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CATIA助力宇通自主創(chuàng)新
石磊

  
  鄭州宇通客車股份有限公司是1993年在鄭州客車廠的基礎(chǔ)上成立的一家股份制有限公司。2005年,宇通集團(tuán)售收入突破94億元,宇通客車業(yè)務(wù)銷售額突破66億元,國內(nèi)市場占有率高達(dá)22%,位居行業(yè)首位,還以明顯優(yōu)勢獲得中國客車行業(yè)銷售與出口"雙冠王"。據(jù)統(tǒng)計(jì)資料顯示,2005年全國客車產(chǎn)銷同比沒有增長,但宇通仍以銷量20314臺、高出行業(yè)平均增幅十多個百分點(diǎn)的優(yōu)勢折桂,企業(yè)綜合實(shí)力名列國內(nèi)同行業(yè)首位,創(chuàng)造出主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)連續(xù)十余年保持平均50%增長率的奇跡,并再次被世界客車聯(lián)盟授予"BAAV2006年度最佳客車制造商獎"的稱號。宇通客車的風(fēng)行全國、稱雄行業(yè)離不開其背后強(qiáng)大的科技研發(fā)實(shí)力和嚴(yán)密的流程管理能力。

  研發(fā):重金打造的核心競爭力

  宇通的高層深知自主創(chuàng)新的好處,因?yàn)楫?dāng)年宇通的一炮而紅就是源于創(chuàng)新性地開發(fā)出公路臥鋪客車。1992年,現(xiàn)任宇通集團(tuán)總裁湯玉祥還只是試制車間的一個主任,當(dāng)時(shí),他以前瞻性的思維決定開發(fā)一種臥鋪客車,因?yàn)橹袊蔫F路客運(yùn)效率低下,且很多遠(yuǎn)山區(qū)沒有公路,航空客運(yùn)價(jià)格高昂,這是一種按照市場經(jīng)濟(jì)理論,延伸運(yùn)輸概念的大膽行為。湯玉祥和設(shè)計(jì)人員廢寢忘食地進(jìn)行設(shè)計(jì)與試制。新品ZK6980WD臥鋪車一經(jīng)面市便大受歡迎,它延伸了國內(nèi)民航和鐵路的產(chǎn)品功能,使不同層面的消費(fèi)者能夠享受到不同層面的服務(wù),改變了中國公路長途客運(yùn)的運(yùn)營方式和觀念,顛覆了國內(nèi)鐵路長途客運(yùn)的一統(tǒng)天下的局面。1994年,全國客車整體銷量下降了11.17%,而宇通客車的銷量卻上升了98%,相對于客車行業(yè)上升了整整109個百分點(diǎn),其中絕大多數(shù)的銷量都是來自于這種新品ZK6980WD臥鋪車。憑借著公路臥鋪客車的成功,湯玉祥也從企業(yè)的中層管理人員進(jìn)入了公司的高層。十幾年來,宇通客車馳名全國,并開始挺進(jìn)世界客車的舞臺,但是對新品研發(fā)的重視卻一點(diǎn)也沒有改變。

  "宇通擁有目前客車行業(yè)唯一國家級技術(shù)中心,我們研發(fā)部門每年的費(fèi)用開支都在2億以上,占到銷售額的4%左右。"宇通公司負(fù)責(zé)客車研發(fā)的總工程師韓軍告訴記者。宇通始終堅(jiān)持把企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新放在首位,憑借博士后科研工作站和國家級技術(shù)中心,帶動行業(yè)及企業(yè)技術(shù)的全面升級進(jìn)步,2003年,ER 信息平臺KOA系統(tǒng)在技術(shù)系統(tǒng)得到了運(yùn)用,使公司技術(shù)系統(tǒng)的決策層、業(yè)務(wù)支持層、業(yè)務(wù)運(yùn)作層之間的信息得到了有效連接和傳遞。接著,為提升設(shè)計(jì)手段和效率,又在國內(nèi)汽車企業(yè)中首次采用法國達(dá)索飛機(jī)公司的CATIA軟件對客車新品進(jìn)行自主設(shè)計(jì)開發(fā),設(shè)計(jì)出了ZK6129H系列產(chǎn)品,大大縮短了研發(fā)周期,在行業(yè)內(nèi)引起了轟動。

