汽车平台化和模块化设计要则及案例分析
一些汽车常用零部件平台化通用化设计思路简析
4
涂层
●
涂层依据整车排放目标 单独开发。
三元催化
封装壳体 载体 衬垫 涂层
7
消声器总成 ➢ 构成及平台化方案
序号 零部件
1
法兰1
2
法兰2
平选变 台装形 件件件
备注
●
受发动机接口及排量限制，
需根据发动机要求进行匹配，
●
同排量可以通用化。
3
吊钩1
●
4
吊钩2
5
隔板
● 受NVH要求，此部分零件需
●
要单独匹配开发
序 零部件名
号
称
类型
定义说明
1
管卡
选装件
根据油箱总成上管路布置特点， 定义管卡型号。
2
管路组件
变形件
根据整车管路走向，定义油箱 总成上管路走向及结构。
3
通气口
变形件 根据布置位置，确定阀门结构
4
隔振垫
变形件
根据油箱在整车上布置位置， 不同车型隔振垫需单独设计
选装件：根据油箱容积大小，
5
吊带组件
组合件
瑞麒G5
1.布置形式：侧置； 2.进气口：朝正前；
翼博
1.布置形式：侧置； 2.进气口：朝正前；
沃尔沃S80
1.布置形式：侧置； 2.进气口：朝正前；
柯兰多
1.布置形式：侧置； 2.进气口：朝正前；
瑞纳
1.布置形式：侧置； 2.进气口：朝正前；
14
空气滤清器总成 ➢ 平台化方案
• 采用空滤侧置+进气口朝前布置方案； • 采用车型平台化方案；
冷却模块
➢ 模块的布置演化
在同平台不同车型上，通过对冷却模块的位置及厚度进行调整，实现
模块化设计及其案例
05.模块化设计案例
Modular design case
机柜分解为模块 Intel计算机的模块化组成
05.模块化设计案例
Modular design case
模块生产专业化
05.模块化设计案例
Modular design case
标准元件组成 不同舱室
05.模块化设计案例
Modular design case
模块化 设计方式
02.模块化设计方式
Modular design approach
模块化 设计方式
除发展横系列产品之外，改变某些 模块还能得到其它系 列产品者，便属于 横系列和跨系列模块化设计了。德国沙 曼机床厂生产的模块化镗铣床，除 可发 展横系列的数控及各型镗铣加工中心外， 更换立柱、滑座及工作台，即可将镗铣 床变为 跨系列的落地镗床。
02.模块化设计方式
Modular design approach
全系列包括纵 系列和横系列。例如，德国某厂生产的工具铣， 除 可改变为立铣头、卧铣头、转塔铣头等形 成横系列产品外，还可改变床身、横梁的高度 和长 度，得到三种纵系列的产品。
模块化 设计方式
02.模块化设计方式
Modular design approach
03.模块化三大特征
Modular three big characteristics
通用性
模块接口部位的结构、尺寸和参数标准化，容易实现模块间的互 换，从而使模块满足更大数量的不同产品的需要
03.模块化三大特征
Modular three big characteristics
互换性
有利于实现横系列、纵系列产品间的模块的通用，实现跨 系列产品间的模块的通用
汽车平台化应用与设计
汽车平台化应用与设计【摘要】汽车行业是一个资金、技术及劳动密集型的大产业，其“大投入、大产出”的传统生产及研发模式，需要相应车型达到一定的销售规模才能确保有盈利的投资回报。
为保证投资回报率，汽车平台化应运而生，文中分析了汽车平台化在汽车领域的应用与设计，为汽车平台化设计应用提供了借鉴，缩短整车开发周期，降低整车开发成本。
【关键词】平台化；标准化；系列化；模块化；通用化0.前言众所周知，汽车行业是一个资金、技术及劳动密集型的大产业，其“大投入、大产出”的传统生产及研发模式，需要相应车型达到一定的销售规模才能确保有盈利的投资回报。
作为后起之秀的汽车大国，中国汽车行业一直借鉴欧美日汽车工业发达国家“大投入、大产出”的产研模式。
如今汽车市场竞争异常激烈，不可能有所谓的“暴利”，如果还按照传统方式投入巨资开发新车型、添置模具及先进生产设备，对于那些年销量不足5万辆的车型，每辆车分摊的研发、人力及设备折旧等费用势必居高不下，这些车型很难有赢利能力。
为此，汽车平台应运而生，汽车平台化应该有更高的集成度或共用率。
一辆汽车约有95%的零部件是从外部看不到的，对于同一平台上的不同车型，这些“不可见”的零部件可以组装成“标准化集成内核”。
