以杯托盒為例的汽車內(nèi)飾件開發(fā)過程

謝京丹 劉銀 易釔熹 謝蛟龍

（東風(fēng)本田汽車有限公司）

隨著汽車市場競爭的加劇，各車企開發(fā)出種類繁多的車型以滿足客戶的個性化需求。多數(shù)車型除了數(shù)年不等的更新?lián)Q代以外，每年都需要在現(xiàn)有車型基礎(chǔ)上進(jìn)行小的變動。對現(xiàn)有車型進(jìn)行小換型，一方面要緊跟市場需求靈活調(diào)整，另一方面要考慮產(chǎn)品收益并控制成本，在降低成本的同時，更大限度地規(guī)劃利用現(xiàn)有空間。根據(jù)車型年度換型大日程，制定相應(yīng)的單品開發(fā)日程，并嚴(yán)格按日程開發(fā)。按照日程制定從部品企劃開始的開發(fā)流程[1]。文章針對副儀表板上的杯托盒進(jìn)行新規(guī)開發(fā)，同時不改動周邊現(xiàn)有的環(huán)境件，以此為例說明汽車內(nèi)飾件的開發(fā)過程。

1 前期構(gòu)想

1.1 現(xiàn)有市場情況調(diào)查

對杯托盒進(jìn)行市場調(diào)查，常見結(jié)構(gòu)如圖1所示。1）非杯托式結(jié)構(gòu)。整個副儀表板采用一體式成型，結(jié)構(gòu)簡單，成本較低。在售價10萬元左右及以下的緊湊型車型中廣泛采用。功能性略有不足。2）無蓋式結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)是杯托盒中最常見的結(jié)構(gòu)，一般為雙杯或三杯形式。3）翻蓋式結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)商品性有所提升。4）門簾式結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)涉及零件較多，商品性較高，同時成本相對較高。

圖1 汽車市場常見杯托盒結(jié)構(gòu)

對市面上70款緊湊型車和62款中級車進(jìn)行統(tǒng)計，如圖2所示。

圖2 汽車市場杯托盒結(jié)構(gòu)占比調(diào)查

與緊湊型車相比，中級車副儀表板排布更為復(fù)雜化，杯托盒布置空間也更多變，翻蓋式和門簾式結(jié)構(gòu)的比例大大提高，成為主要結(jié)構(gòu)。與中級車型相比，此次需變更車型的商品性也較高。中級車的杯托盒結(jié)構(gòu)形式更為多樣，可以為此次的結(jié)構(gòu)變更提供很好的參考[2]。

1.2 現(xiàn)狀分析

原車型采用門簾式結(jié)構(gòu)，與同級別車相比，原車型空間更大，中控臺結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，成本較高，質(zhì)量也較重。其結(jié)構(gòu)包括21種部品，40個零件，且均由國外生產(chǎn)，由于國外廠商結(jié)構(gòu)變動，已面臨停產(chǎn)風(fēng)險。另外，由于手剎與換擋桿一同布置在副儀表板前側(cè)，使得后部杯托盒空間較大。

1.3 新產(chǎn)品定位

新產(chǎn)品的定位為：1）簡化結(jié)構(gòu)，降低成本。本車型定位為10萬元左右，售價在原車型基礎(chǔ)上進(jìn)行一定程度的降低。2）功能保證，利用空間。3）盡可能不降低商品性。

圖3示出3種杯托盒結(jié)構(gòu)選擇方案，以圖3所示方案進(jìn)行方向選擇。

圖3 杯托盒結(jié)構(gòu)選擇方案

方案1采用滑塊模式，優(yōu)點為結(jié)構(gòu)簡化，成本降低，空間可變，商品性不低；缺點為手剎處空間閑置。

方案2采用無蓋式，優(yōu)點為結(jié)構(gòu)簡單，功能明確，布置了杯托和手機(jī)盒，成本最低；缺點為商品性降低。

方案3采用無蓋翻折式，優(yōu)點為結(jié)構(gòu)簡單，可變換空間；缺點為商品性降低。

經(jīng)分析，最終選定方案2作為改造方向。

2 造型開發(fā)

2.1 布局確認(rèn)

