[汽車之家 技術] 在目前這個工業化高度發達的時代,汽車仍舊是批量化生產的民用工業品中最為復雜的。這個復雜,不僅僅是超過五萬多個零件的組裝,還需要這些零件能夠在多年的風吹、寒冷、暴曬和雨淋的摧殘中保持堅挺的性能,還要成本盡可能的低,這堪稱“工業奇跡”。
以往的《背后的巨人》節目我們深入介紹過不少供應商,以前也寫過不少工廠參觀,大家對于主機廠的沖壓、焊裝、涂裝和總裝車間都有所了解了。這一次,我們將進一步深入,來和大家聊一聊一款車的整個開發流程,以及數萬零部件的設計與制造,看看從頭到尾打造一款車到底有多么困難。不過由于篇幅限制,本文我們將分上、下兩期帶給大家。
汽車工業之所以對一個國家來說非常重要,是因為這是一個非常龐大的產業鏈,其開發、制造和銷售這三大核心領域,衍生出一系列的配套產業,上至鋼鐵、橡膠、玻璃、電子、紡織、橡膠等原材料,中到工業設計、高精尖機械加工,下至流通、維修和保險等,由此產生令人瞠目結舌的生產總值,是一個國家經濟和工業實力的超級助推器。如果說一個國家擁有了強大的汽車工業體系,那就意味著整個國家的科技實力、人才儲備和產業規模已經達到了一個相當高的水準。
市值上萬億的車企也不可能包攬汽車工業所有環節
我們日常所知的車企在業內被稱作“主機廠”,雖然看起來一臺臺汽車不斷地從流水線上駛出,但這并不代表主機廠能夠包攬汽車如此復雜的工業品的所有環節。整車超過5萬的零件,單從材料大類來講就囊括了金屬、塑料、紡織品、皮革、玻璃、線材和半導體等。哪怕是全球市值最高的豐田集團(2017年市值1839億美元)也不可能單憑自己全搞定。
現實的汽車產業模式,是以主機廠為核心,依托周邊乃至全球的相關零部件供應商們,而主機廠主要負責最重要的整車設計開發、車身主要部件制造及組裝,有實力的主機廠還掌握發動機、變速箱等核心部件的技術開發和制造。
汽車工業分工極其細化的今天,很多配套供應商已經發展得相當成熟,其掌握的某些部件或者功能的關鍵技術甚至已經達到頂尖乃至不可或缺的水平,是主機廠的整車開發過程中的重要研發力量,而且整車開發過程也并非主機廠設計完成后,將成型的圖紙交給供應商按型生產即可。但具體是個什么流程呢?
為了讓大家更具體地了解整車開發流程,我們經過努力協調,終于獲得東風啟辰的授權,了解到了啟辰T60這一款車的開發流程。啟辰還向我們開放了供應商溝通渠道,我們挑選了幾家具有代表性的供應商一一對話調研,來為大家更深度地剖析。
如何從頭到尾打造一款車?
我們以啟辰最新的上市的全新SUV車型T60作為樣本來介紹一款車的開發流程,大致可以劃分為調研/戰略、產品概念、產品開發、生產準備、驗證和量產驗證等6個階段,當然實際開發過程中要更加細化。
在這個過程中,產品委員會是一個非常重要的部門。對于一個車企來說,每推出一款車,都意味著將要在前期開發、中期制造和銷售渠道、后期售后方面投入巨量的人力、物力,能夠拍這么高級的板并調配資源的,只有是高層大佬們,因此啟辰以及大部分車企的產品委員會一般是由董事會成員(或代表)以及高管組成。
第一步,調研/戰略階段,就是需要搞清楚市場上需要什么、大家喜歡什么。成熟的企業開發產品,尤其是整車這樣是投資以億計的產品,絕不是一個人或幾個人拍腦袋決定的。因此,啟辰開發團隊要研究政策、市場現狀及趨勢、人群構成及特征、流行趨勢、技術現狀及未來趨勢等一系列背景。
第二步,產品概念階段,分析并決定啟辰T60大致要做成什么樣子。開發團隊需要根據上一階段的調研成果來決定車型的產品亮點,當然此時只是提煉出一個大致的方向和概念。T60的《產品概念》由產品委員會拍板后,接下來的整個開發就以此為中心思想進行。
第三步,產品開發階段,研究出這款車具體怎么設計和怎么造。開發階段細分兩個小階段,前一階段提出《產品概要》,即根據上一階段《產品概念》進行細化的啟辰T60詳細的硬性產品性能指標,每一大項都會有一個對標車型作為基準。假設在空間方面,對標車的空間水平為基準分3分(滿分5分),《產品概要》則設定啟辰T60在空間方面要達到4分,為此將進行哪些具體的指標設定,如車體尺寸、座艙比例、座椅H點、座椅厚度、方向盤大小等一系列參數。另外,開發品質目標、投資目標和成本目標等也需要在這一階段獲得產品委員會批準。
