现代汽车安全气囊系统的开发流程

田国红，武晓林，齐登科，孙立国

（辽宁工业大学 汽车与交通工程学院，辽宁 锦州 121000）

由于安全气囊系统是一项涵盖内容较多的智能系统，气囊系统的开发过程具有周期长、试验量大、费用高等特点。气囊系统开发的模块化、标准化等技术不但可以缩短开发周期，并且具有设计灵活、性能优越可靠、降低成本等特点。分析，最后提供技术规范以及标准作为产品设计开发依据。项目规划阶段流程图如图1所示。

图1 项目规划阶段流程图

1 项目策划

项目策划阶段主要是由顾客和设计公司协商确定实验方法、实验原则以及期望达到的目的。项目策划阶段需要顾客提供有关碰撞试验和气囊开发的数据。具体内容包括以下3个方面：

实验矩阵：实验矩阵主要包括实车碰撞试验矩阵、台车实验矩阵、OPP实验矩阵。实车碰撞的主要目的是模拟路上真实的交通事故中具有代表性的碰撞情形，评价人体各部分的伤害值是否满足法规要求以及评价燃料的泄漏能否导致火灾和乘员空间是否过度变形等目的。

计算机模拟机：根据顾客提供的整车碰撞计算机碰撞模拟方法以及安全气囊的开发要求，根据顾客提供的数据进行安全气囊的计算机模拟。

零部件性能的规范化：具体包括时钟弹簧的规范，模块以及ECU的规范，转向盘以及线束规范。

产品的初步设计主要工作如下：①产品初步设计。根据顾客提供的设计数据结合计算模拟进行产品初步设计，包括PAB模块、DAB模块、时钟弹簧、线束等。②初步设计确认。以实物样件及设计文件为依据，包括：模块与相关内饰件装配效果的符合性；模块、时钟弹簧、线束与相关部件装配的便利性与可靠性。③线束长度的适应性。在产品初步设计阶段需要顾客提供数模以及图纸等产品以作为设计依据，另外还需提供样件以便于开发人员进行模块展开特性以及零部件装配

2 产品设计

汽车安全气囊系统产品设计：①控制系统开发。通过整车碰撞试验及抗干扰试验，取得车辆的碰撞特性抗干扰数据，进行ECU参数的标定。试验将按确定的试验矩阵进行。②零部件设计。以模块参数确定为基础进行模块设计，其他结构件的设计同时进行。③设计确认。在确定模块参数及完成实车试验后、最后一次的滑台试验报告供顾客确认。在此期间需要顾客提供必要的技术支持，如工装样车、台车实验样件以及计算机仿真所需要的数据等产品设计阶段从产品初步设计确认、样车、台车、计算机仿真数据等完整提供为起点，到产品设计确认为终点，其间包括产品设计、相关试验、样件制作等工作，需要周期约为3个月。

3 过程开发

汽车安全气囊系统过程开发：①生产环境的准备。生产环境的确定阶段包括场地平面布置与工艺流程设定。生产设备的引进阶段需要根据零部件生产需求，制定并组织相关设备的采购。工艺装备设计开发阶段包括模具的设计、检具的设计以及袋体加工与模块组装工装设计。此外，过程开发阶段还包括样件、试生产工艺文件编制与审核工艺装备采购、原本材料采购以及外协、外购件的采购。②OTS样件（首次样件）确认。模具等工艺装备完成后，开发公司需制作安全气囊系统模块总成样件，向顾客提交，以供顾客进行确认。③工装样件的最终确认OTS样件经顾客确认后，开发公司按技术要求，对模具等工艺装备进行表面、纹理处理，并制造样件，供顾客确认。

过程开发与产品设计是同时进行，过程开发将不断地给产品设计与开发提供支持，产品设计过程完善又是过程更改的依据。

4 产品与过程开发确认阶段

OTS样件经顾客确认后，按ECU标定的点火时刻进行模块参数的优化试验，这项目试验是在计算机仿真配合下在台车上进行。①设计验证实验。工装样件得到顾客确认后，开发公司需组织设计验证试验，以确定所开发的安全气囊能否具有在各种环境下使用10年的寿命。DV试验周期大约1个月。②系统验证试验。使用匹配完成的安全气囊系统零部件，在整车上进行验证，验证的内容有：粗糙路面、误用条件下安全气囊系统是否误爆；法规要求的试验条件下安全气囊对乘员的保护是否达到设计要求；在可能对乘员伤害的碰撞条件下，安全气囊是否能可靠起爆。③法规实验与小批量试制。在DV试验与整车验证试验得到顾客确认后，顾客应组织进行法规试验。在法规测试之后，开发公司需要组织小批生产。目的是检查生产线的工序能力、设备能力能否满足批量生产要求及产品质量要求；对过程能力做以初始评估，为批量生产做准备。④PV实验以及验证。在小批试制产品中进行抽样，进行PV试验，以验证在现有工艺条件下所生产的产品能否稳定地满足设计要求，其试验周期大约为1个月。完成PV试验后，开发公司需要向顾客提交测试报告，得到顾客批准后，转入批量生产。

设计公司在批量生产后一个月内，还需根据顾客的定单，制定生产计划并且根据一个月的生产结果，进行综合分析，不断地寻找影响产品质量及生产效率的因素，并做以改进，提高生产的稳定性。

5 结语

实验矩阵以及模块化操作可以缩短产品设计阶段的时间，降低实验场地购建成本，专用零件的规范化、标准化的使用降低了零件购置的成本，节省实验设计阶段时间；不同设计阶段的交互统筹进行可以使人力以及设备资源的利用率大大提高，从而使研发周期达到理想状态；批量生产的稳定性试验证明了气囊系统批量生产的可行性，可以大大提高生产效率。