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广义汽车设计:专业分工概述

时间:2023-08-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:(一)汽车总体设计专业分工概述先来分析一下汽车设计的任务内容。也只有这样,才能避免犯教条主义的错误,并同时也使汽车设计的专业分工更加科学、合理,即能够很好地保证和提升汽车设计的质量与效率。因此,笔者认为讨论、研究汽车设计的专业分工,完全可按先“基础”后“顶层”的秩序,即可从明确汽车总成与零部件设计任务的责任主体及相应的专业和对该专业的要求,来开始对汽车设计专业分工的讨论。

广义汽车设计:专业分工概述

(一)汽车总体设计专业分工概述

先来分析一下汽车设计的任务内容。

关于汽车设计的任务内容,为了叙述方便,可以先按汽车结构来对汽车设计的任务内容做如下的梳理。

汽车结构可被划分成如下三个层次。

第一层次——整车,即总体。

第二层次——组成整车的诸子系统,即汽车子系统。

第三层次——组成子系统的诸总成与零部件。

关于汽车设计任务的专业分工,人们首先想到的汽车设计专业分工的模式为,按上述汽车结构三个层次所决定的任务来进行专业任务分工。

任务分工(一)——汽车总体设计任务,相对应的专业为汽车总体设计专业。

任务分工(二)——汽车子系统设计任务,相对应的专业为汽车(子)系统设计专业。

任务分工(三)——汽车总成与零部件的设计任务,相对应的专业为汽车总成与零部件设计专业。

下面就对上述人们普遍会想到的汽车设计专业分工模式做分析、讨论。

如果不加分析而简单机械地就按上述汽车设计结构的三个层面的任务来定义汽车设计专业的分工,就有可能犯教条主义错误。为此,需要对上述汽车设计结构三个层面的任务内容逐一加以认知,要认知其任务的属性和其客观要求。也只有这样,才能避免犯教条主义的错误,并同时也使汽车设计的专业分工更加科学、合理,即能够很好地保证和提升汽车设计的质量与效率

首先,汽车总成与零部件是组成整车的基础。并且,笔者的思维习惯也正是先从“基础”做起。但是,从“基础”做起,还要先抓“顶层设计”,这对于研究、探讨汽车设计任务的专业分工来说,不会带来任何本质上的差别。这是因为,无论是先从“基础”做起还是先抓“顶层设计”,都需要考虑“基础”与“顶层”的相互对接,即如果先抓“顶层设计”,则需要考虑底层基础承受能力和其他方面的需要;如果先从“基础”做起,也必须明确基础的成长发展方向和所要达到高度的要求,以避免“基础”和“顶层”之间出现错位或不到位现象。而且,一般来说,是先从“基础”做起,还是先抓“顶层设计”,应取决于是否存在主动方。就汽车设计结构上述“三个层面”的任务内容来或专业分工来说,均不存在主动方。三大任务都是汽车设计活动的客体。

因此,笔者认为讨论、研究汽车设计的专业分工,完全可按先“基础”后“顶层”的秩序,即可从明确汽车总成与零部件设计任务的责任主体及相应的专业和对该专业的要求,来开始对汽车设计专业分工的讨论。

按汽车设计的定义,即凡是制定具体汽车产品品质的研发目标要求的工作均属于汽车设计工作的范畴。而贯彻落实汽车设计所设计制定或提出汽车产品品质的设计目标要求,则属于汽车产品工程工作的范畴。例如,变速器总成的重量、振动噪声等使用性能指标要求的设计制定,就属于变速器总成设计工作的范畴,而关于研究落实变速器总成的这些设计目标要求的工作,如变速器零部件采用何种材料、齿轮精度等级等,则属于变速器总成产品工程工作的范畴。

可见,汽车总成与零部件层面上的研发任务均可划分为两方面:一是设计制定总成与零部件功能与功能品质的目标要求,即总成与零部件的设计工作;二是总成与零部件的产品工程工作。总成与零部件设计即是给总成与零部件的产品工程工作设计制定研发目标要求,也即俗话说的“画圈”。而总成与零部件产品工程即是贯彻落实设计目标要求,也就是俗话说的“打眼”。