進入開發階段,更多相關部門人員參與進來,整個項目開啟了多線任務推進,大致可分為設計和工程兩大部門。設計部門進入較早,在產品概念階段就已經開始造型草圖的繪制,此階段則開始塑造1:4油泥模型,提交量產車造型方案,不是一個,而是多個。造型團隊的造型方案獲得審批之后,才開始制作1:1等比例油泥模型。
工程團隊則開始打造數字樣車,這是一個整車三維數字模型,可以進行各種部件和功能的仿真模擬分析。數字樣車分三輪,第一輪由主機廠工程師完成,隨后第二輪各個供應商的配套團隊參與開發設計,針對自己所負責的部分進行細化,需要從技術難度、成本等方面進行探討。這一階段供應商不但要與主機廠開發團隊進行頻繁的探討會議,往往還要派出團隊到主機廠進行共同開發,例如負責內飾板的延鋒就曾派出20人團隊參與到啟辰T60的造型設計和工程開發中。
此外,等比例模型和數字樣車第一輪完成后,工程團隊還要開始工程模擬樣車的試做,畢竟數字模擬無法完全模擬現實,無論是實際開發需求還是法規要求都要進行實車測試。
互掐是設計師與工程師的日常
關于車輛開發有一個誤區:車型開發并不是由造型設計師設計完成后,交由工程師生產出來的。實際情況其實是雙方互掐的過程,舉個夸張的例子:
設計師:A柱太影響視野又不好看,我設計了一個無A柱的車。
工程師打臉:以現階段技術,沒有A柱車身剛度大打折扣,碰撞安全成績直接不及格,否決無A柱設計。
設計師:粗A柱太丑了,那用玻璃覆蓋一部分吧。
工程師:這個似乎不難,驗證一下。
設計師:但盲區還是太大。
工程師:現在有外攝像頭+內柔性屏的技術,可以驗證一下。
設計師:還是丑了點,算了,我看看能不能弄好看點。
供應商:好呀!好呀!我家有成套解決方案。
預算部門:咳!咳!
現實中自然不會存在如此沒有工業常識的設計師。在開發中,設計與工程同樣重要,只不過設計師所提供的是更為感性更為直接的造型,易于接受,工程師所負責的部分則過于理工科,一般人難以理解,因此在宣傳方面一般注重設計。
東風啟辰首席工程師潘甲開玩笑說:每個項目都掐得相當厲害,設計和工程的負責人很少去對方地盤,不過結束后大家還是會一起喝酒。
筆者問道:為什么很少去?
潘總工:怕出不來……
產品開發階段最終目的是發包定點,也就是造型與各項零部件的圖紙和技術指標都已經基本敲定,經產品委員會最終驗收并審批后,主機廠與各供應商簽訂供貨合同并發送圖紙。發包定點是一道分水嶺,接下來就進入了整個量產準備階段。
第四步,生產準備,開始準備啟辰T60所需的各種模具和工裝設備。工裝是指制造過程中的各種工具,包括機床、銑床、夾具、檢具等,而準備過程包括采購和參數設定。
第五步,OFF TOOLING,即使用正式工裝但不采用正式生產線、正式節拍(可以理解為生產一個產品所需的時間)和正式人員(完成培訓)條件下生產車輛,基本可以看做是小批量試生產。該階段在專門的試做工廠進行。這一步通過后才會進入量產試做階段。但這一階段最重要的是開始進行整車驗證試驗。
此外,還要在不同環境路況下進行實際道路測試。啟辰T60當時提供了7臺樣車,工程師團隊與博世團隊,在全國五條線進行了總里程13萬公路長達幾個月的測試,AEB/ESP開發驗證和整車道路測試一同進行。
第六步,OFF PROCESS,在上一步的基礎上進入正式生產線,但以非正常節拍試生產,進行量產驗證。在以上這三個階段期間,各個供應商的零部件驗證和調整也在同步進行。第六步也完成后,才開始進入正式量產。啟辰T60是在2017年3月發包定點,2018年11月正式上市。
整車的開發生產流程就是這個樣子,大家大致該知道主機廠并非簡單的繪制好圖紙交給供應商生產了。下面我們說說供應商。
東風啟辰作為中國品牌,與東風汽車、東風日產、東風日產英菲尼迪同屬于東風汽車有限公司,均采用源自日產汽車的AVES(Alliance Vehicle Evaluation Standard的簡稱)質量評估系統,這是日產汽車獨有的全球質量評估體系,所有整車及相關零部件均需要接受該系統的評估和指導。所以,東風汽車有限公司旗下汽車品牌采用的是同一個供應商網絡。
