正向汽車研發各階段都包括哪些內容？

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想了解正向汽車研發的概念設計、工程設計及樣車試驗階段都包含哪些內容？

看到上面各位的回答都很精彩，但是都沒有覆蓋一個完整全面的過程，我就依著自己還算幸運的走過幾個完整的正向開發全流程，嘗試把這個過程的全貌勾勒一下。我的切入點可能稍稍不同，因為重要的不僅僅是做了哪些事情，而是你能做多快。

問題一，開發一部汽車需要花多久？

在深入的探討汽車產品的開發歷程之前，我先要講講從一個念想到這個車子開上發布會的舞台這個過程需要多長的時間，按照一般正向汽車開發的進度，這個時間大約是不到5年。這個念想還不是如果你白手起家建立一家汽車公司後，你的第一個產品的念想迸發；而是在正常運轉的汽車公司裡面，在一個正常運轉的開發序列當中，當一輛車的產品生命周期結束後，他的下一代全新產品能夠正常更替這樣一個正常循環的開始。如果是一代產品在產品生命周期當中的小改型，比如只是更改一下前端/後端的外造型，內飾的一些飾件的更改，娛樂信息設備的更新，這樣的開發周期大約是3年多一點。

問題二，花了這麼長的時間到底做了些什麼？

相比IT電子類產品，這3~5年的開發時間可以說是非常漫長了，也許你會有疑問，如果一款全新的汽車從策劃開始到上市需要5年，以當今時代的變革速度，誰能預料5年後的客戶需求是什麼，整個市場處於什麼形勢。沒錯，誰也沒辦法預料5年後的事情，但是汽車行業的變化速度還遠達不到IT業的速度，目前基本都是以10年甚至更長為時間單位的變革，所以工作的起點基本不會偏離整個行業的方向太遠而導致最終的失敗。

如果我們把這5年的時間細分一下，劃分出幾個相對比較獨立的區塊，我想應該分為，規劃和基礎架構開發，產品開發，產品驗證，產品製造這幾個部分，他們互相之間在時間上互有重疊，工作內容上也有交互，共同組成了整個汽車產品的開發過程。下面我會分別談談這幾個工作階段都做了些什麼。

1，產品規劃和基礎架構開發。雖然我剛才提到無人能夠預料5年後的事情，但是規劃的工作還是非常重要，他要保證一個龐大的公司中的各個業務鏈環節能夠完成各自的工作並在5年後讓新車開下生產線。他統籌各個業務部門，其中最重要的幾個包括，市場，財務，研發和製造。而這些部門的需求往往是互相衝突的，如何平衡這些不同的需求，往往是最困難的，而最終決策人也就是整車的總監，是決定這一切的角色。

市場部可以說是一切需求的起源，對於一個新車型來說，有很多要素要定義清楚，包括：

產品定位。
目標客戶。
客戶購買理由。
產品賣點。
目標市場（中國，東南亞，中東，非洲，南美，歐盟，北美。。。）
產品價格區間和預計銷量。
競爭車型。
產品配置表。

在這些市場需求定義的基礎上，研發和製造部門會相應的提出自己的一些要求和限制。對於研發部門，最根本就是回答一個問題，市場想要的這種車到底能不能設計出來。細分下去要考慮的東西就太多了，這兒試著羅列一下，包括：

目標市場法規符合性。（包括排放法規，安全法規，左右駕等等）
配置表中是否包含新技術，能否實現這些新技術。
發動機和變速箱的組合方案。
主要子系統的更改級別和共用方案。
車輛形態尺寸和比例。
預計整車性能水平，尤其是賣點是否能實現。
預計開發成本和物料成本。

對整車企業來說，因為製造是重要的業務鏈環節，所以反而是更加慎重的，在規劃階段，需要考慮現有產能是否能滿足將來新車的需要，如果可以，那麼安排在哪個/幾個工廠生產，如果不能，在哪裡投資新廠。相應的，各種方案的製造投資是多少。此外，現有工廠的生產線是否能支持新車型的製造，是否需要改造，也是早期需要考慮的。這些不同的方案帶來的是n多億投資的區別。

