MFG-B002 新技术、新思维助推汽车设计快速发展 同济汽车设计研究院设计部部长 郦炜

演讲人：郦炜
同济汽车设计研究院有限公司造型设计部部长
中国最早一批汽车设计师，“Alias第一人”，十余年的汽车设计经验，参与了泛亚开发的众多成功车型，例如1999年的麒麟概念车， 2004年的鲲鹏概念车问鼎米其林挑战设计，成为北美车展上的一大亮点，2007， Buick Riviera（别克未来）概念车等，是中国汽车工业当仁不让的前辈。

演讲名称：新技术、新思维助推汽车设计快速发展
在汽车设计领域，新技术层出不穷，促使我们变革更新产品的开发流程，Alias的应用帮助我们从传统的二维设计转变成为二维和三维相结合的设计方式。 新技术的革新也要求我们改变思维，用新的思维方式来调整我们的开发流程，并依据于此重新构建我们的设计组织，调整人力资源结构。 设计师需要如何提高自身实力以适应高速发展的汽车设计工业，如何从传统提升至现代，如何从平面到立体，企业要如何革新自身的开发流程，如何缩短研发周期并提高设计质量，这是本课程需要跟大家一道探讨的。

郦炜：
　　国家注册A级工业造型设计师。大家好，我今天的演讲题目是“新技术、新思维助推汽车设计快速发展”。我来自同济汽车设计研究院，做汽车已经有40年的历史，做Alice已经有20年了，当初孤军奋战到今天大家聚集一堂，足见Alice软件在中国的发展盛况，在这里我要感谢欧特克公司对从整体上阐述了汽车H曲面形成的机理，这是汽车开发流程应用技术的数字之一。今天要上一个台阶，从更宽广的视角了解计算机辅助设计技术在汽车产品前期开发中的综合应用，从而探寻提高汽车设计效率的途径。

　　当今国内汽车制造业面临的现状。大家都知道产品的生命周期越来越短，产品的开发成本越来越高。神秘产品越来越少，竞争对手越来越多。利润率越来越低。竞争越来越无序。大量的外协和外包供应商越来越难管理。面对这种情况我们怎么应对市场竞争挑战。汽车产品开发效率已经成为众多汽车产品研发部门都在追求的目标。

　　如何冲出重围，寻找突破路径。今天的演讲内容从五个方面来分析汽车产品设计开发路径有待研究的环节，以求新思路来指导新技术在汽车开发设计中的应用。

　　简述车辆产品开发流程，随着改革开放国内越来越多汽车设计师已经理解和掌握了国际通行的车辆产品开发流程。四阶段的汽车产品开发流程：规划建议书、整车项目启动、验证数据发布、生产制造开始。这是横向的，纵向的是项目流程，分三个模块：造型、工程、制造。在设计这一块，造型这一块有主题开发、造型设计和设计发布。在主题开发中又分三个模块：创意设计、方案开发、主题确定。整个设计过程又分为三个阶段：主题开发、造型设计、设计发布。我今天要讲的是前面主题开发阶段，我们又称之为前期开发。前期开发是在规划建议书到整车项目启动这一阶段。前期开发这三个阶段是最终会形成一个新的整车概念的开发阶段。一般说在创意设计阶段都是用二维的图形、图像来表达的。到了方案开发是以小比例模型为主的开发。小比例模型用传统的方法都是手工做的，现在都是数字化设计。主题设计就是完成一比一的模型。

　　怎么进行创意设计？就等于预想图的输入条件是什么。在规划建议书之前，我们要制定输入条件，输入条件有许多条，这里列举几条，比如竞争车型的信息，设计关键元素描述，有待引用的零件和它的状态等等。需要提供的是以数字模型为主的数据输入。有了数字模型的数据输入才能进行创意设计，也就是从3D转到2D的过程。

