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我國(guó)中卡產(chǎn)品的發(fā)展經(jīng)歷了技術(shù)引進(jìn)、消化吸收、自主研發(fā)和創(chuàng)新應(yīng)用等多個(gè)階段，中卡的產(chǎn)品應(yīng)用也已滲透到多個(gè)領(lǐng)域。特別是近年來，伴隨物流運(yùn)輸和城市建設(shè)的高速發(fā)展，對(duì)中卡產(chǎn)品的性能要求不斷提升，而市場(chǎng)主體產(chǎn)品平臺(tái)最近投放市場(chǎng)的也已七年之久。經(jīng)濟(jì)與物流的發(fā)展，催生對(duì)中卡產(chǎn)品技術(shù)平臺(tái)換代升級(jí)的迫切需求。
在商用車領(lǐng)域，中卡無疑是最具個(gè)性化的車型，城市配送、城際運(yùn)輸、市政作業(yè)，輕載、重載、標(biāo)載，不同的應(yīng)用領(lǐng)域和工況使得中卡產(chǎn)品的需求千差萬別。如何精準(zhǔn)滿足各細(xì)分市場(chǎng)的需求，成為中卡制造企業(yè)面臨的難題。顯然，單一的傳統(tǒng)平臺(tái)已很難應(yīng)對(duì)當(dāng)下的市場(chǎng)變化，能夠靈活、精準(zhǔn)的滿足細(xì)分市場(chǎng)需求特征的全新平臺(tái)成為中卡產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展的必然。在這樣的大背景下，福田歐馬可S5超級(jí)中卡應(yīng)需而生。
【歐馬可S5超級(jí)中卡】
對(duì)于汽車產(chǎn)品來說，平臺(tái)是指在汽車研發(fā)設(shè)計(jì)之初，根據(jù)目標(biāo)需求所搭建的涵蓋整車動(dòng)力、底盤、電子電器和車身4個(gè)系統(tǒng)以及產(chǎn)品架構(gòu)的邏輯關(guān)系。通俗來說，歐馬可S5是一款徹徹底底的新中卡，也是當(dāng)前國(guó)內(nèi)中卡市場(chǎng)唯一一款全新平臺(tái)產(chǎn)品。自2017年上市以來，歐馬可S5中卡已取得了1萬多輛的銷量，并且保持著較高的增長(zhǎng)率，這還是在沒有拓展專用車的情況下取得的成績(jī)。福田汽車工程研究總院副院長(zhǎng)韓云肖認(rèn)為，S5這款采用全新流程、全新理念、全新試驗(yàn)驗(yàn)證方式開發(fā)的全新平臺(tái)中卡，在給終端用戶帶來實(shí)際價(jià)值的同時(shí)，也為福田汽車的研發(fā)積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。
新平臺(tái)聚焦經(jīng)濟(jì)性、可靠性
“S5中卡所屬的福田M4平臺(tái)完全來源于市場(chǎng)需求，是根據(jù)用戶、市場(chǎng)、法規(guī)來定義平臺(tái)?！备Ｌ锲嚬こ萄芯靠傇焊笨偣こ處熖锩狭x是S5中卡的研發(fā)負(fù)責(zé)人，他強(qiáng)調(diào)S5平臺(tái)從構(gòu)思時(shí)就與原有平臺(tái)不同，“以前是結(jié)構(gòu)開發(fā)，現(xiàn)在是性能導(dǎo)向，這就是開發(fā)理念的變化?！闭囬_發(fā)最大的難點(diǎn)就是平臺(tái)規(guī)劃，S5中卡面對(duì)的市場(chǎng)需求極其豐富，如何用有限的產(chǎn)品技術(shù)平臺(tái)和功能模塊來滿足，成為開發(fā)團(tuán)隊(duì)必須要思考的問題。
