導(dǎo)語：如何才能寫好一篇汽車設(shè)計，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

現(xiàn)在，讓我們讀一讀美國Babson學(xué)院和哈佛工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院教授維克多?賽德爾（Victor P. Seidel）和德國Bain公司的本尼迪克特?朗格納（Benedikt Langner）于同年5月發(fā)表的文章《在線社區(qū)在汽車設(shè)計領(lǐng)域的應(yīng)用：項目的多樣性和參與動機》（Using an online community for vehicle design： project variety and motivations to participate）。

這篇文章以Local Motors在線設(shè)計社區(qū)為例，分析了在互聯(lián)網(wǎng)時代，我們怎樣更好地理解，并利用社會資源進行汽車設(shè)計，同時它也為我們提供一個新的視野：關(guān)于如何為廣大設(shè)計社區(qū)和全球汽車工業(yè)的創(chuàng)新提供機會。

此文由《汽車商業(yè)評論》記者楊與肖和王晨曦翻譯，賈可編輯。有不妥不當(dāng)之處，歡迎讀者諸君指正。

目前，越來越多的企業(yè)將在線社區(qū)作為創(chuàng)意（ideas）、創(chuàng)新（innovations）和設(shè)計（designs）上的源泉。但是很多這種希望通過開放獲得創(chuàng)新的努力卻常常因為缺乏持續(xù)性的參與而導(dǎo)致失敗。本研究試圖探尋人們參與由公司主導(dǎo)的設(shè)計社區(qū)的動機，以及設(shè)計任務(wù)的本質(zhì)如何影響參與的可持續(xù)性。

通過對一個主流汽車設(shè)計社區(qū)的歸納性研究，我們發(fā)現(xiàn)項目的多樣性――事關(guān)項目的自主性和復(fù)雜性兩個維度――讓人們有了參與的積極性以及使汽車設(shè)計的社會化有了可能。

同時，我們討論了此文對在線社區(qū)研究和全球汽車業(yè)參與公司的意義。

1. 導(dǎo)言

在很多行業(yè)，“開放式創(chuàng)新戰(zhàn)略”通過打破邊界為企業(yè)不斷創(chuàng)新開辟了一條道路。汽車行業(yè)就是如此，企業(yè)長期致力于與供應(yīng)商和其他組織進行協(xié)作獲得創(chuàng)新。

目前，越來越多的領(lǐng)域正在使用在線工具進行開放式戰(zhàn)略合作，這種合作不僅用于企業(yè)間合作，也作用于企業(yè)與個人之間。

在促進個人參與開放式創(chuàng)新方面企業(yè)有兩個選擇：組織在線創(chuàng)新大賽或運營一個在線協(xié)作社區(qū)。

在線創(chuàng)新大賽包括從大范圍的競爭對手處征集靈感與設(shè)計創(chuàng)意，參賽者的參與動機來自于獎項或獎金之類的額外獎勵。

相比之下，企業(yè)運營在線協(xié)作社區(qū)專注于構(gòu)建個人靈感與創(chuàng)意的積累，參與動機來自于個人的內(nèi)在因素，比如通過共享獲得樂趣等。

還有一種選擇是競賽與在線社區(qū)混合的形式，個人可以在靈感與創(chuàng)意方面進行競爭與合作。

從文獻中提到的一些成功案例中可以看到，雖然企業(yè)一直在努力對參與保持“開放”的態(tài)度，但是一些人不能持續(xù)參與。比如隨著賽事的范圍和數(shù)量逐漸變大，個人對獎金的期望值下降導(dǎo)致參與感也隨之下降。根據(jù)經(jīng)驗來看，很多努力運營的在線社區(qū)都表現(xiàn)得不盡如人意甚至失敗。

為了理解在線社區(qū)如何讓人們始終保持參與，研究建議除了考慮到個人的內(nèi)在與外在的綜合因素外，人們在網(wǎng)絡(luò)社區(qū)中的實踐和表現(xiàn)與是否體現(xiàn)出與其工作相關(guān)的價值同樣重要。

比如一個開源軟件社區(qū)的開發(fā)者們會認為諸如能夠發(fā)現(xiàn)卓越，培養(yǎng)共同認知或是有助于學(xué)習(xí)的這些參與行動具有價值。為了充分理解在線社區(qū)的參與動機，我們需要對社區(qū)內(nèi)的社會實踐進行充分的關(guān)注。

以企業(yè)運營的產(chǎn)品設(shè)計在線社區(qū)來說，企業(yè)提出的設(shè)計任務(wù)性質(zhì)對能否吸引設(shè)計參與和實踐可能十分重要，但對此缺少實證調(diào)查。

這項研究旨在了解個人參與企業(yè)運營設(shè)計社區(qū)的動機，以及設(shè)計任務(wù)的性質(zhì)如何影響參與的可持續(xù)性。

我們以Local Motors公司為背景進行引導(dǎo)與歸納研究，該公司運營一個具有前沿性的汽車設(shè)計社區(qū)達6年之久。

此項設(shè)置為開放式創(chuàng)新模式提供了一個長期案例，特別是為汽車行業(yè)，提供了一些運營網(wǎng)絡(luò)社區(qū)中缺少開放式創(chuàng)新和導(dǎo)致失敗的經(jīng)驗。

我們發(fā)現(xiàn)項目多樣性的兩個維度――項目自主性與項目復(fù)雜性，能夠吸引個體參與社區(qū)和支撐汽車設(shè)計師們的社會實踐。

項目自主性反映了設(shè)計師在選擇想要設(shè)計什么上的靈活性；項目復(fù)雜性反映了設(shè)計標準和所需技能的數(shù)量，為人們學(xué)到更多東西提供了一個多樣化的場景。總而言之，項目的多樣性為人們提供了廣泛的參與動機，

確保參與者在社區(qū)內(nèi)能夠獲得的核心價值，從而維持了參與的可持續(xù)性。

下一部分，我們將對開放式創(chuàng)新方法和參與動機進行概述。接著，通過最近對在一個開源軟件社區(qū)的社會實踐與開發(fā)動機的相關(guān)研究，為我們基于汽車設(shè)計社區(qū)的課題提供了理論基礎(chǔ)。

在歸納了項目多樣性對參與動機的作用后，我們將討論這項研究在全球范圍內(nèi)汽車企業(yè)發(fā)展網(wǎng)絡(luò)設(shè)計社區(qū)的深層次的意義。

2.開放式創(chuàng)新與個人參與動機

企業(yè)倘若想從個體中尋求幫助則必須找到吸引個人參與創(chuàng)意、創(chuàng)新和設(shè)計的激勵方法。一個能夠吸引人們參與到開放創(chuàng)新平臺的方法是提供實質(zhì)獎勵，比如在創(chuàng)意比賽中提供現(xiàn)金獎勵。

在創(chuàng)意比賽中，公司先定義一個需要創(chuàng)意的領(lǐng)域，然后設(shè)立獎項，從而最終獲得企業(yè)所需要的幫助。企業(yè)既可以自行運作此類獎項，也可以與InnoCentive（一個創(chuàng)新眾包服務(wù)和獎勵競爭領(lǐng)域的開拓者）公司合作進行。

這里，獎項的設(shè)立比內(nèi)在滿意度建設(shè)更加能夠激發(fā)參與感。創(chuàng)新競賽可以幫助企業(yè)對未知領(lǐng)域進行探索和挖掘，給企業(yè)提供優(yōu)于其在內(nèi)部所能達到的創(chuàng)新創(chuàng)意和設(shè)計。

既然這些創(chuàng)意和設(shè)計都是潛在價值資源，企業(yè)在運作創(chuàng)新競賽時將面臨很多挑戰(zhàn)。

首先，隨著競爭者數(shù)量的增加，他們的參與動機會隨之減弱，參與競爭的人數(shù)增加必然會減少個人的回報預(yù)期。

第二，企業(yè)重復(fù)舉辦此類賽事就會面臨參與者對公司的價值越來越小，以及參賽者重復(fù)使用過往獲勝創(chuàng)意等問題。

最后，企業(yè)面臨的第三個挑戰(zhàn)是如何設(shè)置可以讓參與者勝任的挑戰(zhàn)機會。

總之，雖然在線創(chuàng)新比賽可以產(chǎn)生出很多優(yōu)秀的創(chuàng)意，但是仍面臨著招募的持續(xù)性、參與的有效性和任務(wù)的規(guī)范性等諸多問題。

利用個體進行開放式創(chuàng)新的第二種方法是對企業(yè)運營社區(qū)的使用。其中一種類型可以稱之為用戶社群，通常情況下以社區(qū)成員對公司產(chǎn)品信息的交流開始作為對企業(yè)的支撐，從而演變成個人發(fā)展與產(chǎn)品改善的一種手段。

根據(jù)來自社區(qū)的支持程度，這些創(chuàng)意可能會被企業(yè)采納。內(nèi)在動機被視做調(diào)動人們參與企業(yè)運營社區(qū)積極性的重要因素。它們包括任務(wù)完成時所獲得的滿足感，如利他主義、（因起源或態(tài)度相似而產(chǎn)生的）親切感和共享思想。

具有內(nèi)在性質(zhì)的外部動機也是因素之一，一般發(fā)生在社區(qū)成員把從社區(qū)內(nèi)得到回報（外部）當(dāng)作個人（內(nèi)部）動機時。例如，被運作此社區(qū)的企業(yè)成員認可常常被認為是對這些社區(qū)成員具有最大價值。

企業(yè)也會將創(chuàng)新比賽和企業(yè)運營社區(qū)這兩種方法結(jié)合起來，即基于社區(qū)的創(chuàng)新比賽。圖1（社區(qū)創(chuàng)新比賽同其他開放式創(chuàng)新的基本要素比較）對開放式創(chuàng)新的模式進行了概述，這種模式是基于以上兩種傳統(tǒng)形式產(chǎn)生的。

不同于傳統(tǒng)的創(chuàng)新比賽，所有的競爭選手和創(chuàng)意都是相對獨立的，這種新型的基于社區(qū)的創(chuàng)新競賽是企業(yè)投資建立一個社區(qū)，競爭者們可以在其中了解彼此、進行知識互換，甚至可以在競賽中相互協(xié)作。

這種創(chuàng)新方式看起來生命周期較短，因為它的參與動機來自于社區(qū)與競爭者。舉例來說，在現(xiàn)金獎勵面前，競爭者不會主動參與到具有利他行為的活動中去。

研究發(fā)現(xiàn)，即使是這種具有混合性質(zhì)的參與動機，在這種廣義上的在線社區(qū)里面，無論是企業(yè)運營的還是獨立的，都存在著很高的失敗率。

2.1 從個人動機到社會實踐

研究表明，內(nèi)在與外在動機的重要性不僅體現(xiàn)在維持在線社區(qū)的參與感上，社區(qū)價值還體現(xiàn)在能夠支持社會實踐的不同內(nèi)外在動機上。

根據(jù)一項關(guān)于開源式軟件發(fā)展社區(qū)的研究，馮柯.勞格（von Krogh）和他的同事們有兩個發(fā)現(xiàn)。

第一個發(fā)現(xiàn)是，無論內(nèi)部、外部以及具有內(nèi)在性的外部獎勵都能夠在社區(qū)中發(fā)揮它們的作用。

即使在開源軟件的研發(fā)過程中，內(nèi)在獎勵可以激勵開發(fā)者的參與感，例如工資和職業(yè)福利。意識形態(tài)、利他主義、親切感和愉悅感等內(nèi)在動機都能夠發(fā)揮相應(yīng)的作用。具有內(nèi)在性的外部動機包括聲譽、互惠、學(xué)習(xí)能力和產(chǎn)品具有的“自用”價值。

第二點，也是最重要的一點，他們對機會的判定已經(jīng)超越僅著眼于特定的參與動機，而是考慮使個人參與社區(qū)行為的更廣泛的價值基礎(chǔ)。開源軟件開發(fā)者共同在社會實踐所做出努力是對參與動機最好的解釋。

他們提供的理論表明，社區(qū)間成員的交互幫助存在非常大的價值――即識別卓越、培育共同性和幫助學(xué)習(xí)等，它們?yōu)榕囵B(yǎng)持續(xù)性的參與動機提供了解釋。

比如在一個企業(yè)運營的設(shè)計社區(qū)，這種“動機實踐框架”意味著社區(qū)內(nèi)項目的自然屬性（與潛在的設(shè)計任務(wù)與實踐）可以影響參與（也就是動機）。這是一個令人信服的概念，但是到目前為止，很少有實證能夠證明設(shè)計任務(wù)的自然屬性如何影響個人的參與動機。

與軟件開發(fā)者一樣，那些參與汽車設(shè)計的設(shè)計師們也會分享他們體現(xiàn)創(chuàng)新成果的社會實踐的共同價值觀。但考慮到汽車設(shè)計的復(fù)雜性和最終變成產(chǎn)品所要經(jīng)歷的挑戰(zhàn)，人們認為汽車設(shè)計不同于其他領(lǐng)域，難以擁有活躍的線上社區(qū)。

實際上，汽車產(chǎn)業(yè)研究表明很難直接使用來自于個人的創(chuàng)意、設(shè)計和創(chuàng)新。然而此次我們研究的企業(yè)Local Motors公司，運營一個活躍的汽車設(shè)計社區(qū)已經(jīng)長達6年之久。正如我們所描述的，在線平臺的自然屬性允許我們對參與者如何參與汽車設(shè)計實踐進行調(diào)查，比如他們參與設(shè)計的具體項目以及能夠影響設(shè)計的社會實踐過程。

我們對Local Motors公司進行了進一步的研究，并提出了問題：個人參與企業(yè)運營的設(shè)計社區(qū)動機是什么？以及設(shè)計任務(wù)的性質(zhì)如何影響參與進程？

3. 研究方法

我們的興趣在于如何從理論上闡述一個在線設(shè)計社區(qū)內(nèi)的設(shè)計實踐和參與動機之間的關(guān)系，所以我們采用了案例研究這一單一的方法。由單個案例研究所產(chǎn)生的洞察力，已經(jīng)通過之前的創(chuàng)新研究得到證明。

通過訪問Local Motors公司的車輛設(shè)計社區(qū)及其員工，我們得到了一個令人信服的了解一個個體被激勵參加一個持續(xù)一段時間的開放式創(chuàng)新模式的機會。

3.1 研究設(shè)定

Local Motors公司成立于2007年，其目標是開發(fā)世上第一輛“開源汽車”。就像開源軟件開發(fā)一樣，“開源汽車”是這家公司創(chuàng)始人描述通過網(wǎng)上社區(qū)獲得的汽車設(shè)計的一個術(shù)語。

這家公司的網(wǎng)站和社區(qū)平臺于2008年3月上線，兩年內(nèi)，其首款投產(chǎn)的汽車，“Rally Fighter”完成。我們在圖2（Local Motors公司主要特點示意）中勾勒出了Local Motors公司的主要特征，在圖3（Local Motors公司關(guān)鍵事件的時間軸）中提供了關(guān)鍵事件的時間表。

Local Motors主辦了一個在線社區(qū)，在該社區(qū)中，成員可以潛在的設(shè)計作品的草圖，分享想法，獲得反饋，最后完成作品，并討論設(shè)計技術(shù)。

到2012年底，超過18000人在Local Motors公司的創(chuàng)新平臺上注冊。個人的社區(qū)參與程度各不相同：有的只是注冊及提交設(shè)計，而其他一些則深入地參與論壇及在線社區(qū)的討論部分。

