基于车身快速开发的对标分析
2021-09-14庞林伟叶柱炎张娜
庞林伟 叶柱炎 张娜
摘要：本文对基于车身快速开发的对标分析进行深入阐述与应用举例，展现对标分析对于车身开发的重要意义，为更好的将对标分析方法服务于车身工程设计提供思路与指导。
Abstract： This article provides an in-depth explanation and application examples of benchmarking analysis based on rapid car body development， showing the importance of benchmarking analysis for car body development， and providing ideas and guidance for better applying benchmarking analysis methods to car body engineering design.
关键词：车身开发;对标分析;应用
Key words： car body development;benchmarking analysis;application
中图分类号：U471.14 文献标识码：A 文章编号：1674-957X（2021）17-0185-02
0 引言
汽车行业自2017年以后，一批传统汽车企业及造车新势力相继倒闭。车企为进一步抢夺市场份额，一方面加快新车型推出速度，一方面减短老车型的改款周期。如何缩短项目开发周期、降低开发成本，成为每一个主车厂的重中之重。对标分析即是一种可以实现短周期、快速开发的有效方法。
1 对标分析简介
对标分析（BenchMarking）是指将自身的产品及技术与行业标杆或竞争对手进行对照，分析优劣，取长补短。对标作为快速超越对手的方法，在汽车行业应用广泛，国内外汽车厂商从产品立项到项目结束，都会进行对标;通过对标建立数据库，作为各种技术方案的数据支撑，有效帮助产品提高竞争力。本文主要对基于汽车车身开发中的对标分析进行阐述和论证。
2 基于车身的对标分析
2.1 车身对标工作流程
车身对标是汽车对标分析最为关注的内容，车身是所有汽车零部件装配的载体，影响到整车的操控、舒适性等各项性能。
车身对标流程是：选择对标车型，将所有安装零部件进行拆解，记录及测量安装信息;对白车身扫描，参数采集与性能测试。将白车身分解至单个零件，进行车身结构逆向及CAE分析。（图1）
2.2 车身对标分析内容
2.2.1 车身性能参数测试
车身性能参数的测试主要有刚度、模态、抗凹性能、雪压测试、气密性等;所有的测试应遵循严格的试验标准，对试验结果进行横向核对，便于后期数据对比。
2.2.2 车身关键信息测量
对车身的关键信息进行测量和整理。整车阶段：测量车身活动件数据，主要有车门开启角度、关门速度及关门能量、加油口门开启角度等信息。
白车身阶段：测量车身整体重量、涂胶种类、各种辅料使用量等。
单个零件阶段：测量零件重量、厚度及材料等信息。所有测量信息按照模板记录并整理分類，用于后期进行数据逆向、数据横向对比，建立数据库。（表1）
2.2.3 车身结构逆向
对车身零件进行扫描，得到点云数据，再使用专业软件进行逆向建模，得到完整的车身结构数据，是车身对标的重要环节。逆向数据可以进行详细的结构分析和CAE分析。车身结构逆向数据主要包括钣金结构数据、焊点数据、断面数据等。（图2）
2.2.4 数据分析及总结
车身对标分析主要有性能与结构分析、工艺分析、材料与成本分析等。通过对比分析，总结开发车型与竞品车型差异，包括结构特点、工艺特点等，将其服务于新开发车型，减少开发周期、提升性能、减少设计更改及验证。（图3）
3 对标分析在车身开发中的应用
3.1 基于对标的车身开发目标设定
3.1.1 车身性能、重量及零件数量目标设定
车身设计需要根据车型市场定位、目标用户等定义相关性能参数、尺寸等前期开发目标。对竞品车型车身进行详细对标分析，快速定义车身性能目标。
车身开发要求轻量化设计，需要严格管控车身重量及零件数量。根据对标结果，结合车型成本和轻量化要求，定义相关的开发目标。（表2）
3.1.2 车身工艺及材料选择
车身设计涉及到冲压、焊接及涂装工艺。对竞品车型进行工艺分析并应用至新车型开发，可以改善产品质量、提高车身品质。例如经过对比分析：顶盖与侧围连接使用激光焊接，可以提高连接强度、增强车顶密封性能，在新车型开发中推广此工艺。
车身轻量化设计离不开合理的材料选择。不仅需要丰富的工程开发经验数据，还需要通过对标，快速建立及完善车身材料数据库，保证不同车型材料选择策略的合理性。
3.2 基于对标的车身结构优化
3.2.1 车身接头结构快速选型
车身接头性能是搭建车身框架的重点。通过对标，建立丰富的接头数据库，在新车身开发中快速选择最优接头结构，能够有效减少前期数据设计及验证时间。
3.2.2 车身零件结构优化
车身设计过程需要多次CAE虚拟仿真测试，对结构及零件性能分析。针对零件结构设计不合理需要反复优化的问题，通过对竞品车型分析可以得到更优的结构设计方案，减少反复的设计变更和避免潜在的设计风险。
①某开发车型A柱下接头位置扭转刚度不足，受限于平台化开发策略及成本原因，导致结构更改困难。经过对比分析竞品车型，局部优化加强结构，在基本不增加重量及成本的条件下达到性能目标。如图4所示。
②某车型前舱进行实车评审时发现前塔包位置出现淤泥，经拆车验证是由于前塔包与外板匹配孔洞间隙过大。参考对标车型布置凸筋，满足涂胶工艺，完整封堵孔洞，顺利解决问题。如图5所示。
4 总结
车身设计开发是一个系统性的工程，涉及到性能、工艺、材料等多个专业。对标分析对于车身的快速开发具有重要意义。本文针对对标分析在车身开发中的作用及应用，进行了详细的阐述和论证。对车身开发过程中各个阶段的对标重点和要素进行了剖析，为今后新项目的车身开发工作提供可靠的对标流程和工作方法。
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