模块化之路：关于自主品牌模块化实践的问题和思考
世间万物，总要从复杂、无序走向简洁、系统，并在此基础上形成一种演变规律。汽车产品的演变也经历了由简到繁、再由繁到简（减）的历程。...
来自:德拓汽车研发创新体系建设网
世间万物，总要从复杂、无序走向简洁、系统，并在此基础上形成一种演变规律。汽车产品的演变也经历了由简到繁、再由繁到简（减）的历程。
我们在体系建设网第四期结合国内自主品牌汽车产品平台化开发推行的问题和思考，粗浅地讨论了汽车平台化规划和开发管理的问题和建议，本期将把触角延伸到模块化平台范畴。
业界有关汽车平台化、模块化的文章非常多，笔者做了一些收集整理和分析，这里在总结共性部分内容的基础上，希望仍然从规划、开发管理和流程建设的角度对国内自主品牌模块化实践进行一些研究和讨论。
一、模块化的概念
模块化就是将零件和总成按其在汽车上的功能组合在一起，形成一个高度集中的、完整的功能单元。比如：组装电脑时，通常选择一块主板，而这块主板上可以搭载不同的硬盘、显卡、CPU等，这些配件可以来自于不同的厂家，你可以根据需要自由组装和选择。同样的道理，汽车的发动机、悬挂、座舱等零部件，都可以像电脑的硬盘、显卡一样作为模块独立出来，在设计和组装的时候，厂家可以通过选择不同的模块来实现不同的车辆（如图1）。当然模块化并不会限制车辆的尺寸和类型，这也就意味着，同一个模块可以用于生产A0级车型、可以用于生产B级车，还也可以用于生产SUV车型，只要其能力能够满足，即性能、强度、耐久性能等……。这也和组装电脑有相似之处，选择的模块不同就能组装出不一样性能和级别的车型，所以有人又将模块化形容为现代汽车发展的“魔方”。
图1
汽车模块化示意图（来源：汽车之家）
与之相匹配的是模块化生产，即根据汽车的相关功能（或结构），在装配作业时，将同一个功能（或结构）系统的零部件在一个相对独立的区域内装配成形，或者汽车零部件供应商按功能系统以模块化形式供货，整车厂以模块化部件为基本件进行总装配，从而大大提高了产品设计和生产的效率。
二、模块化平台的发展历程和行业领先实践现状
纵观世界汽车工业发展，汽车的生产方式经历了三次革命：福特汽车创建的流水线大生产模式实现了造车历史上第一次削减成本、提高效率的生产方式革命；丰田的精益生产模式通过“零库存”的生产方式把整个采购、生产、销售链条的控制成本做到了极致；大众在平台化基础上通过模块化模式实现了成本革命。汽车产品开发模式也经历了从单车型开发、平台开发、平台精益化到平台模块化的演进。
在20世纪70年代末汽车企业开始采用模块化设计和生产技术，应用于零部件行业。模块化供货方式最早出现在欧洲，初始动机为减低成本。在模块化技术方面，欧洲发展最快，其次分别为美国和日本。与此同时，在平台化深入汽车行业的二十多年间，各大汽车企业不断进行新车型的扩张，采用平台化技术增加了共用零部件数量，并将更多的车放在同一条生产线上。但是随着汽车市场的日益细化，平台化开发也显示出一定的局限性，比如大众早期的PQ35平台，只能局限于在A级车演变，不能满足更加细分的市场对新平台车型的需求。所以从2010年开始大众打破传统车型平台之间相对封闭的技术壁垒并明确提出模块化平台的概念，目的是通过模块化提高不同车型之间的零部件通用性，从而降低成本、缩短开发制造时间，并为客户提供差异化的产品。
在模块化的大趋势下，很多有实力的厂家也在推行类似的模块化平台，比如标致雪铁龙集团的模块化平台EMP2、沃尔沃的SPA模块化平台、宝马的UKL前驱模块化平台、奔驰的前驱MFA和后驱MRA两个模块化平台等。当前凸显出两个先进且具有代表性的模块化开发设计的典型：
一种是以丰田公司为代表的日系车企围绕ECU系统进行模块推进，通过将按照各种功能细分的ECU整合起来，实现一个涵盖范围更大的功能，使之成为各车型通用的模块，比如以传动控制、车身控制、安全控制和多媒体等标准系统为单位进行模块开发；
另一种是以德系企业为主的产品结构多项功能与多种配件相互关联的复杂对应关系。德系汽车企业推崇的“模块化”被业界公认为四大模：动力总成、车门总成、仪表总成、车前端总成。通过对这几大总成的模块化开发和管理，使得原来的汽车产品设计和生产的周期、成本有了很大的改善。三、模块化平台的优势和潜在的问题
模块化平台是从平台模式衍生而来的，其最大的特点是实现了跨车种、跨级别的模块通用性，通过模块化供货和生产模式实现规模化效应使得成本降低，从而带来巨大的经济效益。大众的MQB模块化平台最具代表性，其核心技术策略就是在统一考虑平台上规划的车型的基本整车总布置尺寸的基础上，将动力总成悬置点统一。
图2
大众MQB模块化平台技术策略（来源：车云网）
1）缩短设计和制造周期（整车开发周期可缩短30%左右），从而加快产品更新换代，这也是先进汽车企业汽车开发周期明显短于国内自主品牌汽车产品开发周期的重要原因之一；2）实现规模成本效益（研发投资、模具投资以及采购成本等均可节约20%以上）；
3）维修方便，必要时可以只更换模块；