在整車的完整開發流程中,零部件的開發模式一般呈“V”型,以碰撞安全相關零部件的開發為例,首先是制定整車的安全性能目標,然后制定更加細致具體的安全設計,前兩步由主機廠主導,也就是提要求。
從第三步開始由供應商主導,先根據主機廠的需求進行產品設計,然后試生產,再進行內部測試驗證,這期間會有多次發現問題、解決問題和調整設計的程序。
到第六步,就又回到主機廠主導,供應商將基本成型的產品交由主機廠進行驗證。首先對各個總成進行檢驗,隨后再試生產,進行整車測試驗證,這期間又會對發現的問題進行處理調整。這一步就是買家驗貨。
那么供應商們又是如何與主機廠緊密合作,各自又擁有怎樣的實力呢,這些部件又是怎么設計制造出來的?接下來我們來分別聊聊幾個重要的供應商。
東普雷
東普雷為啟辰T60提供車身中立柱外板總成和門檻外板總成,也就是我們常說的B柱和門檻,這些部件作為車身骨架結構的重要組成部分,直接影響車輛側面碰撞成績。
經常看我們汽車之家工廠參觀系列文章的網友可能會有疑問,主機廠不也有沖壓車間嗎,怎么還要外采中立柱?我們前面講過,汽車制造所需零部件涉及的范圍相當大,主機廠不可能全都包攬,成本方面也不好控制。另一方面,所謂術業有專攻,大多數供應商常年專門從事某一細分類別或單一材質的部件,其技術實力和生產效率更高。
在車身金屬結構部分,主機廠主要負責大部件的生產,一些較小的部件則酌情交由供應商生產,中立柱就屬于尺寸相對較小的范疇。另一方面,中立柱是側面撞擊保護的重要部件,需要采用高強度鋼成型技術,與主機廠的生產設備不符,所以此類零件往往交由東普雷這樣的供應商。
東普雷集團(東プレ株式會社)是一家日資企業,1935年在日本創業,分別于2010年1月、2012年2月在佛山和襄陽成立全資子公司,除了中國,還在美國、墨西哥和泰國有工廠。東普雷從創立之初就與日產合作,目前也主要為日系品牌供貨,包括豐田和本田。東普雷的主營業務包括沖壓產品、恒溫物流、空調設備和鍵盤,其中沖壓產品就是超高張力或高強度板材。
東普雷掌握高強度鋼材的成型技術,從1970年掌握590MPa到現在已經掌握1470MPa鋼材的成型技術,現在正在研究1480MPa的成型技術。啟辰T60的碰撞安全目標是C-NCAP五星成績,而側面碰撞是相當重要的一項。啟辰T60中立柱總成內側材料強度1180MPa,外側強度590MPa。
材料強度越高、形狀越復雜的部件越難“捏”,這是常識,所以鋼材需要沖壓機配合模具壓制成型。問題在于,強度和柔韌度是互相矛盾的。汽車越來越追求強度和輕量化,于是開始使用強度越來越高的金屬材料。
中立柱作為安全保護的重要結構,其材料的強度要求較高。鋼材成型有兩個難題,斷裂和回彈,強度越高問題越大。斷裂提高加工難度并降低成品率,后者則讓材料即便能夠沖壓成型,放置后也有可能變形,嚴重影響精度,繼而影響車體剛性和安全性。中立柱的復雜造型加劇了這兩個問題,因此難度非常高。
反例是引擎蓋,由于需要行人保護,所以不能使用強度太高的鋼材,再加上形狀簡單,加工難度并不高。
要“馴服”倔強的鋼材,首先得要對其“脾性”了如指掌,就更容易知道鞭子該怎么揮舞。各大鋼廠是東普雷的供應商,每當有新材料時,東普雷都會拿到樣品進行材料分析。鋼廠會提供一份材料分析,東普雷又會針對材料進行試加工,進行成形、回彈和成形條件分析,并將數據整理進行CAE分析(計算機輔助工程)。東普雷的原材料分析部門位于日本總部,數十年來耗費大量研發資金一直堅持進行材料分析,其材料分析資料庫的體量和完善程度可想而知。
面對高強度鋼材在成型后的回彈問題,東普雷工程人員就可以根據材料特性,設計相應的約束造型,避免回彈的發生。例如立柱大體上是一個曲面,玩過鋼尺的都知道,撅成拱橋狀的鋼尺一旦松手就會彈手,這就是應力的存在,但如果將鋼尺折出一個折角,形狀基本就定型了。
