“精致工艺”在汽车产品开发中的应用

高琦龙（安徽江淮汽车股份有限公司，安徽 合肥 230601）



“精致工艺”在汽车产品开发中的应用

高琦龙
（安徽江淮汽车股份有限公司，安徽 合肥 230601）

摘要：在电子行业中精致工艺已经得到了广泛的推广，在汽车零部件领域的合资企业和外资企业也开始引入并指导生产，在汽车设计领域中应该如何的引入和使用精致工艺更好的为汽车设计服务。在汽车设计的三个阶段中应该根据不同的阶段考核不同的内容。汽车研发是一个非常复杂的内容，精致工艺的引入必须形成“门”的形式。参与精致工艺评价的人员必须代表不同的消费群体。在汽车设计中精致工艺的内容并不是一成不变的，随着技术的进步会外观质量向更深层次的领域扩展。

关键词：精致工艺；汽车设计；造型；工程设计；设计验证

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.05.033

CLC NO.: U466Document Code: BArticle ID: 1671-7988 (2016)05-173-04

引言

对于大多数工程师而言“精致工艺”应该不是一个新鲜的名词，精致工艺在电子产品领域已经得到了广泛的推广和应用，在汽车零部件的生产厂家中也有很大的一部分厂家已经将精致工艺融入到了零部件的设计制造的全过程之中，尤其是在乘用车的内外饰件的设计之中。精致工艺对于指导产品设计和制造的地位尤其重要。应该说精致工艺的设计思想是每一个内外饰设计工程师的必备工具。

1、“精致工艺”的定义

“精致工艺”在欧洲被定名为craftsmanship，意思是技术、技能，技术精湛、精工细作的意思，融入到现代的工业产品设计之中可以理解为产品在设计制造等环节的精益求精，以提升消费者对产品在价值、质量以及外观等方面的感性认识。精致工艺可以简单的理解为精益求精的工程制造艺术，是将产品的设计制造过程上升到了艺术的高度。

精致工艺与质量是不同的，产品的质量是随着时间的流逝，以及在整个产品生命周期的使用过程中感受到的，是对产品的性能在时间量的认识，也就是说产品的质量是在使用过程中慢慢的体会到的，比如一个手机，产品的外观可能相差不大，但是专业的生产厂商制造的和从手工作坊加工的在使用的过程中你会发现它们有着天壤之别；而精致工艺是对某一产品或工程的质量最初的感官知觉，是一种感性的行为认识。如何将精致工艺的内容融入到汽车设计的全过程之中一直是汽车厂商和零部件厂商的共同追求。

汽车设计从大的方面来看应该可以分为：概念设计阶段、工程设计阶段、试验验证阶段三个重要的阶段。这三个阶段是汽车设计的关键。当然在汽车设计过程还应该分的更细更完整，比如造型阶段就可以分为概念草图阶段、效果图阶段、CAS阶段、油泥阶段等等；工程设计阶段和设计验证阶段就能分得更多了。本文主要就以上三个大的阶段中如何有效的运用精致工艺和各个阶段应该关注的内容展开讨论。