首先，在選取標(biāo)桿時(shí)，S5研發(fā)團(tuán)隊(duì)把目光從國(guó)內(nèi)轉(zhuǎn)向歐洲，將戴姆勒、曼恩、達(dá)夫的中卡車型作為技術(shù)標(biāo)桿，進(jìn)行性能水平研究，又將國(guó)內(nèi)占有率最高的車型作為市場(chǎng)標(biāo)桿，進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)力研究。田孟義坦言，S5要實(shí)現(xiàn)對(duì)上述標(biāo)桿全面超越不太現(xiàn)實(shí)，但把客戶最關(guān)注的指標(biāo)做優(yōu)，其他指標(biāo)持平，就可以在競(jìng)爭(zhēng)中勝出。研發(fā)團(tuán)隊(duì)當(dāng)時(shí)為S5定義的特性有16項(xiàng)，最終根據(jù)用戶需求來進(jìn)行取舍。在分析TCO成本結(jié)構(gòu)時(shí)研發(fā)團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，油耗、維修成本排名前2位。于是，重點(diǎn)采用相應(yīng)的技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)這兩項(xiàng)成本的降低。
在油耗方面，S5采取了十幾項(xiàng)手段進(jìn)行優(yōu)化。S5造型風(fēng)格由歐洲設(shè)計(jì)公司完成，根據(jù)福田研發(fā)提出的降低風(fēng)阻需求進(jìn)行風(fēng)洞試驗(yàn)，并對(duì)造型進(jìn)行全面優(yōu)化。S5搭載的福田康明斯ISF4.5發(fā)動(dòng)機(jī)，在開發(fā)階段就與整車進(jìn)行一體化開發(fā)，以S5中卡的整車目標(biāo)性能特征要求作為發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)的依據(jù)進(jìn)行輸入，一一對(duì)應(yīng)開發(fā)。因此，ISF4.5發(fā)動(dòng)機(jī)的外特性和萬有特性最適合S5中卡，體現(xiàn)出的特點(diǎn)就是升功率最大，最大扭矩輸出轉(zhuǎn)速區(qū)間最寬，最低油耗率對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速及扭矩區(qū)間最廣。經(jīng)過傳動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)化匹配，在更多工況下，使發(fā)動(dòng)機(jī)可一直工作在最佳油耗區(qū)。此外，通過對(duì)動(dòng)力附件、熱管理系統(tǒng)等優(yōu)化，配合良好的駕駛室密封性與保溫性，提升駕駛室采暖或制冷效果，減少空調(diào)工作時(shí)長(zhǎng)，在提升駕駛舒適度的同時(shí)，又可降低油耗。S5中卡在終端市場(chǎng)取得的最終油耗表現(xiàn)是：燃油成本1公里節(jié)省0.1—0.2元。
【康明斯ISF4.5L發(fā)動(dòng)機(jī)】
如果要降低維修成本，就需要提升車輛的可靠耐久性，這也是研發(fā)團(tuán)隊(duì)花費(fèi)精力最多的地方。在S5開發(fā)中首先采用故障預(yù)防的方法，通過采用DFMEA分析、FAT、P圖、B圖等故障設(shè)計(jì)預(yù)防工具的引用，對(duì)整車可靠性進(jìn)行科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)尿?yàn)證。為此，福田專門聘請(qǐng)了2位可靠性驗(yàn)證專家，一位出自戴姆勒，導(dǎo)入了戴姆勒的可靠性驗(yàn)證方法，另一位為加拿大華裔專家，提供了可靠性驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)的理論指導(dǎo)。
此外，在可靠性驗(yàn)證方面，針對(duì)每個(gè)零件，都制定設(shè)計(jì)驗(yàn)證計(jì)劃，并經(jīng)過OTS認(rèn)可程序的認(rèn)證，實(shí)現(xiàn)可靠性驗(yàn)證的結(jié)果準(zhǔn)確、科學(xué)。在主要零部件基于載荷譜的臺(tái)架試驗(yàn)基礎(chǔ)上，通過采用實(shí)際典型客戶道路路譜與試驗(yàn)場(chǎng)各種壞路的路譜對(duì)比分析，策劃耐久性試驗(yàn)方案；并根據(jù)所選的普通道路的路譜分析結(jié)果，制定了強(qiáng)化可靠性的試驗(yàn)方案。目前歐馬可S5可靠性大幅提升，維修間隔較同類產(chǎn)品增長(zhǎng)了1/3。