聽起來原理挺簡單,無非就是多折幾下,剪幾個缺口,但難點在于如何知道在哪里剪口,折幾個角,角度多少。
“在哪里剪口”和“折幾個角”由開發部門負責,東普雷在中國的分廠主要負責生產任務,例如佛山分廠在收到啟辰T60的部件需求后,就會劃分中日任務部門,部件的主要開發設計工作、ACE分析和試驗工作都在日本進行,佛山分廠主要負責生產以及與主機廠的溝通工作。
敏實
敏實是啟辰T60的外飾供應商,負責車輛的前臉格柵和各個飾條,其中前臉格柵在車輛造型中是非常重要的零部件。
敏實是一家中國本土乘用車零部件供應商,主要生產車身結構件,飾條及汽車裝飾件。與其他零部件商的悠久歷史相比,敏實要年輕得多。1992,敏實集團的前身敏孚機械才在寧波市小港工業開發區成立,1997年整合多個分公司成為集團公司并進入中國汽車外飾件市場,2005年12月,敏實集團在港交所正式上市。2018年,敏實位列《美國汽車新聞》發布的年度全球汽車零部件配套供應商百強榜第92名。
當筆者在對話中問及敏實的競爭對手時,敏實集團副總裁趙鋒沉吟片刻,說:有,但我們沒把它們當做對手。
由于提供的是飾條等部件,所以敏實從造型概念階段就參與到啟辰T60項目中,可以說也是相當早的。啟辰的造型設計師在開發階段需要提出多個造型方案,其中拆分出來的飾條設計方案自然就非常多了,針對初步提出的飾條部件方案,敏實需要進行驗證試生產,也會提出修改意見,這些試做部件都會裝在工程模擬樣車上。此外,看似簡單的外觀飾條,實際上還要考慮空氣動力學設計,當然了,這方面主要是啟辰負責。
當啟辰T60的零部件正式定型后,敏實就開始定制模具,進行生產工作。敏實所生產的都是小零件,因此生產機械體積并不大,但由于需求量大,所以實際上還是擁有巨大的廠房。格柵總成這樣的裝飾件主要工藝是注塑、表面處理和拼裝。注塑是最前端的加工車間,但由于采用自動化流水線,工人極少。
鋁制部件則需要經歷一系列壓制工序,但最重要的還是陽極氧化。這樣才能讓部件表面光滑如鏡,并且擁有一層防腐耐磨保護層。
這個“防水妝”得夠抗造
女生化妝都怕妝花了,所以在雨天或者游泳的時候就會化防水妝。東風啟辰這樣的傳統主機廠的新車型在正式量產前,都需要進行高寒、高熱、高濕等各項極端條件測試,腐蝕和磨損對光潔的外飾件具有極高的傷害,要想保證多年使用仍能夠保證“妝容”良好,就需要進行針對性的試驗。
每一款車、每一個零件都要經歷這一系列考驗,都是為了保證啟辰T60的“妝容”能更加持久,來自于東風啟辰的苛刻要求。
東風延鋒
東風延鋒負責啟辰T60的全套儀表板總成、門護板總成、行李廂總成等絕大部分內飾零件,可以說延鋒基本包辦了啟辰T60內飾的主體結構部分。
延鋒是全球著名的中國汽車零部件供應商,《美國汽車新聞》發布的2018年度全球汽車零部件配套供應商百強榜中,延鋒位列第16名,是該領域里中資企業的NO.1。延鋒最早可以追溯到1937年在上海創立的何瑞興機模廠,1979年與多家企業兼并成為上海延鋒汽車內飾件廠,參與上海牌轎車的零部件生產。1994年與福特合作,成為中美合資企業。2014年回購偉世通(福特旗下零部件企業)股份,重回中資企業,次年收購江森自控全球內飾業務。延鋒自1979年正式成立,伴隨著改革開放和國產汽車工業,走過了40年的激蕩成長。
筆者此次對話的是總部位于武漢的東風延鋒汽車飾件系統有限公司(簡稱“東風延鋒”),延鋒與各大主機廠的模式是與各車企集團建立合資公司,東風延鋒就是由延鋒汽車內飾系統有限公司和東風電子科技股份有限公司共同成立的合資公司。公司成立于2003年,截止2018年,已經在國內外擁有11家分子公司,研發中心位于武漢,具備獨立自主設計研發能力。面向啟辰T60的內飾件生產在鄭州子公司,依照就近原則向鄭州日產供貨。
東風延鋒目前為東風、廣汽等車企旗下多個品牌合作,其中東風延鋒鄭州子公司于2011年建廠,從啟辰的首款車D50就開始合作。
操的不只是造型這點兒事兒
東風延鋒從啟辰T60項目立項就開始參與其中,進行造型方案檢討。由于做為CPM(儀表板座艙系統模塊化)的供應商,并不是管好自己的一塊就好,儀表板總成的設計制造就像建造房子,雖然主要負責的是房子的墻體、地板和樓梯等主體結構,但在設計時還要考慮水電煤氣管路和內外部家具電器的安裝。