新的汽車設(shè)計可能會以兩種方式產(chǎn)生：作為企業(yè)主導(dǎo)的項目或作為社區(qū)主導(dǎo)的項目。在這項研究進行的時候，Local Motors公司已經(jīng)進行了很多“挑戰(zhàn)賽”，這是他們稱呼基于社區(qū)的有獎競賽的術(shù)語。

在此類公司主導(dǎo)的項目中，社區(qū)成員不僅為Local Motors公司提供車輛設(shè)計，也為幫助Local Motors公司運營的企業(yè)，如寶馬、Peterbilt、殼牌和達美樂比薩提供汽車設(shè)計。

與這類公司主導(dǎo)的項目相反，幾個社區(qū)主導(dǎo)的項目也通過社區(qū)成員的互動中脫穎而出，他們希望公司考慮這些新設(shè)計。比如“Rally Fighter”和“Open Tandem”就是兩個社區(qū)主導(dǎo)的項目，他們就是在企業(yè)缺席主導(dǎo)情況下誕生在社區(qū)里（見圖2 Local Motors公司主要特點示意）。

從2008年最初的創(chuàng)始團隊和據(jù)稱有400萬美元的私人贊助，Local Motors公司發(fā)展到2010年已經(jīng)大約十幾名員工，到2013年則有了約40名員工。

在本項研究進行的時候，大多數(shù)的員工都在亞利桑那州的錢德勒市工作。員工的工作主要涉及完善設(shè)計、對車輛進行工藝設(shè)計、開發(fā)軟件工具以支持在線平臺、樣機開發(fā)和車輛裝配等。

Local Motors公司建立了一個“社區(qū)管理”團隊，負責(zé)與社區(qū)成員溝通，并讓他們參與進來。除了尋找新的車輛設(shè)計，公司也銷售使用這些設(shè)計所建造的汽車，在其亞利桑那州的所在地建立了數(shù)個計劃中的被他們稱之第一個的“微型工廠”。

投產(chǎn)計劃在起步時較保守，計劃生產(chǎn)最多2000輛“Rally Fighter”。作為Local Motors公司生產(chǎn)模式及以消費者為重點的一部分，有興趣的買家會來到微型工廠在現(xiàn)場組裝自己的汽車。

3.2 數(shù)據(jù)收集

如圖4（收集到的數(shù)據(jù)總覽）所示，我們收集了多個來源的數(shù)據(jù)，以便能夠?qū)υ谠撈囋O(shè)計社區(qū)中的激勵理論闡述進行多元互證和驗證。

我們與23人進行了34次半結(jié)構(gòu)化（semi-structured）的訪談，對有些人的訪談還不止一次。共訪問了14名社區(qū)工作人員和8名社區(qū)成員；我們在表3中描述了這些人的職務(wù)。采訪持續(xù)30分鐘至兩小時之間，所有的訪談都進行逐字記錄以便進行分析。對員工的所有的訪談都是面對面進行的。

我們重點關(guān)注項目是如何開發(fā)的，員工如何與社區(qū)互動，以及平臺和社區(qū)如何隨著時間的推移而變化。

對社區(qū)成員的訪談主要是通過電話或視頻通話，我們主要關(guān)注成員的設(shè)計開發(fā)經(jīng)驗和他們的參與動機，以及這些會隨著時間的推移做出怎樣的改變。

此后進行實地調(diào)查和分析。一名研究人員在現(xiàn)場花了大約3周調(diào)查之后，我們進行了初步分析并更新了我們的采訪模板。

接下來是第二個較長的現(xiàn)場調(diào)查階段，由一名研究人員在現(xiàn)場進行3個月的實地調(diào)查。在第二階段，基于第一波分析我們進行了更為聚焦的訪談和觀察。

除實地考察外，我們還查閱了研究期間所舉行的所有競賽和設(shè)計作品的檔案資料。

數(shù)據(jù)經(jīng)過初步分析后用NVivo 9（定性分析軟件）建立開放編碼。開放編碼主要集中在確定社區(qū)管理實踐和對社區(qū)成員產(chǎn)生的影響。

在第二輪分析中，這些開放編碼被組合成更大的結(jié)構(gòu)。這一階段允許我們確定個體如何認同社區(qū)，但我們?nèi)孕枰嚓P(guān)于設(shè)計任務(wù)如何與激勵相關(guān)聯(lián)的分析。

第三次迭代讓我們回到了在設(shè)計任務(wù)的背景下與激勵和參與有關(guān)的理論問題。我們重新回顧了這些主題的采訪、觀察和數(shù)據(jù)檔案。

為了整理我們的編碼，我們使用了經(jīng)馮柯.勞格等細化的動機種類，以評估在Local Motors社區(qū)環(huán)境中個人如何被激勵。

3.3 設(shè)計任務(wù)分析

作為這第三次迭代的一部分，我們更密切關(guān)注社區(qū)里使設(shè)計任務(wù)成型的項目。大多數(shù)項目的任務(wù)是畫一輛新車圖紙，方法無非是手工繪圖，或是使用軟件工具。

雖然最初我們的分析都將每個項目視做雷同，但還是發(fā)現(xiàn)，我們的受訪者對不同類型項目顯示出了不同的動機。然后，通過我們采訪資料理解到項目本身性質(zhì)如何在互動中發(fā)揮作用，然后我們安排收集更多社區(qū)成員訪談資料，以對這個主題進行更深入的探索。

作為隨后數(shù)據(jù)收集過程的一部分，我們的受訪者幫助我們厘清了項目多樣性的兩個重要維度。

第一個維度是項目的復(fù)雜性，涉及到設(shè)計標準的數(shù)量，以及是否需要計算機輔助繪圖（CAD）軟件。

如一位設(shè)計師講述說，他喜歡“有更多技術(shù)和市場需求的項目”。相反，其他人講述了他們?nèi)绾蜗矚g享受在從事標準很少的設(shè)計時的“自由”，所以我們按照設(shè)計標準調(diào)查了設(shè)計任務(wù)的復(fù)雜性。

設(shè)計標準由公司或其贊助人設(shè)定。例如，Local Motors公司的“戶外生活方式”項目要求參與者設(shè)計一輛滿足六條標準的汽車：（i）能在車內(nèi)裝載一輛公路自行車；（ii）方便做內(nèi)部清潔；（iii）夜間照明系統(tǒng)，特別是在行李箱區(qū)域；（iv）裝載某些（運動）套裝的行李倉；（v）具備輕型越野性能；及（vi）野營性能。

項目之間的區(qū)別之一就是有多少設(shè)計標準（也被稱為“約束”）在項目簡報中給出。作為“戶外生活方式”項目有六條標準，一個更詳細的項目簡報有34個標準。

我們對每一個2009年到2013年間Local Motors公司所運營的44個公司主導(dǎo)的項目設(shè)計標準的數(shù)量進行了編碼（見圖5，所指定的設(shè)計標準數(shù)量，以及每個公司主導(dǎo)項目是否要求使用三維計算機輔助設(shè)計工具）。如果設(shè)計人員需要準備三維（3D）計算機輔助設(shè)計來呈現(xiàn)，就還有更多的復(fù)雜性。

對于純粹的概念項目，不太復(fù)雜的二維（2D）工具可以用來進行設(shè)計。如果要對產(chǎn)品更直接地進行投產(chǎn)評估的話，就需要有三維計算機輔助設(shè)計工具。就像一位經(jīng)驗豐富的社區(qū)成員指出，“一些成員可能提交了很好的設(shè)計，但是不像其他人一樣有建模技巧把它表達出來……”

圖5中也顯示需要三維設(shè)計的那些項目。復(fù)雜程度最低的項目是那些僅有幾條標準的項目；中等復(fù)雜程度的項目增加了更多的標準，最復(fù)雜的是那些需要三維計算機輔助設(shè)計文件（無論它們有幾條標準）的項目。

復(fù)雜性的最大區(qū)別存在于那些使用二維設(shè)計技能（概念項目）與那些所需的三維設(shè)計技能（投產(chǎn)項目）之間。

我們的受訪者表示，影響他們參與動機的第二維度是他們的項目自，這由一個項目是公司主導(dǎo)還是社區(qū)主導(dǎo)所決定。正如我們將在結(jié)論部分進行描述的那樣，個體成員們匯報說，那些他們有更多自來為他們的設(shè)計制定行動方向的項目（社區(qū)主導(dǎo)項目）比那些他們擁有較少自的項目（公司主導(dǎo)項目）更有吸引力。如我們在圖6（與項目自主性和項目復(fù)雜性兩個維度交叉的項目種類）所示，兩者交叉，項目種類和項目自這兩個維度提供了四個主要的項目類型。

我們建立了一個從2008年到2013年所運營的所有項目的數(shù)據(jù)庫。對于每個項目，我們收集了設(shè)計標準數(shù)量、是否需要二維或三維設(shè)計、是公司主導(dǎo)還是社區(qū)主導(dǎo)、獲獎作品及參賽人等信息。

對采訪數(shù)據(jù)我們進行重新發(fā)掘并按照項目類型對參予動機進行了編碼。對某種特定類型的項目在有多個證據(jù)來源（即訪談、觀察和檔案數(shù)據(jù)的組合）支持動機的地方，我們以“強烈”程度對動機作一個的強調(diào)記錄。

多個證據(jù)源在性質(zhì)上顯示為較低的動機時，我們對動機性證明記錄為“中等”。例如，如果兩位受訪者表示，他們因為理想方面的原因比企業(yè)主導(dǎo)的項目更容易被激勵去參與社區(qū)領(lǐng)導(dǎo)的項目，我們在“理想為基礎(chǔ)的激勵”中，對公司主導(dǎo)的項目評級為 “中”，而對社區(qū)主導(dǎo)的項目的參與的激勵為“強烈”。

當(dāng)一類動機在訪談中沒有被提到，或也沒有被其他的觀測或檔案數(shù)據(jù)所支撐的時候，我們就標記“無證據(jù)”。我們的分析使我們能夠描述參與一個汽車設(shè)計社區(qū)的動機是如何隨不同的項目類型而變化的。

4. 參與一個車輛設(shè)計社區(qū)的動機

根據(jù)采訪、觀察和檔案數(shù)據(jù)的分析表明，Local Motors公司的汽車設(shè)計社區(qū)通過貫穿數(shù)個由馮柯.勞格及其同事所檢驗過的幾個類型對個體成員進行激勵。某些情況下，這些動機通常是跨項目的，而在其他情況下，不同類型項目的動機會不一樣。

在我們深入到不同類型項目的動機之前，我們首先簡要地檢驗了五種常見的激勵方式――利他主義、親切感、樂趣、聲譽和互惠。

在社區(qū)中所有類型的項目中，我們看到了個體成員之間顯著的利他行為。即使參與者通過相互競爭以贏得比賽，競爭可以增強參與者的興趣，這一點是真實存在的。

例如，許多受訪者指出，他們從其他競爭對手收到了具體的建設(shè)性意見，這些是幫助他們改善設(shè)計不可或缺的反饋意見。正如我們在圖7中列出的一個例子那樣，一些幫助是所使用的工具，而其他的幫助側(cè)重于具體的設(shè)計特征。

例如，一個評論指出，“我唯一的疑問是自行車與汽車裝置的固定。架子看起來很好，但是在自行車周圍的帶子感覺有點不切實際。無論如何，作品很優(yōu)秀！”（2013年10月15日的評論）。

因為在截止日期前提供意見，參與者可以將這一反饋整合到最終的設(shè)計中。

數(shù)據(jù)中有很多社區(qū)內(nèi)以親切感和樂趣作為動機的例子。有位個體成員表述的一個例子是：“這太酷了，盡管我困在賓夕法尼亞的一偏僻的地方，但我可以和來自世界各地的其他設(shè)計師交流，從他們處獲得靈感?！?/p>

網(wǎng)上評論部分也可以看到充滿贊美別人設(shè)計的言詞。一位摩托車設(shè)計挑戰(zhàn)賽的獲勝者回復(fù)一條評論中有這樣的一段：“謝謝你Chavito！謝謝你的評論，和你談了這么多很有意思，這一切都讓這個競賽變得很棒?！?/p>

親切感也可以轉(zhuǎn)化為一個線下的環(huán)境：一組羅馬尼亞設(shè)計師開始時只是在線上互相認識，后來他們在家鄉(xiāng)進行了線下的會面。

我們也看到許多純粹為了享受設(shè)計過程樂趣的例子。例如，一位社區(qū)成員上傳了一個個人項目，包括一個裝有發(fā)動機的辦公椅和擁有第二個引擎的福特Escort。

聲譽和互惠，兩種“內(nèi)在化的外在”動機，也在各種不同的項目中所常見。

隨著人們在社區(qū)中參與度加深，通過其他成員對他們作品的反映，他們的聲譽成為一種顯示成就重要的指標。

先前的研究已經(jīng)表明，在社區(qū)內(nèi)聲譽是激勵的一個主要來源。例如在Local Motors公司，聲譽意識通過一個寫給一個大賽冠軍的帖子顯露：“這太棒了John，這是一個進取型的設(shè)計，車輛的比例和三維技巧很贊。我是你的粉絲！干得好！”

如圖7（跨項目的常見動機）所示，我們還看到了社區(qū)內(nèi)的互惠性。受訪者談到在進行他們自己的設(shè)計時向其他人提供反饋意見，由于之前獲得過幫助，他們感覺有義務(wù)這樣做。

事實上，我們的受訪者在其他車輛設(shè)計競賽網(wǎng)站上花費的時間很少，因為他們不允許參與者之間互相溝通。

根據(jù)這些結(jié)果，我們的建議是，企業(yè)運營的社區(qū)是在其開發(fā)促進利他行為、親切感和樂趣時盡可能地保持參與度。

此外，平臺中可以幫助成員保持聲譽軌跡和互惠的元素也是寶貴的。與只有極短的歷史可提供給參與者的簡單在線創(chuàng)新競賽相反，成功的設(shè)計社區(qū)平臺在互惠上可能需要參照過去成功的競賽歷史。

4.1 項目自的變化

數(shù)據(jù)表明，項目自主性的變化導(dǎo)致激勵重點的差異。繼續(xù)借鑒在圖8（項目自的變化及激勵重點的差異）中馮柯.勞格及其同事所概述的動機類型學(xué)，圖8中注明了金錢、職業(yè)、理想和“自用”方面激勵重點的差異，我們將依次解釋每種動機。

對于公司主導(dǎo)自較低的項目，以金錢為形式的外在激勵（在1500美元至10000美元的范圍內(nèi)）發(fā)揮了明顯的作用。

一位曾活躍在該網(wǎng)站上3年的設(shè)計師指出，他第一次與Local Motors公司接觸的原因是他掙到了錢，而金錢獎勵似乎也是對他的許多設(shè)計師同事產(chǎn)生“吸引力”的地方。在這3年中，他作為一名成員，已經(jīng)參與超過18個項目的競賽并獲得約15000美元。

但他的參與動機已經(jīng)超越了金錢獎勵：“我（并沒有把）Local Motors公司看做是一個通過競賽來獲得經(jīng)濟收入或獎品的途徑，我把它作為一個學(xué)習(xí)的一個入口……”

這名設(shè)計師也參加了沒有獎金但是具有更高的自的社區(qū)主導(dǎo)項目，說明項目類型所具有的不同因素是激勵參與動機的重要來源。

較低自主性公司主導(dǎo)的項目比社區(qū)主導(dǎo)的項目更多地與職業(yè)相關(guān)的激勵相結(jié)合。那些贏得了公司主導(dǎo)的競賽項目的獲勝者不僅獲得了金錢獎勵，而且也為其將來的設(shè)計工作的宣傳增加了特色。

