汽車模塊化平臺戰(zhàn)略分析

陳平 余傳海 王琪棟 余鋒 王明

（1.智車優(yōu)行科技有限公司；2.上海蔚來汽車有限公司；3.奇瑞捷豹路虎汽車有限公司；4.北京奔馳汽車有限公司）

汽車產(chǎn)品是規(guī)模化經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)物，只有將規(guī)模擴(kuò)大，才能將高額的研發(fā)成本和制造成本攤薄，提高持續(xù)盈利能力。車企一直在尋找大規(guī)模化生產(chǎn)過程中問題的最佳解決方案，優(yōu)秀的模塊化平臺戰(zhàn)略能幫助車企在全球競爭中脫穎而出。通過開發(fā)通用性強(qiáng)的平臺，車企能夠進(jìn)一步控制成本，衍生出更多新車型產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)汽車研發(fā)、工藝設(shè)計(jì)、采購和制造等環(huán)節(jié)的多方合作和盈利。在競爭激烈的汽車制造業(yè)，擁有靈活、多產(chǎn)、全球兼容的“超級平臺”才是未來車企屹立不倒的關(guān)鍵所在，為未來汽車制造提供了無限可能。

1 汽車模塊化平臺

汽車平臺決定了車輛的主要產(chǎn)品特征和技術(shù)能力。在經(jīng)歷了同底盤、平臺化生產(chǎn)后，現(xiàn)代汽車業(yè)發(fā)展的趨勢已經(jīng)非常明顯，即推行歐洲廠商積極推進(jìn)的“模塊化平臺”戰(zhàn)略。

汽車模塊化平臺是指汽車從開發(fā)階段到生產(chǎn)制造過程中的設(shè)計(jì)方法、設(shè)備基礎(chǔ)、工藝流程乃至汽車零部件及質(zhì)量控制的一整套體系。一般而言，模塊化平臺涉及4個層面：1）產(chǎn)品設(shè)計(jì)模塊化；2）生產(chǎn)與制造模塊化；3）供應(yīng)形式模塊化，即價值鏈的分解與外包；4）生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)模塊化，企業(yè)間聯(lián)盟。

在延續(xù)平臺化優(yōu)勢的基礎(chǔ)上，發(fā)揮其靈活性并規(guī)避平臺化帶來的結(jié)構(gòu)性風(fēng)險，同時具有能在保留車企系列品牌特征的前提下實(shí)現(xiàn)各車型規(guī)模效應(yīng)的優(yōu)勢。汽車模塊化平臺可以把不同車型的眾多零部件進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，同時又可以靈活搭載其他新技術(shù)。帶來的好處是，使低級別車型的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)可以向高級別看齊，盡可能多地共享零部件技術(shù)；高級別車型在保證品質(zhì)的同時，制造成本又更具競爭優(yōu)勢。模塊化最核心的部分在于，可以根據(jù)自身產(chǎn)品規(guī)劃和定位來與未來發(fā)展方向進(jìn)行特定的匹配和調(diào)整[1]。

2 主流汽車廠商模塊化平臺戰(zhàn)略分析

2.1 大眾汽車平臺化戰(zhàn)略

大眾汽車集團(tuán)目前的模塊化平臺主要有橫置發(fā)動機(jī)模塊化平臺（MQB）、縱置發(fā)動機(jī)模塊化平臺（MLB）、中置發(fā)動機(jī)模塊化跑車平臺（MMB）及前置后驅(qū)發(fā)動機(jī)模塊化平臺（MSB）。模塊化平臺戰(zhàn)略不僅是大眾持續(xù)盈利的關(guān)鍵，也將成為大眾的核心創(chuàng)新驅(qū)動力。基于模塊化戰(zhàn)略，大眾可以在保留多品牌特征的前提下實(shí)現(xiàn)規(guī)模效應(yīng)，并且進(jìn)一步支持由基于零件的功能設(shè)計(jì)向基于功能/用戶體驗(yàn)的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變。