儀表板總成所涉及的是儀表板的A面(朝乘員的一側)和B面(面向發動機艙一側的內部結構),A面造型由啟辰主導設計,確定了空調出風口、中控大屏、儀表盤以及各項操控區域等模塊的位置。B面基于A面的造型,就要考慮各個功能模塊背后的布局,B面的結構布局由東風延鋒主導設計,進行復雜的系統設計,要協調內部各個電器元件的布局空間、線束走向、空調系統及風道的固定安裝。
內飾總成在定型量產前同樣要經過一系列試驗,包括常規的環境可靠性(溫度、濕度及光照)、耐久性(剛度、強度和耐久操作)、外觀性能(色差、光澤及磨損測試)、材料性能(拉伸、彎曲、沖擊、阻燃和剝離)以及安全性能試驗。
進行安全性試驗是因為儀表板總成涉及到氣囊以及膝部碰撞等方面,所以還需要針對氣囊展開、乘員腿部碰撞等方面進行系統的安全分析。
內飾比較特別的是需要進行通風和化學試驗。通風是為了測試氣密性和壓力損失以及空氣流量分配,針對座艙外部氣體進入、車內及通風管道的空氣流失和通風流暢性進行檢查;瘜W實驗則是針對車內空氣質量進行的測試,一方面檢測內飾部件在各種環境下所揮發的氣體中的各種成分是否超標,一方面檢查部件散發出的氣體是否令人不適。標準要高于《乘用車車內空氣質量評價指南》。
部件在制造中也會涉及一系列復雜工藝。例如儀表板總成,分為骨架結構、發泡層和表皮層,骨架結構就是B面以及整體的支撐架構,相當于人體的骨骼,未來各種電器元件、線束等模塊都是安裝在骨架結構上;表皮層則是與乘員直接接觸的部分,起到美觀、舒適和保護作用,相當于人體的皮膚;發泡層位于骨架結構和表皮結構中間,起填充和“柔軟”作用,相當于人體的肌肉或脂肪。發泡層是提高檔次感的重要部分,平常我們強調的儀表臺柔軟觸感就是得益于發泡結構。
初步成型的表皮部件要進行搪塑工藝,這一步是為了得到我們平常熟悉的仿皮紋飾板,這是目前汽車上常用的材質工藝。
開個小縫讓它更容易被氣囊炸開
氣囊的安裝是重中之重。氣囊一般要求在被觸發后0.05秒內完全充氣,但氣囊是被安裝在儀表板下的,所以氣囊需要撐裂儀表板,才能完全展開。這就要求對儀表板進行弱化處理,否則過于結實就會導致氣囊展開不及時甚至展不開。
前面說到表皮的假縫線,啟辰T60采用的則是要求更高的真縫線技術。雖說在這樣一體成型的工藝上并不需要縫線,但無奈追求高檔質感的消費者喜歡,所以縫線就作為裝飾出現,尤其是富有運動感的紅色雙縫線。在搪塑表皮上縫線并不是個容易的事情,為了追求真實質感,一般都會要求針腳越密越好,起落針點離兩端邊緣越近越好。尤其是“雙縫線到末端的距離”這一細節,為了避免給顧客帶來造型上的斷裂感,東風要求進一步縮小,東風啟辰與東風延鋒在對工藝的反復嘗試和改進后,在保證和20mm同等合格率幾同樣成本的情況下,做到了4mm。
東風延鋒與其他零部件供應商的不同之處在于,所有部件制造完成后,并不是往主機廠一送了事,而是在鄭州日產的總裝線邊上還有一個分支流水線,由東風延鋒承包并出員工,將全套儀表板總成、門護板總成和行李廂總成等部件所涉及的相關電器元件、線束等模塊安裝好,形成一個基本組裝好的駕駛臺,然后送入總裝線的內飾裝配工段,再由總裝線工人裝入車架內。
由于篇幅限制,也為了避免大家閱讀疲勞,上期內容就到這里,下一期,我們繼續為大家介紹座椅、輪胎、氣囊和駕駛輔助系統等供應商。(文/圖 汽車之家 衛江鵬)
[汽車之家 技術] 汽車制造不止是主機廠,還需要背后的供應商們。上一期《背后的巨人 打造一款車到底多難(上)》我們講了主機廠的整車開發流程以及鈑金件、外飾件和內飾件的供應商,本期我們將繼續介紹剩余的幾個部件類型的供應商們是如何開發和制造零件的。
東風李爾泰新
鄭州東風李爾泰新負責為啟辰T60提供座椅,這是一個涉及檔次、乘坐舒適性、駕控感受以及碰撞安全的重要部件。
鄭州東風李爾泰新是東風李爾的分公司。東風李爾由東風汽車公司、東風實業有限公司和美國李爾公司(2018年全球汽車零部件配套供應商第8名)共同出資組建的中美合資企業,成立于2004年3月。
