项目计划与控制在汽车造型设计阶段的应用

李想

上海大学管理学院 上海市 200444

1 引言

汽车的设计开发是一项复杂的工程其涉及到汽车的内外饰造型，总布置，内部结构，动力总成电气系统等一系列设计项目。本文研究项目计划与控制汽车开发中的造型设计阶段的应用。汽车造型是指消费者能直观感受到可视的部分，主要指汽车外观造型，内饰造型部分。随着消费者行为的多样化发展，汽车市场竞争越来越激烈，用户对于汽车造型的审美关注度也越来越大。本世纪出，汽车造型还是受到基础制造业的制约，大众消费市场汽车的造型没有太多变化。但近些年不同厂商根据自己对市场的调查，产品的规划以及自身品牌的定位，汽车的造型变化很快。而且各大车厂也加速了对自身产品的开发迭代速度，以适应市场变化提升自己的产品竞争力。

2 汽车造型设计开发流程

2.1 汽车造型设计输入

汽车造型设计开发一般是由汽车公司的设计部门根据市场部前期的调查反馈，由产品规划部、工程部门提前给定好总布置图。从整个公司的产品战略来说，是先有了汽车的开发定义和设计方向，然后才将信息交给设计部门。设计部门要根据大的产品战略方向开始其造型开发工作。很多时候并不是设计师想做什么就做什么，汽车是一个复杂的工业产品，传统的燃油车有上万个零件组成，一个新车型的开发需要很多部门成百上千的工程师设计师协同工作才可以完成。汽车设计师不能是一个艺术家，他必须在既定的要求内完成设计，汽车造型设计是一个介于科学和艺术之间的学科。

通常情况下，当设计部门拿到产品的市场调研和总布置，就可以先开始这个项目的前期的草图构思了。一个全新车型的开发需要几亿甚至十几亿的大量资金投入，如果不经过很细致的市场调研可能就会“打水漂”了；现在国内有专门的市场调研公司，汽车公司会委托他们对国内消费者的需求、喜好、习惯等做出调研，明确车型形式和市场目标，即价格策略，很多车型的失败都是因为市场调研没有做好。前期调研非常重要，而总布置是针对这个车型工程师给出的车型设计的基础。总布设计是汽车的总体设计方案，包括：车厢及驾驶室的布置，发动机与离合器及变速器的布置、传动轴的布置、车架和承载式车身底板的布置、前后悬架的布置、制动系的布置、油箱、备胎和行李箱等的布置、空调的布置。这些东西需要很大的工程量验证，甚至有些是法规的要求。在造型设计阶段，设计师是不能轻易去改总布置的。前期市场调研和总布置图都属于一个设计的前期设计输入，这些前期输入是给设计师的一个设计方向。就好比语文考试拿到一个命题作文的题目，你可以自由发挥内容，但是基本的命题和方向是一定要遵守的。

2.2 设计草图到三维模型

汽车设计实际是一项产品开发，并不是一项纯粹的艺术创作，最终设计师的想法要落实到产品本身，这就是说汽车设计师是在一个限定的舞台上跳舞，这个阶段设计师的想法可以比较自由，他们脑海中只要先有个大致的产品方向，例如这个项目是要做一个SUV 还是一辆轿车？这个车型的消费群体是二十几岁的年轻人还是三四十岁成家后的中年人？这个车型是要延续自身品牌的家族特征还是要创建一种全新的设计语言？这些都是在这个阶段需要考虑的问题。前期会有好多设计师参与到这个项目中开始竞标，当然一般的车企对于一个项目最终也只可能有一个方案会走到量产阶段，进而走向消费者。当设计师前期草图构思好之后他们会根据项目的总布置图去套入正常的比例中，进而让效果图往更加合理的方向去靠。因为一般设计师为了使自己的方案在前期看起来更加有视角冲击力，从而赢得方案都会在画效果图的时候局部做的相对夸张一些。