在此,先讨论一下汽车总成与零部件设计任务与汽车总成与零部件产品工程任务之间的关系。

首先,汽车总成与零部件研发的“画圈”与“打眼”两方面工作,虽然是紧密相连的,但是,“画圈”与“打眼”工作应该是泾渭分明的,即各自应有自己明确的、独立的责任主体,而不应该由总成与零部件产品工程师或总成与零部件设计师一肩挑,即兼职。否则,势必会使汽车产品研发在组织上无从保证上述“画圈”与“打眼”不会出现所谓的“打哪指哪”的现象或类似问题。

然而,在汽车总成与零部件产品研发层面上,摆脱或克服设计制定设计目标要求与产品工程工作由产品工程师一肩挑的现象,也还是不够的。还需要研究、明确在汽车设计分工体系中设计制定总成与零部件设计目标要求的责任主体是谁,汽车总成与零部件设计师的职级

首先,制定总成与零部件的设计目标要求,即总成与零部件设计需要对汽车子系统中的其他总成与零部件的设计给予统筹考虑。

汽车子系统无不是由结构各异、功能原理亦各不相同的若干个总成与零部件所组成的。汽车子系统之所以需要由若干个功能原理各不相同、结构亦各异的总成与零部件组成,无非是由于组成子系统的单一元件(即总成与零部件)之功能不够系统,需要若干个元件相互配合才能满足整车对汽车子系统功能的要求,或者说,这样才能使汽车子系统的功能完整。

例如,汽车动力与传动系统,是由发动机、变速器和主减速器等总成与有关零部件组成。只有在组成完整的系统后才能满足驱动汽车、完成地面机动任务的要求。这也就是说,动力与传动系统驱动汽车做地面机动任务需要系统中各总成与零部件的相互配合;无论是哪一个单一总成或零部件不与其他总成或零部件配合均不可能驱动汽车做地面机动任务。也正是因为汽车动力与传动系统需要各总成与零部件的配合才能完成驱动汽车的任务,所以,汽车设计在制定组成汽车动力与传动系统的总成或零部件的设计目标要求时,需要并亦可以考虑采用类似此消彼长的措施。例如,为了满足汽车最大驱动力设计目标要求,可以考虑采用最大扭矩较大的发动机,亦可以考虑不增大发动机的最大扭矩指标,而采用较大的变速器Ⅰ挡速比或较大的主减速器速比来满足整车对最大驱动力的要求。由此可见,汽车动力与传动系统设计在完成设计制定组成该系统的诸总成与零部件的设计目标要求时需要并也应做统筹考虑。

上述举例表明,汽车设计在制定组成汽车子系统的诸总成与零部件的研发目标要求时,需要对组成系统的诸总成与零部件做统筹研究,以使得所制定的诸总成与零部件的设计目标要求具有系统性。而不应孤立地、片面地研究制定系统内的诸总成与零部件的设计目标要求。

也正因汽车设计在制定组成汽车子系统的诸总成与零部件的设计目标要求时,需要做统筹考虑,就产生出了汽车子系统设计。这也就是说,理论上可认为关于总成与零部件设计目标要求的设计责任主体的专业应该是汽车子系统设计专业,而不应该是总成与零部件设计专业。

但是,上述理论方面的内容还需要与实际相结合。

汽车设计的分工,首先是整车厂商(或主机厂)与汽车零部件供应商之间的分工,而影响汽车总成与零部件分工形式的重要因素则是汽车产品研发周期的客观要求。

例如,如果完全、严格地按上述理论方式来组织实施汽车子系统设计研发,即组成汽车子系统的诸总成与零部件的设计研发要由整车厂家的汽车子系统设计师来统筹完成的话,那么,可试想一下,即使是汽车子系统设计师接受设计任务后立即就给出了总成与零部件的设计目标要求,而后续产品工程图纸的出图,零部件或总成的试制、试验,所需要的周期也一定不能满足汽车子系统和整车研发周期的需要。

