系统思想在汽车中的运用

系统思想的概念

系统一词，来源于古希腊语，即部分构成整体。通常把系统定义为：由若干要素以一定结构形式联结构成的具有某种功能的有机整体。在这个定义中包括了系统、要素、结构、功能四个概念，表明了要素与要素、要素与系统、系统与环境三方面的关系。在产品设计的过程中应当遵循以下几个重要的系统论原理： （一）整体性原理

所谓整体性是指各要素一旦组成了有机整体，这个整体就具有孤立的、各要素所不具有的性质和功能。整体的性质和功能不等于各要素性质和功能的简单相加，这个整体会出现新的系统质。 （二）开放性原理

开放性是指任何系统只有把自己保持在不断地与外界进行物质、能量、信息交换的状态下，才能具有抗拒外界对它的侵犯，维持自身的动态稳定。开放性越高的系统其适应能力越强，发展水平亦就越高。 （三）目的性原理

所谓目的性就是指系统在内部各要素以及与外部环境的相互作用过程中，具有趋向于某种预先确定状态的特性。 （四）自组织原理

有数目众多的要素(系统的基本单元)所组成的开放系统中，由于要素之间的协同与竞争的矛盾运动，会出现某些稳定状态的涨落，其中有的涨落会在一定的外界条件和系统内部的非线性机制作用下得到放大，使要素在更大范围内协同运动，从而产生了系统从无序走向有序，从低级有序走向高级有序的自组织现象。 （五）关联性原理

它强调从事物普遍联系中把握设计行为，正确处理产品内部以及它与环境间的内在联系，以确保系统整体性。把握系统的开放性质。产品与外部环境有双向的物质、能量、信息的交换，有相应的输入和输出及量的增减。 （六）优化原理

这一原则要求设计师在研究解决问题时，统筹兼顾，大力协同，多中选优，采用时间、空间、程序、主体、客体等方面的峰值佳点。

系统思想在汽车中的具体体现

一、汽车系统功能与系统环境

系统与外部环境相互联系和作用过程的秩序及能力称为系统功能。功能是由系统整体的运动表现出来的，是系统固有能力的外部表现，他归根到底是由系统内部结构决定的。系统功能的发挥既有受环境变化制约的方面，又有受系统内部结构制约的方面。

汽车系统设计自然环境：包括资源环境、生态环境和地理环境。汽车的资源环境包括从向自然提取原材料起，经历日常运转，直到报废的全部寿命周期中获得的所需物资，包括金属与塑料等。社会环境：不同的国家，民族有不同的文化背景、社会制度、、国际关系等。由于现代产品大量参与国际大市场的竞争，因此市场环境成为了汽车开发的重要因素，由于汽车的对象是人，因此消费者的消费观念对汽车的发展起导向作用。技术环境：技术环境包括设施环境和

协作环境。汽车的运作需要大量的周边技术的协作，如材料与燃料的供给，废弃物的回收等。

二、汽车设计活动分析

设计活动的三种活动方式：设想—设计—实现。 （1） 汽车设计活动源于消费的需要

汽车设计具有特定的内容，人们需要汽车达到代步的目的，汽车能够减轻人们的劳动强度。

汽车的多样性和层次性，对于事物的需要表现出差异和不同档次，比如，不同的汽车被用于不同的目的，不同的汽车是为不同需求情况的人群开发的。

汽车的设计具有周期性，当今的社会为了推动经济的发展，不断地更新工业技术，因此要合理的给予汽车产品一定的生命周期，使汽车能够重新产生、重新出现。

汽车的系统设计还注重时代性和变化性，需要是随着满足需要的具体内容和方式的改变而不断变化和向更大范围、更高层次发展的，无限发展导致了设计无限，因此现代的汽车都要求能够紧跟时代以及客户各方面需求的不断变化。 （2）汽车设计活动源于设计委托

设计活动可根据委托方的要求，本着为消费者负责，为委托方负责的设计职业道德进行设计活动，寻找到消费者和委托者双方都能够接受的需求问题解决方案。汽车设计正是在消费者提出不同的需要之后进行改良设计，或者不断创造出新的技术产品以满足消费者的需求。 三、汽车设计系统分析

汽车的系统设计活动过程:首先是从消费者群体中收集有用的信息（信息的数据可能包括颜色、外观、功能等，但这些信息不一定都是全面正确的，因此设计师要合理从这些资料中提取有用的信息），之后设计信息向设计师大脑输送，设计信息在设计师大脑内进行分析、筛选、想象、联想、创意、构思、综合、评价，使得设计方案可视化输出。 四、汽车设计思想