文章重點(diǎn)介紹其應(yīng)用最廣泛的MQB模塊化平臺，該平臺在大眾、奧迪、斯柯達(dá)和西雅特品牌中得到極為廣泛的應(yīng)用，衍生出多達(dá)60款不同的新車，產(chǎn)品線涵蓋 A00，A0，A，B 4 個級別。

MQB平臺是一個全能型的車型模塊化平臺，如圖1所示。MQB模塊化平臺已不再局限于多款車型共享相同的物理底盤結(jié)構(gòu)，而是以衍生性更強(qiáng)的核心模塊為基礎(chǔ)，允許對前懸、后懸、軸距甚至動力架構(gòu)等進(jìn)行不同組合，開發(fā)出不同車型；并均可共線生產(chǎn)，從而大幅提高生產(chǎn)的柔性化。在產(chǎn)品衍生性、零部件互換性、輕量化、成本控制、動力模塊化升級及高端技術(shù)應(yīng)用等方面有著顯著優(yōu)勢。

圖1 橫置發(fā)動機(jī)模塊化平臺

MQB平臺的主要特征為：

1）MQB模塊化平臺的核心是引入了發(fā)動機(jī)模塊的概念，實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)和變速箱種類減少88%。在MQB模塊化平臺中起核心作用的是汽油發(fā)動機(jī)模塊（MOB）與柴油發(fā)動機(jī)模塊（MDB）系列，MOB的代表是全新的EA211系列，而MDB方面的代表是EA288系列。其具有動力提升，顯著減重；擴(kuò)大前艙空間，方便管線布局；輕量化程度和燃油經(jīng)濟(jì)性進(jìn)一步提升等明顯優(yōu)勢[2]。

2）標(biāo)準(zhǔn)化物理底盤系統(tǒng)，如圖2所示。MQB的主要特征是統(tǒng)一所有發(fā)動機(jī)的布置。無論產(chǎn)品屬于什么級別，發(fā)動機(jī)模塊有著一致的布置，即前軸中心線到油門踏板的距離實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化，如圖2a所示，發(fā)動機(jī)安裝傾角也是相同的，使得各種汽柴油車型排氣、驅(qū)動軸和變速器的位置都實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一；標(biāo)準(zhǔn)的后橋接口從設(shè)計(jì)上保證了后橋、后地板部分對多連桿懸架和扭力梁懸架的兼容性，如圖2b所示。

圖2 標(biāo)準(zhǔn)化物理底盤系統(tǒng)

3）統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化零部件模塊，設(shè)計(jì)兼容性強(qiáng)。MQB主要架構(gòu)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)是圍繞關(guān)鍵部件如空調(diào)系統(tǒng)、座椅、傳動系統(tǒng)、儀表板及電器等標(biāo)準(zhǔn)化零部件模塊，針對市場需求及產(chǎn)品戰(zhàn)略進(jìn)行組合配置，形成不同品牌級別、不同車身形式的車型，大大提高零部件的通用性和互換性。零部件的通用性對多品牌并行的汽車集團(tuán)尤為重要。以大眾每年產(chǎn)銷1 000萬輛車估算，銷量中約有630萬輛車型將基于MQB平臺。如此之高的零部件通用率使得一些年銷量僅有幾千輛的高檔車型單車成本下降到與年銷量上百萬輛的中低檔車型的單車成本非常接近，有利于全球零部件供求集中管理，便于集中采購，降低成本。

4）新技術(shù)配置的靈活搭載，例如基于攝像頭的交通標(biāo)識識別系統(tǒng)、疲勞駕駛檢測系統(tǒng)、自適應(yīng)巡航系統(tǒng)（ACC）、車道保持輔助系統(tǒng)、環(huán)境偵測、前橋電控橫向差速器、可變助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、多次碰撞自動制動系統(tǒng)、主動乘客保護(hù)系統(tǒng)及模塊化娛樂系統(tǒng)等。根據(jù)產(chǎn)品特征和市場需要來靈活搭載不同的新技術(shù)，最終實(shí)現(xiàn)新車的最大化溢價利潤。

