譚曉嵩 程萍

武漢科技大學(xué)汽車與交通工程學(xué)院，湖北武漢，430080

關(guān)于汽車造型模塊化設(shè)計(jì)的研究

譚曉嵩 程萍

武漢科技大學(xué)汽車與交通工程學(xué)院，湖北武漢，430080

上個(gè)世紀(jì)末，未來(lái)學(xué)家阿爾文·托夫勒在他的著作當(dāng)中指出“將千差萬(wàn)別的東西拉平了”就是標(biāo)準(zhǔn)化的定義。事實(shí)證明，在全球視野下，工業(yè)社會(huì)已經(jīng)產(chǎn)生了新的生產(chǎn)模式，也就是模塊化。如今，隨著時(shí)代的發(fā)展以及科技的不斷進(jìn)步，人們的生活水平正在不斷的提高，由于全球市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制的影響，用戶正在產(chǎn)生更加多樣化的需求，而模塊化就在其中發(fā)揮著非常重要的作用，模塊化的有效運(yùn)用，能夠使得產(chǎn)品有著更加快速的更新速度，單一品種的生產(chǎn)方式如今已經(jīng)有些不合時(shí)宜，取而代之的正是小批量的模塊化生產(chǎn)方式。本文在這種背景下，通過(guò)對(duì)模塊化設(shè)計(jì)原理的研究，結(jié)合汽車制造業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，提出了汽車造型模型化設(shè)計(jì)理論，能夠在你一定程度上避免工作的無(wú)效性。本文確立了汽車模塊化設(shè)計(jì)的方向性，并將多專業(yè)的理論進(jìn)行整合，形成了新的理論框架。

汽車造型；模塊化設(shè)計(jì)；研究

在現(xiàn)代工業(yè)文明當(dāng)中，汽車可以說(shuō)是十分重要的一個(gè)標(biāo)志。自從汽車誕生以來(lái)，世界上的汽車格局發(fā)生了很多的變化。如今，汽車業(yè)更是朝著模塊化、零排放等方向不斷的發(fā)展。目前，世界企業(yè)技術(shù)環(huán)境面臨著十分巨大的挑戰(zhàn)，國(guó)際市場(chǎng)越來(lái)越激烈的競(jìng)爭(zhēng)，主要體現(xiàn)在成本控制、產(chǎn)品生產(chǎn)周期等是否能夠滿足用戶的多樣化的需求。如今，個(gè)性化的消費(fèi)已經(jīng)成為了主流，這種消費(fèi)方式也促進(jìn)了汽車造型模塊化設(shè)計(jì)的發(fā)展。

1 汽車模塊化設(shè)計(jì)研究簡(jiǎn)述

1.1 自然環(huán)境的限制

如今，全世界都在關(guān)注環(huán)境保護(hù)的問(wèn)題，經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，使得世界上的環(huán)境污染正在不斷加劇。那么如何才能夠良好的解決經(jīng)濟(jì)與自然之間的關(guān)系，就成了傳統(tǒng)汽車對(duì)當(dāng)今世界的一項(xiàng)挑戰(zhàn)，新的能源模塊化方式給予人類了一種全新的選擇，它能夠幫助人類有效的解決這個(gè)難題。

如今，汽車模塊化設(shè)計(jì)更多的需要靠考慮到自然環(huán)境的變化。自然環(huán)境當(dāng)中包含動(dòng)物、水、土壤等多種因素，是各種自然因素的綜合。自然環(huán)境是人類賴以生存的物質(zhì)期初。人類的活動(dòng)影響著環(huán)境變化，因此可以說(shuō)，人與自然是緊密的聯(lián)系在一起的。如今，汽車的設(shè)計(jì)已經(jīng)得到了越來(lái)越多的自然影響，人們需要多方面的考慮到生態(tài)問(wèn)題。汽車從制造到使用的各個(gè)階段，采用何種材料都已經(jīng)成為了十分重要的問(wèn)題，很多零件的材料，都要求使用安全、無(wú)公害的天然合成材料，這樣一方面能夠達(dá)到可持續(xù)發(fā)展的愿望，另一方面還便于循環(huán)使用以及維修。

1.2 社會(huì)環(huán)境的作用

與自然環(huán)境相對(duì)，社會(huì)環(huán)境是自然環(huán)境的發(fā)展。不管是自然環(huán)境還是社會(huì)環(huán)境，這兩種環(huán)境的狀態(tài)都是在不斷的變化當(dāng)中的。社會(huì)環(huán)境是人類生存以及活動(dòng)范圍的綜合，是人類文明的標(biāo)志。