设计思想也是系统化设计过程中重要因素，设计思想是通过设计作品来表现的。设计师和汽车开发活动组织必须在一定的设计思想下才能完成设计作品。优秀的设计作品表现出先进的设计思想，低劣的设计作品表现出落后的设计思想，所以汽车设计思想和汽车是灵魂与躯体的关系。 汽车的设计思想主要包括： （1） 功能思想。如20世纪70年代。梅赛德斯——奔驰就注意到城市不断扩大

和汽车数量不断增加的趋势，进而着手探索未来城市轿车概念，1972年提出了一个史无前例的理念：研发2.5米长的超紧凑轿车。它的功能定位很明确没有提供现代小汽车令人轻松的驾驶乐趣，只是有很小的行李空间。 （2） 艺术美学思想。小巧玲珑、活泼可爱。如城市小精灵smart。 （3） 人机工程学思想。为用户着想，方便使用炒操作。如车子没有离合器踏板，

只是简单的向前排推档杆就换到高档位了，而当向后拉就换入低档位了。其尺度空间完全依照两人乘坐且可携带少量行李的要求设计。座椅和操作空间及仪表显示均符合人机工程学思想。

（4） 安全思想。如最高时速达到多少时，满足限速要求。

（5） 低成本优化设计思想。按标准化思想设计的产品，超过85%的东西可以循

环再造。

（6） 生态保护及绿色设计思想。如车辆要求几乎所有部件都是人造材料，钢底

盘为粉末涂层而非常规油漆，因此没有溶剂，没有过多油漆污染，也没有废水流出。 （7） 节能环保思想。如smart没有提供很大的发动机功率，而是根据城市代步

车的基本功能要求，选择了44马力到61马力的小发动机功率，同时匹配了经济节能的6速自动变速箱，100km仅耗油3.3l，而二氧化碳排放量仅88g/km。

五、汽车开发系统设计流程

系统化设计中开发流程包括6个阶段即目标化阶段、概念化阶段、视觉化阶段、标准化阶段、产品化阶段和商品化阶段。对于汽车而言，主要的设计流程如下：

(1)、概念设计：设计内容 、市场定位分析、初期总布置设计、整车动力性、经济性分析和计算、造型设计指导书，参考样车分析、供应商平台调查、成本分析、编制产品描述书。

(2)、初期总布置：根据市场及用户需求，选定各分总成，初步确定整车基本参数，在此基础上完成人体布置和各类运动分析，视野分析，手触及空间分析和仪表可视性分析等。该过程借助三维设计软件模拟完成，分析出现的问题反馈到模型中进行调整，使所设计的汽车满足现代汽车高水平的驾驶操作性、乘坐舒适性和居住性等要求。

(3)、整车动力性、经济性分析和计算：进行整车初步动力性和经济性计算，分析整车性能满足产品定量目标的程度并进行必要的调整。

(4)、确定造型设计方向：确定初步外部尺寸、整车技术参数、造型风格和内部配置。

(5)、参考样车分析：对参考样车进行分析研究，确定其优势和不足，结合市场情况提出所开发产品的目标定位。

(6)、供应商平台调查：对潜在的供应商进行货源可行性评估，评价他们在满足质量、供货能力及开发水平的前提下提供总成和部件的能力。识别价格及质量具有相对竞争力的供应商，以满足产品定位的要求。将所有涉及该过程的开发伙伴协调在一起，整合资源满足用户最大需求。在供应商和制造者之间建立信息沟通，提升整个汽车生产链运作的效率，并增进更高层面上的技术创新。 (7)、成本分析：确定各系统和整车的目标成本。

(8)、编制产品描述书：描述书作为产品开发的依据文件，将所要开发的产品项目的背景、目标、车型规划、总成选择、装备、进度等进行详细描述。

(9)、市场定位：从消费者调查、市场调研、竞争对手分析及，企业制造能力分析来确定产品的市场定位。 (10)、汽车造型：分析造型设计任务书——收集和整理相关资料并进行样车准备——工程与造型的契合——确定设计理念，提出设计方案——阶段评审——初步草图设计——方向性评审 ——细化效果图草图设计——设计评审——效果图设计——效果图评审——效果图修改及提交——根据客户的意见修改效果图 ——效果图批准。

六、汽车内外部因素分析

汽车的系统化设计思想要求在设计汽车时能够从汽车的内外部因素进行考虑。外部因素：生命周期分析、人的因素、经济因素、社会因素、文化因素、生态因素、科技因素。内部因素:汽车构造、汽车功能概述、汽车结构分析、汽车