經(jīng)驗(yàn)豐富的德國(guó)專家，可以給出很多可以改進(jìn)問題的有效建議，他們的開發(fā)理念是把問題進(jìn)行管理，通過反復(fù)驗(yàn)證，形成作業(yè)模板，比如哪些零部件在什么里程會(huì)出現(xiàn)故障，形成監(jiān)控表，最終把問題歸零。加拿大華裔專家則把這些驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)體系化，以應(yīng)用于未來的產(chǎn)品開發(fā)。據(jù)悉，在近日中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)舉行的商用車可靠性標(biāo)準(zhǔn)體系研討會(huì)上，福田M4平臺(tái)的可靠性驗(yàn)證體系得到多方認(rèn)可，將牽頭參與這一標(biāo)準(zhǔn)體系的起草工作。
模塊化讓定制充滿活力
2018年，歐馬可S5相繼推出快遞之星、冷鏈之星、綠通之星等車型。面對(duì)不同細(xì)分市場(chǎng)，S5中卡不僅表現(xiàn)出更快速的市場(chǎng)反應(yīng)能力，還提出了定制化口號(hào)，而支撐定制化的是其基于市場(chǎng)需求的平臺(tái)模塊化屬性。
【歐馬可S5綠通之星、快遞之星、冷鏈之星】
模塊化開發(fā)方式在歐洲已經(jīng)興起多年，福田研發(fā)團(tuán)隊(duì)參照了歐洲的模塊化方式。首先整理出一份詳盡的市場(chǎng)需求特性表單，對(duì)應(yīng)形成相應(yīng)的零部件矩陣。經(jīng)過細(xì)化，將產(chǎn)品平臺(tái)一次性搭建完成，然后以模塊化為主導(dǎo)進(jìn)行拓展。田孟義舉例說，這就像一棵大樹的樹根，在形成幾個(gè)根車型之后，下面可以根據(jù)不同配置衍生出眾多類似于根須的細(xì)分車型，用戶可以根據(jù)自己的需求進(jìn)行點(diǎn)單。由于模塊化零部件矩陣具有很強(qiáng)的拓展性，只要有驗(yàn)證成熟的零部件模塊，隨時(shí)都可以加入到這一矩陣中。S5中卡打出的定制化理念就是根據(jù)細(xì)分市場(chǎng)的產(chǎn)品需求，用不同的模塊實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的量身定制。
在卡車產(chǎn)品開發(fā)中，如果品種過多，就會(huì)造成開發(fā)成本不斷增加。而通過產(chǎn)品平臺(tái)化，零部件模塊化，S5中卡可以在保證最低成本的情況下，用最少模塊滿足最多需求。例如，針對(duì)快遞用戶，通過不同的車架和車廂長(zhǎng)度模塊，實(shí)現(xiàn)貨廂容積大，滿足多拉貨，多收益的運(yùn)輸?shù)男枰?/p>
田孟義認(rèn)為，S5中卡平臺(tái)化不僅是一種理念，還要有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。不能是一個(gè)人有這種理念，而是要深深植入到開發(fā)團(tuán)隊(duì)每一個(gè)工程師的心中。來自福田汽車工程研究總院中重卡技術(shù)中心的3位年輕工程師，分享了他們?cè)陂_發(fā)S5過程中對(duì)于模塊化理念的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
