發(fā)展 。 但 存 在 問 題 是 , 怎樣 讓工 程 師 在設 計 過程 中 主 動 閱 讀 放 在 “ 圖 書 館 ” 的 資 料 , 尤其對 一 些

6、 設 計 經(jīng) 驗 不 足 的 年 輕 工 程 師 , 在不 知如 何 開 始 設 計 的時 候 , 既 要 快速 上 手 , 又 要 避免 重 復 前 人 犯 過 的 錯 誤 、 提 升 設 計 質(zhì) 量 , 這 其 實 是 一 個 知識 推送 的 問題 。 于是 流程 化 知識 驅(qū) 動 的設 計 方 法 應 運 而生 , 也許 在不 久 的 將 來 , 這 種 “ 設 計 過程 自 動 流 水 線 ” (見 圖 1 會 成為 汽車 工 業(yè) 史 上的 又 一 次 重 大變 革 。1核心理念流程 化 知識 驅(qū) 動 的車 身 設 計 方 法 (見 圖 2 , 其 核心 的 理 念 是 根據(jù) 整 車

7、GVDP , 將 車 身 設 計 過程 分 解成一 個個 任 務 , 針 對 這 些 任 務 , 逐 一定義 其 完 成所 需 要 的 輸 入 、 設 計 過程 中 所 需 要 的設 計指導 書 以 及 參 考 信息 、 設 計 完 成 后需 要 遞 交 的 交 付 物 以 及 用 于 檢查 設 計 質(zhì)量 的 檢查項 。 這 些 任 務 都和 GVDP 的 項 目 時 間 節(jié) 點 掛鉤 , 最 終 形成 項 目 節(jié) 點 的·3· 圖 1設 計 過程 自 動 流 水 線交 付 物 以 及 交 付 質(zhì)量 。 在 這 個 過程 中 , 任 務 流 因素 以組 件 的 形 式 鑲嵌

8、 于各個 任 務 流 中 , 實 時的對 設 計 進行 “ 干 涉 ” , 達 到知識 推送 的 目 的 (見 圖 3 , 且 有 效 地 控 制設 計 質(zhì)量 。圖 2任 務 流2系統(tǒng)分類系 統(tǒng) 的 分 類 是 實現(xiàn) 任 務 劃分 的 前 提 , 正 如 部 門 科 室 的 劃分 一 樣 , 只 有 合 理地 將一 個 整體劃分 為 不 同 的系 統(tǒng) , 但 又 不 失 其 整體 性 才 能 充 分 發(fā) 揮 作 用 。 在此 原 則下 , 采 取 1+22的 劃分 方式 , 即 一 圖 3知識 推送個車 身 系 統(tǒng) +22個 子 系 統(tǒng) , 如 :上車 體 、4門鈑金 系 統(tǒng) 、 4門 開 啟

9、 系 統(tǒng) 、 支 撐 系 統(tǒng) 及 密封 系 統(tǒng) 等 。3任務流如果 把 系 統(tǒng) 的 分 類 比 作 人 體主 要 器官 , 那 么 任 務 流 就 是 組成 各 器官 的 血 肉筋骨 及 神 經(jīng)系 統(tǒng) 。如 圖 4所 示 , 系 統(tǒng) 分 類 為 縱坐 標 , GVDP 為 橫坐 標 組成 的車 身 設 計 骨架 , 而 任 務 流 將 其 交 織 , 最 終 通過 項 目 的 節(jié) 點 大 門 。任 務 流 是 一 個可 執(zhí) 行的個 體 , 也 是設 計 的 最 小 合 理 組成 元 素 , 以 4門鉸鏈 系 統(tǒng) 為 例 , 共 有 53條任 務組 成了 該 系 統(tǒng) (表 1為 部 分 任 務清

10、 單 。 而這 也 是 流程 化 知識 驅(qū) 動 的車 身 設 計 方 法 最 重 要 環(huán) 節(jié) 之 一 。表 1部分任務清單系 統(tǒng)任 務 集任 務 流 4門鉸鏈 系 統(tǒng)概念 設 計 4門鉸鏈 系 統(tǒng) CTS鉸鏈 選 型鉸鏈 DFMEA 車 門鉸鏈 及分 縫線 布 置 車 門鎖 及 鎖扣 布 置結(jié) 構(gòu) 設 計鉸鏈結(jié) 構(gòu) 工 藝 設 計尺 寸 工 藝 設 計 沖壓 工 藝 設 計 涂裝 工 藝 設 計 總 裝 工 藝 設 計設 計 發(fā) 布 SOR開 發(fā) 計 劃 (PDT time plan 認 證 計 劃 (DVP 4任務流組成 5大因素 41任務說明書需 要 對 每 一 個 任 務 流 的 功 能