形态分析、汽车人机系统分析。 七、汽车设计定位及设计调研

汽车系统化设计调查包括3个步骤：确定调查目标、实地调查、信息的整理、分析与研究。

调查目标的内容包括：汽车用户市场需求情报调查、汽车的销售调查、对竞争者的调查、国际市场的调查、科技情报调查、生态环境调查、生产情报调查、费用经济情报生产情况调查及方针调查。

分析调查信息：国内汽车市场现状及发展状况、竞争对手及其产品综合分析、人机学使用状态数据分析采集、材料、工艺结构分析、国际行业标准分析。 八、汽车设计模式

串行系统综合设计模式、并行系统综合设计模式、自上而下系统综合设计模式（功能——结构——要素）。

以汽车的模块化设计作为例证，说明系统思想在汽车设计模式中的体现：模块化汽车产品设计的目的是以少变应多变，以尽可能少的投入生产尽可能多的产品，以最为经济的方法满足各种要求。由于模块具有不同的组合可以配置生成多样化的满足用户需求的产品的特点，同时模块又具有标准的几何连接接口和一致的输入输出接口，如果模块的划分和接口定义符合企业批量化生产中采购、物流、生产和服务的实际情况，这就意味着按照模块化模式配置出来的汽车产品是符合批量化生产的实际情况的，从而使定制化生产和批量化生产这对矛盾得到解决。模块化产品设计方法的原理是，在对一定范围内的不同功能或相同功能，不同性能，不同规格的产品进行功能分析的基础上，划分并设计出一系列功能模块，通过模块的选择和组合构成不同的顾客定制的产品，以满足市场的不同需求。是一种标准化与多元化的有机结合及多品种小批量与效率的有效统一的标准化方法。 汽车产品中的模块化是一种通用件，模块化与系列化已成为现今产品发展的一个趋势。

运用于汽车设计具有三大特点： （1）、相对性：可以对模块单独设计、制造、调试、修改和储存，这便于由不同的专业化企业分别进行生产。 （2）、互换性：模块接口部位的结构、尺寸和参数标准化，容易实现模块间的互换，从而使模块满足更大数量的不同产品的需求。 （3）、通用性：有利于实现横系列、纵系列产品间的模块的通用，实现跨系列产品间的模块的通用。

模块化应用在汽车产品的设计中，可以起到减少产品在跟新换代的过程中造成的大量资源浪费问题。例如：模块化应用在油缸的设计中，可以把油缸的各个主要功能区作为一个单独的模块，而当油缸改为气缸的时候就不是必须废弃掉原来的汽车，完全的换一台新的。而是在原有汽车的基础上换掉一些已经更新了的功能区。所以说模块化应用在汽车产品的设计中具有保护环境、节约资源的重要意义。

模块化应用在汽车产品中可以提高用户的能动性、增强产品的灵活性。组合性上来看，是一种人性化的设计，可以大大的提高用户的能动性，适应不同消费人群的需求。所以说他是实现当今时代所大力提倡产品绿色设计的有效措施，它不仅使我们的生活充满美感和愉悦感，而且使我们的生活变得越来越自由。 九、标准化方式

现代汽车的设计遵循系统化设计思想中的产品标准化方式即简化、统一化、

系列化、通用化和组合化。通过汽车行业内的标准化要求，能够达到节约成本，提高用户体验，因为标准化的方式使得汽车内部各单位间的通用与替换变得更加简单有效。

十、款型设计方法

系统化设计思想要求产品款型遵循以下原则： (1)、功能宜人原则 (2)、新颖创造原则 (3)、技术结构理性原则 (4)、语义传达原则 (5)、艺术造型情感原则 (6)、简洁适合原则 (7)、环境和谐原则 (8)、商业经济性原则 (9)、生态平衡原则 (10)、安全设计原则

如奥迪汽车系列RS4 、RS5、RS6 、RS7、RS8和 A4、A5、A6、A7、A8都是根据功能设计定位、用户设计定位后作的形态设计。这些轿车是根据产品形态演化方式作了比例与尺度的设计、质感与色彩的设计、语义上的多样化设计。

系统思想的哲学和方问题日益引起人们的重视。在系统科学的这些发展形势下，相信在不久的将来，系统思想将以崭新的整面貌矗立于科学之林，也必然会运用系统论的先进思想和理论对设计学的研究进行充实和发展。