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解析汽车模块化平台战略分析

来源:竞争战略 时间:2019/8/26

来源:网络

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摘要:汽车产品是规模化经济的产物,优秀的平台化战略能帮助车企开发通用性强的平台。车企通过共享技术和降低成本,能够生产出更多新产品,从而大幅提升其在行业的竞争力。通过分析典型跨国车企巨头的模块化平台特点、车型开发规划以及技术战略等,得出发展模块化平台的一些经验要点,对国内自主车企发展模块化平台给出参考建议。

关键词:汽车;模块化平台;MQB;UKL;战略;成本优势;通用化

汽车产品是规模化经济的产物,只有将规模扩大,才能将高额的研发成本和制造成本摊薄,提高持续盈利能力。车企一直在寻找大规模化生产过程中问题的最佳解决方案,优秀的模块化平台战略能帮助车企在全球竞争中脱颖而出。通过开发通用性强的平台,车企能够进一步控制成本,衍生出更多新车型产品,实现汽车研发、工艺设计、采购和制造等环节的多方合作和盈利。在竞争激烈的汽车制造业,拥有灵活、多产、全球兼容的“超级平台”才是未来车企屹立不倒的关键所在,为未来汽车制造提供了无限可能。

1、汽车模块化平台

汽车平台决定了车辆的主要产品特征和技术能力。在经历了同底盘、平台化生产后,现代汽车业发展的趋势已经非常明显,即推行欧洲厂商积极推进的“模块化平台”战略。

汽车模块化平台是指汽车从开发阶段到生产制造过程中的设计方法、设备基础、工艺流程乃至汽车零部件及质量控制的一整套体系。

一般而言,模块化平台涉及4个层面:

1)产品设计模块化;

2)生产与制造模块化;

)供应形式模块化,即价值链的分解与外包;

4)生产网络模块化,企业间联盟。

在延续平台化优势的基础上,发挥其灵活性并规避平台化带来的结构性风险,同时具有能在保留车企系列品牌特征的前提下实现各车型规模效应的优势。汽车模块化平台可以把不同车型的众多零部件进行标准化生产,同时又可以灵活搭载其他新技术。带来的好处是,使低级别车型的生产标准可以向高级别看齐,尽可能多地共享零部件技术;高级别车型在保证品质的同时,制造成本又更具竞争优势。模块化最核心的部分在于,可以根据自身产品规划和定位来与未来发展方向进行特定的匹配和调整。

2、主流汽车厂商模块化平台战略分析2.1大众汽车平台化战略

大众汽车集团目前的模块化平台主要有横置发动机模块化平台(MQB)、纵置发动机模块化平台(MLB)、中置发动机模块化跑车平台(MMB)及前置后驱发动机模块化平台(MSB)。模块化平台战略不仅是大众持续盈利的关键,也将成为大众的核心创新驱动力。基于模块化战略,大众可以在保留多品牌特征的前提下实现规模效应,并且进一步支持由基于零件的功能设计向基于功能/用户体验的设计转变。

文章重点介绍其应用最广泛的MQB模块化平台,该平台在大众、奥迪、斯柯达和西雅特品牌中得到极为广泛的应用,衍生出多达60款不同的新车,产品线涵盖A00,A0,A,B4个级别。

MQB平台是一个全能型的车型模块化平台,如图1所示。MQB模块化平台已不再局限于多款车型共享相同的物理底盘结构,而是以衍生性更强的核心模块为基础,允许对前悬、后悬、轴距甚至动力架构等进行不同组合,开发出不同车型;并均可共线生产,从而大幅提高生产的柔性化。在产品衍生性、零部件互换性、轻量化、成本控制、动力模块化升级及高端技术应用等方面有着显著优势。

图1横置发动机模块化平台

MQB平台的主要特征为:

1)MQB模块化平台的核心是引入了发动机模块的概念,实现发动机和变速箱种类减少88%。在MQB模块化平台中起核心作用的是汽油发动机模块(MOB)与柴油发动机模块(MDB)系列,MOB的代表是全新的EA系列,而MDB方面的代表是EA系列。其具有动力提升,显著减重;扩大前舱空间,方便管线布局;轻量化程度和燃油经济性进一步提升等明显优势。

2)标准化物理底盘系统,如图2所示。MQB的主要特征是统一所有发动机的布置。无论产品属于什么级别,发动机模块有着一致的布置,即前轴中心线到油门踏板的距离实现了标准化,如图2a所示,发动机安装倾角也是相同的,使得各种汽柴油车型排气、驱动轴和变速器的位置都实现统一;标准的后桥接口从设计上保证了后桥、后地板部分对多连杆悬架和扭力梁悬架的兼容性,如图2b所示。