社會(huì)環(huán)境的構(gòu)成十分復(fù)雜，可以分為經(jīng)濟(jì)環(huán)境、科技環(huán)境等。社會(huì)環(huán)境的變化，要求汽車設(shè)計(jì)人員能夠設(shè)計(jì)出滿足環(huán)境要求的產(chǎn)品，因此可以說(shuō)，特殊的環(huán)境也要求著特殊的產(chǎn)品。

就汽車造型的模塊化設(shè)計(jì)來(lái)講，一般指價(jià)值觀念和消費(fèi)習(xí)慣，企業(yè)需要用戶的價(jià)值觀念來(lái)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)，而不同的消費(fèi)習(xí)慣也有著不同的商品要求。在不同的時(shí)代當(dāng)中，消費(fèi)模式也有著完全的不同。

2 汽車模塊化設(shè)計(jì)管理方法的系統(tǒng)性

2.1 正向工程

正向工程也叫做順向工程，這種方法是現(xiàn)有產(chǎn)品的定位，然后設(shè)計(jì)師在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程當(dāng)中，按照定位的要求去設(shè)計(jì)符合要求的產(chǎn)品，在正向工程當(dāng)中的開發(fā)流程為構(gòu)思-設(shè)計(jì)-產(chǎn)品，因此這種開發(fā)工作叫做正向工程，這是一種由上而下的模塊化。

正向工程在項(xiàng)目開始的時(shí)候，要對(duì)汽車采用模塊化的設(shè)計(jì)方法，從車型設(shè)計(jì)就開始考慮。也就是說(shuō)，汽車的設(shè)計(jì)師需要在一開始就將各種復(fù)雜的系統(tǒng)分解為單元模塊。

2.2 逆向工程

逆向工程又被稱作反求工程。這種方式根據(jù)現(xiàn)有的實(shí)體，精密的測(cè)量數(shù)據(jù)，再根據(jù)數(shù)據(jù)構(gòu)建幾何模型，隨后在進(jìn)行實(shí)體模型的編輯。

在最早的時(shí)候，逆向工程運(yùn)用在軍事領(lǐng)域的硬件分析當(dāng)中。逆向工程的主要目的是在不能輕易獲得信息的情況下，對(duì)成品進(jìn)行分析，推算出產(chǎn)品的設(shè)計(jì)原理。逆向工程是一種產(chǎn)品技術(shù)的在線過(guò)程，也就是對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行你想分析，從而得出產(chǎn)品的處理流程、功能特性等要素，再根據(jù)這些要素制作出功能相近的產(chǎn)品。在汽車的造型設(shè)計(jì)當(dāng)中，逆向工程能夠運(yùn)用早現(xiàn)有車型升級(jí)等模塊的開發(fā)。

2.3 并行工程

并行工程又被叫做同步工程，他是一種并行設(shè)計(jì)、并行集成的綜合技術(shù)。并行工程與傳統(tǒng)的穿行工程有著比較鮮明的對(duì)比，并行工程強(qiáng)調(diào)同行實(shí)行，注重宏觀完整性，突出多學(xué)科的協(xié)調(diào)性。

在并行工程的開發(fā)當(dāng)中，有同步交叉等特點(diǎn)。對(duì)于汽車企業(yè)來(lái)說(shuō)，并行工程的開發(fā)周期比較短，其次還能夠有效的控制成本，并達(dá)到優(yōu)秀的產(chǎn)品質(zhì)量，并形成工程的設(shè)計(jì)方法適用于模塊化產(chǎn)品的研發(fā)。

現(xiàn)如今，并行工程已經(jīng)成為了現(xiàn)代汽車的主要設(shè)計(jì)方法，并行工程的管理技術(shù)符合汽車造型階段的模塊化設(shè)計(jì)以及模塊化管理。并行工程的框架系統(tǒng)為汽車造型模塊庫(kù)的建立提供了有效的參考作用。

3 汽車造型模塊化設(shè)計(jì)的思路

3.1 汽車造型模塊化設(shè)計(jì)的原則

設(shè)計(jì)師在進(jìn)行設(shè)計(jì)活動(dòng)過(guò)程當(dāng)中，需要遵循一定的原則才能進(jìn)行創(chuàng)作活動(dòng)，這些原則都是由客觀規(guī)律決定的。造物的原則是多維的，并不完全相同。設(shè)計(jì)的原則需要收到不同時(shí)代的科技水平等因素的影響，受到功能、環(huán)境等因素的制約。

汽車造型模塊經(jīng)過(guò)時(shí)間，已經(jīng)摸索出了一定的原則，本文結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)歸納了汽車的相關(guān)原則。