1.1精致工艺在汽车概念设计阶段的应用

图1　AUDI A8

在汽车的造型设计中分为车身以及外饰件造型和内饰造型两个部分的内容。造型首先要考虑的是整车的风格定位，造型设计中的比例分配和造型元素的和谐统一。整车的风格定位是非常重要的内容，直接决定着车辆的消费群体。在整车的造型设计中设计师必须把握住整车造型风格的方向盘。中高级轿车的造型设计中应启用大块面大走向的平缓线条，不宜采用小圆形跳动变化过于频繁的小线条。中高级轿车的设计意在创造一种稳重的、经典的形象。跳跃的线条和小圆形会形成视觉上的不稳定因素和可爱的形象，应用在小型车和微型车上是比较合适的。因此在中高级轿车的造型中设计师一般都采用横线作为车辆的腰线，前进气格栅也一般采用横条。前大灯一般采用变形的长方形或平行四边形，而不会采用圆形。造型元素的应用方面应当注重造型元素的和谐统一，不应应用太多的造型元素，类似的元素造型是汽车造型和谐的首要因素，应用太多的元素会造成造型的杂乱、无序的视觉感受，无法确定整车想要表达的主题元素，抓不住视觉中心。在中高级轿车以及部分商用车的造型中设计师也越来越意识到这一点，造型时会着重的突出重点，而不是“遍地开花”。比如在AUDI A8（图1）的造型中以上几点表现的就非常明显。主题突出的大嘴横向格栅， 四个长方形散布四周，既突出了主题又起到了点缀作用，使整车显得不孤立、单调。车身线条采用变化非常平缓的横线使整车显得老成、经典、稳重。而传承了数十年，至今仍然倍受追捧的经典车型——甲壳虫（图2）的造型与AUDI A8就有着天壤之别。圆形的造型元素，变幻不定的曲线线条分缝，调皮可爱的大灯等等，设计师塑造出的是一个天真无邪的“调皮宝宝”的可爱形象。当然最初的甲壳虫造型并非是现在的这副模样，随着人们对美的认识不断的变化，造型也在发生着不断的变化。可以断定的是明天的“甲壳虫”绝对不会是今天的这副模样。

图2　大众甲壳虫

在造型阶段完成了风格和元素的造型之后，就是分缝和间隙面差。在分缝上经过设计师的总结应该注意的内容包括以下几个方面：首先尽量避免3线或4线交叉，三线交叉的分块至少会产生3块，而且三块的可能性非常小，如果是三块会造成发散的视觉感受，如果是四块，就会显得散碎，用料不整，形成拼凑感。四线交叉的效果会更加严重，在这里就不必多说了。第二尽量减少分块数量，分块符合工艺要求，分块的多少数量不能说越少越好，在可视的区域里减少分块的数量能增加车辆的整体性，使车辆更加整体紧凑。第三应注意成本最优，车辆分块最主要的目的是材料的优化利用，尽量提高材料的利用率。第四需满足装配最简化，如果仅仅为了美观而放弃了装配的方便性那就是本末倒置了。第五应尽量避免视线关注，没有多余的可视部分，在正常视角下应不易看到内部发动机舱的部件以及装配点等。间隙面差与整车的设计风格有非常大的关系。不同车型对间隙面差的要求也是不同的。在搭接关系上面差合理，上部部件要突出于下部部件，体现出遮盖感。

1.2精致工艺在工程设计阶段的应用

工程设计阶段是汽车设计的核心环节，精致工艺在该环节的有效利用将大大提高整车各方面性能。精致工艺对车辆设计的要求是以法规的满足为基础，以满足各项感官的舒适程度作为评价的标准的。

在汽车的工程设计阶段，首先要考虑的就是国家法规这是自然不必多说的。对于其余的零部件以及总成的设计中精致工艺的四大设计原则对汽车的设计有很大的帮助，第一、对于不能除去的结构和小缺点就藏起来；对于车身内外饰来说这样的结构是比较多的，以副驾驶位置的杂物盒为例，杂物箱门的橡胶缓冲点置于顶部，隐藏在消费者的正常视角以外，这样能够提高顾客对该车完美性的认识。反之由于结构和颜色的差别给顾客形成不适的感受。第二、要站在顾客的角度去看待问题；不能将自己的设计经验和理论带到对车辆评价中去；在设计和评价的过程中，要时刻将自己从设计的角色转移到一个消费者的角色中去，要花最少的钱买到最好的东西。为顾客设计出最为优秀最为满意的产品是工程师的首要任务。第三、减少变化的数量，尽量简洁；复杂的结构和变化如果运用恰当会显得丰富有内涵；但如果运用不好，可能会造成繁琐冗余的感受，在允许的范围内简洁反而会给顾客一种明快的感受。第四、运用的图形元素要和谐统一，不能给人形成威迫感；不能只考虑成本因素，盲目的借用。以内饰为例仪表台左右的风口和除霜风口的位置是很近的，二者在图形上如果运用不当就会形成威迫感（如图3某车型的仪表台出风口）。

