第一章 緒論 

近幾年來(lái),  出現(xiàn)了越來(lái)越多的汽車(chē)品牌和汽車(chē)制造商，相應(yīng)的越來(lái)越多的車(chē)型也需要被研發(fā)出來(lái)。作為一家為各大汽車(chē)廠(chǎng)商做配套的汽車(chē)零部件生產(chǎn)公司，就意味著也需要設(shè)計(jì)生產(chǎn)更多的產(chǎn)品出來(lái)。而日益增長(zhǎng)的車(chē)型產(chǎn)品數(shù)量和有限的人力物力之間的矛盾，成為了汽車(chē)配套廠(chǎng)商亟待解決的問(wèn)題。本章將從整個(gè)汽車(chē)大環(huán)境的變化，國(guó)內(nèi)外關(guān)于模塊化設(shè)計(jì)的發(fā)展現(xiàn)況，來(lái)引出本文的研究目標(biāo)，并做一些可行性的分析。 

1.1 課題背景及意義
上�；舾黄�(chē)鎖具有限公司是一家德資的汽車(chē)配件生產(chǎn)廠(chǎng)家，公司主要為各汽車(chē)廠(chǎng)提供汽車(chē)進(jìn)入系統(tǒng)的零件，如車(chē)門(mén)把手，車(chē)門(mén)基座，車(chē)門(mén)鎖芯，鑰匙，點(diǎn)火鎖芯，后蓋鎖，油箱蓋等零部件。 近幾年來(lái)，隨著汽車(chē)業(yè)的發(fā)展，公司需要面對(duì)越來(lái)越多的的不同客戶(hù)，從僅僅為上海大眾汽車(chē)有限公司配套供貨，發(fā)展為需要為上海汽車(chē)有限公司，上海大眾汽車(chē)有限公司，通用公司，海馬汽車(chē)有限公司，吉利汽車(chē)，東風(fēng)本田汽車(chē)有限公司，比亞迪汽車(chē)有限公司，觀(guān)致汽車(chē)有限公司等近十家公司進(jìn)行配套供貨。 而對(duì)公司的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)部門(mén)來(lái)說(shuō)，從僅僅按圖生產(chǎn)，進(jìn)行國(guó)產(chǎn)化開(kāi)發(fā)工作發(fā)展到，為各大汽車(chē)廠(chǎng)全新開(kāi)發(fā)十余款新的車(chē)門(mén)進(jìn)入系統(tǒng)。 因此以往從總部拿一個(gè)國(guó)產(chǎn)化項(xiàng)目可以吃好幾年的情況一去不復(fù)返。 不同的客戶(hù)對(duì)需要開(kāi)發(fā)的新產(chǎn)品的要求也各不相同，因此每當(dāng)拿到不同的客戶(hù)的設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)時(shí)，產(chǎn)品設(shè)計(jì)工程師總是需要絞盡腦汁構(gòu)思新的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。這些新的結(jié)構(gòu)往往需要大量的時(shí)間去驗(yàn)證，審核。然而新進(jìn)的設(shè)計(jì)師都比較年輕，而且大部分年輕工程師的人員流動(dòng)情況也比較頻繁，因此導(dǎo)致了大部分的工程師是缺乏相關(guān)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的。而缺乏設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)也經(jīng)常出現(xiàn)由于疏忽導(dǎo)致的設(shè)計(jì)事故。這就使得產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)，設(shè)計(jì)質(zhì)量無(wú)法保證，產(chǎn)品開(kāi)發(fā)成本居高不下。 