負(fù)責(zé)電子電器部分電器工程師陳工說，S5的電子架構(gòu)采用了超前設(shè)計(jì)，可以滿足未來5-10年的需求。將底盤域車身域搭建完成后，便于后期的拓展，這些拓展包括各種駕駛輔助系統(tǒng)、車聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)升級(jí)，特別是國(guó)六排放電控系統(tǒng)，S5平臺(tái)已經(jīng)提前做好規(guī)劃，不用做大的改動(dòng)就能輕松升級(jí)，保證了國(guó)六技術(shù)成熟度。目前S5配裝的車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)電子圍欄、油耗分析、維保提醒、疲勞駕駛、駕駛行為分析等等功能，可幫助車隊(duì)進(jìn)行車輛及駕駛員的管理，提高車隊(duì)運(yùn)營(yíng)效率和經(jīng)濟(jì)效益，降低安全風(fēng)險(xiǎn)和能耗。
在談到模塊化的具體體現(xiàn)時(shí)，陳工舉了一個(gè)例子，S5儀表開發(fā)通過參數(shù)變化配置了26個(gè)功能清單，為匹配不同的發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)留了8種不同需求，但在硬件上只需要一個(gè)型號(hào)的儀表盤就可以適應(yīng)所有需求。對(duì)于售后服務(wù)商來說，儀表備件只需要一種，可以減少庫(kù)存成本，提升服務(wù)速度。對(duì)于終端用戶來說，模塊化程度高可減少配件品種，便于車輛后期的維修，降低維修費(fèi)用。
負(fù)責(zé)動(dòng)力附件部分設(shè)計(jì)的工程師吳工認(rèn)為，模塊化主要體現(xiàn)在兩個(gè)要素：一是不變要素，要實(shí)現(xiàn)可互換安裝，二是可變要素，要適應(yīng)系統(tǒng)及整車的調(diào)整需要。例如，水箱不變的是寬度，可變的是高度、厚度，S5有不同的水箱模塊來滿足發(fā)動(dòng)機(jī)不同動(dòng)力段需求。S5的進(jìn)氣系統(tǒng)有3款不同流量的空濾器，在國(guó)六階段可根據(jù)技術(shù)需求選擇合適的模塊。
【歐馬可高位進(jìn)氣系統(tǒng)】
除了自身部門設(shè)計(jì)理念的變化，部門之間的協(xié)同更早更深入。吳工說，以前動(dòng)力附件對(duì)整車NVH的關(guān)注度一般，而且介入比較晚，現(xiàn)在歐馬可從開發(fā)初期就介入，將設(shè)計(jì)和分析緊密結(jié)合。通過對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)懸置進(jìn)行仿真分析，優(yōu)化進(jìn)氣道剛度等手段，使得S5的整體噪聲下降了4-5分貝。
而對(duì)于底盤制動(dòng)系統(tǒng)，卡車載重平臺(tái)不同，對(duì)制動(dòng)的要求也不同，S5制動(dòng)器形式有很多模塊，且這些模塊都是驗(yàn)證成熟的模塊。在空氣處理單元方面，同屬于超級(jí)卡車的重、中、輕卡都采用同一體系，使得采購(gòu)成本更低，比如在成本不變的情況下，S5的空氣干燥器增加了濾油功能。再如，S5之前采用單缸空壓機(jī)，客戶反映有時(shí)候打氣時(shí)間長(zhǎng)，根據(jù)這一市場(chǎng)反饋，S5很快就切換為雙缸空壓機(jī)模塊。模塊化帶來了對(duì)客戶需求的快速響應(yīng)能力。
一次規(guī)劃，分步開發(fā)。S5采用的平臺(tái)模塊化方式大大降低了開發(fā)成本及后期的產(chǎn)品升級(jí)成本。田孟義說，被動(dòng)安全方面，S5在滿足歐洲ECE R29 02版法規(guī)同時(shí)，預(yù)留了03版升級(jí)空間，2020年5月1日中國(guó)將要升級(jí)到03版標(biāo)準(zhǔn)，S5不做大的改動(dòng)就能滿足新的標(biāo)準(zhǔn)。此外，S5方向盤內(nèi)還預(yù)留了安全氣囊的空間。
展示鏈合創(chuàng)新的最新成果
一直以來，福田汽車在商用車研發(fā)中都在倡導(dǎo)鏈合創(chuàng)新理念。韓云肖認(rèn)為，S5中卡所屬的M4平臺(tái)是對(duì)鏈合創(chuàng)新理念的一次生動(dòng)實(shí)踐。