11、 進行 定義 , 只 有04 圖 4導 航 圖如 此 , 當不 同 的 工 程 師 接 到 相 同 的 任 務 時 才 會 達 到最 大 程 度 上的 理 解 , 從 而為 設 計 的 流程 化 打 下 堅 實 的基礎 。對于 任 務 流 車 門鈑金結(jié) 構(gòu)選 型 要 求 分 析 入 選 鈑金結(jié) 構(gòu) (窗框 、 防撞梁 、 緩沖 塊 等 具 體 結(jié) 構(gòu) 類型 , 詳細描述 其 性能 特點 、 成 本 、 重 量 、 開 發(fā) 周 期 , 推 薦 最 佳 方 案 , 并提 交 審批 。42參考信息對于 年 輕 工 程 師 , 參 考 是 把 知識 庫 知識主 動 推送 的 環(huán) 節(jié) 。 工 程 師 可

12、 以 通 過 任 務 說 明書 了解 任 務 , 通 過 設 計指導 書 一 步步 完 成 任 務 , 參 考 信息 則 可 以 告 訴 工 程 師 為 什 么 這 樣 做 。·5·43設計輸入設 計 輸 入 分 為 系 統(tǒng) 內(nèi) 輸 入 和 系 統(tǒng) 外 輸 入 。 車 身 設 計作 為 整 車設 計 的 一 環(huán) , 需 要包括 代 表 客戶 要 求 的市場 “ Features List ” 、 產(chǎn) 品 效 益 最 大化 的 采 購 “ 采 購 策 略 ” 、 產(chǎn) 品 批 量 生產(chǎn) 可行 性 的 制造 “ 制造 策 略 ” 、 各 產(chǎn) 品 部 門 在車 身 上 安裝 輸 入

13、 及 不 同 系 統(tǒng) 之 間 的 相 互約 束 關系 , 綜 合以 上 元 素 組成了 系 統(tǒng) 外 的 輸 入 。 系 統(tǒng) 內(nèi) 輸 入 即 同一 系 統(tǒng) 內(nèi) 任 務 流 之 間 的 先 后 關系 , 如 前 置 任 務 沒 有 結(jié) 束 , 后 續(xù) 任 務將 無 法 開 始 。 但 考 慮 到 車 身 設 計 工 作 “ 相 互 交 織 ” 的 特 殊性 , 人為 地 將一 些 工 作 的 前 后 關 聯(lián) 打 散 , 從 而 保證該方 法 的設 計 柔 性 化 。 44設計指導書如果說 任 務 流完 成 整 個系 統(tǒng) 的 物 理 連 接 , 那 么 完全 可 以將 設 計指導 書 比 作 設 計

14、 工 作 的 靈魂 。 而 參 考 及 輸 入 則 是 靈魂 升 華 中必不可 少 的 催 化 劑 。 設 計 任 務 書是 把 完 成 每 個 任 務所 需 進行的 每 個 順序 步 驟詳細 地 、 清 晰 地 表達 出 來 , 指導 工 程 師 完 成 任 務 。 如果 把 設 計作 為生產(chǎn) 線 上 產(chǎn) 品的 話 , 那 么指導 書 就 相 當于 工 藝 文 件 。45設計輸出設 計 輸 出 是 這 個 任 務 需 要 達 到 的 目 標 及 交 付 的 成 果 , 是 實現(xiàn) 設 計 產(chǎn) 品化的 最后 一 環(huán) , 由 交 付 物 和 校 核 清 單 組成 。以 玻璃 升 降器 布 置 可行

15、 性 為 例 。 任 務 說 明 :針 對造 型 確定 的車 門 玻璃 、 車 門 外 板 、 車 門 內(nèi) 板 界 面 確定 玻璃 升 降器 布 置 可行 性 。設 計 輸 入 :由 造 型 提 供 初 版 的 玻璃 A 面 、 外 板 A 面 、 門 框 A 面 、 內(nèi) 飾 板 配 合 面 ; 防撞梁直徑 D ; 玻 璃 升 降器 邊 界 :升 降器 最 外邊 界 距玻璃 A 面 距離 L (見 圖 5 。設 計 參 考 :其 它 車 型 車 門 玻璃 升 降器 布 置 可 行 性 報告 ; 其 它 車 型 T05B 車 門 腰 線 斷 面 ; 升 降 系 統(tǒng) 設 計指導 手冊 。設 計指導

16、 書 (摘 錄 :將 玻璃 A 面 進行 拓 展 , 形 成 面 A1(圖 6a ; 根據(jù) 門 框 確定 拓 展 后 的 面 A1的 前 后 邊 界 , 形成 面 A2(圖 6b ; 將 面 A2向 外偏 置 10mm , 形成 面 A3(圖 6c , 外 板 A 面 不 允 許 在 面 A3的 內(nèi) 側(cè) , 否 則 不可行 ; 將 面 A2向 外偏 置 L + 10mm +D +3mm , 形成 面 A4(圖 6d ; 確定 外 板 A圖 5玻璃 升 降器 布 置 圖面 與 面 A4的 位 置 關系 , 即 玻璃 升 降器 的 導 軌 只 能 夠 布 置 在 外 板 A 面 處 于 A4外側(cè)