5）車型衍生能力強(qiáng)，系列化程度高。通過不同系列發(fā)動機(jī)和懸架模塊的選用、電器模塊高低配置選擇及安全裝置模塊的不同搭配，衍生出不同性能需求級別、外觀造型差異明顯及不同品牌訴求的車型[3]。

2.2 寶馬汽車模塊化平臺

寶馬公司一直沿襲著追求駕駛樂趣的后輪驅(qū)動傳統(tǒng)。隨著市場潮流的改變，寶馬推出基于緊湊級前輪驅(qū)動平臺（UKL）的全新前驅(qū)平臺，以保持充足的市場競爭力。按照寶馬的規(guī)劃，UKL平臺上的車型主要定位于入門級，車身長度在3.8～4.3 m。具備成本優(yōu)勢的UKL平臺的應(yīng)用對于未來寶馬車型的發(fā)展趨勢產(chǎn)生更為深遠(yuǎn)的影響。

UKL平臺的核心依然是基于全新的動力總成模塊化設(shè)計(jì)和制造生產(chǎn)理念，以滿足廣泛適應(yīng)橫置布局的需要。不僅開發(fā)全新B系列發(fā)動機(jī)來逐步普及代替N系列發(fā)動機(jī)，還以輕量化和模塊化為主旋律。新設(shè)計(jì)的模塊化動力總成以其良好的兼容性、生產(chǎn)的靈活性和成本優(yōu)勢逐漸獲得全球市場的認(rèn)可[4]。寶馬發(fā)動機(jī)的模塊化通過以氣缸為單位模塊，采用單缸排量為500 mL，統(tǒng)一缸心距為92 mm、統(tǒng)一缸徑和行程，根據(jù)生產(chǎn)和用戶需求，配備不同的模塊化整合部件，對汽油機(jī)和柴油機(jī)的氣缸體、平衡軸、正時鏈條，甚至是氣缸蓋螺栓等都使用了相同的設(shè)計(jì)，搭配成直列3缸、直列4缸、V型6缸，以及V型8缸等不同功率段、適應(yīng)不同用途的B系列機(jī)型。B系列有著緊湊的結(jié)構(gòu)、高度集成化的零件、高零件通用性和高安裝匹配性，同時具備電子氣門、缸內(nèi)直噴及單渦輪雙渦管三大先進(jìn)技術(shù)。

2.3 奔馳模塊化平臺

奔馳目前的模塊化平臺主要有前輪驅(qū)動架構(gòu)平臺（MFA）、后驅(qū)轎車架構(gòu)平臺（MRA）、模塊化高端架構(gòu)平臺（MHA）及模塊化跑車架構(gòu)平臺（MSA）。其中，MFA平臺是一款以前輪驅(qū)動為基準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的高擴(kuò)展性模塊化平臺，類似于大眾的MQB平臺，可以適用于各種不同的車身結(jié)構(gòu)，還可以適用于四驅(qū)系統(tǒng)。

2.4 沃爾沃模塊化平臺

沃爾沃實(shí)現(xiàn)了全新的可擴(kuò)展整車平臺架構(gòu)（SPA）及沃爾沃發(fā)動機(jī)集群架構(gòu)（VEA）。從自動啟停技術(shù)到混合動力技術(shù)，以及純電動驅(qū)動，沃爾沃的SPA可擴(kuò)展模塊平臺兼顧了未來汽車設(shè)計(jì)生產(chǎn)的多個層面，包括新產(chǎn)品更為出色的節(jié)能環(huán)保性、駕駛性能和未來電氣化技術(shù)。該平臺架構(gòu)可容納沃爾沃未來90%的汽車，實(shí)現(xiàn)大部分的零部件通用。使用SPA平臺能夠共享基本相同的底盤、懸架、電氣和傳動系統(tǒng)及可擴(kuò)展的系統(tǒng)組件；建立起柔性化產(chǎn)品共線生產(chǎn)體系[5]。

