汽车车身设计技术的进步及其与国外的差距

花和尚

汽车车身设计技术的进步及其与国外的差距汽车车身设计技术的进步及其与国外的差距
改革开放以来，我国社会发生了巨大的变化。1987年第一届车身制造年会在一汽召开，至今已开过十一届，斗转星移，第十二届年会又在长春召开了。回顾这十几年期间车身设计技术取得了可喜的进步，同时也存在着明显的差距。它们集中表现面在以下方面。
一、十五年来我国汽车车身设计技术的进步
1．前期开发（概念设计）
（1）认识了前期开发的重要性
过去对产品的前期开发重视不够。近年来随着改革开放的深入,与国外技术交流的增多，我国对产品的概念设计已有了认识上的提高，并正在工作实践中贯彻执行。
譬如，过去产品开发是从设计任务书开始的，而设计任务书的形式比较草率。一些产品由于前期工作做的不充分，致使产品开发出来以后带着许多先天不足。有些产品设计时只顾追求先进，投产时仍不具备条件，保证不了质量，甚至投产后还要下马。CA141车投产时装卤素前大灯，后来因为寿命低而又被迫改为白炽灯。现在开发的新产品比较注意先进性与可行性之间的关系。为了提高灯具的水平，国内相关行业也在提高，注意到与主机厂的同步开发。目前曰本与德国的公司都在中国设厂，对国内的灯具行业是一个大的推动。
一个产品从孕育方案到形成一个明确的概念，直至体现到可展示的概念车上，要经过几周到一年多的时间。在这一段时间里，要做市场调查，预测投入市场后的竞争力如何，成本估算时从投入产出比进行分析，企业会不会赢利。对企业的设备状况，资源的利用情况，新投入多少？对产品的选型要非常慎重，产品的设计指标是否先进。与国内外同类车型的对比分析，是否达到先进水平，做到知己知彼。要经过大量试验、测绘、分析，掌握产品的情况。
对于产品的形体要精心布置，现代汽车是一个多学科技术的集合体，就汽车车身而言，涉及到空气动力学、人机学、结构力学、机械工程学、材料学、美学等等。
（2）改进了设计流程
　过去产品设计主要流程是美术效果图，1:5～1:1油泥模型，主图板，产品图，样板，主模型，提供给工艺制造部门的主要依据是图纸、样板、主模型。车身曲面的表达是用制表面的方法，手工绘制。现在的产品设计比过去有很大提高，由计算机的辅助，已不再绘制过去那样1:1主图板了。已把设计师从繁重的主图板工作中解放出来。80年代一汽引进了曰本三菱公司的FK驾驶室技术，那时过渡到线图，线图绘制在薄膜板上，可以站着画，画好图可以卷起来，可以复制传递给下道工序。现在又有提高，把二维制图推进到三维建模上，有了计算机的三维电子模型，再转换成必要的二维图纸。这样三维数据可以输出绘后序工程。这一程序上的变化，改变了过去设计与工艺的串行工作的方法，使后序工程有可能提前介人，向并行工程迈了一大步。
（3）推行并行工程和价值工程，编制产品开发的网络计划
在引进三菱FK驾驶室技术时，学习了并行工程中如何编制网络计划，加强了部门之间的组织管理，合理交叉，一汽编制了CA151K的网络计划，从设计到投产列出了整个曰程安排，对缩短产品开发周期起到一定推动作用。　从设计环节入手，实行成本控制。一汽翻译出版了《价值工程》一书，并专门请该书作者石原先生来厂讲学。汽研所产品规划室与厂成本科共同研究如何降低成本实现质量控制，正确处理使用价值与成本的关系。
过去解放牌汽车的车箱要加保险架，因为增加成本而不能通过。驾驶室底板温度过高，用户要求增加地毯，也因增加成本而不能实现。当然这些措施最终还是实现了，主要是认识不能统一，在市场竞争的大环境下，这些问题都迎刃而解，其根本原因是认识到用户是上帝。4）产品在循环改进中逐渐走向成熟)
过去对产品试制常说第几轮试制。美国福特公司也曾介绍过他们的4C（四个循环，4Circle），对这四个循环可以这么说：市场销售的信息、用户的要求是产品设计的出发点；而产品设计的成果又是销售的起点；产品在循环改进中完善成熟。其他公司也介绍过三轮试制、两轮批量试制、试验的产品开发过程，最后是大量生产。这种循环往复的改进过程，是设计的出发点，设计不是凭空想出来的，产品一定要经得起用户的检验，这样的产品才有竞力
2．造型技术的提高
产品的形象好坏，造型的优劣起决定作用。第一届年会以来一汽推出许多新产品，国内其它厂家也都有不错的新产品问世。这和造型水平的提高有关，具体表现在以下几点：