3.1.1 物理分解性原則

汽車造型模塊化的設(shè)計(jì)，應(yīng)考慮到各個(gè)單元之間的物理性分解。汽車模塊化的設(shè)計(jì)需要具備物理充足，只有在物理的層面上劃分出獨(dú)立功能的單元，次啊能夠?qū)崿F(xiàn)組合型。汽車模塊應(yīng)該從單元獨(dú)立的角度考慮，劃分出不同的單元，此外，這些單元還應(yīng)該能夠進(jìn)行調(diào)節(jié)變換。

3.1.2 藝術(shù)審美性原則

現(xiàn)代設(shè)計(jì)應(yīng)該不斷的發(fā)展純美術(shù)。模塊化產(chǎn)品一方面要能夠在物理上進(jìn)行組合，另一方面還應(yīng)該考慮藝術(shù)原則。藝術(shù)審美性的原則要求產(chǎn)品在審美上有一定的品味，給予人們一定的審美享受。藝術(shù)審美原則是內(nèi)容與形式的統(tǒng)一。

3.1.3 創(chuàng)新靈活性原則

與傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)比較我們發(fā)現(xiàn)，模塊化產(chǎn)品設(shè)計(jì)有更強(qiáng)的靈活性。汽車造型模塊化的創(chuàng)新要從不同的層面進(jìn)行創(chuàng)新，例如用戶需求、材料安全等。創(chuàng)新就是要了解客戶的需要，并根據(jù)客戶的個(gè)性需要，提供有創(chuàng)意的方案，只有這樣，才能稱作是真正的以客戶為中心。

3.1.4 用戶參與原則

用戶不僅是用戶，還有可能成為產(chǎn)品的創(chuàng)意者。未來(lái)的模塊化產(chǎn)品肯定會(huì)使得用戶參與到創(chuàng)新當(dāng)中。用戶參與創(chuàng)新的產(chǎn)品，對(duì)于其后來(lái)的版本，能夠使得用戶更容易接受。

3.1.5 綠色安全性原則

綠色設(shè)計(jì)就是將綠色技術(shù)作為前提的產(chǎn)品設(shè)計(jì)。綠色技術(shù)要求減少原材料，使用輕污染的技術(shù)。綠色設(shè)計(jì)能夠有效的考慮到環(huán)境因素的影響，注重模塊的可維護(hù)性、重復(fù)利用性等。在實(shí)際的設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中，綠色及強(qiáng)調(diào)環(huán)保的同時(shí)，保證模塊能夠滿足使用的要求，并減少環(huán)境污染以及能源消耗。

3.1.6 適度合理性原則

在汽車造型模塊化設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中，應(yīng)掌握分寸、遵循合理原則。汽車造型模塊化設(shè)計(jì)反對(duì)材料過(guò)度的使用，設(shè)計(jì)有度應(yīng)該從各個(gè)角度來(lái)進(jìn)行考慮，適度原則也就是和諧原則。

3.2 汽車造型模塊化設(shè)計(jì)的開發(fā)方法

3.2.1 汽車造型模塊化產(chǎn)品規(guī)則

從理論的角度來(lái)看，這種方法適用于汽車造型模塊化設(shè)計(jì)。面向產(chǎn)品組進(jìn)行設(shè)計(jì)，是一種節(jié)約成本的思維。用最少的成本來(lái)獲得更多的產(chǎn)品種類。所謂的產(chǎn)品組，就是產(chǎn)品的集合。通用化、組合話是實(shí)現(xiàn)規(guī)劃的前提，而標(biāo)準(zhǔn)化是產(chǎn)品規(guī)劃的核心。

3.2.2 汽車造型模塊的劃分原則

汽車模塊劃分的基本原則，就是簡(jiǎn)化零部件數(shù)量。一般來(lái)講，并沒(méi)有統(tǒng)一的原則，這是因?yàn)閷?duì)與車型的研究不同，就會(huì)導(dǎo)致不側(cè)重點(diǎn)的不同。除此之外，在對(duì)模塊化進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，應(yīng)該將汽車分為其他模塊，然后將模塊以單位的形式進(jìn)行設(shè)計(jì)?？茖W(xué)的劃分產(chǎn)品的性能、模塊的通用都有影響。

從本質(zhì)來(lái)講，可以將產(chǎn)品進(jìn)行任意劃分，汽車的模型劃分可以根據(jù)功能、管理的角度，模塊可以有有不同的分發(fā)。模塊的劃分應(yīng)該將最簡(jiǎn)或者是最優(yōu)化為主，這樣能夠降低裝配的難度。

[1]孫虎.基于地域的汽車造型設(shè)計(jì)研究[J].包裝工程.2012(04):47-50.

[2]夏歡.中國(guó)汽車造型:趨勢(shì)與劣勢(shì)[J].汽車商業(yè)評(píng)論.2012(02):104-107.

譚曉嵩/1994年生/男/湖北十堰人/本科/研究方向?yàn)槠嚪?wù)工程