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知耻而后勇:中德汽车整车研发体系的对比

发布时间:2021-02-27 21:30 编辑: 来源:


图1、2 作者参与研发的奔驰V级车 (图片来自奔驰官网)

本文选择了德国的戴姆勒集团(奔驰汽车)和中国某大型汽车企业整车研发体系进行对比:

先从市场、产品说起:

奔驰汽车(乘用车)现在量产的主要车型是:

S,SL,SLC

E

C,CL,CLA

B

A级别的轿车、

G,GL,GLE,GLC,GLA的SUV、

V级MPV

共15款车型,年销售量约200万辆。市场分布全球,中国已经是奔驰汽车的最大消费市场。

中国某大型汽车企业现在量产共12款轿车、SUV车型,年销售量约100万辆。市场分布主要在中国,也有海外部分地区市场。

研发团队:

两家汽车企业有如此数量众多的不同车型和可观的市场,需要一个过硬的研发团队来完成企业赋予的任务。

德国奔驰汽车(乘用车)约有10000人的研发团队,主要在Stuttgart-Untertürkheim和Sindelfingen两地的梅赛德斯-奔驰技术中心。研发人员的年龄和工作经验分布大约如下:

25 – 35 岁,工作经验 0 -10年,约占25%

35 – 45 岁,工作经验 10-20年,约占50%

45 – 55 岁,工作经验 20-30年,约占15%

55 – 65 岁,工作经验 30-40年,约占10%

中坚力量是35至45岁的研发人员,有10至20年的研发经验,占比50%。

离职率低于3%

中国某大型汽车企业约有6000人的研发团队。研发人员的年龄和工作经验分布大约如下:

25 – 35 岁,工作经验 0 - 3年,约75%

35 – 45 岁,工作经验 3 -10年,约15%

45 – 55 岁,工作经验 10-20年,约 5%

55 – 60 岁,工作经验   >20年, 约 5%

主要人员是25至35岁的研发人员,仅有0至3年的研发经验,占比75%。

离职率大于10 %

对比研发团队,主要的差别就在研发人员的研发经验上,奔驰有50%以上的研发人员拥有10至20年的研发经验,而这家国内大型车企75%的研发人员仅有0至3年的研发经验,差别巨大; 较高的离职率。这两点,值得深思。

研发组织架构和流程:

德国奔驰汽车的研发组织架构是矩阵式,矩阵的纵向是按照整车的模块分布分成各个功能部门,比如动力总成、底盘、车身、内外饰、电子电器等,另外设有CAE、先行研发、研发企划和战略等部门, 成本工程部门是独立于研发的部门,隶属负责生产和采购的集团董事。矩阵的横向是以车型项目为单元设立。

中国某大型汽车企业的研发组织架构也是矩阵式的,矩阵的纵向也是按照整车的模块分布分成各个功能部门,比如动力总成、底盘、车身、内外饰、电子电器等,另外设有CAE、先行研发、成本工程等部门。矩阵的横向也是以车型项目为单元设立。

梅赛德斯-奔驰研发流程MDS分I、H、G、F、E、D、C、B、A共9个质量门,每个质量门都有预先书写的通过参数和标准。一款全新车型的研发周期约48个月,整车验证要通过两次冬试和两次夏试(功能件、量产尺寸的模具件)。这里值得一提的是两个IT系统,一个是研发人员日、周项目工作登记系统(KAET),每个研发人员都要输入自己每日、每周在哪个项目做了多少时间,这样,通过项目和时间的积累,未来的新车型研发企划就有了很好的数据基础。另外一个就是设计变更系统(KAEA),每个设计变更都要通过这个系统来提出、评审、批准和执行,而且,随着时间的推移,有大量的设计方案和变更过程记录,这就是Know-how(知识数据库)。

中国某大型汽车企业开发流程共有6个阶段,每个阶段有相应的输入物和输出物,阶段结束要进入下一个阶段,要通过预先设定的参数和有相应的输出物。一款全新车型的研发周期约24个月,整车验证要通过冬试和夏试。这里也实现了一个IT支持的设计变更管理系统。

作者不是长时间研发和复杂验证的粉丝,这样的研发,消耗大量的资源和资金,而且市场和客户是不会等待的。研发的目的是依据市场和客户未来需求,开发出一个满足客户未来需求的新车型,验证的目的是检验设计方案是否能够达到所需要的可靠性、耐久性。智慧地把验证科目统筹安排,减少试验车的数量,取消不必要的验证(供应商已经验证的科目),才能达到高效率的整车研发,达到迅速地在市场投放客户喜爱的产品 (Time to market)。在迅捷研发上面,这家中国大型汽车企业做得比奔驰更好。

研发的方法和技巧:

CAE(计算机辅助工程)

奔驰的CAE部门历史悠久了,自从有了计算机(IBM的Mainframe)以来,在流体力学、固体力学、电磁场分析等方面就广泛应用于整车空气阻力(cw值)优化,碰撞仿真计算,强度、疲劳、整车动态、NVH计算,温度场、电磁场分析。CAE实际是智慧的、数字研发方式,可以进行各参数变量分析、选择优化方案。CAE使研发速度加快、节约研发成本。当然,针对电子系统,还有一系列仿真和开发工具(HiL/SiL,Autocoding等)。

中国某大型汽车企业的CAE部门起步较晚,主要应用于碰撞仿真计算,强度、疲劳、整车动态、NVH分析等。由于数据积累较少、CAE工程师的经验不足,这里还需要加大力度,积累经验和数据。

产品要求书(Specification)

在奔驰,大部分零部件和模块的产品要求书都是自己的研发工程师书写,包括功能定义,零部件运行参数范围,载荷,可靠性、耐久性目标等,作者曾经书写了自动化变速箱的产品要求书,用时3个多月,共200多页。这样,和供应商的技术研讨是在对等、平等的条件下进行。主要系统的核心应用软件和标定比如发动机、变速箱的,都是奔驰自己开发的。

在这方面,这家中国大型车企的工程师们,可以好好学习借鉴一下,首要条件是他们能静下心来,不要“藐视技术”,系统供应商也就没有卡脖子的机会了。

模块化战略(下一篇文章会详细讲解)

“第一客户”

汽车企业都有一个习惯模式,就是新车型的外观和内饰造型、甚至关键配置,都是董事长拍板决定的,不管德国车企还是中国车企,都是如此。不过近年来奔驰汽车有了一些改变,成立了一个叫“Erste Kunden(德语:第一客户)”的部门,他们犹如军事演习里的蓝军部队。不过,“第一客户”模拟的是真实客户,提出修改建议,评估人性化设计,研讨配置的必要性和客户体验。这个“第一客户”部门取代了大部分的董事长拍板工作,使新车型的外观、内饰和配置定义更职业化了,更接近真实客户的需求了,项目的时间节点也更容易把控了。

总之,汽车的整车研发是一个复杂而精细的工作,需要预先的企划,需要成百上千位有长期研发经验的工程师们的共同努力拼搏,它不是一个人的功劳; 整车研发需要智慧,忌盲目重复的验证科目、甚至过剩工程,都是浪费资源和时间; 汽车企业需要一个工程师文化,崇尚技术,而不是“藐视技术”,在这样的环境下,才能留住人才,让工程师们把工程师艺术发挥到极致。

作者刘晓毅博士(观昱机电技术(CostKey-Solutions)创始人),上海交通大学电机专业,柏林技术大学工学博士。德国戴姆勒集团(奔驰汽车)Daimler AG 21年,负责过集团新生产工艺研究、动力总成电子控制系统系列开发、整车企划及成本工程。

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