因此,为了解决总成与零部件产品研发周期长、满足不了整车或汽车子系统研发周期需要的问题,汽车工业,或者说,汽车零部件工业摸索出来的切实可行的一条成功的措施,就是总成与零部件产品研发先行,即实行汽车总成与零部件产品研发按总成与零部件产品功能与品质的模块化、标准化、系列化的要求先行完成产品研发。这样整车厂商的汽车子系统的设计任务就转变成统筹优选模块化、标准化了的总成与零部件。而不再是统筹研究设计、制定组成汽车子系统的诸总成与零部件的设计目标要求。相应地,总成与零部件的设计与研发的行为主体就转变成了汽车总成与零部件产品的供应商,而整车厂商的汽车子系统设计任务就转变成统筹优选模块化、标准化了的总成与零部件,这就实现了整车厂商与零部件供应商的分工。

另外,整车厂商在研发新车型时,除了需要对组成系统的诸总成与零部件做统筹优选外,还由于汽车诸子系统之间,如汽车转向系统与汽车制动系统之间,也有着千丝万缕的联系,因此,整车厂商在开展汽车子系统设计时必须同时完成下面两方面的任务。

一是要统筹考虑组成该子系统的诸总成与零部件的优选。

二是要以所设计的汽车产品整体目标完整、平衡和最优化为准绳,来协调组成该汽车的诸子系统设计之间的相互关系。

将上述整车厂商所要开展的汽车子系统设计任务与下面将要讨论的汽车总体设计任务做一对比,可知上述整车厂商所要开展的汽车子系统的设计任务内容就是汽车总体设计任务的一部分;并且,汽车总体设计就是完成组成整车的诸子系统的设计任务、所组成的汽车总体设计任务的任务“块”或“团组”,或者说,汽车总体设计的任务就是除了需要完成组成整车的诸子系统的设计任务外,还要以所设计的汽车产品整体目标完整、平衡和最优化为准绳,来协调组成该汽车各个子系统设计之间的相互关系。也就是说,汽车总体设计任务有两个方面。

一是组成整车的各个汽车子系统的设计任务,即设计制定整车各个子系统统筹优选诸总成与零部件的标准或评价之要求。

二是以汽车产品整体目标完整、平衡和最优化为准绳,来协调组成该汽车各个子系统设计之间的相互关系。

由此可见,整车厂商层面所开展的汽车诸子系统设计任务无不属于汽车总体设计任务的范畴,汽车总体设计的任务方面也决定了汽车总体设计的定义。关于汽车总体设计的定义,详见下一小节的叙述。

综上所述,整车厂商所开展的狭义汽车设计,可被划分成两个专业。

一是汽车造型设计专业,负责制定汽车产品形的设计目标,要求要“中看”。

二是汽车总体设计专业,负责制定汽车产品品质的设计目标,要求要“中用”。

然而,从汽车产业的角度来说,不仅需要注重推动汽车造型设计和汽车总体设计的发展,还需要注重推动汽车总成与零部件设计的发展,并且推动汽车总成与零部件设计的责任主体即是汽车零部件的生产供应商。

(二)汽车总体设计的定义

依据汽车总体设计上述两个任务,可将汽车总体设计定义为:汽车总体设计系指设计制定组成整车的诸子系统功能品质的设计目标要求与设计依据。

综上所述,汽车总体设计是由诸子系统设计任务内容所组成的设计任务“块”或“团组”。另外,汽车总体设计的任务是以所设计的汽车产品整体目标完整、平衡和最优化为准绳,来协调组成该汽车的诸子系统设计之间的相互关系。也就是说,“分”势必产生“总”。而“总”的任务则是对“分”进行整合。“分”和“总”是对立的统一体。

汽车整车厂商的汽车产品研发组织的汽车总体设计任务的责任主体通常称为汽车总体设计师,而相对应的专业则被称为汽车总体设计专业。

例如,汽车制动系统设计,本身就是汽车总体设计任务的一个组成部分。就汽车制动系统设计来说,除了汽车制动系统本身的设计,即统筹优选模块化、标准化了的组成汽车制动子系统的零部件或总成的任务之外,还应包括协调汽车制动系统设计与其他子系统设计之间的关系。例如,协调制动系统和与其紧密联系的汽车转向系统之间的关系就是汽车总体设计的重要任务之一。(www.xing528.com)