17、的 范圍 內(nèi) , 否 則 不 可行 ; 將 A2向 內(nèi) 偏 置 S (繩 輪 式 升 降 器 S = 42mm , 形成 面 A5(圖 6e , 內(nèi) 板 配 合 面 必須在 面 A5的 內(nèi) 側(cè) , 否 則 不可行 。圖 6設 計指導 圖設 計 輸 出 物 :將 上 述 結(jié) 果 類 整理 成 車 門 玻璃 升 降器 布 置 可行 性 報告 , 上 傳 到 “ 輸 出 物 ” 欄 , 并 提 交 審批 ; 將 分 析 的 數(shù)據(jù)保存 到 TCE 中 。5任務審核任 務 審 核 是 一 個 校 核 、 評審 及 再 確 認的 過程 。 審 核 過程 基于設 計 的 全過程 , 含 參 考 、 輸 入

18、、 設 計04指導 書 及 校 核 清 單 , 在此基礎上 增 加了 評審 的因 素 , 從 而將 系 統(tǒng) 與 資 深 工 程 師 相 結(jié) 合 。任 務 的 審 核 與 設 計 是 一 個 交 互 過程 , 通 過 審 核及 再 設 計 , 達 到最優(yōu) 化的設 計 結(jié) 果 , 輸 出 到 下一 環(huán) 節(jié) 。6輸出歸檔工 作 至此 , 設 計 工 作 已經(jīng) 結(jié) 束 。 輸 出 歸檔 則 成為 項 目 節(jié) 點 通 過 的 依 據(jù) 。 另外 , 通 過 對 項 目 的 總 結(jié) , 并 寫 入 知識 庫 實現(xiàn)知識 應 用 于設 計 , 知識 來 源 于設 計 的 良 性 循 環(huán) 。所 有 這 些 任 務

19、 完 成 的 質(zhì)量 狀 況 及 時 間 狀 況 都 會 記錄 下 來 , 最 終 匯 總 并 反 映 在 整 個 部 門 的 總體 交 付 物 上 。 目前 車 身 設 計 圍繞 整 個 項 目 的各關 鍵 節(jié) 點 來 定義 的 交 付 物 有 31項 , 例 如 :車 輛 性 能 CAE 分 析 報告 、 系 統(tǒng) 選 型報告 、 檢查 清 單 檢查 報 告 、 典 型 斷 面報告 等 。 這 31項 交 付 物 將 匯 總 每 個 任 務 /子任 務 的 交 付 物 狀 態(tài) , 并將 最 終 質(zhì)量 狀 態(tài) 和 時 間 狀 態(tài) 以 看 板 (見 圖 7 的 形 式 反 映 在系 統(tǒng) 終 端 (

20、類似 于 生產(chǎn) 線 上的 暗燈 系 統(tǒng) , 使 部 門 管理 者 能 即 時 掌握 部 門 設 計 質(zhì)量 /進 度現(xiàn) 狀 , 可 以 在 第 一 時 間調(diào) 動 一 切 資 源解 決 設 計 過程 中發(fā) 生 的 問題 。圖 7看 板 管理7關鍵點如 何創(chuàng) 建 這 些 任 務 , 如 何 定義 每 一 個 任 務 的 輸 入 、 設 計 過程 中 所 需 要 的設 計指導 書 以 及 參 考 資 料 、 設 計 完 成 后需 要 遞 交 的 交 付 物 以 及 用 于 檢 查 設 計 質(zhì)量 的 檢查項 。 這 些 核心 的 知識 , 需 要由 部 門 內(nèi) 的 核心 技術骨 干來 完 成 , 他 們

21、 對 知識 的 貢 獻 及 設 計 質(zhì)量 保證 起 到非 常重 要 的 作 用 , 進入系 統(tǒng) 的 每 一 份 知識都 要 經(jīng) 過 嚴格 的 審批 流程 , 然 后 才 能 進入 項 目 的 試 運 行 。 通 過 這 個系 統(tǒng) , 可 以 非 常 有 效 地 提 升 設 計 水平 , 但 這并 不 表 示 要 抹 殺 工 程 師 的 創(chuàng) 造 力 。 這 個系 統(tǒng) , 對經(jīng) 驗 欠 缺 的 工 程 師 起 著非 常 好 的 作 用 , 規(guī) 范 了 設 計 方 法 , 統(tǒng) 一了 設 計 標 準 , 減 少 了 犯 錯 誤的可 能性 。 對于有經(jīng) 驗 的 工 程 師 來 講 , 首先要 求 大 家 按 統(tǒng) 一 的 方 法 來設 計 , 但 鼓勵 根據(jù) 個 人 的經(jīng) 驗 對 固 化的 流程 化 知識 提出 改 進建 議 , 如果 專 家 組 技術 評審 正確 , 立 即更 新 系 統(tǒng) 知識 庫 , 例 如 設 計指導 書 。 同