原創(chuàng)  三維設(shè)計(jì)軟件CATIA助力宇通汽車自主創(chuàng)新

　　 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(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率高達(dá)22%，位居行業(yè)首位，還以明顯優(yōu)勢(shì)獲得中國(guó)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(guó)客車產(chǎn)銷同比沒有增長(zhǎng)，但宇通仍以銷量20314臺(tái)、高出行業(yè)平均增幅十多個(gè)百分點(diǎn)的優(yōu)勢(shì)折桂，企業(yè)綜合實(shí)力名列國(guó)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(zhǎng)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(jiǎng)"的稱號(hào)。宇通客車的風(fēng)行全國(guó)、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(jìng)爭(zhēng)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(gè)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?guó)的鐵路客運(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(chǎng)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(guó)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(guó)公路長(zhǎng)途客運(yùn)的運(yùn)營(yíng)方式和觀念，顛覆了國(guó)內(nèi)鐵路長(zhǎng)途客運(yùn)的一統(tǒng)天下的局面。1994年，全國(guó)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(duì)于客車行業(yè)上升了整整109個(gè)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(guó)，并開始挺進(jìn)世界客車的舞臺(tái)，但是對(duì)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(guó)家級(jí)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(guó)家級(jí)技術(shù)中心，帶動(dòng)行業(yè)及企業(yè)技術(shù)的全面升級(jí)進(jìn)步，2003年，ER 信息平臺(tái)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(guó)內(nèi)汽車企業(yè)中首次采用法國(guó)達(dá)索飛機(jī)公司的CATIA軟件對(duì)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(dòng)。

　　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(guó)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(guó)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(dòng)密集型的企業(yè)中確實(shí)為企業(yè)增加了不少利潤(rùn)，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(dòng)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(dòng)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(gè)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(gè)。相比轎車行業(yè)，一家企業(yè)一年推出幾個(gè)新車型已經(jīng)相當(dāng)少見，每個(gè)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(duì)容易。

　　因此，反映在產(chǎn)品研發(fā)上，根據(jù)客戶的個(gè)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(duì)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(zhǎng)。

　　"使用CATIA V5就可以很好地解決這個(gè)問題，""韓軍介紹，"每個(gè)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(duì)虛擬組裝的電子樣件進(jìn)行各種運(yùn)動(dòng)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(tái)的三維設(shè)計(jì)，對(duì)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�；�于CATIAV5平臺(tái)的三維設(shè)計(jì)，對(duì)于客車上游零部件的供應(yīng)商來說，也是一個(gè)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(gè)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(tái)中，目前整個(gè)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(gè)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(gè)通用零件庫中的某個(gè)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(gè)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(duì)以前產(chǎn)品中某個(gè)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(gè)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?duì)同一類型的零部件設(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(gè)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(gè)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(jí)階段不用分析每個(gè)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(duì)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(dòng)、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(jìng)爭(zhēng)力。

　　SAP/ERP：訂單驅(qū)動(dòng)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(duì)宇通是一個(gè)很大的改變，SAP對(duì)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(tái)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(gè)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(dòng)每個(gè)人的行為，每個(gè)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(gè)由訂單到產(chǎn)品的例子，比如說一個(gè)新的訂單由銷售人員輸入了系統(tǒng)，會(huì)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(gè)小時(shí)之內(nèi)，這些訂單就會(huì)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(gè)性化需求的產(chǎn)品，這些個(gè)性化訂單就會(huì)傳到研發(fā)部門的手中，研發(fā)部門開始針對(duì)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(dòng)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(dòng)，主動(dòng)開發(fā)則是宇通通過對(duì)市場(chǎng)的調(diào)研、把握開發(fā)某種全新的適應(yīng)市場(chǎng)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(gè)性化需求訂單來驅(qū)動(dòng)的，從而保證了設(shè)計(jì)產(chǎn)品是真正滿足市場(chǎng)需求的，一個(gè)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(gè)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(gè)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(dòng)力，從而在強(qiáng)手如林的國(guó)內(nèi)、國(guó)際市場(chǎng)走得更快、更遠(yuǎn)。