图1 汽车前期造型设计流程图

一般经过效果图的几轮评审，会有三到四个方案进入到三维阶段。这里的三维阶段是油泥模型或者数字模型阶段。一般先进入数字模型阶段，到了这个阶段，设计师的设计方案就必须和工程去结合，也必须开始考虑到很多实际的工程限制因素。在三维模型阶段，很多夸张的设计在工程限定的条件下，设计师不得不做出妥协或者更改前期的设计方案。在数字模型阶段，更加容易在电脑中发现设计中工程的不合理，进而修改设计方案。当电脑中数字模型经过几轮修改和调整之后，就要就要加工一个等比例的油泥模型。很多人可能会产生疑问，有电脑中做的数字模型就够了，为什么还要做油泥模型？首先我们先搞清楚什么是油泥模型，油泥模型顾名思义是一种由油泥（粘土）搭建起来的模型。油泥并非真的泥巴而是一种化学原料，由于此工艺看起来像是在用泥巴做汽车，所以大家都称这个阶段是油泥模型（粘土模型）阶段（Clay Model Stage）。油泥是在1902年有通用汽车的首位设计副总裁哈利.厄尔第一次用于汽车设计中，到了上个世纪五十年代日本汽车公司将其发展为用工业油泥来做汽车造型。油泥最大的优势在于在汽车设计时，我们很容易对其造型进行修改。正如我们所说汽车造型设计是没有对错的，造型设计更多是一个趋于大众审美的过程，是一个很感性的过程。他并不像数学计算题，稍微有点偏差可能导致结果的错误；或者说是软件工程师，一旦某个地方错了，整个程序都将不可能算出来。造型设计不一样，某一条线高一点或者第一点，某个面鼓一点或者平一点，只要在工程许可范围内都是对的。所以一个设计的好坏更多取决设计师对美的理解以及他的理解是否符合大众当今的审美。毕竟汽车的消费者是广大的民众，只有大家都认可的好设计才是好设计，如果一个设计就设计师喜欢，大众并不接受那这个设计就是一个失败的设计。

2.3 油泥与数字的结合

油泥模型可以做成全尺寸模型，这个1：1 的油泥模型可以带给设计师最直观的判断，他们可以和模型是一起工作去推敲造型。如今很多的三轴加工机床替代了大部分模型师的手工劳动，但是往往在设计中最有灵魂的地方还是需要经过模型师与设计师的手工打磨。做好的油泥模型可以通过三维扫描技术再反馈给电脑，进行将实体模型的劳动成果又转化成数字。如今数字技术飞速发展，在很多邻域内已经替代了很多传统的手工劳动，汽车设计也面临同样的问题。但是就目前而言油泥模型在汽车造型设计中还是不可替代的。因为很多细节的地方不通过油泥模型很难在电脑上去通过三维数字感知到。毕竟目前VR 技术还不成熟，普片数字模型师使用的是普通的工作显示屏，纵使屏幕也都是24寸甚至更大，但是毕竟我们所开发的是长5米左右，宽1.9 米左右的汽车。电脑屏幕很难有一个体量的感知能力。还有就是科技发展带来的3D 打印技术，其实这并不是给油泥模型行业带来挑战的一项技术，相反3D 打印技术对模型帮助很大。正如我们所说油泥模型最大的好处是可以反复修改，在制作过程中通过敷上粘土，或者削去粘土而对造型进行调整。3D 打印则是通过现有的数据，直接将数据转换成实体的三维模型，如果不满意还是需要通过对原始数模的修改后，再打印一份。这样对于汽车这样的大型产品来说不管从经济效益还是工作效率来说都是不可取的。目前就需要数字模型和油泥模型在设计阶段相互转换，相互配合来帮助设计师更好的完成造型设计工作。当然油泥模型最后通过表面处理喷漆，可以视觉上达到真车的效果，在工作中我们也可以用来做前期产品的市场调研设计反馈等工作。

在造型设计开发的项目上，怎样更好的协调数字模型与油泥模型的工作计划就显得尤为重要了。特别是在设计阶段，因为设计没有对错，很多时候设计师就会去纠结一个设计的点，认为总是不满意达不到他预想的效果，但是从整个汽车设计的项目来看，造型设计只是其中的一部分。造型也必须满足空气动力学的要求，即不光要求车子外观好看，在做空气动力学（风洞试验）时其风阻系数也要够低，这样才能整体降低汽车在行驶过程中的风阻，从而降低能耗。