2.5 豐田模塊化平臺

豐田汽車公司由于自身的車型平臺種類及數(shù)量巨大，難以完成完美的模塊化平臺升級，為此采用了跨平臺的模塊化方式——TNGA（豐田新全球架構(gòu)戰(zhàn)略），形成全球配置資源，集中采購，共用平臺。

TNGA模塊不僅以大規(guī)模減少零部件的數(shù)量來提高不同車型的零部件共享化水平，從而提高產(chǎn)品的開發(fā)效率和上市速度為主要目的，還旨在開發(fā)全新底盤平臺，在全球市場中建立新的制造標(biāo)準(zhǔn)。豐田未來將基于B（小型車）、C（中型車）、K（前置前驅(qū)中大型車）3個全新的平臺打造多款換代車型，實(shí)現(xiàn)更為廣泛和全面的零部件共享，同平臺的零部件共享率計(jì)劃達(dá)到70%～80%。

3 某自主品牌的模塊化平臺架構(gòu)

某自主品牌汽車制造商通過借鑒國外優(yōu)秀制造商的模塊化戰(zhàn)略思路，根據(jù)自身實(shí)力和市場競爭定位的環(huán)境，開始發(fā)展適合自身的模塊化平臺架構(gòu)。

1）受限于自身研發(fā)實(shí)力及市場競爭能力，目前對于動力系統(tǒng)的模塊化主要定位于低排量的動力模塊架構(gòu)。重點(diǎn)發(fā)展1.3T/1.5T/2.0T的動力序列，提高各排量動力總成的零部件通用性；同時兼顧混合動力系統(tǒng)新能源電機(jī)的柔性集成。

2）通過研發(fā)高度集成的底盤模塊，進(jìn)一步完善底盤物理結(jié)構(gòu)的通用性，使工藝制造模塊化更加柔性地滿足產(chǎn)品模塊化架構(gòu)的制造生產(chǎn)。底盤物理結(jié)構(gòu)模塊化集成動力驅(qū)動系統(tǒng)、前/后懸架總成、冷卻系統(tǒng)模塊、燃油系統(tǒng)總成、制動系統(tǒng)、排氣管路及隔熱墊等，滿足大托盤一體式的工藝制造模塊化裝配；同時統(tǒng)一同平臺下各車型底盤零部件的固定點(diǎn)，使各緊固點(diǎn)采用Z向緊固，可以滿足采用全自動化的擰緊工具擰緊底盤重要緊固點(diǎn)，大大提高整車質(zhì)量的一致性。

3）進(jìn)行大量零部件標(biāo)準(zhǔn)模塊化集成設(shè)計(jì)，遵循提高零部件通用性的設(shè)計(jì)原則。整車上研發(fā)天窗模塊總成、前端模塊、儀表板模塊、座椅模塊、頂棚模塊及車門模塊；同時對于各模塊化的安裝固定點(diǎn)進(jìn)行兼容性統(tǒng)一，滿足開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)化工裝，適應(yīng)模塊化裝配的需求。

4 模塊化的雙刃劍影響

跨國車企通過模塊化平臺可以在全球范圍內(nèi)進(jìn)行汽車模塊化的設(shè)計(jì)和采購，并優(yōu)化制造方案，有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量，縮短車型研發(fā)周期，并且還能幫助汽車廠商實(shí)現(xiàn)旗下各品牌之間的技術(shù)共享，滿足全球化市場的不同需求。但平臺生產(chǎn)也存在不足，比如產(chǎn)品缺乏個性導(dǎo)致使用體驗(yàn)同質(zhì)化。趨于同質(zhì)化容易模糊不同品牌之間的個性差異，因此將成本、技術(shù)、共性及個性等因素有效融合是各大車企未來必須破解的難題。同時，統(tǒng)一的平臺讓汽車零部件通用化的數(shù)量龐大，通用零部件若存在缺陷會導(dǎo)致大批量召回，造成經(jīng)濟(jì)損失巨大。所以這種隱患對廠商的研發(fā)和供應(yīng)商的質(zhì)量管控提出了更高的要求。總的來說，模塊化平臺所帶來的成本優(yōu)勢、模塊化戰(zhàn)略的收益遠(yuǎn)大于風(fēng)險，即使平臺化生產(chǎn)會造成大規(guī)模召回也不會改變企業(yè)加速產(chǎn)業(yè)化和規(guī)模化的決心，大型模塊化平臺是大勢所趨。

