关键词：车联网时代；整车架构开发；
汽车工业与新技术和新商业模式跨界相遇，不断碰撞，走向融合，传统汽车的定义正在被打破，智能网联应运而生。作为新一轮科技革命的新兴产业形态，智能网联汽车正在重塑全球汽车产业格局下的全业态价值链体系。国际汽车企业大众和丰田的架构平台化开发模式备受关注，架构化开发带来的红利有效增加了二者在国际市场的竞争力。国内汽车企业也正蓄势待发，重新定义开发模式。在汽车产业步入智能网联实用化竞争发展阶段中，制定适用于企业自身条件的架构开发策略显得非常重要，只有让整车架构开发发挥最大的作用才能为企业在产业深度变革时期取得生存和拓展空间。
一、车联网技术概述
车联网是车辆电气化技术和互联网技术在汽车制造业相互融合后发展起来的新兴应用。电气化技术、互联网技术的迅猛发展使得电动化、智能化、网联化、共享化汽车时代应运而生。车联网产品在国内已开始进入商品化阶段。具有车联
网功能的乘用车、卡车成为市场需求主流商品之一。车联网时代已到来。车型标配车联网系统已成为现实需求。同时基于更高阶技术的自动驾驶时代已进入示范市场阶段，包括港口，封闭工地，封闭道路示范车。车联网技术利用两个领域的数据信息，建立智能、网联、共享特质的商品技术，并进一步创造出一个工业化、信息化的生态环境场景。车联网一方面基于车载传感器、车载控制器、仪表接口、T-BOX、车辆工况参数、驾驶员行为状态、货物装载状态，一方面基于移动通讯技术领域的GPS、移动通信、V2X技术(DSRC/LTE)、云服务器和手机APP软件技术，实现人、车、道路、交通标志、地理环境之间的信息化融合，为客户场景提供一种“解决方案”。车联网极大地提升了用户使用体验，增强了客户黏性，另一方面发挥了提高汽车安全性、减少了交通拥堵、油耗和环境污染的社会管理价值，拓展了汽车技术的附加值，为传统制造业衍生出新的商业领域，即互联网+汽车或者汽车+互联网两种基本应用模式。
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图1 车联网技术特征
二、整车架构开发模式的基本概念
在研究架构开发策略之前，需明确相关概念与关系。架构开发过程中一般会涉及架构、平台、模块等概念，而架构和平台概念通常会被混用。大众的开发模式一般被称为平台模块化，而丰田 TG-NA ( Toyota New Global Architecture) 被称为新平台战略，也有称之为产品设计架构。将基础技术形成模块化，然后架构调用模块排列组合组成不同整车产品，架构是平台的拓宽，实现不同平台的共用，弱化平台之间的界限，实现更大程度的零件共用。架构实际上就是相同的工程解决方案和模块化制造工艺的综合，是共用零件更深层次的协同。从开发模式角度来看，为了能最大限度地把握高效率、高质量和低成本开发与产品个性化间的平衡，确保在市场竞争中形成多个产品，架构开发采用金字塔开发策略。基础技术是底层基石，基础技术形成模块策略受技术条件和制造条件限制，模块化核心在于适配性与灵活性组合，可以根据产品定位与未来发展方向进行特定的匹配和调整，因此，模块策略应具有前瞻性。这也是考验企业设计能力、生产制造能力、供应链能力的关键。模块化并非每个企业都能效仿，只有具备了强大的技术及生产能力才能推动模块化为企业实现最优规模效应，反之则有可能带来反作用，例如，设计不合理将造成大规模的召回问题。架构相对于平台通用性更广，架构是连接模块和产品之间的纽带，架构在带宽范围内通过对模块的不同排列组合实现不同整车产品，在架构策略下，成本将大大降低，通过零件共用，可以缩短开发周期，提高生产线柔性，发挥规模效益。从研发角度来看，开发验证的费用占比较大，架构策略可以定义验证车型，后续架构内项目的验证费用将大幅下降。