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1.2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 
近年來(lái)，汽車(chē)業(yè)在中國(guó)發(fā)展迅速，這同樣意味著競(jìng)爭(zhēng)也日趨激烈。車(chē)價(jià)的不斷下調(diào)，汽車(chē)使用者對(duì)汽車(chē)的要求逐步上升，原料，人力成本的上升，嚴(yán)重的擠壓了整個(gè)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈的利潤(rùn)空間。 因此如何在這樣一個(gè)機(jī)遇和風(fēng)險(xiǎn)并存的大環(huán)境下，爭(zhēng)取到一席之地，各大汽車(chē)廠(chǎng)商極盡一切所能，降低成本，提高效率。 模塊化設(shè)計(jì)方式就是其中非常重要的一部分。 面向大規(guī)模定制的設(shè)計(jì)（DFMC）要求建立一個(gè)面向產(chǎn)品族的產(chǎn)品平臺(tái)[1] 大眾，通用利用模塊化，平臺(tái)化造車(chē)概念來(lái)進(jìn)行大批量定制，大大的提高了自身的競(jìng)爭(zhēng)力。在 2013 年的汽車(chē)銷(xiāo)量中，這兩家汽車(chē)廠(chǎng)占據(jù)了整年銷(xiāo)量的四分之一強(qiáng)。  通用公司的“Pontiac Fiero”擁有模塊化車(chē)身和其他構(gòu)件，在實(shí)際生產(chǎn)中已經(jīng)接近這一概念�？巳R斯勒公司提出一個(gè)包括 28 個(gè)模塊的生產(chǎn)概念。福特公司也在這一領(lǐng)域做了許多工作，尼桑好像是第一家想要大規(guī)模定制個(gè)性化汽車(chē)的公司，其汽車(chē)制造的遠(yuǎn)景規(guī)劃是“5 個(gè) A”——任何批量（Any volume），任何時(shí)間（Any time），任何人（Any body），任何地點(diǎn)（Any where），任何車(chē)（Any thing)。很少有比汽車(chē)更復(fù)雜的產(chǎn)品，也很少有比汽車(chē)更復(fù)雜的加工過(guò)程。如果汽車(chē)可以用總線(xiàn)模塊化和所有其他技術(shù)進(jìn)行大規(guī)模定制（對(duì)此很少有人懷疑），那么大多數(shù)產(chǎn)品或服務(wù)都可以進(jìn)行大批量定值。
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第二章 現(xiàn)有車(chē)門(mén)進(jìn)入系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程分析 