東風李爾的發展模式是兼并主機廠所在地的零部件商成為分公司,目前在全國擁有十堰,襄陽,常州,武漢,鄭州,柳州,廣州,大連,鹽城和杭州11家分子公司,總部及研發中心位于在武漢。東風李爾泰新就是成立于2011年,由東風李爾占股51%的分公司。除了啟辰T60,還曾為啟辰的D50/R50/D60/T90等車型,以及日產逍客和奇駿等車型提供座椅。
東風李爾從啟辰T60的新車概念策劃階段開始參與,保持同步開發,不過前期的開發工作是由位于武漢總部的東風李爾研發院與東風啟辰對接,在定型之后再交由鄭州東風李爾泰新進行生產。
座椅的造型設計主要是考慮整體的人體工程學、強度以及各個零部件的標準,在進行CAE分析確認座椅強度等標準滿足后,就開始進行手工樣件和工裝產品的試制,并進行一系列的驗證。
不少車型的座椅內還安裝了側氣囊,所以同樣要進行氣囊點爆試驗,避免座椅材料過于結實或者氣囊設計不當導致無法及時彈開。但是測試僅針對原廠座椅,對于消費者們自己裝的五花八門的座套無能為力,建議車型標配側氣囊的車主們不要使用全包座套,很容易出現氣囊彈出速度不夠甚至打不開的情況。
基本定型后,就開始進行小批量乃至正式投產,此時就正式交由鄭州東風李爾泰新進行量產。座椅的生產分三條線,分別是骨架、發泡和面套,最后匯總到總裝線。
三大主要部件通過AGV小車運送到總裝線,座椅電動模塊、線束、塑料件、頭枕等部件也都已經到位。
正式完成后,由機器人將座椅從流水線上抓取下來,進行成品自動存儲程序。一套座椅總成就這樣完成了,隨時準備送往主機廠。
鄧祿普
鄧祿普大家都很熟悉,著名的輪胎制造商,為啟辰T60提供原廠配套輪胎,有215/60R17 96H和215/55R18 95V兩種規格,均采用SP SPORT MAXX 050花紋。
鄧祿普原本是英國輪胎品牌,現在隸屬于日本住友財團。鄧祿普成立于1888年,英國獸醫J.B.鄧祿普發明了充氣輪胎,他最初為了滿足兒子想要更舒適快速的騎自行車的愿望。1905年鄧祿普公司開發出胎面帶有橫向花紋溝槽的汽車輪胎。2018年正好是鄧祿普輪胎誕生130周年。
通常大家覺得輪胎都是現成的,挑選一個適合的就好,但實際上對于主機廠來說,輪胎需要進行配套設計。車要動起來最重要的就是抓地力,而與地面直接接觸的輪胎是產生抓地力的最重要部件。輪胎于車而言相當于人的鞋,人在直線競速、打籃球和登山等活動時,鞋的類型產生了重要作用,輪胎也一樣。
在概念階段,鄧祿普就與啟辰進行了長達2個月左右的構想設計,在獲得開發目標后,會有幾款對標輪胎,鄧祿普需要對對標輪胎進行分析,深入了解需求和目標。
隨后,開始挑選花紋。胎面花紋是輪胎與地面摩擦的重要結構,鄧祿普針對不同類型的車提供有多個標準花紋方案,專為SUV設計的SP SPORT MAXX 050系列花紋正適合啟辰T60的大體性能需求,但還需要針對細節進行討論修改。
輪胎的材料和內部結構也需要進行詳細探討,材料和結構決定了輪胎的磨損性、排水性、柔軟度和強度等參數,對滾阻有非常大的影響。
設計方案通過啟辰的評審后,進入模具制作和試產驗證階段。試制的輪胎需要在鄧祿普進行經過臺架和實車的試驗,試驗要進行2-3個回合,通過后算是初步成型,就要由啟辰與鄧祿普對初成品進行共同評審。共同評審后自然會提出修改意見,接著根據意見進一步開發,隨后再進行2-3個回合的臺架和實車試驗,通過雙方共同評審,輪胎正式定型,準備量產,這一階段歷時約12個月。
量產準備階段需要裝車進行規格和耐久試驗,并取得法規認證,進行組裝測試。獲得批準后,正式開始量產,這一階段歷時約5個月。
前面提到啟辰T60設定之一是低油耗,因此需要輪胎有優秀的低滾阻性能。所謂滾阻,顧名思義,就是指物體滾動時受到的阻力作用,一般來說輪胎越重、越軟,地面越粗糙,積水越多,滾阻就越大。因此一般低滾阻輪胎的直觀特點是輕、窄、硬,但這樣一來抓地力、操控性和耐磨性就難以保障。所以早幾十年前,輪胎的抓地力、滾動阻力和耐磨性是相互矛盾的,但后來發現白炭黑這一物質的加入可以緩解,于是輪胎供應商們紛紛開始在配方中使用它,并不斷完善配方。