要問老闆最關心什麼，上面這些都沒有是不是賺錢，能賺多少錢重要。市場部提出一個理想的售價區間，研發部算出整車的物料成本是多少，製造部門算出需要多少投資及分攤的製造費用，其他相關業務部門也會提出自己的預算。最終財務把這些錢通過自己的過濾和修正，就能計算出這個車型能不能賺錢，在整個生命周期裡面能賺多少錢。這也決定了這個車型能不能通過最高執行機構的審核，進入下一步的開發工作。

上面這些工作林林總總的並不是前期規劃人員做一份PPT就能講明白的。對於市場和研發之間的衝突，是需要相當的一段時間細緻工作才能達到一個平衡的，在汽車產品開發的早期，這些工作主要由研發部門承擔，又稱作基礎架構開發。

整個產品的研發流程，可以分為前期的基礎架構開發和後期的產品開發兩部分，兩部分的區別可以從多個角度來看，比如時間一前一後，比如架構開發針對的零件是和車輛造型無關的，我覺得還有一個重要的區別就是架構開發階段的開發費用相比產品開發階段要少很多，這樣意味著試錯的成本低，在早期花不長的時間，不多的錢，如果證明是一條能夠走通的路，那麼後面追加的大筆投資則比較有保障，否則趁早收手，轉向下個項目。支持前期架構開發低成本的前提條件有幾個：

有多個前代車型的成熟架構作為基礎，架構性能的驗證可以用某個前代車型改裝而來，花費不高。
大量藉助虛擬分析的手段，提升研發速度，減少實車驗證需求。

基礎架構開發的另一個特點是，開發的對象都不是僅僅在一輛車上使用的零件或子系統，他面向的是一個未來可能承載多個車型的架構，開發策略要盡量的保持一致，零件能盡量多的在這一架構的多個車型上共享。一個成功的基礎架構，應當是較低的成本，合適的性能以及潛在的高適應性三者的完美結合，這部分工作需要在這5年開發周期的第一年完成。

2，產品開發。基礎架構的成功開發意味著，一個滿足市場需求和公司盈利目標的項目基礎已經打好，後面就是一個車型的開發工作了。產品開發起始的標誌應當是車輛內外造型工作的正式展開。雖然在基礎架構階段，造型已經開始基本整車比例探索，並和總布置工程師一起探討比例的工程可行性，不過造型師的工作重點還是草圖和一些小比例模型。在進入產品開發階段，造型部門會按照一定的節奏，由多個造型團隊同時展開多個造型方案的開發，完成大尺寸模型的製作，由公司領導層會定期對這些整車的模型進行評審，淘汰不合適的造型方案，數輪評審之後選定一個最終的主題，進入精雕細琢的部件設計過程。這個過程的目的是讓更多的創意能夠被展現出來，同時讓研發人員能夠有時間認真的研究這些創意的可行性，雙方不斷磨合和互相靠攏到一個中間的可行狀態。

產品開發階段的歷時相比之前要長很多，大約佔5年當中的22個月的時間。新的工程師總有疑問，為什麼設計一個產品的時間根本不需要接近兩年，拿到造型把裡面結構做好功能實現，前後一兩個月即可完工了，那餘下的20個月在幹啥呢？剛才提到造型工作的時候，我提到造型是一個逐步淘汰的過程，從最初的各種比例，各種主題，慢慢交匯碰撞和淘汰，最終勝出一個主題，勝出的那個主題還要經過不斷的精細雕琢，這個過程是一個不斷迭代的過程，即同一件事情反覆做好幾遍的過程，但這又不是簡單的重複，而是不斷的有新的創意加入，新的市場，研發，製造的輸入進來，再雜糅到一起的過程，每一次迭代都是對前一次工作的挑戰，甚至是顛覆，一個迭代過程我們又稱為一個學習周期，在這20多個月當中，這樣的周期會有4~5次。

不同的零件在這個迭代工作當中根據自身的特點，完成開發的時間是不同的，這主要是為了匹配零件驗證工作的時間，同時也是為了逐步降低系統開發的變數，如果我們把開發工作理解為蓋樓，有一些零件相當於是地基，有一些相當於第一層，有一些是屋頂。如果在蓋第一層的時候，地基還在沒打完或者打錯地方還要改動，上面的樓層就算是白蓋了。