由于不同车型共享了相同的零部件，有助于以“组团式”的规模生产来降低其采购成本，而且生产规模的扩大也有助于供应商提供产品质量。
1.汽车平台化的定义及内涵1.1汽车平台化的定义汽车平台化是指拥有更高的集成度或共用率，将汽车中“不可见”的零部件组装成“标准化集成内核”，以“组团式”的规模生产来降低成本的一种集成化应用技术。
传统的汽车平台化就是在开发过程中用相似的底盘和车身结构，可以同时承载不同车型的开发及生产制造，产生出外形、功能都不尽相同的产品。
汽车平台化不仅包括产品平台化，还应该包括技术标准的平台化、功能系列平台化、参数平台化、模块的平台化等一系列平台化技术。
具体包括以下“四化”：零件标准化、功能系列化、结构模块化、零部件通用化。
汽车车身模块化设计
汽车车身模块化设计魏永豪湖北汽车工业学院科技学院车辆工程系,湖北十堰,4420000摘要：模块化是处理复杂事物的一种设计思想，现在已经成为一种技术在国外被广泛应用。
模块化设计思想最早应用在电子产品的设计和开发过程中，随后又应用在制造业中，为美国电脑行业和日本制造业带来了丰厚的经济效益。
产品的创新是企业生存的灵魂，它能够使企业不断推出吸引消费者的产品以提高企业的竞争力。
在信息社会，随着经济全球化的发展，用户的消费观念不断倾向于多样化、个性化以及定制化，以致每个企业都在寻求一种解决办法，应对用户需求的不确定性以及这种环境下的创新方法。
模块化设计方法能够加快产品的创新速度，能使企业规避一定的创新风险，降低研发成本，解决用户定制化个性设计。
关键词：模块、模块化设计、汽车车身模块化设计Modular design of outomotive bodyWeiyonghaoHubei Qichegongyexueyuankejixueyuan Vehicle Engineering Department,Hubei，Shiyan Abstract：The modular design idea is a kind of complex, has now become a widely used technology in China outside. The idea of modular design has been applied to the design and development of electronic products, which has been applied in the manufacturing industry. It has brought huge economic benefits to the American computer industry and the Japanese manufacturing industry. Product innovation is the soul of enterprise survival, it can make enterprises continue to attract the product to attract consumers to enhance the competitiveness of enterprises. In the information society, with the development of economic globalization, the consumer's consumption ideas are constantly diversified, personalized and customized, so that every enterprise in the search for a solution, to deal with the uncertainty of user needs and the environment of innovation. Modular design method can accelerate the speed of product innovation, can make the enterprise to avoid some of the innovation risk, reduce the cost of research and development, solve the user's customized personalized design.Key words：module、modular design、Modular design of outomotive body一、模块化设计1.1模块化设计概念：（Block-based design）所谓的模块化设计，简单地说就是将产品的某些要素组合在一起，构成一个具有特定功能的子系统，将这个子系统作为通用性的模块与其他产品要素进行多种组合，构成新的系统，产生多种不同功能或相同功能、不同性能的系列产品。