图2标准化物理底盘系统

)统一的标准化零部件模块,设计兼容性强。MQB主要架构设计基础是围绕关键部件如空调系统、座椅、传动系统、仪表板及电器等标准化零部件模块,针对市场需求及产品战略进行组合配置,形成不同品牌级别、不同车身形式的车型,大大提高零部件的通用性和互换性。零部件的通用性对多品牌并行的汽车集团尤为重要。以大众每年产销万辆车估算,销量中约有60万辆车型将基于MQB平台。如此之高的零部件通用率使得一些年销量仅有几千辆的高档车型单车成本下降到与年销量上百万辆的中低档车型的单车成本非常接近,有利于全球零部件供求集中管理,便于集中采购,降低成本。

4)新技术配置的灵活搭载,例如基于摄像头的交通标识识别系统、疲劳驾驶检测系统、自适应巡航系统(ACC)、车道保持辅助系统、环境侦测、前桥电控横向差速器、可变助力转向系统、多次碰撞自动制动系统、主动乘客保护系统及模块化娱乐系统等。根据产品特征和市场需要来灵活搭载不同的新技术,最终实现新车的最大化溢价利润。

5)车型衍生能力强,系列化程度高。通过不同系列发动机和悬架模块的选用、电器模块高低配置选择及安全装置模块的不同搭配,衍生出不同性能需求级别、外观造型差异明显及不同品牌诉求的车型。

2.2宝马汽车模块化平台

宝马公司一直沿袭着追求驾驶乐趣的后轮驱动传统。随着市场潮流的改变,宝马推出基于紧凑级前轮驱动平台(UKL)的全新前驱平台,以保持充足的市场竞争力。按照宝马的规划,UKL平台上的车型主要定位于入门级,车身长度在.8~4.m。具备成本优势的UKL平台的应用对于未来宝马车型的发展趋势产生更为深远的影响。

UKL平台的核心依然是基于全新的动力总成模块化设计和制造生产理念,以满足广泛适应横置布局的需要。不仅开发全新B系列发动机来逐步普及代替N系列发动机,还以轻量化和模块化为主旋律。新设计的模块化动力总成以其良好的兼容性、生产的灵活性和成本优势逐渐获得全球市场的认可。宝马发动机的模块化通过以气缸为单位模块,采用单缸排量为mL,统一缸心距为92mm、统一缸径和行程,根据生产和用户需求,配备不同的模块化整合部件,对汽油机和柴油机的气缸体、平衡轴、正时链条,甚至是气缸盖螺栓等都使用了相同的设计,搭配成直列缸、直列4缸、V型6缸,以及V型8缸等不同功率段、适应不同用途的B系列机型。B系列有着紧凑的结构、高度集成化的零件、高零件通用性和高安装匹配性,同时具备电子气门、缸内直喷及单涡轮双涡管三大先进技术。

2.奔驰模块化平台

奔驰目前的模块化平台主要有前轮驱动架构平台(MFA)、后驱轿车架构平台(MRA)、模块化高端架构平台(MHA)及模块化跑车架构平台(MSA)。其中,MFA平台是一款以前轮驱动为基准结构的高扩展性模块化平台,类似于大众的MQB平台,可以适用于各种不同的车身结构,还可以适用于四驱系统。

2.4沃尔沃模块化平台

沃尔沃实现了全新的可扩展整车平台架构(SPA)及沃尔沃发动机集群架构(VEA)。从自动启停技术到混合动力技术,以及纯电动驱动,沃尔沃的SPA可扩展模块平台兼顾了未来汽车设计生产的多个层面,包括新产品更为出色的节能环保性、驾驶性能和未来电气化技术。该平台架构可容纳沃尔沃未来90%的汽车,实现大部分的零部件通用。使用SPA平台能够共享基本相同的底盘、悬架、电气和传动系统及可扩展的系统组件;建立起柔性化产品共线生产体系。

2.5丰田模块化平台

丰田汽车公司由于自身的车型平台种类及数量巨大,难以完成完美的模块化平台升级,为此采用了跨平台的模块化方式——TNGA(丰田新全球架构战略),形成全球配置资源,集中采购,共用平台。

TNGA模块不仅以大规模减少零部件的数量来提高不同车型的零部件共享化水平,从而提高产品的开发效率和上市速度为主要目的,还旨在开发全新底盘平台,在全球市场中建立新的制造标准。丰田未来将基于B(小型车)、C(中型车)、K(前置前驱中大型车)个全新的平台打造多款换代车型,实现更为广泛和全面的零部件共享,同平台的零部件共享率计划达到70%~80%。