之前提到，規劃人員很難做到提前預知5年後的市場，而從架構開發到產品開發的這接近3年的時間，給了整個團隊調整航向的機會，當然隨著時間的推移，可調整的範圍是越來越窄，直到產品設計完成並發布進行製造，產品基本算是定型了。

3，產品驗證。我認為汽車這個產品相比其他大眾消費品來說，在複雜性和可靠性這兩個方面綜合評估應該是當之無愧的第一。要知道全世界每年因為交通事故傷亡的人數一直都是各類傷害因素中最高的。雖然這其中的原因千差萬別，很多是人的主觀原因而非真的是汽車設計的原因，但汽車作為最普遍使用的交通工具，總是難脫干係，這也導致了在汽車研發中對於質量和可靠性的追求是異常嚴格的。

產品驗證是產品研發當中花費最大的部分，虛擬分析的技術在這些年已經大大進步，很多實驗已經被虛擬分析的方式取代，但是目前開發一輛車的過程當中，上百輛的實車被製造出來進行各種實驗是必不可少的。在整個研發過程中，大概有三輪整車級別的集成驗證工作，其餘的零部件和子系統級別的驗證也遵守這三個輪次，但額外增加一輪或幾輪測試也是很正常的。三輪整車級別的驗證分別對應了基礎架構零件，初步設計概念，最終設計產品三個層次的驗證。在每個驗證階段開始前，會用完成自身驗證的零部件製造一些樣車，然後運行整車的驗證測試規範，測試的內容每輪都有差別，發現的問題都是不一樣的，這些問題被解決後在下一輪驗證中會得到檢驗。

產品驗證的項目非常繁多，要包括各種不同工作環境下的測試，高溫工況在吐魯番，極寒工況在黑河，高濕工況在海南，天南海北的都要照顧到。還有全世界各種路面，柏油路，水泥路，石子路，泥路，上坡，下坡，甚至是被重車壓過的壞路。而不同客戶對於汽車使用習慣的差異也需要不同的針對性測試。如今各種複雜的功能集成在整車上，這些新功能的測試又增加了驗證的工作量。按照大的類別，驗證的項目分為如下這些：

發動機標定。
變速箱標定。
底盤子系統和控制開發。
主被動安全實驗。
振動、雜訊、熱測試。
電子架構、功能驗證。
整車耐久性測試。
排放耐久測試。
整車功能耐久測試。

雖然說產品驗證這個階段是單獨劃分出來的整車開發的一個重要組成部分，但是正如前面描述的，他是穿插在其他工作間的，除了在產品設計完成發布後有一個集中的測試階段外，往前延伸到基礎架構開發階段已經有一些驗證工作展開了。可以說整個5年時間當中有接近4年的時間都會安排測試和驗證工作。

4，產品製造。IT行業製造外包的趨勢在汽車行業當中好像絲毫沒被發現，各大車廠依舊視製造這個本業為自己的核心競爭力。雖然整車廠製造部分的配置都是一樣的，從衝壓到焊裝到塗裝到總裝，這四大工藝走一遭一輛車就下線了。但是每個工藝大類下面細緻看來，各家的做法差別可就大了。所以你不可能讓大眾的車廠去生產豐田的汽車，反之亦然。一套工藝流程在一個車廠中運用純熟後，會推廣到各個製造基地並隨著大規模的投資固化下來，提升製造的兼容性和可靠性，同時這套工藝流程又反過來決定了研發產品的特性，兩者是互相配合的。

製造部門在產品開發的早期就會參與到項目中來，但真正開始大規模的把錢投下去要等到產品開發到一定的階段，經過嚴格評審後，標書才會發給承包商，承包商也正式基於已經開發到一定階段的產品來給出報價，對於衝壓車間來說，主要的投資是衝壓模具，因為一些大的車身零件在衝壓車間是自製的，雖然壓機是現成的，但模具需要供應商來製作，這塊是主要投資項目。焊裝車間投資更高，不像壓機可以每個項目重複利用，每個車的車身零件基本都不一樣，能重複利用的只有場地。包括固定零件的夾具，進行焊接的焊機，移動零件的機器人，都需要新的投資，單獨規劃場地，焊裝的投資相對其他車間來說是最大的。塗裝車間的一次性投資很大，但是重複利用率高，所有的車都是走統一的線，要完成的工作也比較統一固定。總裝線也類似，裝輪子的地方統一裝輪子，加油的地方統一加油。各個車型當中有差別的部分通過調整一些零件的裝配順序即可實現，單獨車型特有的投資額不大。