為了讓啟辰T60達成低滾阻又盡可能提高抓地力這一目標,鄧祿普使用了三個技術方案(215/55R18 95V),分別是新的低滾阻胎面配方、減少胎面厚度和低扁平比規格輕量化的外輪廓。能夠降低滾阻的胎面配方是鄧祿普的核心技術,讓白炭黑等一系列化材料得到更優化的配比,得以同時達成抗濕滑和降低滾阻的效果;減少胎面厚度,可以在確保滿足磨耗性能要求的基礎上減少胎面厚度,可在達成輕量化(-50~100g)的同時降低滾動阻力;低扁平規格輕量化外觀是指減少胎肩厚度,進一步降低胎面重量,降低滾阻。
開始的混合和押出工段有點兒像搟面,首先各種材料混合加熱后變成粘稠狀,隨后經過模具壓成長條,再根據輪胎規格進行裁切,形成不同部位的橡膠條。橡膠條進入貼膠工段,表面貼上薄薄的一層膠,以備之后將各個層的復合成形。
成形工段上,輪胎是在一個滾筒器械上進行復合。此前押制并貼膠的各個輪胎層在這里一層層的貼起來。首先是最內側的內膠層,也就是防止胎體漏氣的氣密層。隨后胎體、內外鋼絲緩沖層和胎面等層以此圈貼覆蓋,每一層都由機器精確裁剪,同時兩側都需要束帶固定。
首先是最內側的內膠層,也就是防止胎體漏氣的氣密層。隨后胎體、內外鋼絲緩沖層和胎面等層以此圈貼覆蓋,每一層都由機器精確裁剪,同時兩側都需要束帶固定。胎圈套在兩側,對胎體進行充氣,就將胎圈固定在胎層上。
輪胎確認無誤后進入存儲區,被高高地摞在貨架上等待運輸。由于輪胎不在意運輸環境,所以基本不存在所謂的包裝,在貨廂里交叉疊起來就可以,運輸成本比較低。
富拉司特
富拉司特為啟辰T60提供駕駛位氣囊、乘客位氣囊以及方向盤總成。此外啟辰D60、T70、T90的上述部件也由富拉司特提供。
富拉司特是一家設計、開發及生產車用樹脂制品的企業,1948年在日本靜岡縣富士宮市成立,最初主要生產卷線軸,1950年開始為日產生產方向盤,1990年開始生產安全氣囊。
富拉司特從最初的概念階段就參與到啟辰T60開發工作中,其生產的部件涉及安全和造型兩大方面。
安全氣囊的工作原理是碰撞后激活傳感器,點燃爆炸片,點燃特定藥劑,迅速產生大量氮氣,將氣囊充滿。這個過程要在50毫秒內完成,保證撞擊發生后乘員的頭部能撞在氣囊上。
特別注意的是,要求乘員的頭部撞擊的是已經完全展開的氣囊,而非正在彈開的氣囊。而且安全氣囊必須配合安全帶使用。安全帶在碰撞后用于約束軀干從而減緩頭部向前的速度,如果不系安全帶,那么頭部就將與仍在展開過程中的氣囊發生碰撞,而氣囊的彈開速度高達300km/h,沖擊力度大約180kg,在加上頭部的沖擊力,這一撞擊力將非常可怕,頭部以及脆弱的頸部將受到嚴重傷害。
氣囊還需要經歷其他的一系列試驗,一方面要經歷光照、溫度和震動等環境實驗,檢測不同環境下及長時間的氣囊工作情況;一方面要進行氣囊展開、爆破、沖擊試驗,檢測氣囊的展開速度、展開方式以及氣囊強度是否合適;一些主機廠還會提出一些特殊驗證,例如啟辰T60在開發目標中提出“喇叭開關按壓區域遭受大力捶打”的試驗,由于氣囊總成就位于按壓區域下,所以這一項針對的是“在焦躁中暴力擊打喇叭”的行為,避免氣囊總成遭受重擊意外彈開。
遺憾的是,由于保密原因,富拉司特的試驗中心和制造車間并未開放拍照,均由資料圖代替。
氣囊總成主要由氣囊、爆炸裝置和殼體組成,其中爆炸藥裝置由富拉司特的上一級供應商提供,氣囊和殼體則自己生產。氣囊本質上還是一個“氣球”,只不過強度較高且造型獨特,采用吹塑工藝制造,并經過相應的特殊處理,得到一個成品氣囊。
完成組裝的氣囊總成進行特殊包裝,運往鄭州日產工廠,等候進入總裝車間安裝在啟辰T60上。不過由于氣囊爆炸裝置采用的是民用爆炸品,運輸前需要到公安部門進行申請備案,并由有《民用爆炸物品運輸許可證》的車輛運輸。
博世
博世大家都不陌生,它為啟辰T60提供ESP車身動態穩定控制系統、FEB前碰緊急制動系統(即常說的AEB)、LDW車道偏離預警系統,包括硬件和軟件開發。遺憾的是出于保密的緣故,制造車間并未開放拍照,關于博世的內容使用資料圖。