例如，設(shè)計一輛新摩托車挑戰(zhàn)賽的獲勝者會得到參與工業(yè)貿(mào)易展定型樣機展示的機會。如達美樂披薩或Peterbilt卡車幫助那些可能贏得所主辦的挑戰(zhàn)賽的選手提供了基于職業(yè)的激勵。

社區(qū)運營項目的參與者也有機會利用在項目上的認可為他們的事業(yè)增色。例如，一位企業(yè)主導(dǎo)和社區(qū)主導(dǎo)項目的長期的參與者，最終受聘于Local Motors公司。

然而，這一激勵的證據(jù)，在社區(qū)主導(dǎo)項目的數(shù)據(jù)中較少?？偟恼f來，雖然金錢和職業(yè)發(fā)展作為Local Motors公司社區(qū)成員的外在激勵，他們的相對重要性取決于項目自的水平。

意識形態(tài)在Local Motors公司也起了一定的作用，對于社區(qū)主導(dǎo)自主性較高的項目更加明顯。社區(qū)成員在汽車設(shè)計中對企業(yè)和汽車設(shè)計的開放性創(chuàng)新概念作出了奉獻。

例如，一位參賽者特別提到“我深深覺得我是公司的一分子”，所以他會因Local Motors公司而愿意獻出自己的時間和努力。如圖8所示，在兩種類型的項目中意識形態(tài)都發(fā)揮了作用，而在這方面的最高水平的激勵為較高自的社區(qū)主導(dǎo)項目所專有。

為自己的目的而創(chuàng)新（所謂的“自用”設(shè)計）是在Local Motors公司別明顯的另一個激勵因素?！白杂谩弊鳛橐环N激勵比更高自對社區(qū)主導(dǎo)的項目的支持程度更為顯著。

盡管有些公司主導(dǎo)的項目強調(diào)社區(qū)設(shè)計師個人的興趣，如戶外生活方式的汽車挑戰(zhàn)賽，而很多都對社區(qū)成員的自用沒有直接的用處，如彼得比爾特卡車設(shè)計。

相比之下，有更高自主性的社區(qū)主導(dǎo)項目更注重車輛對于成員自己的使用上。Local Motors公司的第一個產(chǎn)品，Rally Fighter，最初是作為一位社區(qū)成員的個人項目設(shè)計和共享的。另一個社區(qū)主導(dǎo)的項目通過一輛雙座“Open Tandem”得到了許多支持，很多成員希望他們自己使用這輛車。

社區(qū)成員把想法注入組織的事實似乎與最近的一個研究關(guān)聯(lián)緊密，該研究表明，創(chuàng)新比賽經(jīng)常失敗，是因為公司無法確定合適的比賽結(jié)果。但是以社區(qū)為基礎(chǔ)的創(chuàng)新模式則使參賽者能夠影響和改變所設(shè)計的物品。

根據(jù)這些結(jié)論，我們的結(jié)論是，社區(qū)創(chuàng)新平臺因為允許成員選擇不同自的項目包括公司主導(dǎo)和社區(qū)主導(dǎo)的設(shè)計任務(wù)，最有可能吸引人們持續(xù)的參與。這樣做，擴大了可以激起和維持社區(qū)參與動機的范圍。

4.2 在線社區(qū)的設(shè)計實踐

在解答項目復(fù)雜性的地位之前，這部分我們先來考量，Local Motors線上平臺的特性如何讓參與者能夠共享設(shè)計的社會性實踐。

一般情況下，一個“社會性實踐”包括持續(xù)存在的相互關(guān)聯(lián)、快速流動的信息，以及處理工作的特定工具。

正如上文所闡述，該平臺傳遞出三點要素：利他、互惠和聲譽讓持續(xù)性的關(guān)聯(lián)得以存在；允許信息的快速流動，比如即時評論新上傳的設(shè)計方案；社區(qū)成員都可以使用2D和3D工具。

在馮柯.勞格及其同事所描繪的激勵實踐框架中，三個要素――為優(yōu)秀而努力、身份認同，以及共同學(xué)習(xí)知識的機會，構(gòu)成了共享社會性實踐的基礎(chǔ)。

第一個要素：優(yōu)秀，它根植于汽車設(shè)計領(lǐng)域所有技巧和設(shè)計審美的提升之中。

很多受訪者在描述Local Motors時都表示，這個網(wǎng)站會激發(fā)自己用更高標準要求自己，其中一位設(shè)計師說道：“我是否取勝不是關(guān)鍵，但是它確實提供了一個可以和‘大人物’互動的機會，從中我可以提升自己的風(fēng)格和技藝?！?/p>

另一位設(shè)計師對于Local Motors感到，與其他設(shè)計大賽不同，“在這里，我可以使用自己的‘標簽’、獨特的風(fēng)格和審美”。

第二個要素――分享感，在我們的訪談中體現(xiàn)得更為明顯。一些以社區(qū)為基礎(chǔ)的創(chuàng)新研究已經(jīng)強調(diào)了在集體行動中社會身份認同的重要性。尤其在Local Motors，無論你從事的領(lǐng)域在交通工具設(shè)計、工業(yè)設(shè)計，抑或工程設(shè)計，都會把自己視為共同參與的設(shè)計師，而且其他人也這么認為。

一名Local Motors的參與者說，這個網(wǎng)站的吸引力在于，“可以接觸各種類型的設(shè)計師，觀察他們的成長，從中攝取經(jīng)驗，同時他們也可以向我學(xué)到一些東西”。

此外，Local Motors還能夠通過模擬設(shè)計學(xué)校的社會實踐來強化身份認同。正如一位從中受益的參與者所言，它“就像設(shè)計學(xué)校的課堂，每個人每周提交作業(yè)，老師批閱，其他同學(xué)也會提出自己的喜好”。

Local Motors的在線互動讓它感覺是一所真正的設(shè)計學(xué)校，加強了設(shè)計師的身份認同感，并督促了他們的進步。接下來我們將就此話題進行探討。

學(xué)習(xí)的機會，作為第三個元素，它以不同的形式發(fā)揮作用。

一方面，在線社區(qū)已然成為一個展示其成員比賽過程和結(jié)果的場所。參與者可以通過觀察自己和他人的作品、收到的反饋相互學(xué)習(xí)。

一位參與者表示，當(dāng)設(shè)計師不再以贏得獎金為出發(fā)點后，“提升自己的水平成為他（她）參與其中最基本的動機，因為實踐是最好的提高方式”。

另一位參與者說得更簡單：“聽到各種表揚，我很開心。當(dāng)然，我也樂于看到需要改變的東西。”

總而言之，在線社區(qū)平臺為個人進行“社會性設(shè)計實踐”――比一般設(shè)計實踐有更為廣泛的參與性提供了環(huán)境。

項目的復(fù)雜程度會造成設(shè)計工作存在諸多差異，這會引發(fā)不同的參與動機。接下來，我們將就此展開討論。

4.3 項目復(fù)雜程度的差異導(dǎo)致的多樣化

我們的數(shù)據(jù)表明，項目復(fù)雜程度的差異為設(shè)計者參與Local Motors提供了不同的動機。圖9（項目復(fù)雜度的多樣性與動機類型）顯示出了在低、中、高各級復(fù)雜度項目中，各自成員的參加動機和學(xué)習(xí)機會。

我們設(shè)定不超過10項要求標準的2D概念性項目為低復(fù)雜度項目。其中，一些參與者表示，他們參加的原因是能夠展現(xiàn)其獨特的設(shè)計風(fēng)格，以及項目本身能夠給予的自由度。

一位設(shè)計師說：這種要求標準少、相對“開放”的項目應(yīng)該受到鼓勵，“因為在我看來，作為一名設(shè)計師，至少應(yīng)該可以自由發(fā)揮，不被諸多原則和規(guī)則所限。工作中，一旦可以如此自由，你就能找尋到內(nèi)心的平靜?！?/p>

而且，設(shè)計師認為，通過觀察其他同行運用這種自由，他們自己也將有所收獲。

我們設(shè)定超過10項要求標準的2D概念性項目為中等復(fù)雜度項目，通過解決這些要求，參與者能夠?qū)W到相應(yīng)的東西。

正如一位設(shè)計師所說，“作為一名從事創(chuàng)意的工作者和汽車設(shè)計師，你總是要面對工程、制造和噴涂的問題，你總是不得不遵循對設(shè)計的各種要求……（但這些問題）讓社區(qū)成員能夠理性創(chuàng)作，而非簡單地瘋狂而不切實際地設(shè)計一些東西?！?/p>

中等復(fù)雜度項目仍然是概念性的，但它要求參與者考慮一些接近生產(chǎn)的標準。

不限標準數(shù)量，需要3D CAD工具完成的項目是最高復(fù)雜度項目。參與者普遍認為，這些項目能幫助他們將技藝提升到不同的層次。

一位參與者講道：如果你觀察到其他人在3D工具使用方面的天賦， “然后跟他們說：‘我真的喜歡這個渲染、這種技術(shù)，你如何做到的？’就會有設(shè)計師花時間作些講解，或者展示出如何一步步做到的?！?/p>

圖9顯示，那些喜歡2D繪圖技巧的設(shè)計者通常不會參與需要3D CAD工具的項目。不過，雖然有些人會對更高或者更低復(fù)雜性項目有特別的偏好，但仍有很多設(shè)計師認為，不同復(fù)雜性的項目是同樣重要的?！八鼈儾⒉幌嗤撤N程度上，同樣有趣”，一位設(shè)計師如是說。

為了說明設(shè)計師參與動機的多樣性――既會被項目的復(fù)雜性吸引，也會因為項目的自主性而參與，我們收集了他們不同時間提交項目的細節(jié)。

如圖10顯示，設(shè)計師可以為4種主要類型的項目中的任何一種提供設(shè)計，我們就能夠算出所有設(shè)計師各自涉及各類項目的數(shù)量。

將所有精力都集中于一類項目上的設(shè)計師不太常見。例如，在2009年～2010年間贏得獎項的設(shè)計師中，67%的人至少提交過2類項目的設(shè)計，而在我們研究期間，42%的人提交過至少3類項目的設(shè)計。

為了能生動地說明具體情況，我們選取了三位代表不同技能水平的受訪設(shè)計師的信息，將其提交任務(wù)的情況繪制成表（圖10 三位設(shè)計師提交的項目類型示例）。

“設(shè)計師1號”能夠熟練繪制2D草圖，但在使用3D工具方面就薄弱一些。通過分析他提交的10份任務(wù)發(fā)現(xiàn)，他的設(shè)計涵蓋低自主性（公司引導(dǎo)）、高自主性（社區(qū)引導(dǎo)），以及低到中復(fù)雜度（概念性的）、高復(fù)雜度（生產(chǎn)要求的）的項目。

例如，他提交的第一個任務(wù)就是由公司引導(dǎo)的概念性項目，接下來則是一個同樣由公司引導(dǎo)的、需要使用CAD工具的生產(chǎn)性項目。

同樣，如圖10所顯示的那樣，另外兩位設(shè)計師的工作同樣涵蓋了不同自主性和復(fù)雜性的任務(wù)。

總而言之，這些數(shù)據(jù)表明，社區(qū)成員的參與動機是隨著不同項目的轉(zhuǎn)變而轉(zhuǎn)變的。

項目復(fù)雜度的多樣性為那些有特別技能和喜好的設(shè)計師能提供了多種選擇。更為有趣的是，我們的采訪和資料數(shù)據(jù)表明，對很多成員而言，復(fù)雜度的多樣性本身就是一個誘人的參與動機。

根據(jù)這些結(jié)果，我們認為，提供多種復(fù)雜度的項目能夠創(chuàng)造寶貴的學(xué)習(xí)機會、支援設(shè)計的社會實踐，這對設(shè)計社區(qū)保持參與性大有裨益。

5.討論

我們的研究允許我們在一個開放式創(chuàng)新平臺中去檢驗參與動機，這個過程中，競爭、在線社區(qū)和設(shè)計任務(wù)三者結(jié)合在了一起。

我們發(fā)現(xiàn)，通過恰當(dāng)?shù)墓芾?，公司在尋找新設(shè)計方案時能夠解決自身面對的一些挑戰(zhàn)，而這些挑戰(zhàn)在其他形式的開放性創(chuàng)新中也會常常遇到。

過去，許多研究傾向于把在線社區(qū)的設(shè)計任務(wù)看成彼此相似的設(shè)計任務(wù)，本次研究中，我們不僅探索了設(shè)計任務(wù)本身從本質(zhì)上如何對設(shè)計師間的互動產(chǎn)生影響，而且也揭開了個人參與的積極性是如何被培養(yǎng)的。

我們發(fā)現(xiàn)，通過主動提供一系列的項目類型，創(chuàng)立在線社區(qū)的那家公司完成了兩個主要目標。第一，項目自主程度的差異讓設(shè)計師個體對不同項目、不同時間點上的動機各有側(cè)重。第二，項目復(fù)雜度的差異幫助我們模擬設(shè)計的社會實踐和相關(guān)學(xué)習(xí)，這進一步促進了持久的參與性。

社區(qū)承擔(dān)了重要技能提升功能，在整個過程中激勵個人發(fā)展，同時使企業(yè)引入更多技術(shù)人才。在提升供應(yīng)商能力方面，社區(qū)的角色變得和一些汽車公司有幾分相似。

接下來，我們將討論到這份研究的主要貢獻：首先是線上社區(qū)內(nèi)動機理論的詳細闡述，其二是全球汽車工業(yè)的創(chuàng)新啟示。

5.1 設(shè)計實踐和在線社區(qū)的參與動機

某種程度上講，我們的方法是，通過不同項目類型來檢測一系列分散的內(nèi)部和外部，以及外部內(nèi)化的參與動機。

為此，我們的第一個貢獻是，將迄今為止包括項目多樣化影響在內(nèi)的研究成果作了綜述。很多內(nèi)在動機（利他主義、親屬關(guān)系、樂趣）和內(nèi)化了的外在動機（聲譽和互惠）的確在項目中很普遍，先前的研究成果也證明過這一點。

其他的動機則因項目類型不同而不同。比如回報和職業(yè)前景，作為外在動機，它們已經(jīng)被普遍研究過了，采用的方法是研究如何設(shè)計在線創(chuàng)新競賽，以使獎金獎勵機制發(fā)揮最大作用。

就這點來說，我們有新信息補充：雖然公司主導(dǎo)的低自主性項目強烈地吸引了一些外在動機，但某些高自動性項目則吸引了更多內(nèi)在（觀念上的）和外在內(nèi)化（自己使用的）的動機。

我們的數(shù)據(jù)顯示，個體在低自主度（公司主導(dǎo)的）項目和高自主度（社區(qū)領(lǐng)導(dǎo)的）項目之間循環(huán)往復(fù)，這不僅表明這兩種項目類型能夠被單一個體所鐘愛，而且也展現(xiàn)出個體持續(xù)參與的動機。

通過對在線社區(qū)參與動機的大量研究，我們提供了一種方法，使人們能理解設(shè)計任務(wù)的本質(zhì)是如何借由內(nèi)在、外在和外在內(nèi)化的動機產(chǎn)生作用的。