5 結(jié)語

實(shí)施模塊化平臺的具體方法各不相同。大眾首先實(shí)施了覆蓋旗下所有品牌的模塊平臺理念；豐田應(yīng)用了全球平臺架構(gòu)下的零部件標(biāo)準(zhǔn)化；沃爾沃則強(qiáng)調(diào)技術(shù)的共享等。由此可見，模塊化平臺并沒有全球統(tǒng)一的解決方案，企業(yè)必須根據(jù)自身戰(zhàn)略和市場渠道制定適合自己的發(fā)展戰(zhàn)略。通過分析各大車企平臺演變過程以及模塊化技術(shù)與經(jīng)濟(jì)性、規(guī)模性的特點(diǎn)，得出一些模塊化平臺的特點(diǎn)及發(fā)展建議[6]：

1）整車模塊化平臺的核心都是基于動力模塊，并在此基礎(chǔ)上，完成其他系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化零部件模塊。模塊化平臺的進(jìn)化，基本要在如下方面入手：核心發(fā)展動力總成的模塊化；通用化的標(biāo)準(zhǔn)零部件是基礎(chǔ)；在車型平臺總布置上，重要子系統(tǒng)總成的布置是一致的；主要制造工藝流程是相似的；許多電子接口及界面是相同的，特別是在未來電氣化領(lǐng)域。

2）模塊平臺化戰(zhàn)略是建立在正向研發(fā)基礎(chǔ)之上的，需要確立穩(wěn)定的品牌框架和長期的產(chǎn)品投放策略。發(fā)展模塊化平臺架構(gòu)必須有新技術(shù)的支撐和一定的經(jīng)濟(jì)性條件。總體上，未來模塊化平臺的發(fā)展方向都是削減平臺數(shù)量、發(fā)展核心平臺、增加核心平臺的產(chǎn)量，并且把重點(diǎn)放在平臺內(nèi)模塊化的共享和全球柔性化生產(chǎn)。

3）從“平臺化戰(zhàn)略”到“模塊化戰(zhàn)略”需要跨越模塊共享論證階段和規(guī)模化階段這2個“關(guān)口”，估計(jì)主力平臺規(guī)模至少達(dá)到年產(chǎn)100萬輛級別才有可能實(shí)施成熟的模塊化戰(zhàn)略。國內(nèi)車企由于技術(shù)能力資源有限，其模塊化的范圍和程度將受影響，在某些關(guān)鍵系統(tǒng)方面十分依賴系統(tǒng)供應(yīng)商。在發(fā)展模塊化戰(zhàn)略初期，為了技術(shù)資源的優(yōu)化配置，應(yīng)該讓重要供應(yīng)商盡早參與到模塊化戰(zhàn)略中；同時，應(yīng)該集中精力研發(fā)至少2款明星車型產(chǎn)品，以該高銷量車型產(chǎn)品結(jié)構(gòu)作為未來模塊化平臺的主體。

4）從大眾的MQB、寶馬的UKL、奔馳的MFA及沃爾沃的SPA等模塊化平臺上看，各大主流汽車廠商都在大力發(fā)展以緊湊級為主的核心模塊化平臺，增加該平臺的車型種類和產(chǎn)量，以提高首次購車或年輕消費(fèi)者的使用體驗(yàn)，吸引客戶對品牌的終身認(rèn)可。

5）伴隨著市場盈利環(huán)境結(jié)構(gòu)的變遷，基于模塊化戰(zhàn)略全球兼容的“超級平臺”，主流知名汽車廠商正在逐漸向著集成共享移動出行等服務(wù)的智能科技公司轉(zhuǎn)型；從汽車制造商轉(zhuǎn)型成為以人為本、可持續(xù)發(fā)展的移動出行服務(wù)提供商。