既然要優(yōu)化設(shè)計(jì)流程，那就說(shuō)明現(xiàn)在的設(shè)計(jì)流程是存在問(wèn)題的，因此，必須先要找出這些問(wèn)題，然后分析這些問(wèn)題的原因是什么，最后才能有針對(duì)性的進(jìn)行優(yōu)化。本章將著重分析這些問(wèn)題及其原因。 

2.1 目前的設(shè)計(jì)流程 
公司目前官方發(fā)布的正式設(shè)計(jì)流程是這樣的，如圖 2-1 這套流程是根據(jù) TS16949 進(jìn)行編輯的，在體系要求上將整個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)分成了三個(gè)階段，概念設(shè)計(jì)階段，細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)階段和設(shè)計(jì)驗(yàn)證階段。 第一階段是概念設(shè)計(jì)階段，主要的工作是和客戶(hù)確認(rèn)設(shè)計(jì)方案，包括制作，確認(rèn) BOM 清單，和客戶(hù)確認(rèn)，整理設(shè)計(jì)要求，并制作初版的 DFMEA，這一階段的文件輸出是 BOM 清單，設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)和初版 DFMEA，階段結(jié)束的標(biāo)志是完成第一階段設(shè)計(jì)評(píng)審。 第二階段是細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)階段，主要的工作是根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)上的客戶(hù)要求來(lái)進(jìn)行細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)，完成 Prototype 設(shè)計(jì)的 3D，2D 圖紙，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，DFMEA，階段結(jié)束的標(biāo)志是完成第二階段設(shè)計(jì)評(píng)審。 第三階段是設(shè)計(jì)驗(yàn)證階段，這個(gè)階段主要是制作 Prototype 樣件，，進(jìn)行設(shè)計(jì)試驗(yàn)，并鎖定設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，輸出是正式的 3D，2D 圖紙，設(shè)計(jì)試驗(yàn)的試驗(yàn)報(bào)告。階段結(jié)束的標(biāo)志是完成第二階段設(shè)計(jì)評(píng)審。 
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2.2 目前的設(shè)計(jì)流程所存在的問(wèn)題 
綜上所述，目前的整個(gè)設(shè)計(jì)流程有官方的設(shè)計(jì)流程，有設(shè)計(jì)評(píng)審，對(duì)于公司層面來(lái)說(shuō)這個(gè)流程肯定是沒(méi)有問(wèn)題的，因?yàn)檎麄�(gè)集團(tuán)都是在按照這個(gè)流程在進(jìn)行設(shè)計(jì)工作。 但是就如前文所提的，公司也只有一個(gè)按汽車(chē)制造體系所規(guī)定的設(shè)計(jì)流程，任何一個(gè)汽車(chē)零配件生產(chǎn)公司，任何一個(gè)汽車(chē)零配件產(chǎn)品都可以按照這個(gè)流程進(jìn)行設(shè)計(jì)。體系對(duì)我工作的要求是按計(jì)劃進(jìn)度進(jìn)行設(shè)計(jì)評(píng)審，按計(jì)劃進(jìn)度提交報(bào)告，數(shù)據(jù)。也就是說(shuō)這是一個(gè)公司級(jí)別的流程，而不是一個(gè)工程師用的流程，而且這也不是一個(gè)可以指導(dǎo)模塊化設(shè)計(jì)的流程。 而具體到工程師的具體的設(shè)計(jì)工作上，可以大致歸類(lèi)為兩種設(shè)計(jì)流程。 一就是把自己以往的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，或者別的熟悉的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)直接拿來(lái)用，或者自己定義一些標(biāo)準(zhǔn)件，比如各種紐簧，螺釘，螺母，軸等，然后將其他運(yùn)用這些標(biāo)準(zhǔn)件的項(xiàng)目數(shù)據(jù)上的結(jié)構(gòu)直接拿過(guò)來(lái)，拼接一下，完成設(shè)計(jì)。 但是這種設(shè)計(jì)方法缺乏一套系統(tǒng)的，完善的設(shè)計(jì)流程，甚至就如前文所述，目前根本不存在這樣一個(gè)可以指導(dǎo)設(shè)計(jì)工作的標(biāo)準(zhǔn)化的流程。
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第三章  模塊化設(shè)計(jì)方法對(duì)于流程優(yōu)化的研究.......18 
3.1 模塊化設(shè)計(jì)方法對(duì)于設(shè)計(jì)流程的優(yōu)化........18 
3.2 模塊化設(shè)計(jì)中模塊的劃分..........21
3.3 模塊化設(shè)計(jì)中的需求分析..........29
3.3.1 需求的整合和分解......29 
3.3.2 需求的分類(lèi)....31 
3.4 模塊化設(shè)計(jì)方法優(yōu)化設(shè)計(jì)流程的原理........33 
3.5 本章小結(jié)........35 
第四章  車(chē)門(mén)進(jìn)入系統(tǒng)模塊化設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化.........36 
4.1 需求的篩選和整理........36 
4.2 標(biāo)準(zhǔn)化的模塊設(shè)計(jì).......39
4.3 標(biāo)準(zhǔn)化模塊對(duì)設(shè)計(jì)流程的優(yōu)化......45 
4.4 本章小結(jié)........45 
第五章  車(chē)門(mén)進(jìn)入系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程再造.....47
5.1 基于需求管理的模塊化設(shè)計(jì)流程再造........47 
5.2 基于需求管理的模塊化設(shè)計(jì)評(píng)審流程再造....50 
5.3 本章小結(jié)........52  