　　这是输入条件的3D模型（图），先把平台数据输入进去，然后才能对外形进行设计。输入平台的尺寸是不一样的，刚才这个车和现在这个车，从大小看就不一样。这四个车都是不一样的，所以整个输入条件是不一样的。不光是外形，里面的局部，所有的数据都不一样，我们必须根据这些3D数据设计2D的图形，规划建议书的形成对数字的分子是由造型、工程、制造三个模块同时进行。在这一阶段需要数字模型与构思草图的反复整合、分析、语言至形成整车概念。

　　在数字模型的输入，界定了预想图的边界条件，使其成为有效设计，有效设计不仅是我们在这个图上能够看到的，里面的机构设计，还有许多看不到的比如说座椅，座椅这块往往被人家忽视了，这个座椅实际上是有人坐在上面的，人周围的空间都需要工程调数据，给设计师来造型，不光是大家大家能够看到的数据。以规划建议书为分界，前为概念设计，后为形成概念，合起来称为前期开发，是概念设计的先导。

　　前期开发是车辆开发流程中最重要的阶段。前期开发是通过信息管理，将设想形成初步的产品概念，通过产品概念来规划整车及其工具等的整体开发。因此，充分的项目规划的制定需要前期开发形成的可行的设计概念提供支持。据专家统计，前期开发流程占美国车企总开发流程的25%，占日本车企总开发流程的60%以上，日本车因为准备充分，所以日本车企能实现较短的总开发时间，后面的40%返工就非常少，因为前期做的非常充分。前期开发是车辆开发流程最复杂的阶段，许多概念都处于论证待定状态，因为创新需要复杂的协调，因此产品设计就不会只停留在造型设计层面上，而必须与多部门沟通，由此可见开发设计者用单一的计算机辅助设计工具是不够的。

　　前期开发复杂的流程是以数字模型为基础的虚拟评审循环。在前期开发的复杂流程当中，主要是通过数字模型进行各种评估。小结前期开发流程要点，由规划建议书制定创意设计所需的边界条件，边界条件的形成是以数字模型为基础的数据描述。依据三维模型确定的条件绘制二维想象图实施初步的造型设计。用三维模型验证二维图对三维空间造型的构想。通过虚拟技术将三维模型与二维图像的反复交互达成一致，将造型、工程、制造等部门的信息整合至设计概念的确定。上面的要点披露，二维图像设计的目的是为了实现三维造型，因此数字模型是前期开发设计流程主要的递交物。

　　前期开发形成的概念对整车设计开发进展至关重要，因此改进前期开发技术是寻找突破的路径之一。

　　接下来是组织机构设置。所有组织的人类活动从制作陶器到登月行动都有两个基本互相对立的要求，一方面要把某一人类活动拆分成不同的任务，另一方面要将各项任务的协调整合起来，以便实现最终目标。一个组织的结构可以简单的定义为将工作拆分成若干不同的任务。用协调整合起来以实现工作目标的各种方法的整合。管理思想家亨利明茨伯格提出了五种结构形式，五种结构形式：一种是简单的结构，一种是机械式关联结构，一个是专业关联结构，还有是私有制结构，另外一个是变形虫结构。
前期开发是复杂的创新，复杂的创新需要第五种配置，变形虫结构是第五种配置，它的特征是相互切换，工作趋于高度水平专业化，相互调节关键的协调机制，这种配置方式能够把来自不同学科的专家结合特别的项目组开展平稳的运作，传统的组织可以检测自己制造哲学问题和解决方法，因此它只派相应的专家推进去。变形虫结构则不然，不同的专家必须跨学科，每个层面都要围绕具体的创新目标来建模，也就是说，变形虫结构要解决的方法是不知道的，它要解决的问题和方法都是不知道的，所以它还需要协作来解决。创新意味着打破既定模式，变形虫结构是为创新配置的动态组织模式，这个组织模式不是固定的，是动态的。变形虫结构必须把现有的知识和技能看作是获取新知识和新技能的基础。新知识和新技能的产生要求结合不同体系的现有知识。变形虫结构不是搞专家专业化或职能单位的差异化，而是打破专业化和差异化的传统壁垒。创新还意味着创造新的组织模式，有效的组织结构设计有时需要一个新颖的，能够协调搭配各种参数和因素的配置方式。这就是亨利伯茨格提出的超越5种的组织结构。还不限于上面所说的5种，企业要根据自身特点创造新颖的组织形式。无论设计开发部门规模的大小，是主机厂，还是独立的技术服务公司都需要设计有效的组织结构。数字技术为创新组织模式提供了便利的条件，人、信息、技术是组织管理与发展的基础中的三种最重要的资源。有效的组织结构一定与网络技术相联系，信息技术突飞猛进地发展为构建动态企业提供了条件，信息技术及其发展趋势会明确改变汽车开发方式，虚拟现实环境作为前沿技术不仅作用于汽车设计也作用于组织配置。组织机构问题设置了要点，一、前期开发是复杂的创新活动，需要采用变形虫结构的组织形式。变形虫结构是把现有的知识和技能看作是获取新知识和新技能的基础。新知识和新技能的产生要求结合不同体系的现有知识。变形虫结构要求打破专业化和差异化的传统壁垒，企业需要根据自身的特点创造新的组织形式。新技术能够提供构建获取新知识和新技能的组织基础。用新思维创造新颖的设计开发组织是寻找突破的路径之二。  

