闻达
【摘 要】评价模型是将计算机中的三维数据实体化后的物理模型,为汽车设计数据提供直观有效的校核验证.阐述了各类评价模型在汽车开发流程中的重要作用,介绍了数据控制模型、彩展示模型、人机工程模型、数据检查模型和动态造型体验模型的概念、功能、组成部分、设计方法及需要注意的问题.评价模型是对设计数据的真实体现和高度还原,可实现在汽车开发前期对产品数据进行多维度的检查评审,对完善开发流程,确认及优化产品方案具有重要意义.
【期刊名称】法拉利fxx《汽车工程师》
【年(卷),期】2019(000)006
【总页数】4页(P55-58)
【关键词】汽车开发;评价模型;设计
【作 者】闻达
车摸【作者单位】一汽-大众汽车有限公司
【正文语种】中 文
对于种类繁多的乘用车产品，如何保持产品自身的竞争力，在消费者挑剔的眼光中脱颖而出，是每个整车企业需要认真思考的问题[1-2]。为保证产品质量，提升客户满意度，通过借鉴跨国车企经验，结合自身技术储备，我国车企从汽车概念开发到正式批量生产，对于众多评价要素，诸如造型表面、彩、皮纹、人机工程、批量结构等，均实现了通过设计制造相应评价模型的方式来对其进行检查验证。评价模型的应用可以将产品概念转化为实际，辅助设计者在开发前期发现问题，到优化方向，改良设计，确认方案。因此，文章对于汽车开发阶段的各类评价模型进行了相应介绍。
1 评价模型的种类及作用
1.1 按验证要素分类
根据验证要素不同，开发阶段的评价模型主要分为以下5 种。
1.1.1 数据控制模型
数据控制模型，德语缩写为DKM（Datan Kontroll Modell）[3]，是采用汽车冻结造型表面数据，按1∶1 的比例制造的静态实体物理模型，用于决策层、造型专业人员评价数据的光顺度、匹配间隙、圆角、面差等，进而颁发对数据的批产认可，允许批量钢模及工装的最终生产。DKM后端局部模型示意图，如图1 所示。DKM是架起概念造型与实体汽车的桥梁，真实体现了造型表面的数据状态及质量，对汽车的整体尺寸、线条造型、圆角间隙等都有非常直观的体现。
图1 数据控制模型（DKM）车身后端局部示意图
DKM 对制造精度（零件精度为±0.15 mm，整车精度为±0.4 mm）要求极高，可对汽车表面数据进行多维度的检查评价及确认，DKM的最终验收是产品造型被认可的重要标志。同时，DKM也是产品正式批产后质量评价的重要参考依据。
DKM可根据内外饰评价区域进行划分。外饰DKM展示了汽车外部覆盖件（如侧围、顶盖等）及外部附件（如外后视镜）的数据状态；内饰DKM同理。
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1.1.2 彩展示模型
se110彩展示模型（德语简称FAKOM）是数据优化期间，基于造型冻结里程碑节点，根据造型提供的过程表面数据而制作的体现内饰状态的硬质树脂模型，用于决策层对内饰件的颜定义、包覆皮纹、装饰缝线、氛围灯效果进行评审及验收。FAKOM前端局部模型示意图，如图2 所示。FAKOM模型也是按1∶1 的比例设计制造的静态物理模型，精度要求较DKM 低，样件没有批量功能，但具备真实质感，包覆皮纹的厚度、外观、触感、缝线等效果都要尽可能与量产状态一致。同时，氛围灯可以点亮，模拟真实工作状态。装配好后的FAKOM模型与量产车内饰效果几乎无异，真实体现了商品车的内饰状态，方便决策层在产品开发前期对内饰造型进行评审确认。东风日产新suv
图2 彩展示模型（FAKOM）车身前端局部示意图
FAKOM模型与内饰DKM 最本质的区别在于，DKM侧重于尺寸的校核，精度要求高，而FAKOM偏向于美学的校验，注重感官上的效果，精度可适当放宽。
1.1.3 人机工程模型
人机工程模型（德语简称为SIKI 模型）为内饰乘员舱模型，用来检查总布置方案和人机工程操作性，由方案总布置小组及经理人员从人机工程学角度对乘员舱内的操控按钮及元件进行评价，从而获得对设计方案的认可。
SIKI 模型根据过程表面数据按1∶1 比例设计制造，主要用来评价驾乘人员的空间舒适感和人机操作便利性。根据输入要求不同，SIKI 的部分样件（如换挡杆、安全带、后备箱等）可机械活动，但不具备实际电器功能。坐在SIKI 模型内部，仿若置身于一个真实的驾驶舱内，可以真切体验空间大小，感受是否拥挤，也可触碰按钮开关，评价位置设计是否合理。
1.1.4 数据检查模型