博世在二十世紀初期就來到了中國,1909年的時候在中國建立了辦事處,這一年正好是宣統元年,末代皇帝溥儀登基的第二年。100多年后,中國市場成為博世全球布局的重中之重。博世在南京、成都、蘇州都有自己的工廠,其中研發中心位于蘇州總部。
在蘇州總部,博世的業務主要是汽車電子事業部、底盤控制系統事業部、汽車多媒體事業部、裝配系統與專業設備事業部和博世互聯工業事業部,其中負責啟辰T60的ESP、AEB和LDW的是底盤控制系統事業部。
以底盤控制系統為例,研發中心不僅在總部擁有測試場,還擁有東海測試場和呼倫貝爾冬季測試中心,針對不同環境和路況進行測試。
FEB方面,國際上博世、天合、德爾福等跨國供應商都有成熟的技術,但博世不光有豐富的經驗和技術儲備,還有給捷豹路虎、奔馳、寶馬、奧迪、大眾和Jeep的開發案例,在國內還有上述的成熟項目開發團隊,也有德國、印度等國際資源的支持,所以啟辰選擇博世作為合作開發供應商。雖然博世與啟辰多次合作,2011年的啟辰D60就開始搭載博世第9代ABS,但啟辰T60項目是博世與啟辰乃至東風日產第一次合作開發FEB及LDW等駕駛輔助系統。
啟辰T60在2017年3月確定供應商,相關開發資源到位,與供應商的共同開發正式啟動,到2018年10月量產,經過了一年半多些時間。項目啟動后至少每兩周為一個周期進行溝通。T60的C-NCAP目標是獲得五星評分,AEB作為2018版C-NCAP的新增評價項,其得分目標也設定得很高。整個項目涉及硬件、功能、通信、人機交互、診斷、功能失效和降級、產線和售后校正、工廠檢查項目等技術需求規格書的新制定,以及之后的設計及軟件開發、實物單品測試、系統測試、整車測試等。實際上時間是非常緊張的。
整車調試及測試分為以下幾個階段:
1、為了保證市場性能品質穩定性,進行的全國各大城市13萬公里路試數據的采集;
2、性能及邏輯調試;
3、通信及人機交互實車測試;
4、制動系統本身性能的測試;
5、兩次聯合驗收的測試;
6、天津中汽研的摸底測試;
7、終版軟硬件在實際道路將近4千公里的驗證測試。
這樣的路試可不是旅行,基本上每天換1個城市,每天早6點左右出發晚上9點左右休息,每晚都在不同的酒店度過。
采集到的數據要在仿真平臺上仿真,基于仿真結果修正相關邏輯及參數,然后再仿真,再修正,力求車輛自動緊急制動的誤觸發率趨于零。
啟辰T60項目節奏緊湊,安全要求也高。博世方面曾開玩笑說:對應T60一個項目的精力,以往都可以對應兩個自主品牌項目了。
總結:
走訪啟辰以及各個供應商,花費了近10天的時間。在與各大供應商交流后發現與啟辰的合作都有個共同點,那就是各個供應商參與的階段都非常靠前且周期非常長。啟辰并不是將需求書發給供應商就了事了,供應商們從最初的立項之處的概念階段就參與進來,啟辰與供應商進行共同開發,每個階段都會進行次數繁多的溝通驗收。
實際上主機廠與供應商之間,并不都是我們常見的甲方虐乙方的關系。在汽車制造行業,技術壁壘非常高,零部件供應商們雖然看似不造車,但在其細分領域中往往鉆研得非常深,甚至可能對領域第二遠遠甩開,形成市場霸主的地位。這些供應商們憑借市場壟斷或者技術差距,一些主機廠在他們面前反而沒有什么話語權和定價權,根本談不上優勢地位甚至平等。
要造車很容易,有錢有人有資質就可以,但造合格或者優秀的車就很難了。主機廠只有掌握較高的開發技術以及某些核心技術,才能運用眾多供應商資源在開發過程中達到“控場”效果。否則,單純靠供應商,一方面只能淪為組裝廠以及一塊大肥肉,另一方面無法駕馭各個部件,造不出合格的車。
早期的中國汽車品牌一窮二白,在開發方面沒有技術也沒有經驗,與國際供應商之間的合作完全沒有平等可言。今天的中國汽車品牌,雖然距離眾多國際一線車企還有不小的距離,但技術和經驗越來越深厚,在整車的研發中地位和比重越來越高,甚至已經開始形成一定的控場效果。(文/圖 汽車之家 衛江鵬)
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