以方案2為方向進(jìn)行布局。首先需要保證常用物品的放置功能。根據(jù)常用物品尺寸確定新杯托盒各部分布局，如圖4所示。

圖4 杯托盒功能布局

圖4中，位置①放置鑰匙、U盤、電池充電器等物品，能夠橫放手機(jī)，將原尺寸寬度增加；位置②主要放置杯子及飲料等，深度選擇85 mm（不高于最低的聽裝飲料高度，同時保證穩(wěn)定），直徑為65～80 mm（大多數(shù)杯子尺寸為65 mm左右）；位置③主要放置手機(jī)和筆等物，高度選擇50 mm（不高于手機(jī)的寬度，太深不易拿?。?，長度為155 mm（長于手機(jī)和筆的長度）。

2.2 樣件制作及效果評估

部門現(xiàn)有3D打印機(jī)采用石膏狀粉末材料，通過噴頭噴射粘合劑將工作的截面打印出來并層層堆積成型。如果對表面積較大而且厚度較薄的塑料單品進(jìn)行原尺寸打印的話，石膏粉末狀3D打印品難以支撐自身強(qiáng)度。所以需要對造型稍做修改以強(qiáng)化部品強(qiáng)度，如加厚單品厚度等。一般PP件的厚度為2～2.5 mm，3D打印件的厚度不應(yīng)低于4 mm。3D打印機(jī)對部品的大小有一定的限制，一般只能打印中小尺寸的部品。打印時間與設(shè)置的精度有關(guān)，3D打印是層層印刷層堆積的結(jié)果，因此精度越高，層數(shù)越多，生產(chǎn)的部品結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，對精度越有要求。由于杯托盒結(jié)構(gòu)較為簡單，可以放寬對精度的要求，打印一次需要的時間為6～7 h。

打印成型后，需要對3D打印品進(jìn)行固化以提高其強(qiáng)度。常用的方法是使用專用膠水對部品進(jìn)行浸泡，待其充分吸收膠水后將部品放在干凈干燥的地方風(fēng)干，風(fēng)干后的部品強(qiáng)度就有了極大的提高。

打印完成后，召集內(nèi)飾相關(guān)技術(shù)人員對外觀進(jìn)行評估，對尺寸進(jìn)行調(diào)整后再次評估。

2.3 尺寸分析及出圖

另外需要根據(jù)車型整體的內(nèi)飾風(fēng)格，對產(chǎn)品的紋理進(jìn)行確認(rèn)。對具體尺寸進(jìn)行分析，同時進(jìn)行工程可行性分析。根據(jù)確定的杯托盒單品紋理深度，確認(rèn)杯托盒的拔模角是否不小于3°，部品是否有出模風(fēng)險。根據(jù)需要對具體尺寸進(jìn)行調(diào)整，對相關(guān)部品間的間隙斷差等進(jìn)行尺寸鏈分析，確認(rèn)公差范圍[3]。確認(rèn)沒有問題后出圖，提交其他部門。

3 部門協(xié)同

在新機(jī)種開發(fā)過程中會成立項目組，主要負(fù)責(zé)人往往由技術(shù)部門擔(dān)當(dāng)，其他營業(yè)部門、采購部門、品質(zhì)部門及生產(chǎn)部門對每個車型都會有一個具體的責(zé)任擔(dān)當(dāng)，大家協(xié)作推進(jìn)。

3.1 與采購部門協(xié)作確定供應(yīng)商

基本構(gòu)想和相關(guān)開發(fā)內(nèi)容完成后，需要與采購部門協(xié)作尋找供應(yīng)商。與采購部門共同確認(rèn)有能力提供合格產(chǎn)品的供應(yīng)商后，采購部門根據(jù)圖紙向不同供應(yīng)商詢價，確定有價格優(yōu)勢的供應(yīng)商以開展后續(xù)合作，并對后續(xù)開發(fā)及生產(chǎn)模具等產(chǎn)生的費用與供應(yīng)商進(jìn)行協(xié)商。

3.2 供應(yīng)商配合

與供應(yīng)商進(jìn)行單品確認(rèn)，進(jìn)行生產(chǎn)可行性分析。供應(yīng)商需先提供數(shù)控加工（CNC）樣件，進(jìn)行單品裝車確認(rèn)。對單品檢證后，供應(yīng)商可按照日程進(jìn)行后續(xù)的開模及試生產(chǎn)等工序。