進一步的研究，或許是隨著引入縱向調(diào)查數(shù)據(jù)，檢驗動機轉(zhuǎn)換間的平衡性。

本研究的第二個貢獻是延伸了馮柯.勞格及其同事的研究對動機實踐構(gòu)架的研究，后者主要使用了開源軟件，而我們則更廣泛在線設(shè)計社區(qū)。

更為重要的是，我們不僅展示了汽車設(shè)計社區(qū)的運用，而且經(jīng)驗性地構(gòu)筑了項目多樣性如何塑造潛藏在框架內(nèi)而未曾被開發(fā)的重要方面。

動機實踐構(gòu)架強調(diào)了社區(qū)學(xué)習(xí)對持久參與性價值，我們則論證出：項目復(fù)雜性被社區(qū)眾多成員所重視，比如模擬社會實踐就是與設(shè)計學(xué)校直接的競賽。

在多樣的項目復(fù)雜性的價值外，我們也論證了社區(qū)成員在參與到項目中時，不同的自如何發(fā)揮作用。

在關(guān)于未來可能研究的摘要中，馮柯.勞格及其同事說道：“我們堅信，最好的研究機會存在于社會實踐和體制交叉所產(chǎn)生的問題上，解決之后，個人動機將能夠而且應(yīng)該被表達。”

在線設(shè)計社區(qū)的發(fā)展為設(shè)計師展現(xiàn)了一個新的機構(gòu)，同時我們調(diào)查研究證明了，一個意在項目差異性的平臺如何以實現(xiàn)設(shè)計實踐為中心。

我們的第三個貢獻在于，當(dāng)這個開放創(chuàng)新模式達到最佳時，為其提供了邊界條件。我們的調(diào)查研究表明，當(dāng)需要在單一領(lǐng)域持續(xù)性構(gòu)思時，基于社區(qū)的創(chuàng)新競爭最有可能獲得成功，而不是在不同領(lǐng)域利用廣泛的搜尋，以解決某一項特殊的問題。

競爭者在同一個職業(yè)社區(qū)能夠產(chǎn)生共同的利益，由此這個模式的價值得以升華；一個社區(qū)的基本參與動機（親屬關(guān)系和互惠原則）是共同的，并具有維持性，如果一個公司聚焦的競爭范圍太過廣泛，那么，社區(qū)將不太可能形成。

正如在公司支持章節(jié)中所證明的，為提升能力必須要有共同的職業(yè)規(guī)范，如果這個領(lǐng)域不夠狹窄，那么以學(xué)習(xí)為基礎(chǔ)的動機也將受限。

進一步講，此次研究成果顯示：當(dāng)競爭者有機會證明其努力時，公司主導(dǎo)的創(chuàng)新平臺形式是最有效率的，基于職業(yè)和名譽的參與動機最可能會發(fā)揮作用?？紤]到這些因素的平臺設(shè)計才是最有可能持續(xù)下來。

我們研究的最后一個貢獻是，幫助論證競爭如何在社區(qū)的社會實踐中發(fā)揮作用。競爭似乎與人們通常對社區(qū)的認識不合，那是因為大部分社區(qū)的功能在于互相學(xué)習(xí)與合作，沒有明確的競爭。我們的研究存在一個假設(shè)，即常規(guī)競爭會以三種方式加強實踐社區(qū)。

第一，常規(guī)競爭能夠提供一種鑒別社區(qū)內(nèi)專家的方法，因為小規(guī)模的競爭允許一定程度的專業(yè)交流，這是其他地方無法實現(xiàn)的。

第二，常規(guī)競爭致力于保證社區(qū)活力必不可少的信息流動；Local Motors的競爭提供了信息的常規(guī)波動，包括新設(shè)計技術(shù)和參與者們不斷變化的技術(shù)。

最后，常規(guī)競爭增強了眾參與者的身份認同感，因為他們讓個體感到自己是一名活躍的設(shè)計師，而非被動的純粹汽車設(shè)計消費者。

我們對Local Motors的調(diào)查做出許多貢獻，不僅解釋了一個模式如何將社區(qū)和競爭有效地結(jié)合在一起，而且提供了觀測項目多樣性在促進參與在線設(shè)計社區(qū)潛在作用時的多個視角。

最后，我們認為，這份研究的成果同樣為汽車工業(yè)創(chuàng)新提供了一些更為具體的啟示。

5.2 在全球汽車工業(yè)中創(chuàng)新的啟示

對于一項工業(yè)來說，創(chuàng)新的程度通常能與其產(chǎn)品表現(xiàn)直接關(guān)聯(lián)在一起，但同時，投資創(chuàng)新也有潛在的風(fēng)險，我們的研究提供了一些啟示，以便大家理解在全球汽車產(chǎn)業(yè)周期“長尾”時代的創(chuàng)新模式。

第一個啟示是，考慮到先前整個行業(yè)在開放式創(chuàng)新策略方面有限的成功，汽車設(shè)計將比你想象的能更容易掌握。

對于“工業(yè)中的工業(yè)”與Local Motors在提出汽車設(shè)計新概念方面的直接競爭而言，這一點尤其正確。Local Motors挖掘了那些對汽車設(shè)計有熱情，并且能夠大量使用設(shè)計工具的人的潛力。

其他公司已經(jīng)在嘗試汽車設(shè)計大賽的混合式獎項。我們的受訪者提到，其他在線平臺并沒有Local Motors所具備的社區(qū)元素。他們很快厭倦了競爭；參賽者會有機會獲得外部獎勵，但設(shè)計社會實踐普遍不復(fù)存在。

第二個啟示是，基于社區(qū)的創(chuàng)新競爭可以作為汽車公司開放創(chuàng)新策略的一個組成部分，無論是公司自己實行，還是與Local Motors之類的平臺合作。

舉個例子，基于社區(qū)的創(chuàng)新比賽可以跟其他公司開放式創(chuàng)新的方案結(jié)合，比如與供應(yīng)商持續(xù)性地合作，或者運用在線知識經(jīng)紀人（knowledge brokers）為技術(shù)難題提供遠程搜索。

在研究中，我們看到了諸公司如何與Local Motors合作，調(diào)查產(chǎn)品開發(fā)“模糊的前端”，以作為探索新概念的一種方法。

其他開放式創(chuàng)新平臺可能主要用于高端技術(shù)的解決，而對于最難的技術(shù)挑戰(zhàn)和整合貢獻者的努力而言，內(nèi)部資源仍然被需要。

這項研究的最后一項啟示是，全球汽車工業(yè)的新入者可能會來自于新技術(shù)和新商業(yè)模型的聯(lián)合。在汽車發(fā)展歷史中，通過成立公司進入這個行業(yè)的局外人，或者來自汽車行業(yè)的新生力量，普遍都非常優(yōu)秀。

當(dāng)Local Motors不以批量生產(chǎn)向當(dāng)下的制造商發(fā)起挑戰(zhàn)時，它就代表了一種小規(guī)模生產(chǎn)模式，為行業(yè)外的個人提供車輛設(shè)計服務(wù)。盡管規(guī)模化生產(chǎn)的能力尚且合適，但規(guī)劃化的設(shè)計能力還有很大潛力，很多公司將發(fā)現(xiàn)新設(shè)計的工作轉(zhuǎn)向Local Motors已是證明。

當(dāng)然，Local Motors能否像賓法或者摩根汽車那樣持續(xù)幾十年仍是未知數(shù)。但在其存在的頭6年中，Local Motors已經(jīng)驗證了一種設(shè)計模式，并產(chǎn)生了影響，全球汽車工業(yè)也樂意繼續(xù)驗證這種模式的優(yōu)劣。

6.結(jié)論

即使在諸如汽車工業(yè)這種成熟的行業(yè)，都會為變革和創(chuàng)新平臺提供足夠的機遇。

我們關(guān)于由公司創(chuàng)立汽車設(shè)計社區(qū)的研究提供了一種模式，即如何將競爭與社區(qū)融合，以反映出設(shè)計師的社會實踐，培養(yǎng)了他們之間能夠激發(fā)參與、創(chuàng)新和學(xué)習(xí)的互動。

篇2

關(guān)鍵詞:汽車;外觀;人機環(huán)境;設(shè)計流程

汽車外觀設(shè)計,從造型、顏色、尺寸、功能等方面可以為汽車簡單的分類為:小型車、中型車、大型車、越野車、商務(wù)車、跑車等。外觀主體元素的設(shè)計不是對汽車的簡單裝飾,而是運用藝術(shù)手法科學(xué)地表現(xiàn)汽車的功能、材料、工藝和結(jié)構(gòu)特點,是決定產(chǎn)品命運的關(guān)鍵過程。好的汽車造型設(shè)計在給人們美的享受的同時,還向人們傳達設(shè)計師對美的理解和訴求,因此汽車造型設(shè)計的最終產(chǎn)物是藝術(shù)品。

汽車外觀設(shè)計原則

1.美學(xué)原則

美學(xué)原則既是系統(tǒng)性原則的內(nèi)容之一,又是汽車生產(chǎn)企業(yè)提高市場競爭力和滿足消費者的關(guān)鍵所在。汽車外觀主體素包括車體輪廓、車燈、車窗、輪胎、后視鏡、保險扛、內(nèi)飾等幾大部分。無論什么款型的汽車,人們首先想到汽車外觀主體美不美。這里就涉及到以下一些美學(xué)原則:統(tǒng)一與變化。統(tǒng)一與變化是造型美學(xué)原則中最靈活多變、也最具藝術(shù)表現(xiàn)力的藝術(shù)規(guī)律。美的造型必須具有統(tǒng)一性,統(tǒng)一使造型和諧、條理,不統(tǒng)一則使造型雜亂無章。為了增強美的情趣,必須在統(tǒng)一中加強變化。變化可使造型生動、活潑、耐看。因此,在統(tǒng)一中賦予變化,在變化巾求得統(tǒng)一,這就是統(tǒng)一與變化的藝術(shù)規(guī)律。傳統(tǒng)轎車與跑車外觀最大的區(qū)別就是,跑車主體具有極為夸張流線型輪廓,車身較矮,底盤較低,輪轂時尚尺寸大等。使得這一類型的車更有速度感,也是愛車族追求的最高理想。可理想和現(xiàn)實總是有差距的,除了理想中的跑車之外,可以實現(xiàn)的目標誕生了。這就是運動版轎車。運動版轎車的外觀設(shè)計,只是對傳統(tǒng)轎車上主體元素很少的增添或者改變。例如:增添尾翼、噴繪圖案、內(nèi)飾的改變等。這樣運動版汽車可以用“夢想觸手可及”來形容了。在汽車消費的金字塔上,大部分是量產(chǎn)車的消費者,狂熱的汽車個性追求者、狂熱的汽車改裝迷只占了塔尖的那么一小點。而中間部分則是既想與眾不同,而又不想鋒芒畢露的。這個特點在年輕的消費群體中表現(xiàn)得尤為明顯。他們的要求比普通的有車族要高,但經(jīng)濟實力還不足以消費跑車,運動版轎車正好能夠滿足他們的夢想。

2.汽車造型的色彩設(shè)計

色彩設(shè)汁是汽車設(shè)計中的一個再要組成部分。色彩的視覺特征表明,色彩具有“先聲奪人”的特征。視神經(jīng)對色彩的反應(yīng)最快,它給人以極深的第一印象。色彩直接影響造型的質(zhì)量,甚至在某種程度上影響產(chǎn)品的功能與使用效果。好的色彩能美化車的造型,使使用者心情舒暢。若色彩不恰當(dāng),則可能破壞車的造型形象,引起使用者視覺上的疲勞、心理上的壓抑,從而降低使用功效。

一款汽車的誕生,會配有多種顏色供消費者選擇。消費者對汽車顏色的選擇多是從美觀角度來考慮。當(dāng)然,顏色是車主個性的體現(xiàn),能反映車主的情感和身份。紅色能激發(fā)歡樂情緒;黃色是崇尚大自然的顏色;藍色表示豪華氣派;白色則給人以純潔、清新、平和的感覺;而黑色是一種矛盾的顏色,既代表保守和自尊,又代表新潮和性感;綠色則能給人帶來沉靜和藹的氣氛。 但如果僅僅從喜好的角度來考慮對汽車顏色的選取是不夠的。還會這樣一些問題:什么顏色的汽車發(fā)生交通事故最少?什么顏色能使汽車顯得大一些?專家認為,汽車的顏色已經(jīng)不僅僅是美觀和個人偏好的問題,最重要的是它關(guān)系到駕車的安全問題。近來,科學(xué)研究表明,汽車行車安全性不僅受其操作安全視線的影響,而且還受到車身顏色的能見度的影響。心理學(xué)家認為,視認性好的顏色能見度佳,因此把它們用于汽車外部以提高行車安全性。

人機環(huán)境汽車外觀設(shè)計中的運用

1.人機工程學(xué)

所謂人機工程學(xué),是把人的因素作為產(chǎn)品設(shè)計的重要參數(shù),從而為產(chǎn)品設(shè)計提供一種新的理論依據(jù)和方法,人機工程學(xué)研究的中心問題就是優(yōu)化人機關(guān)系川。在汽車設(shè)計中人機工程學(xué)稱為車輛人機工程學(xué),它是以改善駕駛員的勞動條件和車內(nèi)人員的舒適性為核心,以人的安全、健康、舒適為目標,力求使整個系統(tǒng)總體性能達到最優(yōu)。車輛人機工程學(xué)應(yīng)用人體測量學(xué)、人體力學(xué)、勞動生理學(xué)、勞動心理學(xué)等學(xué)科的研究方法,對人體結(jié)構(gòu)特征和機能特征進行研究,提供人體各部分的尺寸、體表面積、比重、重心以及人體各部分在活動時的相互關(guān)系及范圍等人體結(jié)構(gòu)特征參數(shù);還提供人體各部分的出力范圍、活動范圍、動作速度、動作頻率等人體機能特征參數(shù),分析人的視覺、聽覺、觸覺等感覺器官的機能特性。在汽車造型設(shè)計中,研究人機工程學(xué)的目的是:設(shè)計出良好的工作環(huán)境,保證駕乘者能在最佳條件和環(huán)境中高效、可靠、方便地駕駛,舒適地乘坐。應(yīng)用人機工程學(xué)是汽車設(shè)計的重要原則之一,其目的是要改計出人一車協(xié)調(diào)的優(yōu)美汽車形態(tài)。

2.空氣動力學(xué)

汽車在路面上行駛時,會受到周圍氣流的作用,研究這些力的特性及其對汽車性能產(chǎn)生的影響的學(xué)科稱為汽車空氣動力學(xué)。由于汽車在空氣中行駛時,空氣作用于車外表面所產(chǎn)生的氣動力對汽車的各種性能有很大的影響,汽車的外形也影響氣動力的大小和方向,因此,汽車的外形設(shè)計離不開空氣動力學(xué)研究與運用。

汽車外觀設(shè)計的流程

外觀設(shè)計是新車型誕生的關(guān)鍵之一,開發(fā)程序一般包括:前期調(diào)研、創(chuàng)意思維與草圖繪制、效果圖繪制、三維數(shù)據(jù)構(gòu)建、油泥模型制作。

1.前期調(diào)研

前期調(diào)研是開發(fā)設(shè)計的必要條件和充分條件,沒有前期的調(diào)查,無法決定人群的需求和市場的供求量。產(chǎn)品規(guī)劃前期,對所要開發(fā)的車型都要有詳盡的技術(shù)與相關(guān)因素的資料收集,這樣設(shè)計師對即將進行的造型構(gòu)思和風(fēng)格定位以及功能定位更容易把握,以使得新造型盡可能被目標客戶群接受。