　　三是岗位技能培训。前期开发是复杂的协调过程。如果一个人工作，他是不需要任何协调机制的，因为所有的协调都在同一个大脑中进行。但如果有了第二个人，情况就发生了质的变化，因为此时的协调必须夸大脑进行。如果是两个组织协调，就变得更为复杂。需要在两个组织之间建立协调机制，并通过特定的协调机制加以协调。可见，这将大大增加协调的时间、次数与方式。

　　案例分析：某汽车公司设计部内两个运营模式之间的作业。

　　概念化的两个模块之间的合作流程是：由市场部提出需求，前期设计模块绘出二维的产品欲想图，从数字设计模块构建三维空间模型。这两个模块表达的是一个共同的主题，流程需要的是在两个模块内来回反复的进行。问题是为什么要进行反复的进行？因为需要协调。上述两个模块显然有二维三维的不同表现技法，与外部的联系也会有所侧重，但是主要技能标准基本是相同的。就工业的造型设计而言，二维图要表达的正是三维造型的概念，而三维造型表达的正是二维图希望达到的效果。从数字设计技术上说，它们完全可以在同一个软件内进行，例Auto studio的软件就具备二维三维互换的功能。换言之，一个人就能完成二维与三维之间的协同，既可输出二维图像也可以输出想象中的三维造型。

　　附加的说明：这两个职能模块成员的教育背景是相同的，都是来自于工业设计专业。只是为了满足组织规模的需求将专业再细分。或者说管理层没有定时将组织结构随着计算机技术的发展而变革，设置了技能标准略有不同的工作岗位。

　　科技进步可以改变传统观念。例如，计算机硬件速度的提高，计算机软件功能的增强，大大拓展了专业人员的作业能力。因而在组织设计上增加技能标准化的跨度，减少模块划分的数量，可进一步减少沟通成本。组织的有效性受到人力资源管理实践的重大影响。

　　企业资源的产变，是不可能来自于注入资本之类的无生命的资源的。能够增大的资源只能是人力资源，在人类所有能够运用的资源中，只有人才能生长和发展。这是彼得德鲁克的名言。他的意思就是说，企业的固定资产是死的，而人是活的，只有人的能力提高了，这个企业才能得到发展。公司必须根据自己的特点，通过人力资源管理，实现将社会人转变成企业人，这样一种专有资源，变成一种可持续开发的资源，将社会人转变成企业人，就需要进行岗位的培训。