（1）继承与创新 小红旗是在Audi基础上改进的，也有别于全新开发，一方面要继承Audi外形基础，尽量不改动驾驶室，另一方面又要和Audi有较大区别。同时还要考虑她是红旗轿车的系列产品，在外形上尽量体现红旗特征，所以这种造型难度比全新造型还要困难。此外，一汽推出的轻型汽车系列产品，也是在引进国外80年代初产品基础上加以改进的，在改进中又有提高。譬如曰本原车单排座和双排座卡车Cabstar是一种外貌，厢式车URvan11座客车又有自己的样子，经过改造把三个驾驶室前围统一起来，前部重新造型，嫁接在后部车身上。改造后的车身，因为风窗倾角加大了，流线型改善了，前水箱面罩统一了，时代感增强了，当然也有全新外形的尝试，CA6410流线型（子弹头厢式车）、高顶厢式车QY6460G9的改貌，都说明我们在造型创意方面有所提高。
（2）时代感
汽车的造型要反映出时代的潮流，为什么产品过时会影响产品的销售。在推陈出新方面，汽车造型是最敏感的。在一汽的新产品造型中，力求跟上时代，譬加80年代以来的造型有一种加大弧线，增加圆角，不像过去棱线过多，直线条也不少，显得产品很生硬。特别是90年代以来曲面、弧线造型使产品更赏心悦目，更与人的感觉和谐。
在造型实践及与国外的交往中，认识到造型的时代感很重要。据专家们分析，“圆风”过去之后也可能会流行圆中带有几何形体的造型，汽车色彩仍然以回归自然的色彩受欢迎。
(3)造型技法的提高
过去造型人员绘画多用水粉画，画起来费时费力。近几年国内主要厂家，也采用Mark笔与色粉擦绘的方法。这样画出的效果更接近汽车油漆在外面的反光效果。几年来二汽连续向三菱公司、德国Audi公司、韩国大宇公司、意大利I.DE.A公司、美国Ford公司派出造型人员培训，他们在造型技法上有很大提高。
(4)造型手段、造型材料近几年来，一、二汽都购买了国外的油泥、绘画用具、纸张、贴带、雕塑工具，为造型部门购买了三坐标测量仪、平台，甚至不惜重金，建造现代化的造型间，引进先进的Alias造型软件及硬件设备，使我国的造型条件焕然一新。有了新的造型设备，使得模型制作水平也有长足的进步。过去靠方箱、高度尺测量模型，既笨重又精度低，所以模型质量不高，现在已具备制造高精度模型的条件。
(1)取消了主图板过去产品设计，车身绘图的基础就是主图板。只有主图板画好了才能出产品图，取样板。但是主图板是1:1原车大小，而且是二维制图，侧视图、俯视图、正视图分别绘制，求点求线相互投影非常困难，车身表面曲线又是由许多点组成，曲线板只好平放才能绘制，人只好趴在上面，非常辛苦。
现在有了塑料薄膜，可分头绘画，有了计算机辅助，在计算机上可以实现三维设计。完全可以取代主图板的功能，计算机的制图精度比人工绘制精度高，主图板的精度是0.25mm，而计算机可以达到0.1mm。
(2)结构设计水平的提高
随着科技的进步，大型多工位压床的诞生，可以使结构零件尺寸加大，分块数减少，可以减少焊接工作量。现代轿车车身，采取整块侧围，提高门与门洞的配合精度。从设计入手，合并零件、合并功能，是最好的途径。譬如，有的车把水箱面罩与保险杠合并到一起，大大减少零件数，提高装配精度。流水槽采取埋入式结构，改善了外观，减少噪声，也是可取的设计。
(3)系列化设计技术
在产品开发初期，制定基本型以外的变型计划，可以为企业节省大量资金，为用户多提供产品品种。
近年来，一汽产品系列利用FK平头驾驶室开发出加宽、加高的、卧铺改后座的产品。轻型车也有单排、双排、厢式系列（平顶、半高顶、高顶），不同长度、不同吨位的各种车型，使企业产品市场覆盖面大大增加。
(4)设计与后序工程的结合
在当代产品设计中，已不像过去那种串行工程那样，设计完了再传给下道工序，设计未完，后序工作无法介入。现在在计算机上进行，有条件随时将设计结果传递给下道工序，工艺人员也可提前与设计人员讨论结构，从设计之初就得以改进工艺性。有了线图，经拷贝之后工艺人员在上面继续画模具线图、夹具线图，可以同时开展工作。
(5)选材设计
过去设计选材受国产材料质量限制，品种有限，现在情况好多了。材料种类由过去08钢、08A1，又增加镀锌板、高强度低合金板，厚度由多用的1.0～1.2mm降低为0.8、0.9、1.0mm，个别为1.2mm。
非金属材料也有较大增长。驾驶室内软化设计，座椅、保险杠采用塑料件、SMC件增多。几年来国内采用玻璃钢制作车身及零件有一定发展，当然与国外相比