製造工作中最耗時的工作就是工裝設備的製造以及模具的開發。例如整車當中最大的零件，側圍外板，模具設計製作調試的時間前後加起來要接近一年，這一年的時間就變成了連接設計到試生產這兩個階段之間的最短關鍵路徑。

製造部門最忙碌的時間是5年當中最後的一年時間，當所有的承包商完成了模具，工裝的製作，開始進場調試的時候，製造部門需要全程驗收，監督安裝調試工作。當工廠設備安裝完畢後，可以裝車的整車零部件也都由供應商準備好了。最後一年的試生產階段就開始了。試生產也會分好幾輪進行，全程在工廠車間內進行，對整個製造工藝，生產速度，操作人員培訓，物流，以及正式產線出產的車的性能和質量，都要做仔細的確認。不出意外，前後一年的時間會發現和解決大大小小上千個問題。包括各種工藝缺陷，設計缺陷，供應商零件質量問題等等。同時整車質量檢查人員還會對下線的幾百輛試生產車輛用最苛刻客戶的標準來個徹底檢視，這個批量是遠超過之前研發階段的驗證數量的，一些概率缺陷會在這個時候暴露出來。最後一年的忙碌為的是正式投產交付客戶後，盡量的保證長期的生產過程平穩有序，減少故障在客戶手裡發生的概率。

結語。

好，介紹完了汽車研發的各個階段，我們可以看出各個階段其實是互相緊密嵌套的，用犬牙交錯形容不為過，經過這麼多年的行業發展，這些事情都還要繼續做下去，一件也少不了，但經過不斷的優化，各種可以縮短時間的方式都已經融入到流程當中，讓原先可能比較清晰的工作階段分野慢慢模糊了起來，越來越多的工作被安排並行完成，決策的時間被不斷前移。我們努力的終極方嚮應該是和開發一台手機花的時間差不多吧。

先貼兩張國內主機廠的VDP，有興趣的同學可以自己去百度文庫搜到完整版

這其實就是正向開發的完整時間表，可以看出其中有幾個主要的組成部門：
1, 產品規劃管理：負責基於市場調研、企業戰略目標等輸入確定項目的邊界條件，也就是設計開發一款什麼價位、什麼性能表現、什麼樣的設計風格的車型。
2, 財務：在產品開發的全過程中進行投資收益預測、投資審批、產品經濟型預測、成本核算等等
3, 市場部：前期輸入產品需求如銷量、售價等等，開發中負責參與造型評審，用戶調研等等。
4, 質量部：負責每個關鍵節點的開閥，也就是交付物的審核，只有滿足全部工程要求才能進入下一個階段。所以某SUV頻頻跳票就是過不了這一關啊。
5, 造型：根據市場輸入、工程約束、產品家族風格、流行趨勢、老闆的喜好等等輸入設計開發產品造型，包括A面，內外飾，色彩，材質等等。設計師是汽車研發中最有藝術感的部分，通常，研發中心裡設計部的MM最漂亮的，設計部的GG最有氣質啊。
6, 工程：苦逼的攻城獅出場了，在初步具備了各種輸入之後，攻城獅們開始產品的開發。作為我的本行，不得不詳細介紹一下啊。
首先要進行概念開發，也就是根據輸入大致確認產品的架構形式和整車性能，比如市場部的要求是「年輕有活力，動感又省油，適合年輕家庭的日常使用，具有超大空間」，這個就要進行概念開發，年輕有活力體現在造型風格上，動感要體現在整車加速性和駕駛性能上，超大空間就要體現在各種布置尺寸如頭部空間、行李箱容積等等。在這個階段，要完成架構選型和整車性能目標的制定。
之後是整車集成的工作，在產品開發的整個過程之中，都要進行物理集成和性能集成，確保各個零件系統能夠有機的結合在一起，空間上不打架，性能上相互契合，滿足整車性能要求。
然後就是產品設計，目前主流的方法是虛擬驅動的設計開發。比如車身架構就要先根據空間、性能、成本的要求，先建立車身結構的CAE拓撲模型和參數化有限元模型，通過優化計算確定主要的載荷傳遞路徑、關鍵截面尺寸等等。底盤硬點也可以通過建立車輛動力學模型來確認硬點位置、操控性帶寬等等。基於這些，產品攻城獅就可以開始著手零件設計，之後就是一輪輪的設計-校核-設計的迭代開發過程，直到正式發布用於製造的數模與圖紙等等。.
7, 樣車及試驗認證：車輛在開發過程和上市的過程中要經過多輪造車和試驗認證過程。最早期要製作騾子車驗證架構，所謂騾子就是上一代的馬和新一代的驢雜交...一般是新的車身、底盤架構配上上一代的上車身、四門兩蓋、內飾等等。之後還有軟模零件樣車用於驗證整車設計，OTS樣車用於驗證硬模，產品線樣車用於驗證生產製造過程等等。此外要上市進入目錄，還要在國家認定的檢測中心完成技術認可，也就是TA。樣車製造和認證是產品開發費用中的大頭啊，我能說隨便一輛不起眼的樣車就價值幾百萬，然後還要一輛一輛的往牆上撞么...除了整車之外，還要大量的零部件和子系統的認證過程，供應商交出了零件也必須全部完成了工程驗證試驗才能交樣。
8, 製造：在產品開發的同時，製造的兄弟就要介入進來進行可製造性評估，之後還要進行生產線規劃、工裝夾具開發、試製等等一系列的工作。設計的再完美，造不出來也是白搭。
9, 採購：汽車零部件中大部分其實是供應商提供的，因此採購也需要依據工程要求（SOR）及時找到合適的供應商進行零件開發和供貨，造車的時候隨便哪個不起眼的供應商不能交樣都會拖累整車進度
10, 項目管理：這麼多部門想要如臂使指、嚴絲合縫的按照計劃工作，必然要有強大的項目管理能力。