也正是由于需要统筹优选组成汽车子系统的诸总成与零部件,而不可孤立评价与选择组成汽车子系统的诸总成与零部件。这也就是说,汽车子系统的诸总成与零部件的统筹优选的任务就将统筹优选诸总成与零部件的工作统筹成为汽车子系统设计,而且,汽车之所以需要由若干个功能原理各不相同、结构亦各异的子系统组成,也无非是由于组成汽车子系统之功能不够全面,需要统筹考虑若干个汽车子系统的相互配合才能满足汽车整车设计的要求。统筹考虑若干个汽车子系统的相互配合,正是汽车总体设计的核心任务。

所以,整车厂商的汽车产品研发的汽车设计专业分工体系不应再设有汽车子系统设计专业。这是因为汽车子系统设计任务需要统筹考虑诸子系统或多个子系统的设计才能很好地完成。这“统筹”就将整车厂商的汽车设计任务都统筹成为汽车总体设计。

讨论至此,关于汽车总体设计定义,还有一点需要强调一下,即上述笔者所给出的汽车总体设计的定义与目前人们所普遍了解的汽车总体设计之定义是有明显不同的。差别就在于:目前人们所普遍了解的整车厂商的汽车设计专业分工体系是由汽车总体设计和汽车子系统设计所共同组成的。然而,笔者新提出的观点则是:整车厂商所开展的汽车子系统设计本身就是汽车总体设计,或者说,汽车子系统设计是汽车总体设计的诸组成部分。

关于汽车总体设计的定义,事关汽车设计专业分工的理论依据。建议同行们结合自己所在的汽车产品研发组织的汽车设计专业分工的实际来理解消化笔者所给出的汽车总体设计定义的科学性

除此之外,大家也许还会心存疑问:汽车总布置的任务内容是什么?即汽车总布置的定义是什么?或者说,汽车总布置就是汽车总体设计吗?

针对这些疑问或困惑,笔者给出如下说明。

汽车总布置所对应的英文名词为vehicle packaging。而英文packaging意指打包、组装等。在此,vehicle packaging可直译为汽车组装,意译则为汽车总布置。

感觉不够的话,笔者还可做如下的进一步解释。

汽车总布置工作的核心任务,或者说,汽车总布置的定义应为:汽车总布置系指采用能够反映出汽车总成与零部件形状的二维产品图(或草图),现在则是普遍使用总成与零部件的三维数模,将组成整车的总成与零部件实施虚拟装配。其目的要求为:以便于(及早)发现总成与零部件组装成整车时的装配问题,并及时解决;通过虚拟装配来检查装配成整车之后是否能满足整车设计的要求。可见,汽车总布置不负责设计制订整车设计目标,而只是负责并也只能负责通过虚拟装配来检验汽车总体设计目标要求的落实情况。或者说,虚拟装配是检验汽车总体设计目标要求贯彻落实的重要措施之一。因此,汽车总布置的任务内容不符合汽车总体设计定义,而符合的却是汽车产品工程定义。

由此可见,汽车总布置与设计制定汽车产品功能及功能品质设计目标要求,即汽车总体设计,是完全不同类型的任务。可将汽车总布置与汽车生产再做一比较,会发现:汽车总布置更加符合汽车装配生产的定义,不过汽车总布置的任务为汽车总成与零部件的虚拟装配,而实际的汽车生产所装配的则是实体总成与零部件。因此,应该按汽车产品工程的一个重要分支或汽车产品工程专业的一个子专业来对待汽车总布置。

关于上述汽车总体设计定义取得的过程,有必要给出如下补充说明。

笔者关于汽车总体设计定义的认知或获得,是有一个漫长发展过程的。十多年前笔者关于汽车总体设计任务或汽车总体设计的定义认知为:我国汽车产品研发,亟待加强汽车子系统设计力量。加强汽车子系统设计力量或能力建设,是提高我国汽车总体设计水平的有效措施;汽车总体设计是汽车设计实施分工的结果,汽车设计的组织分工与汽车是由多个子系统所组成的,并且汽车子系统又是由多个总成与零部件所组成的,特点应相符,即汽车设计应被划分为汽车总体设计、子系统设计、总成与零部件设计三个层次、多个方面……可见,笔者十多年前所给出的汽车总体设计的定义是有很大瑕疵的。