3.3 品質(zhì)部門協(xié)同檢證

在開發(fā)過程中，由設(shè)計人員組織對新規(guī)開發(fā)部品進(jìn)行檢證。相關(guān)出席人員主要包括車型負(fù)責(zé)人、單品開發(fā)技術(shù)人員、采購品質(zhì)人員、生產(chǎn)品質(zhì)人員和供應(yīng)商。其中供應(yīng)商攜相關(guān)檢具對實物進(jìn)行檢測。檢證內(nèi)容包括安裝性能檢證、尺寸公差檢證以及其他檢證項目。

本次課題：前儲物盒大小使部分類似形狀的手機(jī)容易卡住，不易拿出。

檢證課題解決：在前部盒體底部增加隔斷筋，一方面細(xì)化功能，如空間較小的一側(cè)可以放置硬幣之類的小物品，另一方面使各種型號的手機(jī)不至于卡住拿不出。自此確定最終產(chǎn)品，如圖5所示。

圖5 杯托盒部品檢證及實車裝配效果

3.4 試驗檢證

按照開發(fā)流程，各單品開發(fā)完成后需組裝試驗車進(jìn)行整車測試，與供應(yīng)商檢證開模日程。本次的杯托盒量產(chǎn)模具開模周期較長，需3個月左右，無法對應(yīng)實車測試。因此需在開量產(chǎn)模具前開臨時模具以對應(yīng)實車試驗日程。

3.4.1 裝車檢證

與生產(chǎn)人員溝通將樣件提前送至生產(chǎn)線，進(jìn)行線上裝車，下線后與品質(zhì)人員進(jìn)行品質(zhì)檢測，同時記錄裝車過程中以及裝配后的各項課題，并針對每一項課題進(jìn)行檢討，制成品質(zhì)不良報告，在后續(xù)的項目組例會中確認(rèn)解決每一項不良。

3.4.2 整車測試

整車測試項目中杯托盒涉及的測試項目包括整車耐久測試、冷熱循環(huán)測試及VOC測試等，測試完成后確認(rèn)部品的商品性有無不良。

3.4.3 單品測試

另外由供應(yīng)商委托第3方測試機(jī)構(gòu)進(jìn)行單品性能測試，本次單品測試主要有落球沖擊測試及振動測試等。

3.4.4 法規(guī)對應(yīng)

對照內(nèi)飾相關(guān)的法規(guī)，確認(rèn)是否符合法規(guī)要求。相關(guān)法規(guī)包括：機(jī)動車強(qiáng)制認(rèn)證（CCC）內(nèi)飾材料、汽車內(nèi)飾材料的燃燒特性、轎車內(nèi)部凸出物及其他。確認(rèn)所有項目沒有違反相關(guān)法規(guī)要求，開發(fā)階段基本完成。

3.5 生產(chǎn)準(zhǔn)備

對量產(chǎn)模具開模完成后的量產(chǎn)產(chǎn)品進(jìn)行試制裝車，技術(shù)人員需與生產(chǎn)人員確認(rèn)是否可在生產(chǎn)線正常裝車，確認(rèn)裝配性及生技性。車輛下線后與品質(zhì)人員進(jìn)行品質(zhì)確認(rèn)，確認(rèn)無任何課題，開發(fā)項目正式完成。

4 結(jié)論

文章以某杯托盒為例，說明了在車輛小換型中完整的內(nèi)飾部品的開發(fā)過程。文章結(jié)合生產(chǎn)中的成本優(yōu)化進(jìn)行討論，同時注重商品性及功能性提升。在理論上重點介紹了市場調(diào)研方法和結(jié)構(gòu)選擇方向的選定，在實際生產(chǎn)中有效利用了快速樣件進(jìn)行實用性校核，并對工作現(xiàn)場的檢證方法進(jìn)行了介紹。

現(xiàn)有理論較少對汽車內(nèi)飾件某一零件實際開發(fā)過程進(jìn)行完整介紹，對開發(fā)后期的生產(chǎn)檢證也介紹較少，文章基于開發(fā)具體部品的實際過程進(jìn)行介紹，對同類產(chǎn)品的開發(fā)提供了一定的參考。