2.創(chuàng)意思維與草圖繪制

在進行了一系列的產(chǎn)品前期調(diào)研、分析、評價后,可以根據(jù)調(diào)研與評價的結(jié)果,有目的、有計劃地進行初期的創(chuàng)意構(gòu)思,這個階段會有大量的草圖出現(xiàn),設(shè)計師會有很多有創(chuàng)意的方案。因為草圖階段繪制的是概念性的朦朧的靈感性的東西,所以設(shè)計師應(yīng)該用發(fā)散性的思維開啟自己的設(shè)計視野,從不同角度不同觀點不同設(shè)計風(fēng)格上尋找靈感,這樣做可以給設(shè)計師創(chuàng)造一個最大的自由度,可在最大程度、最大范圍內(nèi)尋找設(shè)計的靈感。

3.效果圖繪制

效果圖繪制是在創(chuàng)意思維草圖的基礎(chǔ)上進行的一項更加深入、更加細化的表達手段。通過對優(yōu)選出來的幾種方案,進行細化構(gòu)思和細節(jié)設(shè)計,在設(shè)計的基礎(chǔ)上,通過手繪或計算機三維建模與渲染,用色彩、光影的明暗效果以及材料的質(zhì)感、形面的變化來精確表現(xiàn)汽車的實際感官效果。

4.三維數(shù)據(jù)構(gòu)建

隨著汽車產(chǎn)品開發(fā)整體的發(fā)展,汽車造型設(shè)計也不斷進步,數(shù)字信息化汽車造型設(shè)計方法主要包括了CAX技術(shù)、CNC加工技術(shù)、VR虛擬技術(shù)等一批計算機技術(shù),同時也包含了快速成型、協(xié)同設(shè)計與并行工程等先進的方法。其中CAX是數(shù)字信息化設(shè)計的核心,是實現(xiàn)計算機輔助設(shè)計的主要工具。

5.油泥模型制作

油泥模型是用油泥材料、用仿真的效果來表達汽車實際結(jié)構(gòu)和外觀的一種方法。它比效果圖來得更為真實,更加地直觀、更有說服力,有利于及時發(fā)現(xiàn)設(shè)計中存在的問題。通過油泥模型,汽車的細部結(jié)構(gòu)和在效果圖中尚未發(fā)現(xiàn)的問題,可進一步地的得到改進和處理,使設(shè)計方案得以最終的完善。

參考文獻:

篇3

德州學(xué)院汽車工程學(xué)院 王海鑫

【摘要】本文是基于EQ1090載貨汽車的半軸的設(shè)計。通過計算校核，設(shè)計出的半軸具有較好的安全、穩(wěn)定性，滿足其使用條件。

【關(guān)鍵詞】載貨汽車;半軸;設(shè)計

1.引言

半軸用來將差速器半軸齒輪的輸出轉(zhuǎn)矩傳到驅(qū)動輪或輪邊減速器上。半軸一般是實心的，一般用花鍵槽與半軸齒輪相連，另一端圓盤與輪轂用螺栓聯(lián)接。從差速器傳出來的轉(zhuǎn)矩經(jīng)過半軸（或再經(jīng)過輪邊減速器）、輪轂，最后傳給車輪，所以半軸是傳動系中傳遞轉(zhuǎn)矩的一個重要零件。

2.半軸的選型

驅(qū)動車輪的傳動裝置位于汽車傳動系的末端，其功用是將轉(zhuǎn)矩由差速器的半軸齒輪傳給驅(qū)動車輪。驅(qū)動車輪的結(jié)構(gòu)形式與驅(qū)動橋的驅(qū)動形式密切相關(guān)，在一般的非斷開式驅(qū)動橋上，驅(qū)動車輪的傳動裝置就是半軸。半軸的形式主要取決于半軸的支撐形式。普通非斷開式驅(qū)動橋的半軸，根據(jù)其外表支撐形式或受力狀況的不同分為半浮式，3/4浮式和全浮式三種[1]。

半浮式半軸承受的載荷較復(fù)雜，但是機構(gòu)簡單、質(zhì)量小、尺寸緊湊、造價低廉，所以被質(zhì)量較小、使用條件好、承載負荷也不大的轎車和微型客貨車所采用。3/4浮式半軸的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單輕便，因此可用于轎車和微型、輕型客貨車，但沒有推廣起來。全浮式半軸的驅(qū)動橋外端結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，制造成本高，但其工作可靠，常應(yīng)用在各種載貨汽車、越野汽車和客車上[2]。

根據(jù)各種半軸的特點分析，在這里選用全浮式半軸。

3.半軸的設(shè)計計算

3.1 半軸的受力分析

全浮式半軸及受力簡圖如圖1所示。

圖1 全浮式半軸及受力簡圖

半軸主要的尺寸是它的直徑，計算時首先應(yīng)合理地確定作用在半軸上的載荷，應(yīng)考慮以下三種可能的載荷工況：

A.縱向力X2（制動力或驅(qū)動力）最大時（X2=Z2φ），附著系數(shù)φ取0.8，沒有側(cè)向力的作用;

B.側(cè)向力Y2最大時為Z2φ（發(fā)生于側(cè)滑時），沒有縱向力作用，地面與輪胎的側(cè)向附著系數(shù)φ1在計算側(cè)滑時取1.0;

C.垂向力最大時（在汽車以高速通過不平整路況發(fā)生時），其值為（Z2-gw）kd，其中g(shù)w為車輪對地面的垂直載荷，kd為動載荷系數(shù)，這時不考慮縱向力和側(cè)向力的作用。

由于車輪承受的縱向力X2，側(cè)向力Y2值的大小受車輪與地面最大附著力的限制，即有：

（1）

所以縱向力最大時沒有側(cè)向力作用，側(cè)向力最大時也沒有縱向力作用。

3.2 半軸計算載荷的確定

全浮式半軸只承受轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)矩T計算時可由式（2）求得，其中X2L，X2R的計算，可以根據(jù)下面的式子計算，取兩個值中較小的一個。

（2）

（1）若按最大附著力計算，即：

（3）

式中：

φ―輪胎與地面的附著系數(shù)取0.8[2];

m，―汽車加速或減速時的質(zhì)量轉(zhuǎn)移系數(shù)，后驅(qū)動橋的可取1.2～1.4在這里取1.3。

根據(jù)式（3）得：X2L=X2R=1.3?0.8?92733.32/2=48221.327N

（2）若按發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩計算，即：

（4）

式中：ξ―差速器的轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)，對于普通圓錐行星齒輪差速器取0.6;

Ttpd―發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩，368N?m;

η―汽車傳動效率，計算時取0.90;

iTL―傳動系最低擋傳動比48.75;

rr―輪胎的滾動半徑，0.48526m。

根據(jù)式（4）、式（5）得：X2L=X2R=0.6?368?0.9?48.75/0.48526=19963.731N

T=19963.731?0.48526=9687.600N?m

3.3 半軸桿部直徑初選

全浮式半軸桿部直徑的初選可按下式進行：

（5）

式中：d―半軸桿部直徑，mm;

[τ]―半軸扭轉(zhuǎn)許用應(yīng)力，MPa。

根據(jù)式（5）得：d=（2.05～2.18）?21.318=（43.702～46.474）mm

根據(jù)強度要求在此d取46mm。半軸桿部直徑應(yīng)小于或者等于半軸花鍵的底徑，容易使半軸各部分達到基本等強度。

3.4 半軸的強度計算

（1）半軸的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力計算τ（MPa）

（6）

τ=506.889MPa<[τ]=（490～588）MPa

（2）半軸扭轉(zhuǎn)角的計算

（7）

式中：l―半軸長度，800mm;

G―材料的剪切彈性模量，取80GMPa;

Ip―半軸橫截面的極慣性矩;

Ip=3.14?464/32=439573.215mm;

θ=0.0000126o

（3）半軸花鍵計算

半軸和半軸齒輪一般采用漸開線花鍵連接，花鍵內(nèi)徑的大小應(yīng)該不小于其桿部直徑，所以選用壓力角30°，齒數(shù)20，模數(shù)3的圓柱漸開線花鍵并對花鍵進行擠壓應(yīng)力和鍵齒切應(yīng)力驗算。

1）半軸花鍵的剪切應(yīng)力τs（MPa）

（8）

式中：DB―半軸花鍵的外徑，mm，在此取57mm;

dA―相配花鍵孔內(nèi)徑，mm，在此取51.25mm;

z―花鍵齒數(shù);在此取18;

Lp―花鍵工作長度，mm，在此取100mm;

b―花鍵齒寬，mm，在此取4.712mm;

φ―載荷分布的不均勻系數(shù)，計算時取0.75。

τs=56.275MPa

2）半軸花鍵的擠壓應(yīng)力σc（MPa）

（9）

σc=39.148MPa

通過以上的驗證校核本次半軸的設(shè)計符合要求。

3.5 半軸的材料及熱處理

半軸使用的材料大部分是含鉻的中碳合金鋼，如40Cr，40CrMnMo，40CrMnSi，40CrMoA，35CrMnSi，35CrMnTi等。半軸的熱處理過去都采用調(diào)質(zhì)處理的方法，調(diào)質(zhì)后要求桿部硬度為HB388―444（凸緣部分可降至HB248）[2]。近年來采用高頻、中頻淬火的方法越來越多。由于硬化層本身的強度較高，并且在半軸的表面形成了大的殘余壓應(yīng)力，以及采用噴丸處理、滾壓半軸突緣根部過渡圓角等工藝，使半軸的靜強度和疲勞強度大為提高，尤其是疲勞強度提高十分顯著。本設(shè)計中選用40Cr作為半軸材料，進行了滲碳處理。

4.結(jié)論

對EQ1090載貨汽車半軸進行了設(shè)計與校核，選擇了全浮式半軸，花鍵為模數(shù)3mm，壓力角30°，齒數(shù)18的圓柱漸開線花鍵，工作長度定為100mm，半軸長度定為800mm。經(jīng)校核，半軸所有尺寸符合設(shè)計要求。

參考文獻

[1]劉惟信.汽車車橋設(shè)計[M].北京：清華大學(xué)出版社， 2004.

篇4

引擎的技術(shù)革新，第一次技術(shù)推動了汽車設(shè)計的變革。以前的汽車更像是一輛馬車，而隨著技術(shù)創(chuàng)新引擎變得越來越高效、體積越來越小，汽車的外觀設(shè)計發(fā)生了天翻地覆的變化。隨后，使用方式帶來更多類型的汽車設(shè)計，根據(jù)不同的用戶需求，汽車制造商設(shè)計出各種樣式的汽車：轎車、SUV、MPV、卡車、跑車等等。

最近10年，感覺汽車設(shè)計的創(chuàng)新空間似乎越來越小了。但越來越多的革命性科技的出現(xiàn)、成熟，將會引發(fā)新一輪的汽車設(shè)計變革。

首當(dāng)其中的當(dāng)然是電動車帶來的變革，這就像當(dāng)年引擎革命時期發(fā)生的一樣?，F(xiàn)在幾乎每家主流汽車公司都會至少有一款純電動車產(chǎn)品。它們的共同之處就是不再安裝一臺需要高效燃燒的引擎。這意味著，原本引擎以及配套部件所占據(jù)的空間，成為汽車設(shè)計師在外形設(shè)計方面的巨大創(chuàng)新空間。

除了新能源技術(shù)將會對汽車外觀設(shè)計帶來巨大改變之外，汽車互聯(lián)網(wǎng)化程度的加深，也會為內(nèi)飾設(shè)計帶來全新的理念。隨著用戶在車內(nèi)操控方式開始發(fā)生變化，例如越來越多的使用觸控、語音操作，甚至利用手勢控制。車內(nèi)原本繁多的按鈕、開關(guān)將會越來越多的被集成為虛擬的電子操作界面，不再占據(jù)巨大的物理面積，內(nèi)飾設(shè)計的趨勢可能更接近極簡主義。但另一方面，內(nèi)飾設(shè)計師可能會更多參與到車載信息系統(tǒng)中的UI界面、交互體驗的設(shè)計之中。而這需要另一套非常不一樣的設(shè)計理念。

再進一步，無人駕駛技術(shù)正變得越來越成熟。谷歌這樣的公司希望能夠在5年內(nèi)將無人駕駛技術(shù)推向市場。奧迪這樣的傳統(tǒng)汽車制造商也已經(jīng)獲得了無人駕駛汽車的試驗行駛牌照。無人駕駛技術(shù)一旦成熟，意味著原有的方向盤可能就沒有存在的必要了，或者在形式上被弱化。而儀表盤將承擔(dān)起更重要的信息視覺化作用，甚至前擋風(fēng)玻璃，也會被用作一塊視覺信息顯示區(qū)域。某種程度上，這一系列新技術(shù)革命，可以讓設(shè)計師們幾乎隨心所欲地設(shè)計汽車的外觀和內(nèi)飾了。

但別高興的太早。正如觀致汽車設(shè)計總監(jiān)何歌特，以及梅賽德斯-奔馳 中國高級設(shè)計中心總監(jiān)Olivier Boulay兩位所談到的那樣，科技革命對與汽車設(shè)計的影響，是具有一定滯后性的。

篇5

目前我國汽車銷量位居全球第一，汽車產(chǎn)業(yè)已然成為國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)，并且仍在高速發(fā)展。日益激烈的市場競爭要求企業(yè)在能夠在最短的時間內(nèi)以較低的開發(fā)費用設(shè)計出性能優(yōu)良的汽車產(chǎn)品，這對國內(nèi)汽車企業(yè)的設(shè)計方法和設(shè)計手段提出了新的要求。傳統(tǒng)設(shè)計方法采用“經(jīng)驗設(shè)計－試制－反復(fù)試驗和修改－定型”的設(shè)計流程早已不適應(yīng)當(dāng)前市場，而多剛體動力學(xué)仿真技術(shù)的應(yīng)用則可以滿足各車企對高效和低成本的要求。其大致過程是在樣車（物理樣機）設(shè)計出來之前，即可對其性能進行預(yù)測，以進行可行性研究和優(yōu)化設(shè)計。本文針對汽車設(shè)計中多剛體動力學(xué)仿真技術(shù)的應(yīng)用進行探討，共分為五部分。第一部分簡單介紹多剛體動力學(xué)仿真技術(shù)在汽車設(shè)計中的應(yīng)用情況；第二部分介紹了利用ADAMS軟件進行動力學(xué)仿真的過程；第三、第四部分圍繞汽車多剛體動力學(xué)模型的建立、模型驗證進行深入討論；第五部分對多剛體動力學(xué)仿真在汽車領(lǐng)域的進一步完善進提出了合理化建議。

