畢業設計汽車制造面向大規模定制的產品設計方法分析加翻譯(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 車和其它排險專用車輛在這方面均有突出的作用。 (3)汽車運輸的專業化，減少運輸途中的貨損和貨差，提高運輸的安全性，同時減少了污染，保護了環境。 (4)汽車工 業的發展促進了專用車輛的發展，同時專用汽車的發展擴大了汽車的應用領域，增加了汽車的工業產出，與汽車工業共同進步。 (5)專用汽車的發展促進了建筑、環保和水利電力等其它行業的發展，為國民經濟帶來巨大的經濟效益。 專用汽車的發展及現狀 全球專用汽車生產量較大，大多數商用車為專用汽車，而基型貨車產量所占比重較少。全球 (特別是發達國家 )高速公路發展很快，鐵路運輸逐漸萎縮，專用車成了運輸及各種特殊用途的主力車種。近幾年來國外專用車生產朝著大型化方向發展，特別是專用半掛車和專用運輸車的功率越來越大、車速越來越 高、性能也越來越完善。例如，國外新開發出雙層廂式運貨車 (貨柜車 )，車內分兩層，中間隔層可上下移動，裝天津工程師 范學院 2021屆本科生畢業論文 13 滿一層后上升至貨廂中間，可再裝另一層 。國外開發的冷藏車的頂蓋可以左右移動，便于裝卸。 據國內有關資料統計，目前國內專用車品種已達 1550 多個，已占商用車產量的20%25%。 1998 年我國生產各種專用車 (含自卸車、牽引車 ) 萬輛，而到了 2021年我國生產專用車 萬輛， 4 年間增長了 倍，平均每年遞增 303%。專用車中自卸車、半掛車、起重汽車是產量比較大的品種，專用汽車近年來發展最快的品種是 車輛運輸車， 19982021 年平均每年遞增 %。其次是混凝土攪拌車，同期平均每年遞增 %。起重汽車，同期平均每年遞增 %。半掛車同期平均每年遞增%。 近幾年我國專用車產量和增長情況詳見表 31 近幾年我國主要專用汽車品牌產量 ，目前，各種專用車輛新品種還在不斷增加，日本及歐美等國生產的各類專用車輛品種近千種。 表 3－ 1 近幾年我國主要專用汽車品牌產量 單位：輛 車型 分類 2021 年 2021 年 1998 年 合計 生產量 改裝量 合計 生產量 改裝量 合計 生產量 改裝 量 自卸車 172617 55882 116735 104776 43691 61085 87248 29271 57977 半掛汽車 60937 20511 40426 36420 8985 27435 14820 1652 11868 起重汽車 10233 816 9417 4194 0 4194 2273 0 2273 混凝土攪拌機 6504 80 6424 2025 1 2024 262 0 262 加油車（儲式） 5348 4 5344 3123 0 3123 2343 44 2299 集裝箱運輸車 5254 0 5254 4719 0 4719 2777 0 2777 運沙車 5162 15 5147 4129 150 3979 2887 141 2746 保溫車 3564 0 3564 2371 0 2371 1943 131 1812 車輛運輸車 3160 0 3160 1036 0 1036 10 0 10 散裝水泥車 3134 20 3114 1865 0 1865 1163 0 1163 運油車（罐式） 2792 0 2790 1194 0 1194 1025 0 1025 垃圾自卸車 2669 28 2641 1935 0 1935 1893 0 193 清掃車、救水車 2110 21 2089 1705 84 1621 865 0 865 冷藏車 1853 0 1853 1121 0 1121 1928 0 1928 消防罐車 1776 85 1691 1717 3 1714 1192 0 1192 救護、計生車 1765 968 797 494 358 136 463 89 374 郵政運輸車 1605 103 1502 1928 177 1751 2574 336 2238 液化氣罐車 1142 0 1142 863 0 863 758 0 758 吸污車 717 36 681 513 0 513 641 0 641 公安用車 563 252 563 365 132 233 772 68 704 注：半掛汽車列車中含各種半掛車（包括一些企業用半掛牽引車盤改裝成的半掛牽引車，同時配裝本廠的半掛車），生產量為廠家直接生產的專用車，但不含專用車底盤。 