、某自主品牌的模块化平台架构

某自主品牌汽车制造商通过借鉴国外优秀制造商的模块化战略思路,根据自身实力和市场竞争定位的环境,开始发展适合自身的模块化平台架构。

1)受限于自身研发实力及市场竞争能力,目前对于动力系统的模块化主要定位于低排量的动力模块架构。重点发展1.T/1.5T/2.0T的动力序列,提高各排量动力总成的零部件通用性;同时兼顾混合动力系统新能源电机的柔性集成。

2)通过研发高度集成的底盘模块,进一步完善底盘物理结构的通用性,使工艺制造模块化更加柔性地满足产品模块化架构的制造生产。底盘物理结构模块化集成动力驱动系统、前/后悬架总成、冷却系统模块、燃油系统总成、制动系统、排气管路及隔热垫等,满足大托盘一体式的工艺制造模块化装配;同时统一同平台下各车型底盘零部件的固定点,使各紧固点采用Z向紧固,可以满足采用全自动化的拧紧工具拧紧底盘重要紧固点,大大提高整车质量的一致性。

)进行大量零部件标准模块化集成设计,遵循提高零部件通用性的设计原则。整车上研发天窗模块总成、前端模块、仪表板模块、座椅模块、顶棚模块及车门模块;同时对于各模块化的安装固定点进行兼容性统一,满足开发标准化工装,适应模块化装配的需求。

4、模块化的双刃剑影响

跨国车企通过模块化平台可以在全球范围内进行汽车模块化的设计和采购,并优化制造方案,有利于提高产品质量,缩短车型研发周期,并且还能帮助汽车厂商实现旗下各品牌之间的技术共享,满足全球化市场的不同需求。但平台生产也存在不足,比如产品缺乏个性导致使用体验同质化。趋于同质化容易模糊不同品牌之间的个性差异,因此将成本、技术、共性及个性等因素有效融合是各大车企未来必须破解的难题。同时,统一的平台让汽车零部件通用化的数量庞大,通用零部件若存在缺陷会导致大批量召回,造成经济损失巨大。所以这种隐患对厂商的研发和供应商的质量管控提出了更高的要求。总的来说,模块化平台所带来的成本优势、模块化战略的收益远大于风险,即使平台化生产会造成大规模召回也不会改变企业加速产业化和规模化的决心,大型模块化平台是大势所趋。

5、结语

实施模块化平台的具体方法各不相同。大众首先实施了覆盖旗下所有品牌的模块平台理念;丰田应用了全球平台架构下的零部件标准化;沃尔沃则强调技术的共享等。由此可见,模块化平台并没有全球统一的解决方案,企业必须根据自身战略和市场渠道制定适合自己的发展战略。通过分析各大车企平台演变过程以及模块化技术与经济性、规模性的特点,得出一些模块化平台的特点及发展建议:

1)整车模块化平台的核心都是基于动力模块,并在此基础上,完成其他系统的标准化零部件模块。模块化平台的进化,基本要在如下方面入手:核心发展动力总成的模块化;通用化的标准零部件是基础;在车型平台总布置上,重要子系统总成的布置是一致的;主要制造工艺流程是相似的;许多电子接口及界面是相同的,特别是在未来电气化领域。

2)模块平台化战略是建立在正向研发基础之上的,需要确立稳定的品牌框架和长期的产品投放策略。发展模块化平台架构必须有新技术的支撑和一定的经济性条件。总体上,未来模块化平台的发展方向都是削减平台数量、发展核心平台、增加核心平台的产量,并且把重点放在平台内模块化的共享和全球柔性化生产。

)从“平台化战略”到“模块化战略”需要跨越模块共享论证阶段和规模化阶段这2个“关口”,估计主力平台规模至少达到年产万辆级别才有可能实施成熟的模块化战略。国内车企由于技术能力资源有限,其模块化的范围和程度将受影响,在某些关键系统方面十分依赖系统供应商。在发展模块化战略初期,为了技术资源的优化配置,应该让重要供应商尽早参与到模块化战略中;同时,应该集中精力研发至少2款明星车型产品,以该高销量车型产品结构作为未来模块化平台的主体。

4)从大众的MQB、宝马的UKL、奔驰的MFA及沃尔沃的SPA等模块化平台上看,各大主流汽车厂商都在大力发展以紧凑级为主的核心模块化平台,增加该平台的车型种类和产量,以提高首次购车或年轻消费者的使用体验,吸引客户对品牌的终身认可。

5)伴随着市场盈利环境结构的变迁,基于模块化战略全球兼容的“超级平台”,主流知名汽车厂商正在逐渐向着集成共享移动出行等服务的智能科技公司转型;从汽车制造商转型成为以人为本、可持续发展的移动出行服务提供商。

来源:网络

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