關(guān)鍵詞：

多剛體動力學(xué)；虛擬設(shè)計；仿真試驗

1多剛體動力學(xué)仿真技術(shù)的介紹

多剛體動力學(xué)并不等同于多體系動力學(xué)，二者是包含與被包含的關(guān)系，多體系動力學(xué)包括剛體與柔體兩部分。多剛體系統(tǒng)通常由多個剛性物體組合在一起。多剛體動力學(xué)的發(fā)展源于經(jīng)典力學(xué)與計算機的結(jié)合，在發(fā)展過程中再融合汽車設(shè)計等學(xué)科，使其在汽車設(shè)計中發(fā)揮重要作用。動力學(xué)系統(tǒng)仿真的重點是虛擬樣機技術(shù)，虛擬樣機設(shè)計是根據(jù)各種設(shè)定參數(shù)及附加條件構(gòu)一種計算機模型來模擬真實樣機測試幾何、動力或功能方面的特征，然后再根據(jù)測試結(jié)果將虛擬樣機進行改善。傳統(tǒng)產(chǎn)品的開發(fā)流程從概念設(shè)計到產(chǎn)品定型需要經(jīng)過詳細設(shè)計、制造物理樣機、物理樣機測試等多個過程。物理樣機測試發(fā)現(xiàn)問題后又要修改設(shè)計，重新制造樣機，再重新進行測試，如此多次循環(huán)之后才能將產(chǎn)品定型。而虛擬樣機技術(shù)中的樣機測試避免了制造物理樣機的過程，從測試到發(fā)現(xiàn)問題，修改設(shè)計等完全可以在計算機上進行，從而簡化了開發(fā)過程，大幅縮短了周期減少了開發(fā)成本。多剛體動力學(xué)仿真即是針對多剛體動力學(xué)系統(tǒng)通過構(gòu)建虛擬樣機模型來測試設(shè)計產(chǎn)品，并根據(jù)測試結(jié)果進行優(yōu)化完善。其在汽車設(shè)計領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，極大地促進了汽車工業(yè)的發(fā)展。多體動力學(xué)仿真軟件ADAMS曾經(jīng)為“美國福特汽車公司”節(jié)省了10億美元的開發(fā)制造成本。這很好地解釋了多剛體動力學(xué)仿真為何在汽車領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。

2利用ADAMS軟件實現(xiàn)多剛體動力學(xué)仿真過程

多剛體動力學(xué)仿真需要使用一些專業(yè)軟件，在汽車領(lǐng)域最著名的仿真軟件是由美國MSC公司開發(fā)的ADAMS軟件，本文以該款軟件為例，介紹多剛體動力學(xué)仿真的實施過程。利用ADAMS軟件來進行多剛體動力學(xué)仿真一般要依次經(jīng)過一下步驟：建模、測試、驗證、完善模型、反復(fù)仿真、優(yōu)化、自動化。“建模”即在建好的幾何模型上根據(jù)需要加以約束條件，完成虛擬樣機模型。“測試”是對建好的模型上進行運動學(xué)仿真，得到力與速度方面的信息。“驗證”是通過對比分析數(shù)據(jù)來確定模型是否需要改進。“完善模型”是指在模型中定義某些參數(shù)，使模型更接近真實情況。“反復(fù)仿真”使模型參數(shù)化，定義相關(guān)變量。“優(yōu)化設(shè)計”對設(shè)計產(chǎn)品設(shè)置人為控制參數(shù)，進行優(yōu)化分析，尋求最佳設(shè)計方案。“自動化”可以設(shè)置一些重復(fù)性工作的自動進行，提高工作效率。

3對整車虛擬樣機模型建立的探討

建立整車虛擬樣機模型時，研究對象是汽車整體而不是某一部分零件或系統(tǒng)，建模時要考慮車身、懸掛系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、輪胎與制動系統(tǒng)等子系統(tǒng)模型的有機結(jié)合。這里只探討多剛體理論的應(yīng)用，除了連接襯套等部分，將其余部分可以抽象為理想剛體，忽略各構(gòu)件的形變且不考慮輪胎等柔體系統(tǒng)。對整車建模主要反映的是汽車操縱的平穩(wěn)性與平順性兩個方面的問題。汽車操縱穩(wěn)定性是指在駕駛員的正常操作下,當(dāng)汽車受到外界條件變化干擾時,汽車保持穩(wěn)定性的能力。汽車平順性是指汽車所運載的人或物，在坑洼等不良路面上減少因振動而受到損壞的能力。汽車整體動力學(xué)模型是在ADAMS/CAR中建立起來的，在實際模型的建立過程中，影響模型分析精度的主要因素是參數(shù)的精度與數(shù)量。從理論上講，所考慮的影響模型計算精度的因素越多，模型越接近于真實情況。雖然接近程度增加了，但同時模型復(fù)雜度和仿真計算的初始參數(shù)也增加很多。而有些初始參數(shù)不易獲得或者缺少準確數(shù)據(jù)，這樣又會造成仿真計算結(jié)果精度的降低。所以建模過程中應(yīng)該在滿足研究要求的情況下將模型進行合理簡化。

4對模型驗證的探討

整車虛擬樣車模型建立之后，將所得數(shù)據(jù)與實車進行對照，通過對比分析仿真模型計算結(jié)果與實車數(shù)值，來證實仿真模型。且在仿真過程中，以實車試驗數(shù)據(jù)作為仿真輸入，來增強仿真結(jié)果與實車的可比性，從而有效驗證模型的精確度等相關(guān)問題。模型驗證有角脈沖輸入試驗驗證、蛇形試驗驗證、轉(zhuǎn)向角輕便性試驗驗證、轉(zhuǎn)彎制動試驗。轉(zhuǎn)向角脈沖輸入試驗驗證的是汽車瞬態(tài)響應(yīng)特性，具體做法是保持汽車油門開度不變，使汽車按最大速度的70%直線行駛，給轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角輸入一個三角脈沖后迅速恢復(fù)原狀并保持不動，記錄車身的橫擺角速度等晃動狀態(tài)。蛇形試驗是用來驗證汽車行駛穩(wěn)定性和乘坐舒適性。轉(zhuǎn)向輕便性試驗與轉(zhuǎn)彎制動試驗驗證的都是轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作情況。將模型驗證的結(jié)果與實車實驗數(shù)據(jù)相比，虛擬樣機的試驗結(jié)果與實車相似程度足以滿足研發(fā)要求。從模型試驗的過程和結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，在模型試驗時使用與樣機類似車型的已有試驗數(shù)據(jù)作為仿真輸入，可以大大增強仿真結(jié)果與實車試驗的可比性，而據(jù)此所構(gòu)建的多剛體模型能夠更有效地反映所設(shè)計汽車的動力學(xué)特性。

5多剛體動力學(xué)仿真技術(shù)在汽車設(shè)計領(lǐng)域中的進一步完善

從上世紀70年代至今，多體仿真技術(shù)一直在發(fā)展完善，汽車的動力模型由簡單變復(fù)雜，自由度由少到多，仿真技術(shù)從計算機模擬到數(shù)字仿真，使多剛體動力學(xué)仿真能夠更進一步地服務(wù)于汽車行業(yè)。目前，在汽車動力學(xué)研究中對柔體系統(tǒng)仿真較少，隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，多剛體動力學(xué)仿真將逐步大量融入柔體系統(tǒng)的動力學(xué)研究。剛體動力學(xué)的仿真再加上對關(guān)鍵部件柔性特征以及結(jié)構(gòu)柔性對車輛動態(tài)性能影響的考慮，將大大增加模型的通用性與真實性。對于模型參數(shù)，車輛模型的參數(shù)化程度將進一步提高，使之能夠成為該類汽車的一個通用“整車動力學(xué)仿真平臺”，有助于快速高效地分析不同參數(shù)的同類型車輛的重要動力學(xué)性能。對汽車整車性能分析（如操縱穩(wěn)定性、平順性分析）時，將進一步考慮結(jié)構(gòu)變形剛度影響，而不是簡單地進行結(jié)構(gòu)剛性簡化，此外還要進行整車非線性系統(tǒng)分析，以達到動態(tài)參數(shù)設(shè)計的目標，進一步提高模型的精度。進行動力學(xué)仿真時還將逐步考慮人員對車輛控制的影響，建立和完善車輛的動力學(xué)建模及仿真輸入的駕駛員模型，建立“人－車－環(huán)境”閉環(huán)控制系統(tǒng)。

6結(jié)語

隨著計算機性能的提高以及各種軟件技術(shù)和數(shù)學(xué)算法的進步，虛擬設(shè)計技術(shù)（VirtualDesign）也得到了快速發(fā)展并逐漸成熟，已被用于各種不同行業(yè)。其中，虛擬設(shè)計技術(shù)中的多體動力學(xué)仿真技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到工程機械、國防工業(yè)、汽車工業(yè)等領(lǐng)域。尤其是在汽車制造業(yè)，多體動力學(xué)仿真技術(shù)的應(yīng)用，使汽車的設(shè)計開發(fā)與傳統(tǒng)設(shè)計流程相比，設(shè)計經(jīng)費與周期等都得到大幅下降。本文根據(jù)實際的多剛體動力學(xué)仿真經(jīng)驗，提出的一些關(guān)于ADAMS軟件仿真過程中“整車虛擬樣機模型建立”、“模型驗證”相關(guān)問題的探討，以及針對汽車設(shè)計工作中多剛體動力學(xué)仿真技術(shù)的進一步完善所提出的合理化建議，將促進該技術(shù)更好的服務(wù)于汽車領(lǐng)域。

作者：李璐伶 單位：揚州盛達特種車有限公司

參考文獻

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這個展覽叫做八車展（Eight Automobiles），沒錯，真的只有八款汽車，是MOMA以開放而嚴格的眼光在全世界選取的八款能夠代表某一流派、或者深刻影響了汽車設(shè)計發(fā)展方向的設(shè)計。它們分別是1930 MB SS Tourer，1937 Cord 812 Bevery Sedan，1939 Bentley Saloon，1939 Talbot-Lago Figoni-Teardrop Coupe，1941 Lincoln Continental，1947 Cisitalia 202，1948 MG TC，1951 Jeep Willys。

也許已經(jīng)有人注意到了，其中五款都是10年甚至20年前的老式汽車，而且時至今日，這八款古典汽車仍然是設(shè)計界非常推崇的高水平設(shè)計。其設(shè)計之美雖然包含了對應(yīng)的時代和地域文化背景，但另一方面，它們純粹的美學(xué)價值卻又的確跨越了時空，成為永恒。當(dāng)然，這里所指的并非狹義的復(fù)古價值，而是蘊含在線條動靜之間的和諧、比例關(guān)系之間的勻稱和勇為人先的創(chuàng)新等永遠都值得贊嘆的藝術(shù)之美。

從古典汽車設(shè)計中了解前輩天才們天馬行空的創(chuàng)造，感受不同時代和科技背景下設(shè)計發(fā)展的脈絡(luò)，探尋新設(shè)計可能的方向，這對設(shè)計師來說不僅充滿了職業(yè)的樂趣，也是永不枯竭的靈感源泉，因此各種古典汽車活動中設(shè)計師們總是不可或缺的角色。

每年五月在科莫湖（Como Lake）畔美麗的古堡酒店舉行的德埃斯特古典汽車展覽（Concorso_d’Eleganza_ Villa_d’Este）已經(jīng)有80多年歷史了，在大眾圈子里她也許不夠著名，規(guī)模也很小，一般只有50部車子，但在古典汽車圈子里卻絕對屬于高大上的級別。其評委大多是業(yè)界設(shè)計大師，主要針對古典汽車進行選秀，但對有望成為明日經(jīng)典的現(xiàn)代設(shè)計也并不拒絕。例如阿爾法?羅密歐的4C小型跑車便在此大受褒獎，而另一些品牌則選擇直接以這里為新車會場，比如艷羨眾生的阿斯頓?馬丁One-77，展示的品格超越嘈雜擁擠的國際大型車展不知多少去了。

始于1950年的美國圓石灘老爺車展（Pebble Beach Concours d’Elegance）則是國內(nèi)媒體開始逐漸熟悉和了解的另一個著名展會?？v觀其歷史Best of Show獲獎名單，簡直就是最優(yōu)美汽車界璀璨明星的集合。除了著名記者、汽車愛好者外，這個比拼優(yōu)雅和美麗的展會上，設(shè)計師也是重要的出席者。

Mille Miglia（意為“一千英里”）賽事則是非常專業(yè)的古典汽車競速運動。雖然因為戰(zhàn)事中斷過20年，但依然無法削減她在古典汽車領(lǐng)域的名望和聲譽。很多注重運動性能的車型都有以此比賽命名的MM特別款，這兩個字母上身，幾乎便意味著躋身于悠久歷史和超凡性能的貴族車型圈。同樣，設(shè)計師也是這個比賽的?？?，BMW前任造型總監(jiān)Adrian Van Hooydonk甚至和著名工業(yè)設(shè)計師Alfredo Haberli直接駕駛1936款BMW 328參加了2011年的比賽。

值得一提的是，巴黎、日內(nèi)瓦等大型車展都開辟有專門的古典汽車展區(qū)或分會場，時常會有極為珍稀的車型展出，有時也直接拍賣，不少天價絕世之車都出自這類展會。不過國內(nèi)媒體給與報道的很少，大家可能不太熟悉。

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【關(guān)鍵詞】語音電子喇叭；集成電路；自激振蕩器；HL-169A

1.引言

現(xiàn)今，汽車進入普通大眾的家庭已成為了當(dāng)今的潮流。汽車喇叭是汽車的音響信號裝置，在汽車的行駛過程中，駕駛員根據(jù)需要和規(guī)定發(fā)出必需的音響信號，警告行人和引起其他車輛注意，保證交通安全，同時還用于催行與傳遞信號。但是城市道路尤其是繁華區(qū)嚴禁鳴笛，如何在這些區(qū)域發(fā)出語音警示信號卻不造成噪聲污染是目前電子喇叭研究一個熱點。因此本文設(shè)計了一款汽車語音電子喇叭，可以實現(xiàn)嚴禁鳴笛的區(qū)域內(nèi)，通過切換電子喇叭與原汽車喇叭轉(zhuǎn)換開關(guān)，替代原車的喇叭使用。

2.語音喇叭電路設(shè)計

2.1 設(shè)計指標要求

要求設(shè)計一款在嚴禁鳴笛的區(qū)域內(nèi)，替代原車的喇叭使用的汽車電子喇叭，具體設(shè)計指標如下：

（1）供電電源為12V；

（2）電路以集成電路為核心；

（3）語音電子喇叭的啟動開關(guān)使用原車上的喇叭開關(guān)；

（4）每按一次喇叭發(fā)出5次語音提示聲音。

2.2 語音喇叭電路具體設(shè)計

本文設(shè)計的汽車電子喇叭采用以集成電路為核心的，是由語言產(chǎn)生電路、自激多諧振蕩器、電源延時電路以及音頻功率放大器四大部分組成，具體的原理圖如圖1所示。

2.2.1 電源延時模塊

設(shè)計中由于采用的是2.8秒語音集成電路[1]，不能每3秒按一次喇叭按鈕，并且按動過于頻繁會影響司機注意力。因此在本次設(shè)計中設(shè)計了15秒的電源延時電路，這樣每按一次開關(guān)AN電路就能延時15s。

電源延時電路如圖2所示。電源延時電路是由小型直流繼電器、2個PNP型三極管、按鍵、電阻、電容、單刀單擲開關(guān)和單刀雙擲開關(guān)組成，其中單刀雙擲開關(guān)K1是換電子喇叭與原汽車喇叭轉(zhuǎn)換的開關(guān)，K1開關(guān)撥向左邊接通原汽車上的機械喇叭，開關(guān)往右邊撥動接通電子語音喇叭。當(dāng)使用的汽車電子喇叭的電源電壓為12V時，按動開關(guān)AN，電容C1很快就被充電，此時PNP型三極管V1、V2立即導(dǎo)通，引起繼電器線圈有了得電的動作，繼電器的常開觸點K2開始閉合，且保持吸合15s向語言發(fā)聲電路供電。其延時時間是由C1及R1的值決定。C1的耐壓值應(yīng)≥400V，R1的功率應(yīng)≥2W，AN按鈕開關(guān)可選用K-18型的，繼電器的型號為JZC-22FA型。