天津工程師 范學院 2021屆本科生畢業論文 14 專用車設計的特點和要求 專用汽車與普通汽車的區別是改裝了具有專用功能的上裝部分，能完成 某些特殊的運輸和作業功能。因此在設計上，除了要滿足基本型汽車的性能要求外，還要滿足用戶定制的專用功能要求，這就形成了其自身特點。專用汽車設計的特點和要求可概括為 : (l)專用汽車產品具有多品種、少批量特點。因此專用汽車設計多采用在定型的基型汽車底盤 (二類底盤、三類底盤 )上進行改裝設計。所以設計者要了解、掌握國內外汽車產品的生產情況及其有關資料，根據要設計的專用汽車功能和性能指標等要求，即可在功率匹配、驅動方式、外形尺寸、傳動方式以及結構布置特點等方面進行選優和比較，從而確定選用某種基本型汽車底盤作為專用汽車 改裝設計的基礎。對于不能直接采用二類底盤 (或三類底盤 )進行改裝的專用車，也盡量選用定型的總成和部件 (包括專用裝置 )進行設計，以縮短產品開發的周期和提高產品的可靠性。 (2)專用汽車設計主要以保證獲得優異的、用戶提出的專用功能為主要目標，并同時考慮汽車基本性能的發揮。在必要時，將適當降低一些汽車底盤的性能指標，以滿足實現某種專用功能的要求。專用汽車設計的主要工作在于總體設計和專用裝置的設計 (或選型 )。選擇好改裝設計的汽車底盤，選擇 (或設計 )好專用裝置，以達到理想的匹配和合理布置。 (3)針對專用汽車服務廣和產 品品種多和批量少的特點，專用汽車設計應考慮產品的系列化，即根據用戶的特殊需要而能較方便的 做出 變型。與此同時對專用汽車零部件的設計盡量標準化和通用化，即最大限度地選用標準件，或選用定型產品的通用零部件，最大限度地減少自制件。 (4)基于專用汽車小批量 (有時可能是單件生產 )生產的特點，專用汽車設計中，某些自制件的設計，應遵循單件或小批生產工藝，設計時應更多的考慮通用設備加工的可能性。 (5)對專用汽車工作裝置中的某些核心部件和總成，如各種水泵、油泵、氣泵、空壓機及各種閥等，要從專業廠家中選優。因專用汽車專項作業 性能的好壞，主要決定于這些部件的性能和可靠性。 (6)在普通汽車底盤上改裝的專用汽車，底盤受載情況可能與原設計不同，因此要對一些重要的總成結構件進行強度校核。 (7)專用汽車應滿足有關車輛交通安全法規的要求，對于某些特種車輛，譬如油田修井車、礦用自卸車、重型半掛車、機場寬體客車等等，則作為特定的作業環境的特種車輛來處理。 (8)某些專用汽車可能會在很惡劣的環境下工作，其使用條件復雜，要了解和掌天津工程師 范學院 2021屆本科生畢業論文 15 握國家及行業相應的規范和標準，使專用汽車有良好的適應性，工作可靠，且要設安全性裝置。綜上所述，專用汽車的設計有自身的 特點和要求，專用汽車設計既要考慮到作為汽車設計的要求，更要以獲得優異的專用性能為主要目的。要使汽車底盤與專用裝置合理匹配，構成一個理想的整體，使汽車的基本性能和專用功能都得以充分發揮。 由于專用汽車品種繁多、結構復雜、使用面廣和開發期短等情況，對專用汽車設計人員有更高的要求，既要具備汽車設計的知識和能力，同時要掌握相應專用設備的基本知識。此外專用汽車設計人員還需要對用戶的要求，市場動向有充分的了解，這樣設計的產品才能在技術性能上先進，在市場上適銷對路，在使用上滿足用戶要求。 目前我國專用汽車行業的技術力量還 比較薄弱，專用汽車的開發設計能力和技術水平還不高，大多數工廠的設計工作還處于“經驗設計”階段。專用汽車行業的工廠絕多數是中、小企業。汽車設計技術近幾十年來已有了飛躍發展，為了加速專用汽車的設計水平，必須加速計算機輔助設計的應用。 面向大規模定制的專用車設計作用 解決企業 OTCES 問題 我國專用車企業在面對國內外的激勵競爭的同時生產出滿足客戶的定制需求專用車產品，必須要解決企業的 TQCSE 問題，即最快的上市速度 T(time to market)、最好的質量 Q(quality)t、最低的成本 C(cost)、最好的服務 S(service)及最清潔的環境 E(environment)，由于面向大規模定制設計本身是最有利于解決企業 TQCSE 問題的現代設計方法，那么將其應用于專用車設計，形成面向大規模定制的專用車設計方法有利于解決我國專用汽車生產企業的同類問題，提高企業的競爭力，獲得最大的經濟效益和社會效益。 (l)一般來講，專用汽車是滿足客戶定制需求的產品，因此，滿足用戶定制需求的專用車產品上市速度要快才能及時占領市場份額，提高競爭力。