容差管理-日产案例
借助Icona Solutions公司的制造偏差仿真及可视化软件aesthetica，日产（欧洲）新款车型“逍客”达成了高质量设计目标

日产欧洲设计中心在新款车型“逍客”的开发过程中，在进入加工工序之前，设计师们借助最先进的三维计算机辅助工程和可视化软件，针对各种类型的偏差状况，交互式地进行了5万次的模拟取样分析。
在一款新车的开发和制造过程中，原本完美的设计图纸经过重重加工工序最终化为成品，展示在开发人员眼前。但其外观和感知质量往往和设计师的初衷相去甚远，这其中的原因就是各道工序伴生的容差问题。利用Icona Solutios公司的aesthetica软件，日产逍客的设计师和工程师得以模拟和“目睹”各种容差极限状态对最终产品感知质量产生的影响。从而确保在没有出现实质性问题前采取措施，避免危及品牌事件的出现。

日产的两厢/SUV多用途车“逍客”的设计由位于伦敦市中心Rotunda设计中心的日产欧洲设计中心主导，是日产旗下首款完全在英国设计、开发和制造的车型。因此，逍客是日产欧洲业务计划的一项重要的里程碑。

同时，逍客也标志着日产车的感知质量进入一个新的水平，也是公司首次在产品开发流程使用新型先进软件技术实现对产品的数字模拟和可视化，展示制造公差对下线成品的外观质量的影响。这一做法完全符合日产一贯的降低开发成本和缩短开发周期的风格，同时保持了——事实上是提高了——汽车的装配质量。

无论是从最终成品的角度，还是从整个开发过程的角度，逍客的设计的确可称之为日产欧洲的一大成就。

走向数字化

虽然汽车业对数字化工具的使用相对多于其他行业，但数字化模型仍是辅助工具，汽车设计依旧严重依赖实物样车。日产的目标是扭转这一局面，在开发工具的使用上让数字化工具唱主角，辅以有限的实物制造。这样做的原因再清楚不过了：节省由于制造实物样机产生的时间和资金成本。

在整个设计-制造的周期内，为了达到日产设定的装配质量目标，一个关键的工作就是容差控制。主要尺寸的容差控制工作由感知质量小组负责。

日产设计师和工程师们通常所使用的CAD/CAM工具的工作环境假定各尺寸都是标准值，是一个理想的环境，因此研究的也是理想化（或数字或实物）模型。与此不同的是，感知质量小组设定的是一个存在尺寸偏差的、更真实的环境。

在使用aesthetica之前，上述“真实的环境”就意味着工作人员必须用冗长复杂的方法，定义并模拟出实际制造和组装过程会出现的偏差，才能进行偏差控制。

这就往往要求装配实物模型——但制造实物模型开销大，并会使设计进程延迟。实物模型造好后，还需要在蜗杆齿轮的作用下，移动装配模型的各个部件，使之出现预设之偏差。但无论如何，人为的伸缩、弯曲和挪动是不可能与实际制造和装配过程中产生的偏差分毫不差的。况且这样做耗费时间，与日产要求的开发周期不符。

当然，也可以对数字模型进行一定程度的处理。方法是针对每个子装配和组件的每个工作状态进行再建模。但这样做也会增加时间成本，远不是一条令人满意的方法。

为此，日产希望找到一个专为偏差控制而设计的数字工具。而这一工具就是Icona Solutions公司的aesthetica软件。该软件最终成功用于逍客车型的开发，改进了其偏差控制工艺，压缩了开发时间和成本，并使产品感知质量满足了日产的高标准要求。

数字化偏差控制

aesthetica是一款独一无二的软件，它将两种截然不同的技术合二为一：即高质量及实时的设计可视化和容差分析。它可以精确模拟部件偏差、装配偏差和在配件装配过程中部件变形的视觉效果，帮助开发人员解决配合度和外观的问题。该软件可针对某一产品进行高品质、交互式、三维虚拟的再现，使设计师和工程师都能实时地“看到”产品在其几何容差范围内不同状态下的外观，他们的所见即客户在真实环境中的所见。

