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《汽車與新動力》2018年第2期

【摘要】汽車行業經歷百年發展，其技術應用已經非常成熟。對于汽車企業而言，在提升汽車性能的基礎上優化汽車外形對提升產品競爭力具有重要意義。論文簡述了尺寸工程的內涵和基本流程，對尺寸工程在汽車研發中的應用展開分析，旨在探索尺寸工程對汽車研發的推動作用，并對未來汽車行業的發展方向做出展望。

1尺寸工程的內涵

尺寸工程通過以計算機信息技術為支撐的仿真技術方法，結合統計學原理來對產品精密度和設計偏差進行控制，在汽車研發領域得到了廣泛應用。不僅在汽車設計和研發過程中發揮作用，其活動還滲透到零部件生產制造和沖壓裝配等各個環節。在工程應用部分，運用DTS公差設計和三維建模將車身各零部件進行混合裝配，再利用統計學分析法對影響公差的問題因素進行排除和優化，最后運用調整因子公差方法達到提升產品質量的目的[1]。

2尺寸工程的理論

依據尺寸工程實驗方法的依據來源于統計實驗方法，即設計一個概念模型，并使其參數和解的值統一，運用極值分析法或計算機實例驗證對模型進行觀察和抽樣試驗，通過計算參數統計特征，得出精密的測量值。在計算機技術和測量技術不健全的時期，尺寸工程的測量計算是難以開展的，隨著近年來計算機信息軟件技術的突破，運用計算機隨機生成數據并建模分析的方法在尺寸工程中得到廣泛應用，目前尺寸工程技術已經可以以車輛模型為基礎展開規劃設計[2]。

3尺寸工程的基本項目

3.1DTS設計DTS（尺寸設計規范）是車輛外形設計評估的基礎指標，直接反映了企業對整車尺寸控制和產品設計水平，在汽車開發過程中體現在車輛主體結構及各配件之間間隙面差的規范標準。目標公差的概念提出是為了權衡車輛設計的要求，尺寸工程在汽車研發的早期探索中，設計人員在圖紙規劃前要先對車體進行概念設計，即描繪出車輛主體的輪廓，而在車身結構定型前需要考慮各部件之間的間隙和對性能的影響，尺寸設計規范是尺寸工程的重要文件，是整體工作開展的綱領和依據，確立了整車設計及質量驗收標準[3]。

3.2RPS設計RPS是尺寸工程中各項目的定位點及公差標準要求，覆蓋了從研發到生產的各個環節，其主要作用集中于3個方面：（1）使尺寸工程的基準點得到統一，控制了公差的浮動，制定了車輛設計的標準；（2）由于RPS系統提供了公差標準和定位點，所以在調試和制造過程中不需要使用定位板，降低了物料成本；（3）RPS可同時提供模具、檢具和工裝夾具的定位點，可顯著提升尺寸工程的設計效率，縮短設計周期，降低核算誤差。在RPS設計過程中，要遵循坐標平行和統一性原則，基于6點定位原理的3-2-1原則，同時做到尺寸標注單位上的統一。

3.3公差設計與仿真公差分析與仿真是尺寸工程的核心部分，不僅影響到設計建模的裝配性，還間接影響到性能評估效果和產品研發周期。在生產調試階段，基于DTS進行的優化和修改工作需要大量的設計和研發人員進行參與，有時還要召開擴大會議引進其他部門的工作人員進行綜合調研，不僅造成人力成本的浪費，還將產品研發周期的資源提前消耗，使產品研發的綜合成本大幅增加。公差設計與仿真能有效降低生產調試階段的修改任務量，緩解企業的經濟壓力，也是提升產品研發質量的保障。

4尺寸工程在汽車產品研發中的應用

尺寸工程不僅可應用于車身主體結構的研究，在汽車研發的全周期內都可有所滲透。本文以尺寸鏈原理為依據演示尺寸工程在汽車研發過程中的應用狀態。（1）對建模影響因素進行分析。以車身的前擋風玻璃和發動機蓋接合處面輪廓公差構建一個單元，車身前罩板和組成環的連接方法及使用公差存在一定差異，以此為基準開展的尺寸工程會受到不同程度的干擾，而鉸鏈厚度在流水化制造過程中又難免會產生誤差，因此，在尺寸工程設計過程中，DTS設計中如果將上述結構組建為獨立單元會對后續設計和優化造成影響。（2）建立完善的高精度尺寸鏈，運用專業DTS設計軟件對其進行統計學分析，由于尺寸工程的規劃單元和設計部分都屬剛體，而車身的發動機蓋和擋風玻璃前罩板的設計規范又關系到車身前驅結構的穩定性。因此，各零部件與車身主體的連接點位置需要通過RPS進行周密規劃，以此為基礎構建的尺寸鏈是后續結構優化的基礎和依據。（3）通過公差運算和仿真設計對參數進行驗證。基本公式為：IT0=IT1+IT2+IT3+…+ITn，式中，IT0為閉環公差，IT1+IT2+IT3+…+ITn為組成環公差。在計算機公差分析軟件中，輸入車身各零部件和連接點的參數，在統計分析法的基礎上，與標準工差進行對比，如計算結果接近于±1.0的標準公差，則說明該尺寸工程規劃是合理的，只需在部分結構點進行微調即可，但如誤差值與標準公差有0.2以上的差值時，則需要首先對尺寸鏈內的裝配公差進行優化調整，再確定精密度方位和車身設計整體布局。

5尺寸工程的應用展望

尺寸工程是汽車開發中的核心部分之一，推進尺寸工程的應用和相關技術的進步是未來汽車產業的發展方向。在尺寸工程推廣應用過程中，一些問題應當得到汽車企業的關注。（1）開發階段的尺寸數據應當進行數字化整合，使尺寸工程的推進向著自動化和智能化方向發展，要利用計算機信息技術將尺寸鏈數據進行歸檔和數字匹配，使管理和研發人員可隨時應用計算機對項目研發進度進行調研分析，偏于設計部分進行優化改進；（2）可運用CAD和PERFORM3D等建模工具豐富DTS和RPS的設計規劃，在原有三維造型軟件的基礎上豐富尺寸工程的數據建模能力，在核心設計領域強化信息技術開發應用；（3）延伸尺寸工程的應用范圍，使尺寸工程的管理方法應用到更多的制造行業中去，使尺寸工程的技術應用實踐得到更為廣泛的應用。6結語尺寸工程在汽車產品開發中具有十分重要的地位，為產品設計和模具制作設定標準，不僅可以有效地控制研發成本，還能夠規避企業產品開發可能經歷的風險，對提升企業效益具有重要意義。在尺寸工程應用過程中，首先要對影響因子進行分析，并運用統計學原理對尺寸鏈進行規劃整合，再通過針對性公差運算對結構進行優化處理。未來尺寸工程將在汽車產品研發過程中發揮更重要的作用，且將在多部門的制造開發中得到應用。希望尺寸工程得到相關企業的重視，做好尺寸工程在汽車開發中的應用和普及，為推動產品創新，提升品牌競爭力發揮積極作用。

【參考文獻】

【1】黃亞輝,莫潔初.淺談尺寸工程在汽車開發中的應用[J].軍民兩用技術與產品,2015,18(6):129-131.

【2】朱啟維,穴洪亮,吳貴新.尺寸工程在汽車內外飾零件開發中的應用[J].機電技術,2017,25(2):114-115.

【3】舒幫富.尺寸工程技術在車身開發中的研究與應用[J].汽車工程師,2015,37(3):53-56.

作者：唐向東 單位：江西昌河汽車有限責任公司技術中心