数据检查模型，德语缩写为DCM（Design Check Modell），是根据未冻结的车身钣金结构数据，按1∶1的比例设计制作，外饰部分进行简化，用于检验样件的安装及匹配的功能模型。DCM 车身模块模型示意图，如图3 所示。DCM 是一款铝合金制造的“标准白车身”，通过安装最新状态零件，整体上从尺寸精度、固定方式、间隙感受以及外形轮廓等方面评价车身范围安装件的开发状态，以便决策开发方案和变化点。
图3 数据检查模型（DCM）车身模块模型示意图
DCM是静态模型，模拟的白车身具备部分机械和电器功能，包含大部分内外饰的安装点及部分内外饰的简化模块，用以验证开发阶段零件的匹配性，也会用于零部件的拆装评价。
福特房车价格1.1.5 动态造型体验模型
动态造型体验模型，德语缩写为DEF（Design Erlebnis Fahrzeug），是根据造型表面数据按照1∶1 的比例设计制造的整车外饰造型模型，并能以小于50 km/h的速度在室外行驶。其用于决策层从不同角度对整车外饰造型及车身比例在行进过程中的状态进行评价和认可，是具备行驶功能的造型体验车。
1.2 按评价范围分类
评价模型按照评价范围可分为整车模型与局部模型。整车模型要求反映整个汽车的全部数据状态或功能要求，可以是外饰也可以是内饰；局部模型要求反映汽车局部区域零件的数据状态或功能，虽然展示范围有限，但应用非常普遍。
整车模型的制作范围较大，制作成本很高，当决策层发现整车模型的某个区域并不美观或者功能不符合要求时，会根据需要有针对性地制造一个此区域的局部模型来进行二次评审。如果对某一区域设计思路较多，想法不能确定，需要进行实物对比才能敲定最优方案，这样就需要对多个版本数据制作多个局部模型，供决策层比较分析。
按验证要素分类的5 种模型中，除DEF（只能是整车模型）外，其余均可以设计为整车模型或局部模型。
2 模型的组成
DKM、FAKOM模型、SIKI 模型的组成相似，包括骨架、树脂样件、车轮夹具、批量件以及各种用于调整装配的标准件和非标件。其中，骨架作为核心在内部支撑起整个模型，各种零件按一定顺序依次装配到骨架上。
DCM由铝合金铸造的车身钣金件、安装点钢制镶块和装配工具件组成。
DEF 由量产车平台、内层车身钣金、玻璃钢框架、树脂材料涂层和装配工具件组成。
3 评价模型的设计
由于各类评价模型的功能作用及精度要求不同，所以设计方法也各异。
3.1 DKM的设计
DKM的骨架设计是整个模型设计的基础，骨架根据需要可设计为一体化铸铝或方钢焊接形式；不论采用哪种形式，均需要满足以下4 点要求：
1）骨架整体结构坚固，加强梁设计合理，具备足够的强度、刚度，以防止变形。
2）综合造型表面数据考虑整体尺寸（长×宽×高），合理选取各大型零件（包括侧围、前后保险杠、前盖等）安装定位点；合理布局骨架内部结构，预留装配空间。
3）合理布置测量建系点，保证样件装配过程中始终有足够数量的点位用于建系，同时需要注意测头打点时不会与骨架干涉。
4）设计完成后，需要对骨架承重形变进行仿真分析。需要注意的是，骨架的设计质心要尽量接近骨架的几何中心，骨架沿中心对称的区域质量也要均衡，避免加载零件后发生倾斜。
DKM的零件设计即根据得到的表面光顺数据，设计单件背部装配结构。因为零件间的匹配间隙是DKM评价的重点，所以需要将每个零件单独拆分出来进行设计。大多数模型零件通过铣削实现，因此零件设计要充分考虑选材合理性和铣削可行性；极个别零件结构复杂，铣削成本较高或不能实现，需要采用SLA，FDM，SLS 等3D 打印工艺制作。3D 打印的材料成本极高，零件设计在保证必要强度的前提下要注意减轻质量。另外，零件设计要尽量保持单件的独立性，使其可在装配本体上独立拆装，不影响其它单件。
3.2 FAKOM模型的设计
FAKOM模型的骨架设计与内饰DKM类似，一般采用方钢焊接形式。但由于FAKOM模型侧重效果的展示，所以骨架复杂程度大大降低，去掉了一部分加强结构及零件的导向、调整结构，属于简化版的DKM 骨架。现阶段，FAKOM模型骨架已逐渐由方钢焊接过渡为铝型材拼接形式，这样不仅简化了制作工艺，节约了成本，而且缩短了模型制造周期。铝型材骨架具备轻便、灵活、制作快捷的特点，在骨架制作方面优势十分明显。除精度要求高的DKM外，简易的局部FAKOM模型、SIKI 模型均可以用铝型材骨架做为内部支撑。
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