图3　某车型的仪表台出风口

除了以上所提到的四大原则还应该从材料的角度区充分的考虑，首先钣金件应该考虑板材成型的特点和加工工艺的要求。钣金件在设计中要考虑的几点准则：形状简单、节省材料、足够的强度刚度、可靠的冲裁以及平缓弯曲等方面。在三维数模的设计过程中就应该考虑以上几点应该注意的方面。以形状简单的原则为例，切割面的几何形状越简单，切割下料就越是方便，直线比曲线更简单，圆比椭圆及其他的高阶曲线更简单，规则的形比不规则形简单。塑料件设计的过程中也有一些原则和应该注意的问题，比如形状和结构的简化、壁厚均一、避免应力集中、加强刚度、抗变形设计等方面。这些方面的都是相通的，也是相互的。壁厚均一能够有效的防止应力集中引起的变形。塑料是对缺口和尖角之类比较敏感的材料，在应力作用下，这些部位会逐渐产生微细裂纹，随后逐步扩展到大的裂纹，而裂纹的不断延伸终将导致制件的损坏。因此产品设计中，避免应力集中应是一条基本的准则。车辆设计中最为常见的就是塑料件的变形，一般来说塑料件的变形是由两方的原因引起的：一是由制件的内应力引起的翘曲变形，二是由热效应引起的热变形。针对这两方的引起的变形材料专家们有很多的方法来对付这两种原因引起的变形，在这里就不多说了。

舒适性也是精致工艺重要内容，在操控方面的舒适性是整车设计环节的重要内容。汽车的驾驶性与相关的人机关系驾驶员驾驶汽车既用眼又用手，还需用脚。所以涉及了驾驶员的视野、手操作范围及脚活动范围。同时，也涉及了仪表板、中控板、方向盘、脚踏板、翼子板等机构的设计。

1.3精致工艺在试验验证阶段的应用

精致工艺对车辆的评价首先是以样车为基础的。也就是说在评价设计车辆前首先要求定标杆车，首先要对标杆车型进行评价。各项指标的评价都是以标杆车为基础的，但是对标杆车的评价也应该是客观公正的，不能因为是标杆车就将该车的所有部件或项目都作为标杆，同时还要确定所涉及车型的亮点，确保精致工艺的评价分值能够超过所确定的标杆车型才能够进行到研发的下一个环节中去。在进入OTS阶段或者P0阶段后精致工艺的评价内容也与以上两个环节的评价内容有着很大的不同。精致工艺的评价应该放在试验之前，待所有的评价合格后才能进入到试验验证的环节。

试验验证阶段精致工艺评价的内容应该包括验证设计中各种国家法规的符合性、OTS件的间隙面差处理与设计的差别、驾驶室的室内空间感受、驾驶操控系统的方便性和舒适型、室内气味、音响的效果以及整车给参观者带来的安全感、精致感、想象性等方面的内容。该环节中需要考虑的因素不亚于工程设计环节中的内容，应该说该阶段的评价直接关系到整车的定位。

对车辆的评价应该用普通百姓的眼光去评判，而不从一个专业的设计人员的角度去评判车辆的好坏优劣，普通消费者对车辆的认识大都停留在感官舒适、空间开阔以及操作轻松等几个方面上。再深层次的内容一般不会涉及。感官舒适要涉及到整车的造型和工程设计中所涉及的间隙面差，造型元素的统一和谐、色彩搭配合理，造型的问题基本上能够得到解决。间隙面差在乘用车设计中往往是间隙面差小控制均匀为优秀的，当然也不排除在一些个性设计中追求独特而牺牲间隙的设计，但这种设计往往是少数。驾驶室的室内空间感受是决定消费者感觉的重要因素，空间小会给消费者一种直接的压抑感，这样在车辆购买欲方面会大打折扣。因为在人机工程学设计中除了生理空间外，还存在着一种心理空间，心理空间如同心里承受能力一样，大小因人而异，可能有些人感觉小有些人却感觉较合适，既使是相同的消费群体的对心理空间的要求也是不相同的，在设计中如何引入大多数人的心理空间是关键。操作轻松是车辆设计中最为重要的设计环节——车辆机械工程设计，该环节设计的内容包括转向系统、变速系统、悬架系统、以及整车的NVH设计，这些都涉及到整车操控性能方面的内容。如果再加上燃油经济性、车身强度设计等精致工艺就涵盖了整车车辆设计的各个环节。

