汽车仪表板的模块化设计

2017-05-15 23:07:36·

汽车仪表板模块化设计是汽车生产企业面对挑战的必由之路。只有规划好模块化开发管理、设计流程、集成装配设计，实现高效、快捷、高品质产品的个性化设计，企业才能满足市场竞争及用户多元化需要。
1 前言

汽车仪表板是集成仪表、空调、安全气囊及操纵件等零部件的综合平台，是汽车内饰中重要的功能件与装饰件，在内饰中占据着显耀的位置，既庞大又复杂。在早期的非模块化设计时期，因用户需求不同，汽车生产企业设计了大量的专用产品，不仅产品资源多，而且需要开发专用的工装模具及专用生产线，这种重复性制造模式使效率和收益都不理想。各汽车生产企业都在仪表板设计方面不断创新，努力打造既安全又美观，同时又满足现代人对汽车功能及发展趋势的个性化产品，力争以最短的开发周期与最低的制造成本抢占市场。因此，仪表板的模块化设计是汽车生产企业面对挑战的必由之路。

2 模块化开发管理流程

模块开发项目划分为概念、定义、工程开发及应用4个阶段，管理归口于产品管理部门，流程见图1。

图1 模块化开发管理流程示意图

概念阶段，产品管理部根据项目建议，召开启动判定会，按业务范畴界定项目责任主体，下发项目时程计划及概念定义计划，编制模块概念构想书。

定义阶段，要完成技术、工艺、量产、采购、收益可行分析及法规符合性分析，形成可行性分析报告及技术规格书，完成报批、下发。至此，模块化开发管理流程转入开发设计阶段。

开发阶段，由项目管理部完成开发计划下发并实施过程管控。最终交付质量评价报告。

应用阶段，通过对模块开发评价报告及整车应用建议，纳入商品规划并按整车开发流程进行应用开发。

模块化开发具有可针对平台、系统或部件模块独立开发，开发周期短、见效快等特点，为其在整车上的应用开发提供技术储备。

3 开发设计流程

仪表板的开发设计遵循V流程开发模式，设计和验证同步进行。即设计时按系统、总成到零部件模块化设计顺序；验证时，从零部件、总成到系统逐级验证。仪表板总成开发流程及关键评审节点见图2。

图2 仪表板开发设计流程示意图

企业应在概念阶段植入模块化设计理念，根据市场主要用户群的需求分析、标杆研究、市场预测及法规研究，进行功能、性能及配置定义，规划各系列平台模块。

在造型阶段，设计人员应规划仪表、空调操控面板、音响及开关控制区域边界范围，力争让每个系统都以模块的形式出现，图3为某产品仪表板总成模块化设计图，可满足2种不同车身宽度的车型需要。

在结构设计阶段，设计人员应实践模块化设计，尽可能地保证各子系统模块采用相同的边界与安装方式，差异部分采取数量最少、结构最简约的处理方式，以减少后续模具、制造及管理成本。图3所示的2款仪表板，其A区、C区为相同的模块设计，即驾驶员主操控区、仪表区、暖风操纵、音响区域、出风口只需开发一套，B区为差异化设计，表现为手套箱及中储物盒设计。这样2款仪表板总成，多数件为通用件设计，仅有2种手套箱作差异化设计。

3 放大图片
图3 不同宽度车身的仪表板模块
图4为某仪表板总成模块化设计图，其特征为相同车身宽度，不同的车型配置，其差异化设计表现在仪表板中下区域，上下2种模块，组合为E～H共4种系列仪表板总成模块，以适应2类车身地板形式、4种不同车型配置需求。其中E款、F款为同种车身地板形式；G与H款同属一类车身地板形式。4个系列仪表板总成实现了大多数零部件的通用化设计原则，差异化设计仅存在于3个子模块中。

图4 相同宽度车身的仪表板模块

4 仪表板的装配集成设计

传统的仪表板装配是将车身线束与仪表板横梁(CCB)装配后，再固定到车身上，然后再将仪表板本体装上去，再安装音响、仪表、暖风、空调操控面板、手套箱、裙板等，在主装配线上需10多个工序才能完成，耗时长，投入人力较大，由于采用流水线作业，装配质量不稳定，过程管控及成本投入较高。如果采用模块化集成装配设计，可实现跨系统的模块化装配。

集成装配是将不同系统零部件分装成一个装配模块，如图5所示，先将仪表板圆管梁CCB、车身主线束、空调、风管、电器控制模块、组合仪表、开关组等控制元件分装为仪表板分装总成(见图6)，再在车身总装线上安装仪表板的其他附件。

经过集成装配设计，原来需要10多个工序完成的任务，因线下分装或由供应商集成装配后，到主机厂总装线生产只需1～2个序就能够完成。不仅缩短了流水线长度，提高了装配生产效率，而且装配精度大大提高，同时运营成本也会大大降低；总装线生产又可安排不同的配置模块，实现多品种产品同线生产；由于大线安装工序始终保持一个模式，装配质量易于控制，产品质量更稳定。