瀉藥（瞬間感覺專業起來）～工程設計及樣車試驗階段不是很清楚細節，留給專業人士吧，大概說說我比較了解的「概念設計」階段吧，首先應該是市場方面給出車型的定位和benchmark(這部分大概是根據現有產品線進行完善補全，或者有新的車型增長點，進行定量定向分析，決策要不要做之類的吧，我猜的）。而後啟動造型設計（這個時候其他部門會根據裝備要求做一些前期技術分析儲備，例如我們要大尺寸觸屏，我們能不能做啊怎麼做啊之類的），首先需要工程部門給出車型的package，這樣就會有一些工程上的限制，在這些限制的基礎上開始第一輪的草圖效果圖設計（其實在這個階段所謂限制都會被基本無視（除了尺寸這種很明顯的，因為草圖上看不出這些限制），而後在造型部門內部會有若干設計上的方向，在完善後會有一些照片級別的2D效果圖，這些效果圖，特別是側視，要遵守package的限制了，內飾的話就是基本的換檔桿位置啊儀錶板位置啊等等，還有一些基本的法規等等(比如前面至少要有個牌照板的位置吧），而後開始比例油泥模型製作（1：4）和cad數字模型製作，在經過模型上的3D優化修改後會選定主要的2個或者更多點的方案，然後會根據這兩個或者更多的方案通過數字模型銑削還有油泥模型掃描逆向來回推敲，完成兩個或者更多的1：1模型，用於展示PK，而後會選出一個方案繼續優化修改直至進入光順階段，而且各個部門主要是車身還有電器等等部門在這個光順模型上分析技術可行性，然後就是各種討論各種解決各種開會，造型部門要配合修改，直到造型凍結，而後應該是進入各種樣件試製，樣車試製等等等等吧。。。期間會有一些反覆，大概就這樣吧，因為現在分工很細，我也不保證說的全，就這樣吧。。。。其實你說的三個階段很多是重疊的，不會完全的割裂開來。其實逆向的概念設計階段應該也差不多吧。。。說實話除非直接COPY,不然這塊也省不了多少事情。