在M4平臺(tái)立項(xiàng)之后，福田決定學(xué)習(xí)借鑒德國(guó)戴姆勒的開發(fā)思路和理念，與IBM以及EFS等知名咨詢公司進(jìn)行合作，而后者正是給奔馳卡車做系統(tǒng)咨詢的一家公司。除了產(chǎn)品定義采用戴姆勒的定義方法，產(chǎn)品開發(fā)流程FCVDS也同樣借鑒了戴姆勒商用車產(chǎn)品的開發(fā)流程，并結(jié)合自身實(shí)際，進(jìn)行了適應(yīng)性調(diào)整，形成了FCVDS 3.0。
【歐馬可S5車架】
引入國(guó)際化的人才也是實(shí)現(xiàn)鏈合創(chuàng)新的重要手段。福田汽車德國(guó)研發(fā)中心聘請(qǐng)了前戴姆勒的工程師，福田汽車工程研究總院聘請(qǐng)了前五十鈴的工程師，福田戴姆勒的外方工程師也作為顧問參與了M4平臺(tái)的車輛評(píng)價(jià)工作。戴姆勒專家?guī)砉こ探?jīng)驗(yàn)，五十鈴專家?guī)砑夹g(shù)管理經(jīng)驗(yàn)，奧地利ECS專家負(fù)責(zé)底盤調(diào)校，日本工程師則偏向于從用戶角度進(jìn)行評(píng)價(jià)，多方智慧結(jié)合在一起，把產(chǎn)品變成商品，最終交出一份相對(duì)完美的作業(yè)。
汽車產(chǎn)品的研發(fā)，有高手的引領(lǐng)很重要。韓云肖說，國(guó)內(nèi)商用車研發(fā)遇到的瓶頸，必須要通過鏈合的力量來突破?！叭蛉笃髽I(yè)戴姆勒、康明斯、采埃孚都已經(jīng)與福田汽車合資，中方研發(fā)團(tuán)隊(duì)與這些高手學(xué)習(xí)，可以在合作中快速提升自己的能力?！?/p>
只為用戶運(yùn)營(yíng)價(jià)值的最大化
對(duì)用戶而言，平臺(tái)模塊化似乎是一個(gè)看不見摸不著的理念，但其實(shí)它給用戶帶來的好處顯而易見，那就是能更容易找到一款最適合自身業(yè)務(wù)的運(yùn)輸工具，從而實(shí)現(xiàn)運(yùn)營(yíng)價(jià)值最大化。相比以往一車多用的粗放式用車?yán)砟?，這無疑是一種進(jìn)步。模塊化設(shè)計(jì)就像搭樂高積木一樣，在一個(gè)平臺(tái)上可以通過模塊數(shù)量加減來完成不同產(chǎn)品的變形。從用戶角度最直接的感知就是產(chǎn)品可靠性提升，油耗降低，維修更便利。因?yàn)槟K化使得車輛零部件數(shù)量減少，車輛自重降低，生產(chǎn)裝配復(fù)雜度下降，產(chǎn)品質(zhì)量控制更加容易。其中，采用模塊化、輕量化設(shè)計(jì)的ISF4.5發(fā)動(dòng)機(jī)，零件數(shù)量減少40%，自重僅395kg。
與通用化開發(fā)過程不同，歐馬可S5在開發(fā)中重點(diǎn)針對(duì)不同細(xì)分市場(chǎng)的專業(yè)化需求構(gòu)建出不同的模塊，比如，農(nóng)副生鮮產(chǎn)品運(yùn)輸車主要為標(biāo)載，可以走高速路綠色通道，對(duì)車速和車輛可靠性要求較高，車輛自重要輕，而價(jià)格不能太高；以順豐為代表的快遞企業(yè)，主要運(yùn)輸輕拋貨物，對(duì)車輛的準(zhǔn)點(diǎn)率要求高，車的載重能力不要求太高，但車速要求高，對(duì)車輛安全配置要求也更高；這些特點(diǎn)要求在設(shè)計(jì)時(shí)必須在零部件選型方面具有針對(duì)性。除物流領(lǐng)域，S5超級(jí)卡車平臺(tái)還將面向更為復(fù)雜的專用車市場(chǎng)，而很多專用車的作業(yè)工況復(fù)雜，一些環(huán)衛(wèi)車作業(yè)車速只有7-10 km/h，而往返場(chǎng)站時(shí)車速則要達(dá)到50-60 km/h，這就要求發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)校時(shí)要兼顧到兩種需要，最大化滿足用戶需求。
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