  CATIA:用設(shè)計(jì)戰(zhàn)斗機(jī)的軟件設(shè)計(jì)汽車

  "我們使用的三維產(chǎn)品設(shè)計(jì)軟件名叫CATIA,它是法國達(dá)索飛機(jī)公司開發(fā)的高檔CAD/CAM軟件,以設(shè)計(jì)幻影戰(zhàn)斗機(jī)而著名,已成為當(dāng)今3D行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。"韓軍告訴記者。2003年,和國內(nèi)所有主流的汽車制造企業(yè)一樣,宇通仍以二維計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)應(yīng)用技術(shù)為主,該技術(shù)在勞動密集型的企業(yè)中確實(shí)為企業(yè)增加了不少利潤,也加快了產(chǎn)品開發(fā)的速度,但在產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量的驗(yàn)證、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)合理性、運(yùn)動校核等方面仍需要依賴多次的新產(chǎn)品實(shí)物試制,設(shè)計(jì)一次成功率不夠理想。

  據(jù)韓軍介紹,客車制造業(yè)是典型的勞動密集型和技術(shù)密集性型,品種多而批量小,宇通的產(chǎn)品線覆蓋6米到18米,價(jià)位從10萬到300萬有近百個產(chǎn)品,年產(chǎn)量多的幾千輛,少的幾十輛(如200百萬以上高檔客車),每輛車涉及的零部件近萬個。相比轎車行業(yè),一家企業(yè)一年推出幾個新車型已經(jīng)相當(dāng)少見,每個車型生產(chǎn)的規(guī)模卻達(dá)到幾十萬輛,在生產(chǎn)控制上較之客車相對容易。因此,反映在產(chǎn)品研發(fā)上,根據(jù)客戶的個性化需求而進(jìn)行設(shè)計(jì)的事情非常常見,客車零部件的設(shè)計(jì)研發(fā)量更加龐雜。根據(jù)傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)方法進(jìn)行零配件設(shè)計(jì),一般是先設(shè)計(jì)出零配件,再送到零部件制造廠進(jìn)行制造,等所有的零件制造出來后,進(jìn)行整車裝配確認(rèn),對設(shè)計(jì)進(jìn)行完善后,進(jìn)行樣件的二輪制造與裝配確認(rèn),產(chǎn)品的一次設(shè)計(jì)完美率較低,并且設(shè)計(jì)周期長。"使用CATIA V5就可以很好地解決這個問題,""韓軍介紹,"每個零配件的設(shè)計(jì)都在CATIA V5環(huán)境中進(jìn)行,設(shè)計(jì)結(jié)束后,我們可以在CATIA V5系統(tǒng)中進(jìn)行虛擬組裝,可提前發(fā)現(xiàn)問題,及時(shí)給予糾正,從而使實(shí)物裝配更合理有效,減少了通過實(shí)物來進(jìn)行產(chǎn)品零部件的試制調(diào)整,大大縮短了產(chǎn)品開發(fā)周期,節(jié)省了設(shè)計(jì)成本。" CATIA V5不僅僅可以實(shí)現(xiàn)零配件之間的虛擬環(huán)境下的組裝,還可以對虛擬組裝的電子樣件進(jìn)行各種運(yùn)動干涉模擬分析。經(jīng)過CATIA V5設(shè)計(jì)出的樣車投入實(shí)物樣車的生產(chǎn)時(shí),產(chǎn)品缺陷就在電子樣車組裝中得以發(fā)現(xiàn)和改進(jìn),大大提高了產(chǎn)品的一次設(shè)計(jì)成功率。

  更進(jìn)一步的是,基于CATIAV5平臺的三維設(shè)計(jì),對于模擬整車與零部件CAE結(jié)構(gòu)分析驗(yàn)證的效率大大提高,并且可以總結(jié)與固化經(jīng)驗(yàn),大大提高了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一次成功率;贑ATIAV5平臺的三維設(shè)計(jì),對于客車上游零部件的供應(yīng)商來說,也是一個好消息,拿到整機(jī)廠部件的電子模型后,可以方便地進(jìn)行CAM的展開,既縮短了樣件的制造周期,也避免了與整車廠進(jìn)行反復(fù)的溝通確認(rèn)。