三、车联网下的整车架构开发模式分析
（一）架构要素
汽车产业进入智能网联发展时代，以用户需求为导向成为新的设计思维，基于模块化的整车架构开发通过模块化设计和个性化组合，满足用户的个性化定制需求，同时实现企业资源利用率最大化。同一架构下的衍生项目具有以下特征：架构强调工程解决方法的共用，提供了更加灵活的平衡成本和满足需求的方法，如图 2 所示。在工程方案相同的情况下，尽可能实现同平台或跨平台零件的共用，同时架构下的衍生车型具有一定的功能共性。共用界面对于架构零件是关键因素，相同的制造体系保证了灵活性，有助于降低成本、提高效率。架构具备一定的带宽范围，关键尺寸在带宽范围内可以变动，满足不同的用户需求。
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图 2 整车架构要素
（二）架构开发规划
架构开发首先基于型谱规划和战略规划与市场需求结合，制定出未来的整车开发项目，确定架构范围。在智能网联快速发展阶段，合理的产品布局十分重要。型谱规划一般包括市场定位、车身尺寸、排量、价格区间、卖点等。工程根据战略和市场的输入，确定产品技术路线和工程范畴，进行可行性分析和目标分解。型谱规划一旦形成，架构开发的带宽、性能、验证策略将在规划范围内进行工程设计。如果在架构开发工作启动后修改型谱规划，超出架构带宽，将使架构开发工作陷入重启阶段，影响架构所有衍生项目的开发进程。因此，合理的型谱规划是架构开发的关键。一般来说，合理的型谱规划方案应包括以下要素: 以合理的产品布局实现满足主流车型细分市场的需求; 减少自身产品的相互竞争，实现共用工程解决方案的资源最大化利用效率。基于型谱规划，整车架构工作包括架构策略、架构开发、架构优化和架构验证。区分架构件和非架构件是架构开发的重要一环，一般理解架构件是共用工程解决方案和模块化理念下所确定的零件和平台中的沿用件。非架构件根据不同项目需求进行开发。架构件主要包括车身前地板总成、前纵梁总成、底盘副车架、转向系统、动力总成发动机、变速器等。
（三）基于模块化的整车架构
共用工程解决方案和模块化理念成为大势所趋，基于模块化的整车架构在架构开发过程中利用模块实现经济利益最大化。整车架构的模块策略分为 3 个维度: ( 1) 产品的功能确定架构的性能带宽，通过模块的排列组合实现; ( 2) 各模块具有独立性，定义各模块的结构形式、尺寸以及性能参数; ( 3) 模块的接口界面和对接方式。接口的标准化定义是实现各模块独立的前提保证，各模块充分解耦产品的功能，可同步开发并相对独立，实现产品研发和制造成本的降低。模块化的实质是以最少的模块排列组合成较多种类的差异化产品，实现跨平台的通用，满足多样化需求，实现经济利益最大化，在智能网联发展大浪潮中赢得市场竞争。
总之，智能网联汽车已进入快速发展阶段，架构开发已是大势所趋，国内自主品牌只有认清自身形势，在架构开发过程中前瞻规划，不断探索和创新，寻求适合自身的架构开发流程，才能发挥架构开发的规模效益，缩短开发周期，降低开发费用，提升核心竞争力，在智能网联汽车产业价值链中占据优势地位，为加快实现汽车工业的跨越式发展提供支持。
参考文献
[1]曹艳娜.通过项目管理缩减整车开发预算的方法探讨[J].时代汽车,2019(20)
[2]刘东雷.整车开发初期关键要素的研究[J].时代汽车,2019(20)
[3]罗炜宁.车联网功能的发展现状和未来趋势[J].汽车纵横,2019(03)
论文作者:石聪
论文发表刊物:《科学与技术》2019年19期
论文发表时间:2020/4/28
标签：架构论文; 整车论文; 模块论文; 型谱论文; 技术论文; 网联论文; 产品论文; 《科学与技术》2019年19期论文;