而面向大規模定制的專用車設計方法正是基于滿足用戶專用需求 — 即定制而發展 的，因此，它能保證專用車產品在滿足用戶需求的條件下以最快的速度上市。 (2)專用車用途很多，許多車輛還要從事惡劣環境下工作甚至危險的工作，因此必須有過硬的質量，否則會出現意想不到的損失，而且會失去市場競爭。所以專用車企業在保證上市速度快的同時還要考慮最優質量，否則即使一時占領了市場最終也會被淘汰出局。僅僅為了快速上市和滿足用戶需求而通過臨時拼湊方式是很難保證產品質量的，由于面向大規模定制的設計方法具有大規模生產的許多優點，而大規模生產又有許多保證產品質量的特點，因此結合了大規模生產模式和定制生產模式的面向大規模定制專用車設計可以滿足上市速度的情況下充分保證產品的質量。 天津工程師 范學院 2021屆本科生畢業論文 16 (3)專用車生產的批量小，客戶定制性能特殊，因而成本高，而且附加值也高。因此，滿足客戶定制要求的同時降低成本，不僅可以降低價格獲得市場競爭優勢，并且使企業獲得高附加值，與薄利多銷是相反的。面向大規模定制設計中的產品族設計、并行設計、產品配置設計和參數化設計都具有降低產品成本的良好作用。 (4)一般汽車車輛 (如轎車 )在大中城市都有 45 服務店， 45 店采用四位一體的方式容易實現客戶服務，但是一般專用車輛沒有 45 服務店，所以加強專用車輛的服務對于滿足客 戶需求，搶占市場份額非常重要。專用車的服務與轎車相比，專用性更強，技術含量更好，面向大規模定制設計是一種面向客戶需求的生產模式，因此對于，“服務”來說它不僅能滿足客戶對售后服務的技術需求，更重要的是通過服務可以獲取客戶的各種信息和要求，分析潛在的用戶群和新的專用車應用領域，為面向大規模定制的專用車設計開發提供最上游和最終端的數據資料。 (5)由于現在對環保、高效和節能等的要求越來越高，專用汽車業也向著專業化、集約化、高效化、環保化等方向發展，交通部也提出逐步淘汰現有的普通敞篷貨車，實現貨物無裸露運輸，所以專 用汽車要以最清潔的環境來滿足用戶定制需求和社會對環保的需求。由于面向大規模定制的專用車設計是面向專用車產品的全生命周期的，因而包括最終廢棄在內的生命周期中各個環節的環保問題都會得以妥善的解決。 綜上所述，面向大規模定制專用車設計可以通過解決專用車企業的 TQCSE 問題，來滿足顧客不同的定制需求和社會可持續發展的要求，提高了在加入 WTO 后我國專用車生產廠家的競爭力。 面向大規模定制專用車設計的經濟性 一般來講，用戶對于定制性強、需求量小的產品愿意出的單價比較高 。而對購買量大的通用產品愿意付出的單價比較 低。基于專用汽車的批量小、價格高和定制要求高等特點，采用面向大規模定制的專用車設計通過范圍經濟性使得企業獲得更高的經濟效益。如果能以客戶愿意付出的最高單價出售可以用較低成本生產的產品，產品的附加值將會獲得最大，企業獲得最大利潤。圖 32 大規模定制的經濟型 描述了面向大規模定制的經濟性問題。圖中的橫坐標是生產規模， 從左向右生產規模逐漸增大，縱坐標是產品單價，從下向上價格逐漸增加。曲線A 是客戶愿支付價格，它表明了客戶愿意付出的愿望，但需要購買量小的時候，他愿意付出的產品單價較高，隨著購買的數量的增加，他愿意付出 的產品單價越來越低。曲線 B 描述了大規模生產成本與生產量之間的關系，曲線走向表明產量越大成本越低。曲線和曲線 B 有一個交點 G，交點的左邊表明大規模生產的產量過小，因而產品成本高于客戶愿意付出的單價，在這個區域在從事大規模生產企業將會虧損 。在 G 點的右邊客戶愿意支付的產品單價高于成本，企業從事大規模生產就會盈利，產量越大天津工程師 范學院 2021屆本科生畢業論文 17 盈利越大， S 區域表明的大規模生產的盈利區間，這就是所謂的規模效益，對我國轎車生產而言，通常所說的 30 萬輛產生規模經濟就是這個含義。 圖 32大規模定制的經濟性 對于傳統的專用車設計生產來說，一般產 量低且生產成本高，雖然客戶愿意出比較高的價格，但是盈利甚少。如果以采用大規模定制模式進行產品設計和開發，以曲線 C 所描述的價格生產客戶定制的產品，即使在批量很小的左端 (如圖 32 所示 )也可以獲得很大利潤，即圖中的區域 P。所以面向大規模定制的專用車設計為提高效益、滿足需求提供了廣闊的空間。當然要完全做到以曲線 C 所描述的低成本，最有效地實現面向大規模定制的專用車設計生產不是一件容易的事情，因為它是一個系統工程，需要各個方面各行業甚至