請參考我在在汽車開發過程中，所謂的『設計狀態』是什麼狀態？中的回答。。。

前幾天的一篇專欄文章，寫了這個內容，大家可以看一下
http://zhuanlan.zhihu.com/p/22578749

我試著來回答一下吧。
1、市場調研、車型定位等階段，larry-sun已經回答了，當然每個企業具體怎麼操作是有很大區別的，但是都是為了一個目的，開發一款什麼樣的車，包括了車型，大小，價位，適應人群，所需要功能等等你能想到以及想不到的東西，這塊可能應該是類似市場部等很多部門聯合確定的。在前期調研階段，基本上正向逆向差不多，除非有很懶得企業，直接看市場上那款車賣的好，直接拿來抄那不說。
2、設計階段。
（1）通過市場調研得出了結論你需要一個什麼樣的車，會有一些硬性的要求，比如軸距，兩廂三廂等很多硬性指標，以及造型上的風格方向。在這一步，正向逆向有所區別了。
（2）我推測正向（因為我之前的公司很多都是逆向，沒做過正向）把設計要求出來之後就交給造型設計了，設計部門設計師就開始瘋狂畫圖然後評審等等。逆向這塊一般會根據調研的市場定位買幾輛標杆車，然後進行拆解，拆解零部件，然後會把車身切割開研究內部結構，測量車身數據（這塊可不是那種很LOW的那個皮尺就測量了，都是用激光掃描的設備直接把車輛數字化，掃描成點雲數據。）工程部根據車身測量數據出一些硬點要求，比如H點數據，門縫數據，車身長度等等N多數據，然後根據這些數據提交給設計部門進行外觀設計。
（3）其實很簡單就是直接照標杆車的三視圖，然後造型室直接在照片上做設計。概念設計完成了，也就是效果圖階段評審通過，會提交數字設計，也就是我做的這一塊了（也有很多公司cas數據是設計師來做）。
（4）數字設計師根據項目組提供的準確的硬點數據，主要就是各種門縫線，車窗線，引擎蓋分縫等等，在根據效果圖製作數字模型。
（5）數字模型製作完成後會交給油泥模型。油泥模型首先由油泥模型師搭建骨架，就是根據車的外形做一個金屬的架子，然後上面粘上聚氨酯泡沫，最外層糊上幾厘米厚的油膩。然後上切削機，通過三軸或五軸切削機按照數字模型切削出一個車的模型（這塊也是我在做，我太NB了！我這種人才怎麼一個月才給不到3K，尼瑪~）。這個模型還是較為粗糙，根據加工設備以及加工時間粗糙程度不同（你想想就一個圓形鑽頭還能加工多精細呀！在我使用的中測的「全手動」三軸切削機一般有幾毫米的誤差）。下面就是油泥模型師上場了，先把切削出來的模型進行光順，然後設計師會和油泥模型師一起玩雕塑，畢竟前面的2d效果圖還有計算機的3d模型總是沒有實際的1:1的模型來的直觀。把想修改的修改完，激光掃描上場重新掃描數據，然後把表面數據交給數字設計師，也就是本人了。最後一步根據油泥模型數據製作A面數據。
（6）把A面數據交給工程人員，做翻邊呀、結構呀什麼的，前期設計就完了。
（7）內部的結構設計正向逆向差別很大的，因為我不是工程的，只能簡單的說下。正向就是你有什麼需求，你開發什麼樣的東西，設計出符合的結構。逆向就是把車拆了，掃描別人的結構，如果不需要改動就不改動，如果有需要改動的就稍微改動一點，盡量不改動多。我們這邊項目組典型每個人辦公桌或者附近都能看到各種各樣的標杆車的配件。因為需要量安裝孔位什麼的，還要參考別人零部件怎麼設計，用什麼材質等等。在非關鍵零部件都是直接抄，關鍵尼瑪連抄都抄不像！一個拉手人家通用的中間是尼龍墊片，你非要用金屬墊片，結果生產出來摩擦力很大，拉手不會彈，尼瑪這不是坑我們下游SQA（我擦，我還幹活SQA，太NB了！），你讓我去找供應商解決，供應商殺過來給每個拉手中間噴點潤滑劑，這尼瑪半年後不還是不回彈？抱歉，吐槽太嚴重了！
下面的正向逆向差別就不大了，就開始生產了。汽車這個行業現在發展的太複雜太專業，幾年時間也只是摸到一個皮毛，我所說的很多時候每個環節之間或者某一個名詞是很專業的工作，這裡也只是非常簡單的說了一個流程。如果想投身汽車行業那就加油吧，雖然現在已經出來了，但是現在想想最愛的還是汽車行業呀！

產品整合4階段。