4）通过共用模块，可以使已经存在的优秀车型的技术优势拓展到其他更多的车型上，使得产品性能稳定可靠；
5）减重并降低油耗。
虽然模块化能带来明显的经济效益，但是推行模块化开发也存在巨大的潜在问题：当某一通用的模块存在问题，将导致重大的影响。比如某模块的某一环节出现问题或有缺陷，将导致装用该模块的所有车型都受影响，并对企业带来巨大损失。通用前不久由于一个小小的点火开关缺陷而遭至大批量的召回，直接经济损失超过5亿美元，本田和大众汽车等车企也出现过由于模块的问题而导致大规模召回的事件。
四、国内自主品牌汽车企业实施模块化的思考
据科尔尼分析，在2000~2010年间，得益于模块化平台的研发和制造方式，全球汽车市场的车型数量增长了三倍多，但平台和零部件的数量均减少了近50%。
模块化的经济效益是显而易见的，那么国内自主品牌的模块化开发实践现状如何呢？事实上国内自主品牌车企在推行模块化的过程中，在市场份额低销量规模小的情况下，由于模块化规划、前置开发、应用集成的技术积累有限，目前普遍还难以实现真正的规模化效益，主要有以下几个方面的限制：
1）目前国内自主品牌车企产量大于100万辆的基本没有，没有规模化的产品作为支撑，全面推行模块化平台其实是徒劳，因为模块化的本质就是通过多产品的模块通用来实现开发成本的降低、开发周期的缩短。
2）没有建立与中长期产品规划、技术规划相结合的模块规划和前置开发流程和管理机制，产品规划的有效性较差，常常会“朝令夕改”；缺少系统的前瞻性市场研究和需求分析，产品开发过程中因为当前的市场形势变化而频繁地改变产品定义导致偏离原有规划，并且缺少产品规划的变更流程和变更决策机制。在这种情况下推行模块化开发，就会出现“一车一模块”的尴尬局面。
3）国内自主品牌车企大多设计工程师年轻化、人员流动率高，没有足够的技术经验积累和沉淀，团队不稳定，缺少“从一而终”的产品总工程师责任制，模块化开发总是陷入为了解决“一时一地”的问题而突破模块化设计的技术约束和边界条件。
4）产品开发和制造过程中的质量控制能力，是推行模块化开发的重要前提条件之一。如果盲目地全面推行模块化（平台）开发，一旦某个模块出现较大质量问题或安全隐患，它所引发的损失远大于推行模块化获得的收益，那么模块化就失去了原本的意义。
但是这并不意味着自主品牌车企就绝对与模块化无缘，在没有销量规模支撑的情况下，仍然可以在现有销量规模的基础上进行模块化规划和开发的实践，通过局部的模块化和通用化来实现一定的成本优化。
一方面我们可以先从一些小的或不对安全法规造成威胁的零部件开始进行模块化，以此积累经验、培养团队并逐步推广模块化；
另一方面借助于现有产品开发来完善自身的模块化规划和开发体系，并提升模块化开发技术和管理能力：
1）通过前瞻性市场研究和需求分析弄清市场前景，准确把握规划模块的使用量，避免造成开发浪费；
2）关注法规和技术发展趋势，结合中长期产品规划做好技术规划和模块化规划，针对核心技术模块做好前置开发的策划和应用管理；关注行业先进技术的开发应用和及时导入模块化的可能，预留接口；
3）确定产品模块划分的原则（如功能、结构、载荷能力（涉及覆盖面）等）并明确技术约束和结构边界条件，前提是模块的划分形成功能独立、结构合理、制造装配方便；
4）充分进行模块应用于车型的搭载试验验证，充分运用虚拟验证手段或者台架、骡子车等实物验证手段；
5）结合当前的产品开发积累经验（FMEA），建立具有延续性的设计和验证数据库，并加强开发过程中的协同管理。
总结
行业领先实践已经在模块化之路上走得相当远，譬如丰田通过核心技术模块的前置开发和在平台上的提前验证，使得车型产品开发的任务更多的是整车集成开发和验证，因而大大缩短了整车开发周期。但是国内自主品牌的模块化实践还在起步阶段，没有平台化和模块化的积累，产品开发还不能以丰田的整车产品开发周期作为衡量标准。这里有一个管理上的误区不得不提，由于没有确立和遵守以“客户价值导向、新产品是为下一年度市场增长做准备”为核心的新产品上市流程的业务原则，国内自主品牌车企总是把新产品当做当年销售的增长点，因而对新产品急功近利，强行要求缩短上市时间，常常欲速则不达，导致质量妥协让步。如果把这些实践结果放到一个较长的时间段来看，实际上企业都为此付出了无法计算的沉重代价。
不管是推行平台化，还是追逐模块化效益，首先要确保正向开发一款高质量的产品，然后在完善企业的产品规划和技术规划的基础上，合理规划模块并逐步推广模块化开发；同时建立和完善整车模块化集成与验证的流程，尤其是概念设计阶段需要充分考虑技术约束和结构边界条件，量产开发验证阶段需要管理好变更以防止模块化边界和约束条件被突破。
技术的发展是永无止境的，国内自主品牌车企应结合自身实际情况并着眼于当今世界汽车先进开发技术、关注新的设计理念，通过探索实践走出一条适合自身发展的模块化之路。
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