2.2.2 自激多諧振蕩器模塊

自激多諧振蕩器是由NE555時基集成電路、電容、電阻等組成的。自激多諧振蕩器[1]的電路如圖3所示。

接通電源后，電容C2被充電，當(dāng)C2上的電壓Vc升到時，使Vo為低電平，同時放電三極管T導(dǎo)通。此時電容C2通過Rp1和放電三極管T放電，C2上的電壓Vc下降。當(dāng)C2上的電壓Vc下降到時，Vo翻轉(zhuǎn)為高電平。放電時間為。當(dāng)放電結(jié)束時，T截止，VCC將通過R2、Rp1向電容器C2充電，Vc由上升到所需時間為。當(dāng)C2上的電壓Vc上升到時，電路又翻轉(zhuǎn)為低電平。如此周而復(fù)始，于是，在電路的輸出端就得到一個周期性的矩形波。輸出一個周期的時間為充電時間與放電時間之和，其中Rp1為可調(diào)電阻，可調(diào)節(jié)Rp1使得自激多和諧振蕩器每3s輸出一次高電平。故每按一次喇叭發(fā)聲電路電源接通15s，產(chǎn)生5次高電平。

2.2.3 語言產(chǎn)生電路模塊

語言產(chǎn)生電路如圖4所示。語言集成電路[1]是由HL-169A集成電路、電容、電阻、穩(wěn)壓二極管等組成。其中，HL-169A集成電路采用軟封裝形式制作在一塊小印制電路板上，它內(nèi)儲“請讓路，謝謝！”語音聲。自激多諧振蕩器每輸出一次高電平集成電路HL-169A的觸發(fā)端TG獲得正脈沖觸發(fā)信號，其內(nèi)部電路開始工作，然后通過輸出端輸出一遍內(nèi)儲的“請讓路，謝謝”語音信號。故每按一次喇叭發(fā)聲電路電源接通15s，產(chǎn)生5次高電平，觸發(fā)HL-169A集成電路發(fā)出5次語言聲。

2.2.4 音頻功率放大器模塊

音頻功率放大器電路如圖5所示。音頻功率放大電路[3]是由功率開關(guān)放大集成電路IC3、電阻、電容等組成。音頻功率放大集成電路的功能是對音頻信號進行功率放大，其最大特點是具有較大的輸出功率，能夠推動揚聲器等負載。本文設(shè)計的汽車電子喇叭采用集成放大器TDA2030來實現(xiàn)。其中TDA2030是高保真集成功率放大器芯片，輸出功率大于10W，頻率響應(yīng)為10～1400Hz，輸出電流峰值最大可達3.5A。其內(nèi)部電路包含輸入級、中間級和輸出級，且有短路保護和過熱保護，可確保電路工作安全可靠。TDA2030使用方便、所需元器少，一般不需要調(diào)試即可成功。Rp2是音量調(diào)節(jié)電位器，C4是輸入耦合電容，R7是TDA2030同相輸入端偏置電阻。R9、R10決定了該電路交流負反饋的強弱及閉環(huán)增益。該電路閉環(huán)增益為倍，C6起隔直流作用，以使電路直流為100%負反饋。靜態(tài)工作點穩(wěn)定性好。C9、C10為電源高頻旁路電容，防止電路產(chǎn)生自激振蕩。R11、C7、C8稱為茹貝網(wǎng)路，用以在電路接有感性負載揚聲器時，保證高頻穩(wěn)定性。VD1、VD2是保護二極管，防止輸出電壓峰值損壞集成塊TDA2030。

3.結(jié)論

噪音對人體的主要危害是損傷聽覺系統(tǒng)。當(dāng)噪音強度超過100分貝時，即能造成聽覺損傷，致使工作、學(xué)習(xí)、生活中感到聽覺困難。而噪音很大程度來源于交通的運輸和車輛的鳴笛，因此在城市的繁華區(qū)或者一些特定的區(qū)域內(nèi)都嚴禁車輛鳴笛。本文設(shè)計的汽車電子喇叭是一種有別于傳統(tǒng)機械式的汽車喇叭，多次采用集成電路模塊，完成電子喇叭發(fā)出語言聲音的任務(wù)，消除機械喇叭造成的噪聲污染。元器件組裝在電路板上后，調(diào)節(jié)可變電阻的大小，使繼電器的常開觸點在按動電子喇叭按鈕瞬間接通，喇叭能連續(xù)發(fā)出5次完整的語言聲。本語音電子喇叭不僅操作簡單，還具有很高的效率，與傳統(tǒng)機械喇叭相比，具有壽命很長，穩(wěn)定性高，性價比高等特點，實際應(yīng)用方面的價值也更高。

參考文獻

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篇8

1.1定量裝車控制由PLC和現(xiàn)場批量控制器協(xié)同完成系統(tǒng)手、自動定量裝車，防靜電溢油報警、聯(lián)鎖控制，防水擊措施等。1.2實時數(shù)據(jù)監(jiān)控對裝車作業(yè)的數(shù)據(jù)進行實時采集、顯示、記錄、報警、控制。每個鶴位的參數(shù)、操作狀態(tài)、閥門狀態(tài)、報警等均在操作站上集中顯示及操作，所有操作均進入系統(tǒng)操作記錄以備查詢，重要數(shù)據(jù)進入歷史趨勢記錄。1.3數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)可實時、準確地實現(xiàn)裝車全過程數(shù)據(jù)管理，包括提單號、計劃量、實發(fā)量、待發(fā)量等的數(shù)據(jù)統(tǒng)計與匯總?？刹樵冄b車量統(tǒng)計、日志、數(shù)據(jù)備份等內(nèi)容，并可按日期、車位、產(chǎn)品名稱、銷售單位、車號、提單號等內(nèi)容進行單位或綜合查詢。1.4報表系統(tǒng)能根據(jù)用戶需求制定各類報表，并自動或隨機打印報表。1.5用戶管理能夠根據(jù)需要設(shè)定各類操作員、值班長、管理員等用戶權(quán)限，通過權(quán)限限制保證生產(chǎn)操作、管理安全。

2主要設(shè)備選型及技術(shù)要求

由于裝車現(xiàn)場多為防爆場所，所以現(xiàn)場安裝的所有電氣設(shè)備和儀表都應(yīng)該具有防爆功能，多采用隔爆型儀表。2.1控制系統(tǒng)PLC控制系統(tǒng)用于對所有裝車設(shè)施的監(jiān)控，應(yīng)（但不限于）滿足以下要求：（1）應(yīng)采用近幾年發(fā)展和改進的新產(chǎn)品、新設(shè)備和新系統(tǒng)，及經(jīng)過驗證具有可靠性的硬件和軟件；系統(tǒng)應(yīng)擴展方便，可以滿足生產(chǎn)控制和管理的需要。（2）系統(tǒng)硬件配置應(yīng)保證所有可能發(fā)生損壞的部件留有15%的余量，機柜留有20%的可用空間，以備系統(tǒng)擴展。此外，系統(tǒng)的輸入、輸出點增加20%時，系統(tǒng)的機柜、電源、軟件、通信負荷和其他的各種負載應(yīng)可以滿足這些擴展量。（3）為了將故障對系統(tǒng)的影響限制在最小范圍，故障發(fā)生時，一般的過程輸出應(yīng)保持不變或達到預(yù)先設(shè)置的安全輸出值；同時要保證系統(tǒng)本身不會因人員操作而出現(xiàn)不正常工況。（4）所有子系統(tǒng)，包括控制站、操作站、工程師站、通信系統(tǒng)、電源系統(tǒng)等，其負荷都不應(yīng)超過其軟、硬件能力的60％。（5）可燃、有毒氣體檢測器要求使用獨立的I/O卡件。（6）工程組態(tài)軟件應(yīng)有先進的操作畫面，系統(tǒng)應(yīng)有快速的屏幕反應(yīng)；系統(tǒng)應(yīng)提供方便的常規(guī)控制算法和邏輯控制功能。2.2批量控制器批量控制器是定量裝車控制系統(tǒng)的核心，一般采用一對一定量裝車。隔爆型批量控制器一般情況下為壁掛式或立柱式四腳固定安裝。隔爆控制儀本身重量較重，如果現(xiàn)場不具有安裝條件或在易日曬雨淋的地方，應(yīng)該配備控制儀專用安裝操作柜。批量控制器必須能夠很好地與室內(nèi)PLC控制系統(tǒng)、現(xiàn)場質(zhì)量流量計（輸出脈沖和4～20mA信號）、裝車閥配合，實現(xiàn)裝車功能?？刂破鞲鶕?jù)設(shè)定的發(fā)油數(shù)量，自動打開和關(guān)閉相應(yīng)的閥門，同時對管道中介質(zhì)的流量計，以及罐車的防靜電溢油保護器等現(xiàn)場儀表進行檢測，實現(xiàn)自動定量裝車、防靜電接地、溢油自動安全保護?？稍诂F(xiàn)場批量控制器上預(yù)設(shè)裝車量（或者輸入提單號碼，發(fā)貨量通過通信線直接從計算機中調(diào)入），現(xiàn)場條件允許裝車后（批量控制器上需要有確認按鈕將條件具備信息傳入至控制室），啟動批量控制器，批量控制器自動打開主管線上的閥門，進行裝車。裝車過程中批量控制器實時采集流量信號并顯示累積流量（并且需要在室內(nèi)操作站上顯示裝車重量百分比）。當(dāng)裝車量達到預(yù)設(shè)裝車量的提前量時（例如95%，控制器可以隨時更改提前第一段關(guān)閥量），批量控制器自動關(guān)閉閥門開度至50%，當(dāng)裝車量達到預(yù)設(shè)裝車量時，控制器自動將閥門全部關(guān)閉，結(jié)束裝車，裝車自動完成無需人工關(guān)閥。當(dāng)需要人工開關(guān)閥時，可實現(xiàn)在現(xiàn)場批量控制器上手動打開或關(guān)閉閥門。批量控制器應(yīng)能聯(lián)網(wǎng)工作，也可脫機單獨工作，可實現(xiàn)換票或開票提油功能。系統(tǒng)可通過局域網(wǎng)，將發(fā)貨數(shù)據(jù)送入ERP信息管理網(wǎng)絡(luò)或其它控制系統(tǒng)（如PLC、DCS等）內(nèi)，便于管理人員統(tǒng)計、打印等。批量控制器發(fā)貨計量精度，等同于質(zhì)量流量計的計量精度：±0.1%+流量計的零點漂移精度。2.3流量計選用一體化質(zhì)量流量計，通常采用進口質(zhì)量流量計，誤差精度等級，0.1%；供電電源，220VAC；流量信號，脈沖輸出+模擬量信號輸出；防爆等級，ExdⅡBT4。2.4裝車閥在裝車設(shè)施中使用可靠的執(zhí)行機構(gòu)非常必要。一般情況下，汽車自動裝車大部分都采用兩段氣動切斷球閥，可實現(xiàn)開、關(guān)閥和閥門開關(guān)速度可調(diào)功能，可有效防止裝車過程中的水錘現(xiàn)象產(chǎn)生，起到保護管道設(shè)備的功能。也可以選用電動閥或電液閥。而氣動調(diào)節(jié)閥因靈活的組態(tài)功能和經(jīng)濟性，正在逐步被采用。氣動調(diào)節(jié)閥通過電氣轉(zhuǎn)換器可接受4～20mA信號，上位機可根據(jù)不同的工況要求，組態(tài)給出多個輸出值，使調(diào)節(jié)閥有多個開度，從而實現(xiàn)多段閥的功能。2.5靜電接地溢油保護器選用靜電溢油保護器，可以杜絕和減少裝車過程中溢油和靜電火花的產(chǎn)生。靜電夾不夾上槽車體，不能打開管道閥門和輸送泵。裝車過程中，安裝在鶴管上的液位探頭接觸到液體時，自動關(guān)閥停泵，消除溢油帶來的安全隱患。2.6計算機監(jiān)控管理系統(tǒng)選用計算機監(jiān)控管理系統(tǒng)，可以在控制室內(nèi)進行各種數(shù)據(jù)管理維護，進行開票、提單打印，監(jiān)控發(fā)油現(xiàn)場的情況，可以隨時查詢、統(tǒng)計、打印每班和日、月、年的統(tǒng)計報表，便于日常生產(chǎn)管理，防止錯誤的發(fā)生。2.7地衡操作站司機進入裝車區(qū)域后，先空車停在地磅上過磅，地衡室確認到位后，刷IC卡記錄空車重量，并將數(shù)據(jù)存儲至服務(wù)器，同時調(diào)取服務(wù)器存儲的最近相同型的車輛空車信息進行比較，如果相差偏大，則報警提示操作人員檢查原因。裝車完成后車輛到地衡進行滿車過磅，操作站計算出實際灌裝量，并同時和批控器中記錄的數(shù)據(jù)進行比對，合格后完成業(yè)務(wù)結(jié)算，否則給出報警，讓操作人員檢查原因。

3結(jié)語

篇9

關(guān)鍵詞：外流場分析；風(fēng)阻系數(shù)；汽車設(shè)計

中圖分類號：U461.1 文獻標識碼：A 文章編號：1005-2550（2015）02-0049-04

Abstract： Taking a self-owned brand vehicle of DFSK for example， the external flow analysis has been carried out， and its analysis process and the result was generally described that have resulted in the drag coefficient of the vehicle under full load， the surface pressure distribution nephogram， streamline body distribution and so on. Using cruise software， it could be predicted by the drag coefficient and fragment windward area and other parameters about the maximum speed， each gear acceleration， fuel consumption， etc. That would be determined whether the vehicle was designed to meet expected design model by surface pressure distribution nephogram and streamline body distribution. The external flow analysis is applied in the related analysis and design of domestic independent brand automobile.