并且,对汽车设计分工的论述也存在很大的瑕疵,甚至存在错误之处。例如,指出汽车总体设计不包含汽车子系统设计,就是一种错误。但是,其积极意义也是不容否定的,那就是,明确指出了提高汽车总体设计水平和汽车总体设计能力的有效措施是加强汽车子系统的设计力量。

经过十多年的不断学习与对汽车设计实践的思考,笔者终于在《汽车之感悟》的基础上给出了令自己满意也会令同行满意并接受的关于汽车总体设计的新定义。这又一次证明了孔子所提倡的温故知新有多么的重要。而且,笔者在这方面的体会是——知新常常是离不开温故的。

(三)汽车总体设计任务内容概述

在继续讨论汽车总体设计任务之前,先请大家温习一下毛泽东《矛盾论》中关于矛盾的学说:凡事都是由多个矛盾组成的矛盾体,在这个矛盾体中势必会有处于支配地位的主要矛盾,也会有处于从属地位的次要矛盾;当主要矛盾解决后,次要矛盾就迎刃而解了。因此,凡事都需要认知主要矛盾,并需要先着力解决主要矛盾。

那么,又该如何去认知汽车总体设计这一矛盾体中的主要矛盾或关键任务呢?

马克思主义哲学告诉我们:事物都是相互联系的,凡事都需要研究事物之间的联系性,而不应孤立地看待研究事物或事物的某一个方面。

如果孤立地看待研究事物或事物的某一个方面,那就无法认知事物的主要矛盾或矛盾的主要方面,会认为无论哪件事物都是主要矛盾,或者说,事物之间就会没有什么主要矛盾和次要矛盾之分。这是不正确的,是不符合马克思主义哲学观点的。马克思主义者认知事物的主要矛盾是从认知事物之间的联系性着手。并且,主要矛盾或关键任务势必存在于任务体中并起主导作用,或者说,当其关键任务还没有得到解决,则其他一系列非主要任务都无法得以完成,而当主要矛盾或关键任务得以解决其他矛盾就会迎刃而解了,或其他的非主要矛盾就不存在了。

无论处理什么问题都要以此标准或方法来衡量或认知矛盾体中的主要矛盾,并且,抓住主要矛盾或关键任务是全面、高效率地解决矛盾的前提。

值得指出的是,上述关于矛盾的学说,不仅是指导我们开展、完成狭义汽车设计的思想武器,亦是笔者写作完成《广义汽车设计》的思想武器。总之,是做任何事情、研究任何问题的重要方法之一。

关于汽车总体设计任务,依据汽车总体设计定义,已经明确了汽车总体设计任务前两项的任务内容,第一,由诸子系统设计任务内容所组成的设计任务块或团组,以及以所设计的汽车产品整体目标完整、平衡和最优化为准绳,来协调组成该汽车的诸子系统设计之间的相互关系。第二,设计制定诸子系统的设计依据和目标要求。将决定汽车总体设计定义的该两项汽车总体设计任务,称为汽车总体设计的关键任务,或汽车总体设计的主要矛盾性。之所以说汽车总体设计的该两项任务是汽车总体设计的关键任务,对此,可以试想一下:如果该项任务没有完成,那么,怎么可能完成其他总体设计任务?答案是不言自明的。这是因为设计没有了目标要求,设计依据也就没了,而没有设计依据,设计是无法开展的。那么,按照上述“矛盾之学说”,除了该两项“主要矛盾”之外,也还有一些其他的非主要矛盾或非关键任务。

汽车总体设计,除了上述两项主要矛盾或关键任务之外,还有如下非关键任务。

汽车总体设计非关键任务之一:

所设计、研发的汽车产品品质有关的产品标准的制修订。

所设计、研发的汽车产品品质有关的产品标准的制修订就是将上述首项和第二项汽车总体设计任务所制定的关于所设计、研发的汽车产品功能品质的目标要求和设计依据标准化,除此之外,还有汽车内饰和外饰设计目标要求的标准化。

产品标准化的意义在于:企业有关该产品的一切活动都应以无条件地满足产品标准之要求为底线,或者说,产品标准就是将上述第一项和第二项汽车总体设计任务所制定产品功能品质的目标要求和对汽车内饰、外饰的设计要求,由企业给予这些目标要求以“企业内部法律条款”的地位,而“法律条款”则是不得触碰的红线。

汽车总体设计非关键任务之二:

对所完成的汽车设计任务内容进行自检。

该项汽车总体设计任务和加工工人完成加工机械零件任务一样,不能说加工完就算完成任务了,还需要自检。这也就是说,在汽车总体设计任务完成的过程中,责任主体要随时对所完成的设计内容进行检查或设计师团队内部互检。

汽车总体设计非关键任务之三:

配合或指导公司其他有关部门开展产品研发的其他有关工作,即需要配合或指导生产准备部门制定出所研发车型生产准备资金的预算,并配合生产准备、试生产及试销工作等。

汽车产品研发的全过程为:从着手设计始,直至试生产和试销成功。

配合试生产和试销亦是汽车总体设计的重要任务之一。因为,在配合试生产和试销过程中可发现设计问题,并完成改进。完成了从设计到实现产品质量改进的全过程,才算完成了汽车设计的一个完整的过程。

在此,还要对关键任务和一般任务的概念补充强调一下。

如果说,关键任务系指那些此项任务没得到解决,则与此项关键任务关联着的其他一般任务就不具备完成的条件,也就是说,一般任务的完成是以关键任务的完成为前提条件的。

按此原则来判断,上述汽车总体设计任务中的第一项和第二项属于汽车总体设计任务的关键项,而其他三项均不符合汽车总体设计任务关键项的要求。例如,上述汽车总体设计任务中的第三项任务,即汽车产品标准的制修订。虽然该任务的重要性亦是不言自明的,但是该项汽车总体设计任务的完成是需要有前提条件的,那就是,第一项和第二项汽车总体设计任务完成之后才有条件开展该项工作。可见,它不符合汽车总体设计任务的主要矛盾或关键任务的定义,即该项汽车总体设计任务不是汽车总体设计任务中的关键任务项。

汽车总体设计师在面对繁重的汽车总体设计任务时,心中务必要有一幅清晰的完成汽车总体设计任务的路线图,以避免自己被其他有关部门牵着走。为此,也需要注意与这些部门沟通,让它们了解并理解自己心中的完成任务的路线图。

并且,在制定完成上述汽车总体设计任务的路线图时,需要对汽车总体设计的关键任务,即主要矛盾和非关键的一般任务区别对待。

在此,值得强调的还有两点。

一是不仅上述的汽车总体设计任务是由关键任务和非关键的一般任务所组成的任务体(矛盾体),汽车设计的各不同任务方面和不同的设计阶段或不同的任务层面,亦都分别是由多个不同的矛盾所组成的矛盾体,并在这些不同任务方面、任务的不同阶段或任务的不同层面的矛盾体中有着各自的主要矛盾。为了能够更好地完成汽车设计任务,同样需要始终遵循上述之“矛盾之学说”,来处理汽车设计有关问题。

二是上述关于汽车总体设计的关键任务内容,经过讨论已经给予了明确。那么,反过来问一下,狭义汽车设计的关键任务又会是什么呢?对此,与上述分析汽车总体设计任务的关键任务内容同理可得:狭义汽车设计的首要、关键任务内容必定是汽车总体设计。

综上所述,整车厂商所需开展的汽车设计(注:造型设计除外)即是汽车总体设计,而从汽车产业的角度来看,狭义汽车设计是由汽车造型设计、汽车总体设计和汽车总成与零部件设计三个层面所组成。并且,汽车产品工程任务也可分成两个层面和多个子专业。汽车产品工程的两个层面:一是汽车总布置产品工程,二是总成与零部件产品工程。

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