过去，日产欧洲设计中心的设计师和工程师们无法预先看到制造偏差对产品外观造成的影响。而如今，利用aesthetica软件，他们在这一问题上有了更深的洞悉能力。aesthetica一方面帮助他们提高产品感知质量，另一方面也节约了时间和资金成本，且改善了设计过程中各部门的沟通。

虽然在某些特定工艺方面，日产公司仍需要建造各种材质的实物模型，如粘土、泡沫、Uryal和金属，但是日产感知质量小组如今的工作重点已转移到数字模型，而非物理模型。同时，偏差控制工作与设计开发和工程可行性工作并行开展。这样的安排能够让每一个相关工作人员了解工作进展，充分掌握信息，据此决定是否能达到设计容差目标。

使用aesthetica还进一步提高了从设计到制造整个过程的真实化仿真程度，该软件既能用来制定并分析新的容差目标，也能分析取自其他已有车型的预设目标。

控制好重要尺寸的偏差决定着一辆车能否取得美工角度可接受的质量水平。此外，不同材料在制造和装配过程中会表现出不同的性质和变化，这一点也应该予以考虑。如对于柔性塑料保险杠、钣金翼子板、头灯组件及铰链式钣金引擎盖等几个部件的连接区域，为保证感知质量均匀、一致，必须在制造和组装过程中控制好间隙和高差。

因此，在开发过程的各重要环节上，日产用aesthetica来进行“跨职能设计评审”。参与这些设计评审的人包括设计工程、生产工程、制造、部件质量保证、整车质量保证和销售等各部门相关人员。跨职能设计评审的目的是保证每个参与者了解各个状况，进而决定是否可以接受这些状况。

在逍客的设计过程中，aesthetica帮助开发团队在设计评审会上发现了在之前所用的数字化工序中几乎不可能发现的问题。aesthetica软件帮开发团队模拟出所有可能出现的状况，并针对这些状况生成大量高质量视图，其数目是实物模型在相同时间内根本无法比拟的。

事实上，开发团队得以实时互动式地看到各容差状况和制造标准的效果图。换做从前，必须等到加工制造出首个实物模型之后，才能看到效果图，进而进行改动。不用说，到了那一步再想做调整，为时已晚。

达成质量目标

日产在开发逍客的过程中，一方面要实现公司有史以来最高的感知质量水平，另一方面又要缩短开发周期、缩小成本。为此，日产认识到，必须将汽车开发流程更多地转移到以数字模型为主，减少对实物模型的依赖。但是，日产公司也认识到，这一转型要想成功，该数字化主模型的精确度和全面性必须得到设计和工程团队的认可。

将Icona Solutions公司的aesthetica软件引入到整个汽车“设计-制造”过程后，逍客的设计和工程团队得以及早地在开发阶段发现问题，这一事实充分展示了该数字模型的经济性。此外，团队人员对该软件得出的偏差控制分析结果十分认可——这充分证明了该数字模型的全面性。

此外，制造工程师和设计工程师现在可以借助该模型更好地了解某些工序的可行性，并能通过可视化效果图直观看到成品的外观。

此软件还有一个重要的“无心插柳”之好处，即管理层们再也不必担心生产过程中出现所有制造容差同时达到极限值的情况，或者出现“星期五下午汽车”的问题了。(译注: 星期五下午, 汽车制造厂工人准备过周末无心工作, 所以制造的车辆品质不稳定)。

插图

1、 日产逍客：利用aesthetica生成的效果图——头灯、金属挡泥板、引擎盖、塑料隔栅和塑料保险杠接合处的主要偏差目标限值。

2、 （上）日产逍客：交付加工之前，日产用aesthetica构建了5万个虚拟数字汽车模型，用以审视最大偏差效果，及其在制造容差范围内的分布。

3、 （下）日产逍客：利用aesthetica生成的主要偏差目标极值的改进渲染图，可展示包括反射在内的真实效果。