1 概 述

計算流體力學(xué)（CFD）是一種由計算機模擬流體流動、傳熱及相關(guān)傳遞現(xiàn)象的系統(tǒng)分析方法與工具。目前廣泛的應(yīng)用于汽車、高速鐵路和航空領(lǐng)域等。CFD的基本思想是把原來在時間域與空間域上連續(xù)的物理量場，用一系列離散點上的變量值的集合來代替，并通過一定的原則和方式建立起反映這些離散點上場變量之間關(guān)系的代數(shù)方程組，然后求解代數(shù)方程組得到場變量的近似解。隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，客戶對汽車的節(jié)能、平順性、噪音與振動等特性的要求越來越高，而這些特性與空氣動力學(xué)息息相關(guān)。在傳統(tǒng)的汽車空氣動力學(xué)研究中主要用風(fēng)洞實測的方法，但是這樣會造價高、試驗周期長。近年來隨著計算機技術(shù)與湍流技術(shù)的飛快發(fā)展，把原來只能在風(fēng)洞實驗室才能完成的試驗用計算機模擬來完成，這樣就大大的縮短開發(fā)周期與節(jié)約開發(fā)成本。雖然一般認為試驗的可信度高，但是其成本高、測量結(jié)果要進行換算、周期長等因素的影響，這在汽車開發(fā)設(shè)計中廣泛的應(yīng)用汽車外流場分析模擬，通過與傳統(tǒng)的試驗方法相結(jié)合，這樣對一款新的汽車開發(fā)設(shè)計中可以縮短工期與降低成本。通過對該車型進行外流場分析 ，給出整車滿載下的風(fēng)阻系數(shù)，把風(fēng)阻系數(shù)、迎風(fēng)面積等相關(guān)參數(shù)，輸入cruise 軟件能夠?qū)υ撥囆偷淖畲筌囁佟⒏鳈n的加速度、油耗進行預(yù)測。通過對該車型車身表面壓力分布云圖、車身流線圖等分析判斷該新車型外型設(shè)計是否合理。因此用CFD相關(guān)軟件對汽車的外流場分析，對汽車的設(shè)計是十分必要的。

2 模型處理與網(wǎng)格劃分

汽車車身表面存在大量細小特征，要精確地模擬所有詳細特征，經(jīng)常會導(dǎo)致生成的網(wǎng)格單元數(shù)目巨大，從而大大增加了求解計算時間，因此在處理計算模型時對幾何模型進行合理的簡化。

2.1 CAD模型的前處理

在CATIA中將汽車模型（特別是底盤部分）作合理的簡化：保留輪胎、后視鏡、門把手、行李架等部件；底盤部分，考慮其復(fù)雜性，這里將汽車底部簡化為一個完整平面，然后將車身表面和底盤的碎面縫合起來，形成若干個大的特征表面，將整個汽車簡化為封閉的殼體；然后在汽車周圍形成適當(dāng)?shù)目諝庥颍嚺c風(fēng)洞幾何模型如圖1所示：

2.2 有限元模型的前處理

網(wǎng)格生成采用貼體網(wǎng)格，由于主要關(guān)心車身周圍的流場變化，特別是由于車身的影響使得車身周圍的流體有分離與再附著現(xiàn)象，為了較合理的模擬車身表面附近的空氣流動，在車身外做邊界層網(wǎng)格，邊界層以外適當(dāng)放寬網(wǎng)格大小控制網(wǎng)格規(guī)模。將車身的外?表面生成為三角形網(wǎng)格，單元大小為5～20 mm，計算域單元大小為30～500 mm。體單元總數(shù)約為280萬左右，網(wǎng)格總體連續(xù)、均勻，過渡平緩，車身表面網(wǎng)格如圖2：

3 模型分析條件及結(jié)果分析

3.1 分析條件

設(shè)風(fēng)洞入口邊界條件為：u0 = 30 m/s，出口邊界條件為壓力出口；空氣密度為ρ = 1.18415kg/m3；

計算中不考慮溫度影響；由于計算限制，采用Realizable k-ε 湍流模式和Two-layer Ally+ Wall 壁面函數(shù)；計算選擇一階迎風(fēng)格式，這樣雖然降低了收斂速度，但保證了計算精度。設(shè)置計算步數(shù)為5 000步。

3.2 求解結(jié)果分析

分析完成后，在Starccm+中進行后處理，根據(jù)上述模型及邊界條件進行外流場計算，現(xiàn)將計算結(jié)果整理如下：

圖3是汽車在行駛過程中車身表面壓力分布云圖（其中色柱表示的是不同的壓力值，單位為Pa），從壓力分布云圖可以看出汽車前部進氣格柵處和前保險杠處壓力最大，約為556.57 Pa，前端滯止區(qū)域影響范圍較大，增大了阻力。尾渦區(qū)的壓力梯度變化較小，會減少尾渦區(qū)域的影響范圍，減少阻力，其中，在A柱附近、前輪胎外側(cè)以及后視鏡邊緣處出現(xiàn)較低負壓區(qū)，見圖3中橢圓標記所示。

圖4為車身對稱面上速度分布云圖，圖5和圖6分別表示車身對稱面的速度矢量圖和車身尾部的速度矢量圖。由于車體阻礙，氣流在汽車頭部形成滯止區(qū)，形成高壓區(qū)；車底部氣流基本流暢；車尾出現(xiàn)較明顯的渦。

圖7、圖8分別表示側(cè)視流線圖和車身尾部流線圖，流線基本貼合車身表面流動，在整車表面流動狀態(tài)較好，汽車尾部出現(xiàn)了漩渦。由圖9、圖10可以看出左、右后視鏡的流線情況，后視鏡的鏡殼處產(chǎn)生的流線沒有貼近車窗玻璃，鏡座處的流線有貼近車窗玻璃。

4 空氣阻力系數(shù)的計算

氣動阻力計算公式為：

式中：FW為空氣阻力，N；ρ為空氣密度，Kg/m3； A為迎風(fēng)面積，m2；v0為相對速度，在無風(fēng)時即為汽車的行駛速度，m/s。

經(jīng)Star-ccm+模擬可得：空氣阻力FW=401.067N，迎風(fēng)面積A=2.397m2，空氣阻力系數(shù)CD=0.314 。

本次計算中對發(fā)動機艙進氣格柵進行了簡化，忽略了發(fā)動機艙內(nèi)流場的阻力，同時，地板簡化為一個大平面，這樣仿真結(jié)果與實際值有一定誤差。通過對試驗車做風(fēng)洞試驗，得到修正系數(shù)20%，可以預(yù)測該車的風(fēng)阻系數(shù)約為0.377。

5 汽車動力性、經(jīng)濟性指標

通過外流場分析所得的風(fēng)阻系數(shù)、迎風(fēng)面積、車重、輪胎直徑等相關(guān)參數(shù)，輸入cruise 軟件能夠?qū)υ撥囆偷淖畲筌囁佟⒏鳈n的加速度、油耗進行預(yù)測，模擬所得參數(shù)如圖11所示：

圖11 模擬所得

6 結(jié)論

（1）通過對該車型滿載整車狀態(tài)下的模型分析，得到阻力系數(shù)為0.314，但是CFD分析由于簡化發(fā)動機艙進氣格柵，忽略了發(fā)動機艙內(nèi)流場的阻力，簡化了地板，通過對試驗車做風(fēng)洞實驗得到修正系數(shù)20%，因此預(yù)測其風(fēng)阻系數(shù)約為0.377。

（2）從流場各個特性顯示可以看出，整車總的流動性較好，有很好的貼體性能，整車表面流線光順，沒有大的曲率的流動曲線，除了尾渦區(qū)，沒有大的回流和流動分離現(xiàn)象，尾渦區(qū)的壓力梯度變化較小。

（3）在局部區(qū)域還是有一些增加阻力或降低性能的因素，例如前擋風(fēng)玻璃的壓力分布。

（4）從左、右后視鏡的流線情況可以看出，后視鏡的鏡殼處產(chǎn)生的流線沒有貼近車窗玻璃，鏡座處的流線有貼近車窗玻璃。

（5）把所得參數(shù)輸入cruise軟件進行模擬，得到的該車型的最大車速、各檔的加速度、油耗等參數(shù)值，這些參數(shù)值達到前期設(shè)計確定的目標值。

參考文獻：

[1]黃金陵.汽車車身設(shè)計[M].北京：機械工業(yè)出版社，2007.

[2]汽車工程手冊編寫組編.汽車工程手冊（設(shè)計篇）[M].北京：機械工業(yè)出版社，2001.

篇10

[關(guān)鍵詞]汽車座椅；造型設(shè)計；因素

中圖分類號：TB 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）23-0299-01

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對于汽車設(shè)計的要求越來越高，在強大的市場需求下汽車產(chǎn)商也在不斷的更新汽車來滿足人們的需求，汽車的更新?lián)Q代主要包括外觀造型、功能應(yīng)用以及零部件改動，而汽車座椅作為汽車中重要的零部件在更新?lián)Q代中更加頻繁。汽車座椅對于乘客和駕駛員而言是非常重要的，較好的汽車座椅不僅能夠滿足人們的舒適感給車上人員與一定的保護作用，而且還可以使得人們能夠欣賞其獨特的造型設(shè)計，給人們以視覺上的享受。但是座椅的設(shè)計并不是非常簡單，座椅的設(shè)計需要設(shè)計師考慮多方面的因素，如何在設(shè)計中兼顧多種功能就變得較為困難，本文主要針對汽車座椅的造型設(shè)計進行探究，以期望能夠獲設(shè)計出較好的汽車座椅，并使得所設(shè)計出來的汽車座椅能夠滿足人們越來越高的要求，即既具實用性也具觀賞性。

一、汽車座椅造型設(shè)計的因素分析

汽車座椅是汽車中的重要部件，而且關(guān)乎車上人員的安全性、舒適性以及方便性，人們在挑選新車的過程中也將汽車座椅作為一項重要的參考因素。而且人們現(xiàn)今不僅要求汽車座椅能夠滿足上述要求，而且還要能夠使得其造型美觀大方，下面將進行詳述。

1、舒適性設(shè)計

汽車座椅能夠使得人們直觀的感受到其舒適性，所以在汽車座椅舒適性的設(shè)計中需要參考以下原則，首先在座椅舒適性的設(shè)計中盡可能的考慮人體尺寸，遵循人機工程學(xué)原理。這樣人們在乘坐的過程中就會感覺到非常舒適[1]。由于每個人的身材并不是一致的，所以為了滿足人們對于舒適性的要求就要能夠使得座椅可以調(diào)節(jié)，即乘坐者可以變換坐姿，乘坐者可以通過調(diào)節(jié)座椅來滿足自身對于舒適性的要求。汽車座椅設(shè)計最為關(guān)鍵的一點就是能夠使得乘坐者坐姿舒適，即乘坐者的脊椎能夠保持在一個正常的彎曲狀態(tài)，這樣才能夠達到人體最為舒適的狀態(tài)。舒適的汽車座椅將能夠合理的分布體壓，而且還可以使得肌肉松弛，腿部血管能夠正常循環(huán)，避免長時間駕駛造成的疲勞。

2、安全性設(shè)計

汽車作為交通工具在行駛的過程中也具有一定的危險性，那么汽車座椅就是保障其安全的重要部分。那么在汽車座椅的安全性設(shè)計中就要參考以下原則，那么首先就要選擇具有足夠強度的骨架材料，這樣在汽車發(fā)生車禍的過程中車上的乘客所受到的傷害就會降低到最小。另外車內(nèi)分為前后兩排座椅，在車禍產(chǎn)生的撞擊中座椅可能會產(chǎn)生移位或者斷裂變形等情況。這些情況的出現(xiàn)就會使得車上的人員受到較大的安全性危害[2]。那么在汽車座椅安全性設(shè)計的過程中就要能夠確保座椅的造型結(jié)構(gòu)較難發(fā)生位移，并且座椅的使用壽命較長，不會在使用一段時間以后就產(chǎn)生結(jié)構(gòu)上的變形以及材料上的損壞。

3、功能性以及人文性設(shè)計

雖然汽車座椅設(shè)計中舒適性和安全性是非常重要的，但是其功能性以及人文性也是非常關(guān)鍵的，良好的汽車座椅設(shè)計不僅能夠保障舒適性以及安全性，而且還能夠滿足功能性以及人文性。汽車座椅功能性設(shè)計主要是隨著科學(xué)技術(shù)水平的提高而提高的，汽車座椅功能性設(shè)計就是在座椅上添加其他功能，例如在座椅設(shè)計中增加坐墊加熱裝置，避免車上人員在冬季感覺到坐墊寒冷，或者增加座椅寬度的調(diào)節(jié)，或者是為特殊人群設(shè)計相應(yīng)的座椅。使得其能夠在乘坐中感覺到舒適[3]。汽車座椅的人文性設(shè)計就是滿足人們的精神需求，通常而言檔次價格較高的汽車在座椅設(shè)計中其造型更加美觀，這是對于高層次人員進行設(shè)計的，那么對于中低端客戶也可以設(shè)計相應(yīng)的造型來滿足其需求。

二、汽車座椅造型設(shè)計的流程及方法

汽車座椅造型設(shè)計的流程主要包括三個步驟，分別是設(shè)計前期、設(shè)計展開階段以及設(shè)計后期，在不同的設(shè)計階段中流程也有一定的區(qū)別，下面將進行詳述。

1、設(shè)計前期

汽車座椅造型設(shè)計的前期主要是弄清楚客戶的實際需求，即弄清楚消費群體所喜愛的風(fēng)格。那么為了弄清楚消費群體的需求就需要進行相關(guān)的調(diào)查，首先是整體環(huán)境調(diào)查、其次是汽車行業(yè)環(huán)境調(diào)查最后是人文因素環(huán)境調(diào)查，整體環(huán)境調(diào)查就是了解未來行業(yè)的發(fā)展趨勢以及新技術(shù)的采用。汽車行業(yè)環(huán)境調(diào)查就是針對不同消費階段的人們采取怎樣的設(shè)計方案。針對用戶的需求來設(shè)計汽車座椅造型[4]。人文因素環(huán)境調(diào)查就是弄清楚人們對于汽車座椅造型的想法，并盡可能的滿足人們的設(shè)計需求。此外人文因素環(huán)境調(diào)查還需要能夠有效的控制開發(fā)成本，并且選擇合適的難易程度，從而來達到較好的設(shè)計風(fēng)格。

2、設(shè)計展開階段

在進行設(shè)計前期的準備工作之后就可以大致確定人們的需求，那么根據(jù)人們對于汽車座椅的需求就可以對汽車座椅的形狀以及色彩進行分析。汽車座椅的形狀雖然在外部很難進行觀察，但是在車內(nèi)卻是非常容易觀察的，而且汽車座椅也是汽車內(nèi)飾的一部分。汽車座椅造型設(shè)計的好壞直接影響到汽車內(nèi)飾整體情況[5]。而且汽車座椅的造型設(shè)計能夠帶給人們不一樣的視覺體驗，通過汽車座椅造型的某些設(shè)計將能夠喚醒人們內(nèi)心的某種感受，那么在進行汽車座椅造型的設(shè)計過程中就要去尋找并且抽取出這種造型設(shè)計。色彩是人們最為直觀的感受，人們在觀察汽車座椅的過程中首先看到的是汽車座椅色彩，其次才是座椅的造型，汽車座椅的色彩將能夠帶給人們不同的感受，不同的色彩可以代表不同的語言含義，同樣性格不一樣的人們會選擇不一樣色彩的汽車座椅。汽車座椅的形狀以及色彩都是非常重要的，這個需要結(jié)合人們的實際需求來進行設(shè)計，這樣才能夠滿足人們的消費需求。

3、設(shè)計后期

汽車座椅造型設(shè)計的后期工作主要是對設(shè)計的產(chǎn)品進行評價以及跟蹤，通過結(jié)合設(shè)計前期所調(diào)查的數(shù)據(jù)結(jié)果以及中期的設(shè)計框架來完成汽車座椅的設(shè)計圖和效果圖，即形成了相應(yīng)的設(shè)計方案，但是設(shè)計方法有很多種，如何才能夠挑選出最好的設(shè)計方法就是一個非常重要的問題。設(shè)計方案的最終確定是由問卷調(diào)查和專家評估來進行的，通過問卷調(diào)查以及專家評估來決定哪一種設(shè)計方法是最佳的方案，并且對選出的汽車座椅造型進行試生產(chǎn)，通過試生產(chǎn)出來的樣品來觀察是否能夠滿足人們的需求。

汽車座椅作為汽車中的一個重要零件其在設(shè)計中非常復(fù)雜，而且設(shè)計出較好的汽車座椅造型是非常困難的，根據(jù)本文所提出的幾個觀點將能夠為汽車座椅造型設(shè)計提供部分理論參考。

參考文獻

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[2] 林敬亭.客車座椅造型快速設(shè)計研究[J].機械設(shè)計，2013，09：108-111.

[3] 崔士斌.汽車座椅造型設(shè)計[J].汽車工程師，2014，06：18-20.