汽车产品平台化模块化开发模式与实施策略
汽车产品平台化模块化开发模式与实施策略随着汽车市场逐渐成熟，消费者的需求也变得越来越多样化，同时市场竞争也变得越来越激烈，汽车企业需要通过不断创新来满足消费者的需求，保持竞争力。
而汽车产品平台化模块化开发模式正是一种重要的创新方式。
汽车产品平台化模块化开发模式，是指将多款车型进行设计、研发和制造时，通过拥有相同的底盘、架构和关键部件等核心技术，分别进行细节和外观上的差异化设计而生产出不同车型的模式。
而模块化开发、集成工程或者“单板组装”模式则是一种以模块作为开发制造的单元，集基础研发、平台开发、尺寸匹配、接口设计、共性化采购等一系列环节于一体，实现产品快速开发的系统化的车辆研发与制造模式。
平台化模块化开发模式具有以下优势：首先，节约研发成本：平台化、模块化的开发，可以通过标准化技术、部件共用等方式来减少重复开发工作，降低研发成本。
其次，简化生产流程：平台化、模块化的开发可以在核心技术和标准配件的基础上快速实现多款车型的生产，由此减少生产流程和安装时间，从而缩短产品研发周期。
另外，优化供应链管理：平台化、模块化可使得企业更加精细化采购，采用统一的供应链、生产方式、物流模式等管理模式，有效降低物料、生产等成本。
实质上，平台化模块化开发模式可以分为两个步骤：平台化设计和模块化设计。
平台化设计是指通过建立各种平台来实现产品的快速开发，降低产品研发成本、提高开发效率。
一个平台至少包含两款不同型号的汽车，平台化技术依靠统一的底盘、发动机、传动系统、电子架构等核心部件，为不同车型提供可共享的关键组成部分和技术，实现汽车之间的部件共用，从而降低研发成本与制造成本。
平台化不仅仅可以节约成本，还可以激发汽车公司内部的技术创新，因为不同的公司在同一个平台上进行车型开发时，开发团队就会迅速地针对市场需求，推出创新的车型。
模块化设计是指制造商将汽车分解成许多小模块，其中每个模块都对应着不同的功能设计。
这种设计可以令厂商利用同一个模块在多款车型之间共享使用，做到研发一次、生产多用，从而大幅提高生产效率和降低成本。
浅谈汽车工装平台化设计
车辆工程技术54车辆技术浅谈汽车工装平台化设计尹晓前（长城汽车股份有限公司整车事业部,河北 保定 071000）摘 要：工装是汽车生产过程质量的重要保障，而工装的平台化设计对其工艺规划及实施过程中生产效率和成本控制起着决定性的作用。
本文主要从工装基础知识、平台化设计开发、平台化案例分析等方面进行阐述和分析。
关键词：工装；平台化；设计0 概述 汽车大约又三万多个零部件组成，这么多的零部件如何保证产品的一致性，最低控制过程实现成本，是生产工艺师需要首要考虑的。
合理的工装平台化设计是解决问题途径之一，通过大量的工作实践和经验积累，不断提高工装平台化设计水平。
1 工装基础知识 工装是工艺装备的简称，一般分为专用工装、通用工装、平台化工装，也是各种工具统称，包含：模具、夹具、检具、刀具、量具等。
（1）专用工装一般指加工某一结构或单一产品的专用装置，即仅适用于某种产品、某个零部件、某道工序。
（2）通用工装一般为标准化、装配性较大的工装，适用于各种产品，如：常用刀具、量具等。
（3）平台化工装通常在产品结构复杂、关键工序、小批量生产的情况下应用，如：汽车设计开卡过程中的试制工装，一般有两种结构：多孔结构如图1和槽型结构图2所示。
图1 图22 工装平台化设计开发2.1 工装平台化设计原则 （1）工装设计应满足使用国家或地区的安全法令法规，最好在企业内部形成标准化和通用化。
（2）工装设计方案策划时应遵循手动、气动、液压、伺服的依次优先选用原则，以便控制技术难度和便于满足操作的简易性。
（3）工装结构工艺应简单实用，便于组装、操作、换型和维修，提升效率、节省制造成本；有足够的承载或夹持力度，确保在使用过程中工件定位稳定性和可靠性。
（4）在满足产品和工艺技术要求前提下，工装选型应尽量选择通用或标准化的刀具、量具，刀具；对产品结构复杂、精度要求高，且非大批量生产，如：试制过程。