  "客車制造就像家庭裝修一樣,各家各戶的要求不一樣,我們提供的裝修產(chǎn)品也就不一樣,因此,在CATIA中,我們把產(chǎn)品分為兩大部分,一個是可視部分,即客戶看得見、摸得著體驗(yàn)到的部分,我們一定要做差異化,才能贏得訂單,而另外一部分,是體現(xiàn)內(nèi)在品質(zhì)的部分,一定要盡量通用化,才能降低企業(yè)的研發(fā)制造成本。"韓軍說。

  通過CATIA V5,宇通全集團(tuán)所有零部件設(shè)計(jì)都實(shí)現(xiàn)了集成資料的電子化,進(jìn)入到CATIA V5平臺中,目前整個新產(chǎn)品開發(fā)都使用了這種三維設(shè)計(jì)的手段,產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)、零件設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)、包括零件的設(shè)計(jì)驗(yàn)證等等都可以實(shí)現(xiàn),并且可以形成宇通自己的應(yīng)用規(guī)范,比如整車設(shè)計(jì)的流程、造型設(shè)計(jì)的流程包括一些實(shí)現(xiàn)的方法,形成一個通用的零件庫。宇通在CATIA V5中的通用零件庫內(nèi)都是尺寸可能不同,但是功能、設(shè)計(jì)方法相似的一些零件的集合,通用零件庫的建立大大提高了產(chǎn)品開發(fā)的效率,下次遇到類似功能的零件設(shè)計(jì),調(diào)出這個通用零件庫中的某個零件,進(jìn)行某些參數(shù)的修改即可,而不需要從頭到尾的重新設(shè)計(jì)。當(dāng)前宇通的CATIA V5中集成了宇通各車型的數(shù)據(jù)資料,如果有客戶提出訂單和個性化需求到達(dá)研發(fā)部門后,產(chǎn)品設(shè)計(jì)研發(fā)部門只需要對以前產(chǎn)品中某個模塊進(jìn)行修改,就可以適應(yīng)客戶需求,組合出一種適應(yīng)用戶需求的產(chǎn)品來。"現(xiàn)在的創(chuàng)新更多的是一種模塊創(chuàng)新的概念,結(jié)構(gòu)創(chuàng)新型,而不是全新的產(chǎn)品創(chuàng)新的概念,給客戶滿足他需求的產(chǎn)品即可,而不是整個車所有模塊都是重新設(shè)計(jì)開發(fā)。"韓軍告訴記者,"事實(shí)上,雖然這幾年來,宇通的客車車型增多了,而總體的零部件數(shù)量反而下降了30%,就是因?yàn)槲覀儾粩嗟貙ν活愋偷牧悴考O(shè)計(jì)的合并同類項(xiàng)工作。這些東西都是我們的系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的,而無法通過人為的管理降低下來。"支撐結(jié)構(gòu)型創(chuàng)新需要有一個強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫,庫中不僅有成功的經(jīng)驗(yàn),也有失敗的教訓(xùn),在CATIA V5中,一個失敗的技術(shù)同樣可以為企業(yè)創(chuàng)造價(jià)值,因?yàn)樵摷夹g(shù)是虛擬組裝中已經(jīng)證明是失敗的了,根本連模具的生產(chǎn)和樣車生產(chǎn)都不要進(jìn)行,為企業(yè)節(jié)省開支,否則,等到完全做出樣車再來修改,證明技術(shù)失敗,就實(shí)際已經(jīng)造成經(jīng)濟(jì)的損失了。

  CATIA V5在設(shè)計(jì)的初級階段不用分析每個零件的特征,也不用分析不同零件之間的相互關(guān)聯(lián),而是把不同的零件特征建模工作完成,然后通過定義和改變不同零件的參數(shù),包括特征草圖、表達(dá)方式來完成對零部件的設(shè)計(jì)。"用CATIA設(shè)計(jì)出來的電子樣車,不是說和實(shí)物樣車差不多,而是基本上完全一致,大大提高了設(shè)計(jì)一次成功率,幾乎所有的設(shè)計(jì)失誤都可以在電子樣車階段反應(yīng)出來,并且得到改正。"韓軍說。2004年以后,CATIA在宇通研發(fā)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用已經(jīng)廣泛推廣,基本上所有的新車型都是該軟件設(shè)計(jì)完成的。

