前言

汽車是一個具有多重屬性或功能的復雜產(chǎn)品，雖然中國自主品牌各個子領域或?qū)I(yè)的結構設計已趨于成熟，但如何通過整車結構集成將各個專業(yè)或系統(tǒng)結構設計有效地集合到一起，形成最佳機械組合來實現(xiàn)低成本并達到預期的各項性能或質(zhì)量目標的能力仍十分缺乏，也沒有專門的技術書籍對此進行比較全面的闡述。本書就是基于這一重要技術需求而編寫的。

一般來說，整車集成可以分解為性能集成與結構集成。結構集成又稱為物理集成或系統(tǒng)集成，是將不可分解的零件經(jīng)過合理設計逐一層層裝配為部件或系統(tǒng)，反復平衡和優(yōu)化形成最佳的結構組合的過程。其實每個專業(yè)，例如動力總成、底盤、車身、電器等，都是零部件結構集成設計的集合。本書是站在整車結構集成的高度，按照產(chǎn)品開發(fā)流程，首先根據(jù)整車性能或質(zhì)量目標需求，創(chuàng)建或詮釋一系列整車結構集成設計要求，并分解到各個專業(yè)領域作為其系統(tǒng)設計的依據(jù)；整車結構集成牽頭人與各個專業(yè)或系統(tǒng)結構設計人員反復溝通與協(xié)作，引導各專業(yè)完成系統(tǒng)結構設計；再將各個專業(yè)或系統(tǒng)結構設計集成到一起，利用虛擬驗證工具、模型或樣件模擬、評審或評價方法檢查與評估各項整車屬性指標達成風險；最終基于整車平臺架構、總布置、人機工程、碰撞安全、NVH、可靠耐久、裝配質(zhì)量、感知質(zhì)量、質(zhì)量和成本等整車指標綜合平衡與優(yōu)化整車結構組合與匹配，將各個系統(tǒng)結構設計有效地整合到一起，使新開發(fā)車型的功能、性能、質(zhì)量、成本等達到預期的目標。本書的特點是從實戰(zhàn)出發(fā)，通過大量案例來說明結構集成優(yōu)化設計方法或技術路線。

本書第1章闡述了整車屬性、整車集成與結構集成等內(nèi)容和彼此之間的關系，以及當前現(xiàn)狀與存在的問題。

第2章從整車開發(fā)流程入手，介紹整車結構集成開發(fā)內(nèi)容及技術文件體系、設計所要遵循的性能目標的設定方法及驗證手段，以及整車虛擬驗證優(yōu)化設計體系和評價方法。

第3章論述了整車總布置和人機工程等傳統(tǒng)整車結構集成設計，也重點介紹了整車平臺架構與模塊化相關內(nèi)容，詳細論述了傳統(tǒng)的整車結構集成設計的分析理念、原則、內(nèi)容、流程、方法和工具，以及未來發(fā)展趨勢，并分享了相關技術分析案例。

第4章闡述了整車性能中的重要屬性：整車NVH性能和整車安全性能，其分別對應著用戶的乘坐舒適性和安全性，從整車結構集成的角度，分別介紹了這兩個性能的目標設定與分解、結構集成設計、虛擬驗證以及典型的性能集成案例，并對傳統(tǒng)燃油車和新能源車的結構設計差異性進行了比較。

第5章從整車集成的角度介紹了整車結構耐久性的開發(fā)，質(zhì)量、可靠性、耐久性的關系及特點。重點說明產(chǎn)品開發(fā)階段可靠性結構集成的內(nèi)容；首次提出汽車索賠率可靠性目標的設定及分解方法，以及可靠性試驗開發(fā)的幾種常見的規(guī)劃方法；著重介紹汽車主要耐久性失效與整車性能的關系，同時概括地介紹汽車耐久性開發(fā)的體系和流程。

第6章站在整車工藝制造高度來說明如何通過結構集成設計出高質(zhì)量汽車的方法。圍繞公差尺寸目標設定、分解、設計和管控，沿著產(chǎn)品開發(fā)不同階段順序系統(tǒng)地介紹尺寸工程設計方法，即定位系統(tǒng)設計、功能尺寸設計、尺寸鏈分析、尺寸穩(wěn)健性設計等，并從實戰(zhàn)角度重點敘述整車結構集成尺寸匹配與驗證方法。

第7章介紹了為順應近年來汽車市場對汽車顏值、做工及車內(nèi)環(huán)境提出的更高要求，而產(chǎn)生的整車靜態(tài)感知質(zhì)量結構集成設計。詳細介紹了感知質(zhì)量目標設定、評價與管控方法。通過大量設計案例來說明精致工程結構集成設計方法，并結合智能網(wǎng)聯(lián)發(fā)展說明感知質(zhì)量設計未來走向與趨勢。

第8章首先介紹了當前汽車輕量化開發(fā)工作現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，以及規(guī)劃編制方法。在行業(yè)內(nèi)率先提出整車輕量化正向設計開發(fā)流程及技術路線，并通過典型案例說明實施方法；首次系統(tǒng)地闡述了整車輕量化多維度重量目標制定與評價體系及其應用。也介紹了新興輕量化材料和工藝，以及重點系統(tǒng)或關鍵零部件的輕量化結構集成設計。

第9章系統(tǒng)全面地介紹了汽車設計、制造、使用，直至回收利用的全生命周期生態(tài)設計，及其相關成本分析及降本案例。聚焦顧客在汽車使用過程中如何降低成本，如降低能耗、降低維修成本、降低保險費等相應的結構集成設計原則和案例；從全生命周期汽車產(chǎn)品對環(huán)境和全球能源消耗的評價角度說明生態(tài)設計選材及其工藝路線的最新觀點；闡明汽車輕量化減重降本結構集成設計思路，重點提出電動汽車“成本對沖”的辯證理念與實踐方法。同時結合本書各個章節(jié)內(nèi)容，列舉性能目標合理選擇、造型同步工程和結構虛擬驗證等實際案例說明降低開發(fā)制造成本的結構集成設計。首次提出“首先失效設計原則”“車身節(jié)點增強減重法”等創(chuàng)新結構優(yōu)化設計方法，以及簡化裝配設計等低成本結構集成設計理念，并通過典型案例進行說明。

值得一提的是，鑒于當前電動汽車的迅速發(fā)展，本書相關各章對電動汽車結構集成設計有專門的闡述，針對電動和燃油汽車的結構設計差異也有相關說明。

本書由曹渡確定總體思路及基本觀點，林業(yè)、黃力平具體負責組織統(tǒng)稿。其中，第1章由曹渡撰寫；第2章由楊月撰寫；第3章由戴家祥撰寫，陳渝祺、勾俊杰補充完善；第4章由王志亮和姚劍鋒撰寫；第5章由林業(yè)和黃力平撰寫，曹征棟補充完善；第6章由于興林撰寫，高艷俊補充完善；第7章由孔祥勇撰寫，畢有為、劉智慧補充完善；第8章由劉波撰寫，張金生補充完善；第9章由曹渡撰寫，孫鋅、韓愈、王巖補充完善。

由于編者水平有限，書中不妥及疏漏之處在所難免，懇請讀者提出寶貴意見。

編者