2.2 工装平台化设计方案 （1）根据被加工产品结构及工艺规程确定工装初步设计方案，首先对工件具体形状的力学性能分析方法，即找出最强部分，找出最易变形部分；其次对工件工艺性分析方法，即找出最高要求部分，找出最难加工部分；再次对工件毛坏分析方法，即通过模具成形的特点，找出模具成形最稳定的部分。
某车型前端模块设计和平台化构想
前端模块已实现了前端结构模块化集成， 具有先天平台化基础。初步构想从如下三方 向提供零件共用率，减少零件种类，实现前 端模块平台化。
1）结构和布置统一化：结构和布置的 统一是平台化的基础。在前期设计中需要 尽量考虑各种车型需要，选择合适的布置 位置和安装结构，将安装结构和布置位置 的统一。有效保证设计可靠性和延续性， 同时可以降低开发风险。例如散热器采用 统一的水箱结构，与车身安装点和方式也 统一；中冷器均布置在防撞梁下方，与前 端模块通过 4 颗螺栓前后方向连接，发罩 锁与散热器相对位置（限制造型发罩分缝 特征和位置）。
图 1 前端模块系统框图
前端模块总成
3 雷达支架
2
发罩锁
3
前防撞梁
3 前端框架
3
中冷器
3
散热器
2 电喇叭
3
主动进气格栅
3 2
2
3
电子扇
3
3
碰撞传感器
2
2 前端线束
冷凝器
前蒙皮总成 前组合灯 前车体 前舱线束 冷却管路
雷达模块
AUTO TIME 73
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AUTOMOBILE DESIGN | 汽车设计
和发罩锁安装点。发罩锁刚度和强度更容易 满足要求，但由于框架整体为矩形，前端框 架相对刚度模态偏低，同时注塑后收缩不稳 定，需要前期多次分析和调整。 图 2 八字梁结构
图 3 中立柱结构
本车型前端框架设计选用中立柱结构。 前端框架整体为矩形，由上 / 下横梁和左右 立柱构成，发罩锁安装区域通过钣金中立柱 连接发罩锁和前防撞梁，有效满足发罩锁安 装各项刚度和强度要求。设计上对横梁与立 柱连接接头位置通过设计三角筋加强连接刚 度。布置上将对刚度和动刚度要求高的零件 布置在立柱上并靠近前端框架与放撞梁连接 部位。
如何做好整车开发的平台与架构？
如何做好整车开发的平台与架构？本文分析整车产品、平台、架构和它们之间的关系。
指出架构战略的推出，使平台概念得以拓展和向前延伸，从“共用零件”升华到“共同工程解决方案”。
架构策略是资源和效益最优化与产品个性化之间最好的平衡。
1 整车开发中产品、平台与平台策略1.1 产品整车产品就是人们在日常生活中使用的各类汽车。
从大类上可分为乘用车，商用车，专用车等。
乘用车又可分为各种类型。
我国按照GB/T 3730.1-2001给出了汽车和挂车类型的术语和定义。
汽车在初始发展期只是一种满足人和货物移动的工具。
随着社会的发展，货物运输效率的提高及不同用途的需求，形成了各种各样的汽车产品。
现代社会的不断发展，用户的个性化需求日益突出，因而又出现了所谓的跨界车型，甚至会出现对汽车新种类的定义。
汽车已不再是一个简单的交通工具，而且是人们生活的一部分。
目前，世界上各国汽车公司生产的汽车产品有几百种，几十类。
1.2 平台与平台战略从产品开发过程而言，为了缩短开发周期，节约资源，降低成本等因素，在常规产品中不可能对某一个产品单独开发;而另一方面从用户的角度出发，虽然各个产品有所不同，但有些产品和产品之间并没有很大差异，且这种差异也不会导致产品构成的根本变化，因而在开发过程中会把这样接近的、类似的特性在某些开发阶段“合并”起来。
从根本上讲，两个产品的有些系统，子系统或零件是一样的，特别是不可见部分;而对于可见部分则根据不同地区，针对不同市场及不同用户群进行个性化设计。
这种相同的系统，子系统及零部件的组成，被称之为平台，也就是说，平台是由一些共用件组成，在一个平台上，通过针对市场的个性化设计，可形成多个产品。
图2车型平台的基本组成所谓平台战略就是在开发过程中用一个平台同时承载不同车型的开发及生产制造，是零件最大共用化和产品个性化的一种平衡。
这种设计思想和方法可以在满足成本，周期及质量的要求下满足用户个性化需求。
在研发方面，首先一个平台上实现的技术升级，可以使这个平台上的所有车型收益，降低了开发费用;其次，减少了分析、设计及试验的种类和试验样本数，缩短了新产品上市时间;在制造方面，相同零部件的采用使生产过程相同，从而降低固定投资;而相同零件的使用又可扩大零件批量，降低物料成本。