第六章 應(yīng)用驗(yàn)證與成效 

6.1 應(yīng)用案例驗(yàn)證

2013 年年底的時(shí)候，公司研發(fā)部接到一個(gè)任務(wù)，支持市場(chǎng)部同事參與一個(gè)新車(chē)門(mén)進(jìn)入系統(tǒng)的競(jìng)標(biāo)工作。這個(gè)項(xiàng)目時(shí)間進(jìn)度非常緊，要求在接到 SOR 的兩周之內(nèi)作出競(jìng)標(biāo)用的概念方案，在項(xiàng)目定點(diǎn)之后的兩個(gè)月內(nèi)需要發(fā)布設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，下達(dá)開(kāi)模指令。時(shí)間非常緊迫。 一般來(lái)說(shuō)，項(xiàng)目的概念方案只需要提供客戶(hù)零件的外型尺寸，重量，材料信息等就可以參與報(bào)價(jià)，但是在客戶(hù)的 SOR 要求里，卻需要提供一些能滿(mǎn)足客戶(hù)要求的數(shù)據(jù)。這個(gè)等于是要求供應(yīng)商在兩周之內(nèi)做出一版新的概念數(shù)據(jù)。這在以前看來(lái)基本上是不可能的。因?yàn)樵谝郧�，一個(gè)工程師在對(duì)一個(gè)車(chē)門(mén)進(jìn)入系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)建模的時(shí)間是 16 周。也就是將近四個(gè)月的時(shí)間。即使是兩個(gè)工程師一起工作也最多減少 1 個(gè)月的時(shí)間，因?yàn)閮蓚�(gè)人做的數(shù)據(jù)需要更多的時(shí)間進(jìn)行數(shù)據(jù)之間的協(xié)調(diào)和匹配，反而會(huì)花費(fèi)更多的工時(shí)。 因此這個(gè)對(duì)以前的設(shè)計(jì)流程來(lái)說(shuō)是一個(gè)不可能完成的任務(wù)。但是在采用了模塊化設(shè)計(jì)方法之后，我果斷的承諾了下來(lái)。我找了車(chē)門(mén)進(jìn)入系統(tǒng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)小組內(nèi)的另外一個(gè)同事，兩個(gè)人，一起協(xié)同完成這個(gè)項(xiàng)目。 

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總結(jié)

本文通過(guò)車(chē)門(mén)進(jìn)入系統(tǒng)開(kāi)發(fā)工程師遇到的問(wèn)題，即設(shè)計(jì)項(xiàng)目井噴作為切入點(diǎn)。分析了公司設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)流程，指出了其所存在的問(wèn)題，并找到了原因，即產(chǎn)品設(shè)計(jì)與需求管理的脫節(jié)，和設(shè)計(jì)評(píng)審的形式化。   然后通過(guò)研究模塊化設(shè)計(jì)方法，研究需求管理，創(chuàng)新的提出了適用于車(chē)門(mén)進(jìn)入系統(tǒng)的模塊化設(shè)計(jì)方法，即基于需求管理的虛擬模塊的模塊化設(shè)計(jì)方法。考慮到這種模塊化設(shè)計(jì)方法需要大量的工作量來(lái)建立虛擬模塊的數(shù)據(jù)庫(kù)。因此我又引入了令虛擬模塊標(biāo)準(zhǔn)化的這樣一個(gè)研究方向。通過(guò)對(duì)虛擬模塊標(biāo)準(zhǔn)化的研究，和對(duì)需求的整合研究，我確認(rèn)了，采用標(biāo)準(zhǔn)化的模塊化設(shè)計(jì)是可以起到降本增效作用的。并基于標(biāo)準(zhǔn)化模塊的設(shè)計(jì)方法再造了車(chē)門(mén)進(jìn)入系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程。   最后通過(guò)分析一個(gè)使用模塊化設(shè)計(jì)方法的項(xiàng)目，還對(duì)比了一個(gè)沒(méi)有使用模塊化設(shè)計(jì)方法的項(xiàng)目，以及模塊化設(shè)計(jì)在提高零件的通用化率上的作用，最后還統(tǒng)計(jì)采用了模塊設(shè)計(jì)方法以來(lái)工程師完成的項(xiàng)目數(shù)量，等例證，來(lái)證明了模塊化設(shè)計(jì)在降本增效和提高設(shè)計(jì)質(zhì)量上的巨大作用。但是在獲得成果的同時(shí)，我也看到了目前這個(gè)流程的一些不足之處。虛擬模塊的數(shù)據(jù)庫(kù)目前都是存在車(chē)門(mén)進(jìn)入系統(tǒng)工程師的電腦中的，通過(guò)公司內(nèi)局域網(wǎng)在車(chē)門(mén)進(jìn)入系統(tǒng)工程師之間應(yīng)用。但是從概念上講，這個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)其實(shí)并不是一個(gè)真正的數(shù)據(jù)庫(kù)，這只是一個(gè)文件管理系統(tǒng)（File Management System-FMS）。在整體性，數(shù)據(jù)冗余度，信息共享和安全上面都比較欠缺。因此在往后的工作中，我需要制作出一個(gè)真正的復(fù)合數(shù)據(jù)庫(kù)要求的模塊數(shù)據(jù)庫(kù)，來(lái)完善這個(gè)數(shù)據(jù)管理。
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參考文獻(xiàn)(略) 

本文編號(hào)：84474