汽車工業(yè)的模塊化戰(zhàn)略 成本工程2.0

圖1德國奔馳汽車的純電動汽車架構(gòu)MEA （Mercdes-Benz Electric Car Architecture）（圖片來自“Motor Authority” 2016.06.13）

2008年世界經(jīng)濟(jì)危機(jī)后的汽車工業(yè)，痛定思痛，各大企業(yè)都在尋找突破困境、可持續(xù)性發(fā)展的道路：

2009年，德國奔馳汽車首先提出模塊化戰(zhàn)略（Modulstrategie）， 定義出Mercedes-Benz Front-Wheel-Drive Architecture（MFA）和Mercedes-Benz Rear-Wheel-Drive Architecture（MRA）的整車架構(gòu)。核心目的就是要在150億歐元的年采購總額中，降低成本20%（30億）歐元

2010年至2015年間，大眾汽車也提出車型平臺化，計(jì)劃了Modulare Querbaukasten （MQB）和Modulare L?ngsbaukasten （MLB）； 寶馬汽車公布了FWD （Front-Wheel-Drive）和RWD（Rear-Wheel-Drive）的整車架構(gòu)；2015年3月27日，豐田汽車也宣布了TNGA（Toyota New Global Architecture）整車架構(gòu)，目的要降低25%的研發(fā)成本

為什么這些先進(jìn)的大型汽車企業(yè)，紛紛提出模塊化、整車架構(gòu)？這里首先要從零部件的成本和需求量的解析關(guān)系說起：

每一個(gè)零部件，都有它相應(yīng)的生產(chǎn)線及生產(chǎn)設(shè)備，當(dāng)這條生產(chǎn)線全年滿負(fù)荷生產(chǎn)時(shí)，零部件單件成本指數(shù)為1，單件成本指數(shù)和產(chǎn)量有如下的解析函數(shù)關(guān)系：

圖2 零部件單件成本指數(shù)和產(chǎn)量的解析函數(shù)關(guān)系（劉曉毅博士首次提出的成本工程理論）

也就是說，產(chǎn)量的增加，使零部件的單件成本降低，其主要原因是生產(chǎn)線的投資總額可以分?jǐn)偟礁嗟牧悴考狭?；產(chǎn)量需求超過了一條生產(chǎn)線的產(chǎn)能，增加的第二條生產(chǎn)線，將導(dǎo)致解析函數(shù)的跳越（見圖2）。這就是為什么要模塊化、共通化的主要原因了，一個(gè)零部件如果不只是用在一個(gè)車型上，而是用在多個(gè)車型上，它的需求量就大幅增加，單件成本也就降低了。

以此為基礎(chǔ)，這里就深入地介紹一下作者參與的奔馳模塊化戰(zhàn)略的經(jīng)歷：

圖3 奔馳C級轎車（W205）（圖片來自奔馳官網(wǎng)）

圖4 奔馳V級MPV（VS20）（圖片來自奔馳官網(wǎng)）

圖3和圖4這兩款車型，外觀、尺寸大不一樣，但是，如果仔細(xì)觀察一下內(nèi)飾，不難發(fā)現(xiàn)，許多零部件、系統(tǒng)是一樣的（或幾乎是一樣的），比如方向盤、儀表盤、導(dǎo)航儀、中央控制單元（Zentralbedieneinheit）和Touchpad，空調(diào)出風(fēng)口，電子開關(guān)等等。這些，就是模塊化的系統(tǒng)和零部件，是在多款車型通用的，如果有細(xì)節(jié)的區(qū)別，通常是裝飾框、亮條，或表面處理不一樣而已，其核心系統(tǒng)，是完全一樣的。

模塊化戰(zhàn)略，有如下的核心要點(diǎn)：

目的：

通過模塊化戰(zhàn)略，大規(guī)模降低模塊的單件成本（降低20%，總額30億歐元）

降低eHPV（Engineered Hour per Vehicle， 設(shè)計(jì)出的單車制造時(shí)間），并使生產(chǎn)過程標(biāo)準(zhǔn)化（提高制造質(zhì)量，降低制造成本）

降低研發(fā)成本，降低單車研發(fā)深度、減少研發(fā)風(fēng)險(xiǎn)

降低整車重量，減少油耗（輕量化）

提高整車可靠性和質(zhì)量

實(shí)施過程：

針對所有的15款車型，每個(gè)車型統(tǒng)一按功能分解成90多個(gè)模塊

對每個(gè)車型都做其兩個(gè)生命周期的模塊化定義并設(shè)定各模塊投入時(shí)間表

全集團(tuán)共有約3000工程師，投入模塊化戰(zhàn)略過程中，為期18個(gè)月。共有90多個(gè)模塊小組，每個(gè)模塊小組由研發(fā)、成本、生產(chǎn)工藝、質(zhì)量工程師組成，每周兩次會議，周一是技術(shù)研討會，周三是跨部門課題會議

模塊化方法：

在模塊化的18個(gè)月內(nèi)，分為三個(gè)階段：模塊分析階段、戰(zhàn)略和技術(shù)方案階段、實(shí)施階段（因各個(gè)模塊開發(fā)周期不同，有不同的實(shí)施時(shí)間表）

每一個(gè)階段，都用了大量標(biāo)準(zhǔn)化指導(dǎo)問題。分析和戰(zhàn)略技術(shù)方案過程中，對模塊功能定義、接口、成本、重量、可制造性、供應(yīng)鏈都應(yīng)用了各類方法、數(shù)據(jù)庫，以達(dá)到性能、成本、重量、質(zhì)量綜合最優(yōu)的技術(shù)方案

這里涉及許多的方法、流程、模塊化戰(zhàn)略運(yùn)作模式的細(xì)節(jié)，作者就不作一一描述。

總之，模塊化戰(zhàn)略是汽車企業(yè)的未來核心工作，無論是常規(guī)動力的車型，還是新能源車型的研發(fā)，無論是數(shù)字化、無人駕駛，還是共享車型（奔馳提出的CASE： connected， autonomous， shared， electric），從產(chǎn)品定義、系列開發(fā)、直至量產(chǎn)，需要貫通模塊化戰(zhàn)略至每個(gè)車型的兩個(gè)生命周期

模塊化戰(zhàn)略是德國工業(yè)4.0（中國制造2025）的重要組成部分

模塊化戰(zhàn)略可以大規(guī)模降低汽車企業(yè)的產(chǎn)品成本15%-20%，它不是從單一車型甚至單個(gè)零部件著手，而是從所有車型統(tǒng)籌、全體的成本企劃，所以，模塊化戰(zhàn)略也是成本工程2.0！

模塊化戰(zhàn)略可以降低研發(fā)成本、縮短研發(fā)周期，減低研發(fā)風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)提高車型的可靠性和質(zhì)量

模塊化戰(zhàn)略也可以應(yīng)用到汽車零部件供應(yīng)商企業(yè)，這里的方法、運(yùn)作模式是可以借鑒的

中國的汽車企業(yè)，還處在成本工程1.0的初期，有的企業(yè)甚至還沒有成本工程。企業(yè)所有車型的模塊化戰(zhàn)略提到議事日程上了嗎？何時(shí)能進(jìn)入到成本工程2.0？“比你優(yōu)秀的，比你還努力”！加油吧，中國的汽車企業(yè)和汽車工程師們！