2、 将精致工艺引入到汽车设计的环节中

精致工艺对于车辆的设计如同AUDIT评审一样是一种非常优秀的工具，那么在我们车辆设计的过程中什么时候怎么样使用这个工具进行测评我们的产品呢？对于不同的研发阶段有不同的研发内容，精致工艺也相应的根据不同的内容确定不同的评审项目，比如说在概念设计阶段是肯定评价不了整车音响系统效果和车内气味方面的内容。另外，如果想要精致工艺发挥出它的作用就必须将精致工艺的内容固化在产品开发的整个流程之中。通过组建精致工艺团队，制定流程，明确责任单位，引入“精致工艺门”，严格按照时间节点组织由不同消费群体组成的评审团进行精致工艺评审，并对评审意见进行汇总研讨，形成整改计划，以此将精致工艺工具真正引入到开发过程中，对开发产品的精致性产生真正影响。

首先我们来看一下车辆研发的全过程（如图4）。在汽车开发的最初阶段——市场分析阶段就要考虑精致工艺的内容，这个时期应当确定明确的标杆车型，然后对该车型进行精致工艺所涉及内容的评审，确定能否将该车作为标杆车型，以及该车存在的亮点。在概念设计阶段精制工艺应当参与到包括草图设计、效果图设计、CAS设计到油泥模型再到B面、A面设计的各个环节之中。在工程设计中主要是整车性能以及间隙面差和操控舒适性方面能否达到标杆车的标准。在设计验证阶段主要考察的内容应当与市场调研阶段对标杆车考察的内容相同。作为项目制运作的产品开发在确定了精致工艺评审的内容后一般按照（如下表1）中的流程进行。

图4　产品开发流程框架图

表1　精致工艺实施流程

3、精致工艺在汽车设计各个环节的发展

随着汽车制造技术和生产工艺的不断进步，精致工艺在汽车行业的应用也会不断的完善和提高，包括对零部件的生产制造都会提出更高的要求。目前精致工艺主要集中在塑料件等非金属件的零部件中，对于金属件各个主机厂主要靠A面来控制钣金件的质量，许多的不涉及外观的结构件并未达到普通消费者满意的水平，当然如果表面的处理会给零部件的生产成本增加的话，每个零部件生产企业都不会愿意去干，如何在不增加成本的前提下去提高产品的性能和外观质量是每一个设计师都应该具备的素质。

目前精致工艺控制的范围仅仅局限在外观质量上，从外观中感觉质量的可靠性。汽车制造不能仅仅局限在外观质量可靠的层面上，必须将“质量可靠”做到实处才能真正的取得消费者的信任。因此精致工艺必须向更高层次的领域推进，才能设计出真正的“精致”的产品。

参考文献

[1]丘永福编著造型原理.[M]台湾艺风堂(1988年).

[2]（日）高桥正人著,（张文宗译）,基础设计,[M]台湾东门出版社1988年.

[3]（英）威廉.荷加斯（1753年）著（杨成寅译）美的分析,[M]人民美术出版社（1984年）.

[4]王望予,汽车设计.[J]机械工业出版社.

“Craftsmanship” Promotion In The Automotive Product Development

Gao Qilong
（AnHui Jianghuai Automobile Co. Ltd, Anhui Jianghuai 230601）

Abstract:The craftsmanship already obtained the widespread promotion in the electronic profession, also starts in the automobile spare part domain's Joint venture and the Foreign-funded enterprise to introduce and to instruct the production, how introduction should and the use craftsmanship better serves in the automobile design domain for the automobile design. At the three stages of car design in the different stages should be based on the content of the different assessment. The automobile research and development are a very complex content, the craftsmanship's introduction must form “the gate”form. Participates in the craftsmanship appraisal the personnel must represent the different expense community. In the automobile design the craftsmanship's content is not irrevocable, meets the appearance quality along with the technical progress to the deeper level domain expansion.

Keywords:Craftsmanship; Automobile Design; Engine; Examination

中图分类号：U466

文献标识码：B

文章编号：1671-7988 （2016）05-173-04

作者简介：高琦龙，就职于安徽江淮汽车股份有限公司。在技术中心从事产品开发工作。