　　岗位技能培训的要求：如果协调能在同一个大脑中就不用跨脑进行，科技进步可以大大拓展专业人员的作业能力，Auto Studio软件具备二维三维互换的功能，只是需要应用培训，这只是一个举例，岗位技能培训成为可持续开发的重要资源。科技进步大大拓展了专业人员的作业能力，强化岗位技能培训，是寻找突破的路径之三。

　　四是Autodesk软件的应用，前期设计复杂的流程所做的一切是将想象转换成一系列可以量测的概念，这些概念是以数字递交物的形式在网络中传送、评估、优化、验证与整合。Autodesk公司的系列软件为产品递交物的产生提供了强大的工具，成套的工具辅助汽车设计师能便捷地将无形的设想建设成可视的模型。Auto Studio软件就是将设想转变为图像，再转变为模型，把他们连为一体。汽车造型开发的定型不能以表面造型单独成立。处于研发阶段的产品，其各项特征都具有不确定性，需要根据其他研发人员或者客户的反馈对设计的产品进行反复论证、重新或修改、从而不断地改进和完善。，因此设计的过程通常就是反复修改的过程。

　　仅用数字表现模型确定造型而没有与结构，机构的同步开发，会因潜在的问题干扰后续工程的有序进行，因此需要在表面模型与实体模型之间反复的建造与验证。以保证在流程节点内达到要求。有的造型开发必须用实体建模才能更便捷，比如这个灯，还有这个轮，这些都用实体造型更方便。Inventor软件能更快捷的用于前期开发中的实体概念建模。随着CAD技术的应用，二维绘图已逐渐过渡到三维设计，很多主流软件都包含了参数化建模功能，从而可以更完整地定义和描述设计及制造信息。在产品设计和开发过程中，零部件的标准化、通用化和系统化是提高产品设计质量，缩短产品设计开发周期，减少产品市场反映时间的有效途径之一，而基于三维CAD系统的参数化设计的inventor软件，更能满足汽车就够的设计需要。这是Showcase软件将数字化样机表现的更精彩。

　　小结：Autodesk软件的应用要点。

　　Autodesk系列产品是帮助用户创建和验证完整的数字化样机以减少物理样机的投入。

　　Autodesk丰富的产品以其集成优势整合了现代汽车造型设计的开发过程，用户在数字样机设计流程中获得极大的综合优势，用户能在更短的时间内以更快的速度将更多的创新产品推向市场。

　　虚拟分析能减少实物模型制作，验证的时间和费用。提高数字样机开发的能力是寻找突破的路径之四。

　　五，推进流程改造，可视化的设计流程是一种非常有效的视觉体系。计算机仿真分析已经成为关系咨询中的常用工具，原先由不同的人完整的几种专业化的工作应该合并为一个工作。围绕最终结果来组织流程再造可以缩短传递过程，业务流程再造的原则是建立在创造性的运用信息技术平台之上的，创造新的流程这样的组织变革计划是一个复杂的过程，新的流程必须建立明显的目标与预期并作持续改进。

　　明鉴历史，掌控发展的轨迹，寻找突破的路径。

　　我们可以从毛笔到钢笔，从算盘到计算器，从手绘草图到电子画板，从二维电子绘图到实创三维数字建模，从曲面数字模型到实体数字模型，从数字模型到物理模型，从想象到可见，从虚拟到现实，我们可以制造路径寻找突破的路。

　　小结：推进流程改造要点。建立提高个人专业能力的机制，原先由不同的人完成的几种专业化的工作应该合并为一个工作，业务流程再造的原则是建立在创造性的运用信息技术的平台之上的，新的流程必须建立明确的目标与预期，并做持续改进。

　　明鉴历史，掌控发展的轨迹，用新思维、新技术推进流程改造，是寻找突破的路径之五。

　　总结，就是前面的五点：改进前期开发技术，用新思维创造新颖的设计开发组织，强化岗位技能培训，提高组织样机开发能力，用新思维新技术推进流程改造，通过全方位的持续改进，凝聚突破的力量，将产品研发体系整合成一个卓有成效的设计开发组织。

　　谢谢。