3 汽车设计项目计划

3.1 甘特图

既然造型设计项目环节这么多，而且需要各个团队来一起配合工作，那么在每一个项目开始前也势必需要通过进度计划来控制项目的时间和节约时间。造型设计工作可以用甘特图来制定项目计划，甘特图是进度计划中最常用的一种工具，最早由Henry.L.Gantt 于1917 年提出，甘特图由于简单，明了，直观，易于编制，因此在汽车设计中也可以用它来编制项目进度计划。因为相对于整个汽车整体的研发制造计划来说，就汽车外观造型设计而言，其复杂程度并不算高，对于单个项目在造型阶段周期也并不会太长，用甘特图就显得非常明了。

图2 就是某项目造型设计项目计划的甘特图，其中有红色五角星的节点，这几个节点就是可以认为是此项目的里程碑，里程碑是沿着项目时间线出现的重要的、有标记的进度点。一般来说，里程碑意味着项目开发中的一个重要变化或步骤。里程碑通常在项目的计划阶段设置，并随着项目的进展而不断更新。它们是可视的参考点，可以将项目分解成可管理的、可控的阶段，以此创建有序的项目重要节点保证项目的分阶段完成目标。想要知道项目的最终结果与最初的计划有多大的不同。项目里程碑就能够帮助我们更早地发现问题，并采取适当的行动改变来交付项目预期的结果。当设计阶段到效果图设计评审后就可以认为是一个里程碑，当数据模型建个完后也是一个里程碑，同样油泥模型手工调整完成后也是一个里程碑。这些里程碑将整个前期造型设计项目划分成不同的阶段，将有利于项目管理者从不同阶段来整体对项目的把控。

图2 前期造型甘特图

3.2 关键路径法

在汽车造型设计中，也可以使用到的关键路径法，在汽车造型开发的时候，整个汽车造型的主体是出于关键路径上的流程，但是同时，在整体开发设计的过程中，我们还需要对车身上很多部件进行设计开发，例如外观设计中的门把手，后视镜，汽车侧装饰条，鲨鱼鳍天线或者轮毂等。这些部件的开发设计可以独立于汽车车身的开发。但是为了设计的统一性和整体性，这些部件的设计又必须等汽车整体设计效果图定稿后，基于这个设计的风格和基调来进行设计。所以就整个设计而言，车身的设计是出于项目的关键路径上，可以理解为项目的主进度控制就是要控制汽车主体的设计。只有通过控制项目主进度，使其按计划惊醒，才能保证总进度的如期完成。项目进度控制主要是个作业部门对各个具体作业进度计划的控制。其也是随着项目的进行而不断进行的，是一个动态的过程，也是一个循环的过程。汽车设计更是一个循环的过程，特别是在油泥模型到数字模型阶段，在我们日产工作中经常会由于设计师对于设计的刻要求，使得设计在某个阶段进度会产生延期。如果实际进度未按照计划完成，那我们的实际进度就和计划进度不一致，从而产生了偏差，产生偏差若不采取措施并加以处理我们的实际完成目标就不能完成，特别是关键路径上的项目计划受到影响，阶段性的项目目标不能完成就会导致整个项目的延期。对关键路径上项目进度计划进行调整，首先要认识到关键路径无机动时间，其中任以工作持续时间所点都会影响整个项目的工期。所以当关键路径上的项目进度调整是项目进度更新的重点。为了对延期行为进行补救，通常我们会采取两种情况：一是增加人手进行赶工；一是通过加班来进行进度的追赶，进而保证工期的顺利完成。此外如果是非关键路径上的工作延期，如汽车外观后视镜的设计开发，只要算出他的时差范围，则不会影响到整个汽车的造型设计计划。

4 结论

在汽车的造型设计开发实际是一项复杂的项目，但无论什么产品的开发设计都需要做好项目计划与控制。如何做好项目的控制首先必须要对整个开发流程熟悉，明确汽车造型开发的项目目标和计划。为了便于发现项目执行过程的偏差，在项目的不同阶段设置里程碑事件，并且对里程碑事件进行监测，有利于项目相关者发现项目偏差。一旦发生了项目偏差，项目经理需要立即确定是正偏差还是负偏差，如果负偏差发生在关键路径上，必须马上采取行动来保证设计项目的顺利完成。汽车设计是一项复杂的工作，汽车造型设计也只是整个新车开发项目其中的一个阶段。在造型设计阶段需要做好项目计划，并且控制好项目，才能保证不影响整个车型的开发计划。