  韓軍介紹,除了研發(fā)設(shè)計(jì)產(chǎn)品本身的優(yōu)越性能,CATIA V5還是下一步做研發(fā)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ),沒有CATIA V5這種三維設(shè)計(jì)軟件,很多分析都不可能繼續(xù)進(jìn)行下去,宇通提出"內(nèi)涵式研發(fā)",靠的就是利用CATIA V5等一系列先進(jìn)軟件進(jìn)行基礎(chǔ)研發(fā),如有限元分析、振動、噪音、等方面的研究。通過這些基礎(chǔ)研究與應(yīng)用,提高產(chǎn)品的內(nèi)涵,進(jìn)而提高了產(chǎn)品的競爭力。

  SAP/ERP:訂單驅(qū)動的研發(fā)系統(tǒng)

  韓軍告訴記者,2003年宇通全面上線的SAP系統(tǒng)對宇通是一個很大的改變,SAP對流程的嚴(yán)密控制也延伸到了宇通的研發(fā)領(lǐng)域。SAP系統(tǒng)和CATIA之間的接口比較友好,彼此兼容性很強(qiáng),韓軍介紹,技術(shù)人員可以在SAP平臺上實(shí)施圖紙?jiān)O(shè)計(jì)、物料管理、工藝路線、客戶訂單的處理等等。

  在SAP系統(tǒng)沒有上線之前,所有的軟件都是流程軟件,即軟件是在將某個工業(yè)流程電子化,反應(yīng)在信息系統(tǒng)之中,SAP系統(tǒng)的上線改變了這種局面,該系統(tǒng)是一種真正的管理軟件,由流程來驅(qū)動每個人的行為,每個工作環(huán)節(jié)的行為都被系統(tǒng)所監(jiān)控和管理,是一種真正的管理軟件。韓軍向記者舉了一個由訂單到產(chǎn)品的例子,比如說一個新的訂單由銷售人員輸入了系統(tǒng),會在系統(tǒng)中尋找能夠滿足客戶需求的產(chǎn)品配置模塊,一般來說,90%以上的訂單都是可以在產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫中找到適合客戶需求的產(chǎn)品的,1個小時(shí)之內(nèi),這些訂單就會被處理轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)訂單,從原材料采購、生產(chǎn)車間就開始進(jìn)入生產(chǎn)環(huán)節(jié);可能還有10%的訂單無法在已有模塊中找到滿足客戶個性化需求的產(chǎn)品,這些個性化訂單就會傳到研發(fā)部門的手中,研發(fā)部門開始針對客戶需求在數(shù)據(jù)庫中尋找相應(yīng)零部件進(jìn)行修改設(shè)計(jì),做出滿足客戶需求的設(shè)計(jì),客戶確認(rèn)滿意后,再進(jìn)入轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)訂單進(jìn)行制造的環(huán)節(jié)。

  在宇通的研發(fā)設(shè)計(jì)部門,主動開發(fā)和定制開發(fā)是兩種不同類型的開發(fā),其中定制產(chǎn)品開發(fā)由訂單驅(qū)動,主動開發(fā)則是宇通通過對市場的調(diào)研、把握開發(fā)某種全新的適應(yīng)市場需求的產(chǎn)品。"所有的定制設(shè)計(jì)研發(fā)都是由客戶提出的個性化需求訂單來驅(qū)動的,從而保證了設(shè)計(jì)產(chǎn)品是真正滿足市場需求的,一個極端的例子就是如果沒有客戶的訂單需求,我們甚至定制產(chǎn)品設(shè)計(jì)任務(wù)書的下達(dá)都無法完成,研發(fā)部門處于停滯,當(dāng)然在現(xiàn)實(shí)中是不可能的,因?yàn)槲覀兊挠唵畏浅6,往往都是排?duì)等著研發(fā)部門來解決客戶的個性化需求。"韓軍介紹。

  "總體上說,SAP系統(tǒng)中的PDM模塊讓我們企業(yè)研發(fā)部門高效地管理企業(yè)的技術(shù)數(shù)據(jù),并與生產(chǎn)銷售緊密地結(jié)合起來,CATIA V5是一個優(yōu)秀的研發(fā)設(shè)計(jì)軟件。"韓軍總結(jié)道。宇通正是堅(jiān)定不移地貫徹加強(qiáng)管理能力的投資和企業(yè)技術(shù)進(jìn)步,不斷積聚了發(fā)展的新動力,從而在強(qiáng)手如林的國內(nèi)、國際市場走得更快、更遠(yuǎn)。

 

 
 

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