原創  三維設計軟件CATIA助力宇通汽車自主創新

　　 鄭州宇通客車股份有限公司是1993年在鄭州客車廠的基礎上成立的一家股份制有限公司。2005年，宇通集團售收入突破94億元，宇通客車業務銷售額突破66億元，國內市場占有率高達22%，位居行業首位，還以明顯優勢獲得中國客車行業銷售與出口"雙冠王"。

　　據統計資料顯示，2005年全國客車產銷同比沒有增長，但宇通仍以銷量20314臺、高出行業平均增幅十多個百分點的優勢折桂，企業綜合實力名列國內同行業首位，創造出主要經濟指標連續十余年保持平均50%增長率的奇跡，并再次被世界客車聯盟授予"BAAV2006年度最佳客車制造商獎"的稱號。宇通客車的風行全國、稱雄行業離不開其背后強大的科技研發實力和嚴密的流程管理能力。

　　研發：重金打造的核心競爭力

　　 宇通的高層深知自主創新的好處，因為當年宇通的一炮而紅就是源于創新性地開發出公路臥鋪客車。1992年，現任宇通集團總裁湯玉祥還只是試制車間的一個主任，當時，他以前瞻性的思維決定開發一種臥鋪客車，因為中國的鐵路客運效率低下，且很多遠山區沒有公路，航空客運價格高昂，這是一種按照市場經濟理論，延伸運輸概念的大膽行為。湯玉祥和設計人員廢寢忘食地進行設計與試制。

　　新品ZK6980WD臥鋪車一經面市便大受歡迎，它延伸了國內民航和鐵路的產品功能，使不同層面的消費者能夠享受到不同層面的服務，改變了中國公路長途客運的運營方式和觀念，顛覆了國內鐵路長途客運的一統天下的局面。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％，相對于客車行業上升了整整109個百分點，其中絕大多數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，湯玉祥也從企業的中層管理人員進入了公司的高層。十幾年來，宇通客車馳名全國，并開始挺進世界客車的舞臺，但是對新品研發的重視卻一點也沒有改變。

　　"宇通擁有目前客車行業唯一國家級技術中心，我們研發部門每年的費用開支都在2億以上，占到銷售額的4%左右。"宇通公司負責客車研發的總工程師韓軍告訴記者。宇通始終堅持把企業技術創新放在首位，憑借博士后科研工作站和國家級技術中心，帶動行業及企業技術的全面升級進步，2003年，ER 信息平臺KＯＡ系統在技術系統得到了運用，使公司技術系統的決策層、業務支持層、業務運作層之間的信息得到了有效連接和傳遞。

　　接著，為提升設計手段和效率，又在國內汽車企業中首次采用法國達索飛機公司的CATIA軟件對客車新品進行自主設計開發，設計出了ＺＫ６１２９Ｈ系列產品，大大縮短了研發周期，在行業內引起了轟動。

　　CATIA：用設計戰斗機的軟件設計汽車

　　 "我們使用的三維產品設計軟件名叫CATIA，它是法國達索飛機公司開發的高檔CAD/CAM軟件，以設計幻影戰斗機而著名，已成為當今３Ｄ行業標準。"韓軍告訴記者。2003年，和國內所有主流的汽車制造企業一樣，宇通仍以二維計算機輔助設計應用技術為主，該技術在勞動密集型的企業中確實為企業增加了不少利潤，也加快了產品開發的速度，但在產品設計質量的驗證、產品結構合理性、運動校核等方面仍需要依賴多次的新產品實物試制，設計一次成功率不夠理想。

　　據韓軍介紹，客車制造業是典型的勞動密集型和技術密集性型，品種多而批量小，宇通的產品線覆蓋6米到18米，價位從10萬到300萬有近百個產品，年產量多的幾千輛，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，一家企業一年推出幾個新車型已經相當少見，每個車型生產的規模卻達到幾十萬輛，在生產控制上較之客車相對容易。

　　因此，反映在產品研發上，根據客戶的個性化需求而進行設計的事情非常常見，客車零部件的設計研發量更加龐雜。根據傳統的二維設計方法進行零配件設計，一般是先設計出零配件，再送到零部件制造廠進行制造，等所有的零件制造出來后，進行整車裝配確認，對設計進行完善后，進行樣件的二輪制造與裝配確認，產品的一次設計完美率較低，并且設計周期長。

　　"使用CATIA V5就可以很好地解決這個問題，""韓軍介紹，"每個零配件的設計都在CATIA V5環境中進行，設計結束后，我們可以在CATIA V5系統中進行虛擬組裝，可提前發現問題，及時給予糾正，從而使實物裝配更合理有效，減少了通過實物來進行產品零部件的試制調整，大大縮短了產品開發周期，節省了設計成本。"

　　CATIA V5不僅僅可以實現零配件之間的虛擬環境下的組裝，還可以對虛擬組裝的電子樣件進行各種運動干涉模擬分析。經過CATIA V5設計出的樣車投入實物樣車的生產時，產品缺陷就在電子樣車組裝中得以發現和改進，大大提高了產品的一次設計成功率。

　　更進一步的是，基于CATIAV5平臺的三維設計，對于模擬整車與零部件CAE結構分析驗證的效率大大提高，并且可以總結與固化經驗，大大提高了產品結構設計的一次成功率。基于CATIAV5平臺的三維設計，對于客車上游零部件的供應商來說，也是一個好消息，拿到整機廠部件的電子模型后，可以方便地進行CAM的展開，既縮短了樣件的制造周期，也避免了與整車廠進行反復的溝通確認。

　　"客車制造就像家庭裝修一樣，各家各戶的要求不一樣，我們提供的裝修產品也就不一樣，因此，在CATIA中，我們把產品分為兩大部分，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，是體現內在品質的部分，一定要盡量通用化，才能降低企業的研發制造成本。"韓軍說。

　　通過CATIA V5，宇通全集團所有零部件設計都實現了集成資料的電子化，進入到CATIA V5平臺中，目前整個新產品開發都使用了這種三維設計的手段，產品的概念設計、零件設計、模具設計、包括零件的設計驗證等等都可以實現，并且可以形成宇通自己的應用規范，比如整車設計的流程、造型設計的流程包括一些實現的方法，形成一個通用的零件庫。宇通在CATIA V5中的通用零件庫內都是尺寸可能不同，但是功能、設計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品開發的效率，下次遇到類似功能的零件設計，調出這個通用零件庫中的某個零件，進行某些參數的修改即可，而不需要從頭到尾的重新設計。

　　當前宇通的CATIA V5中集成了宇通各車型的數據資料，如果有客戶提出訂單和個性化需求到達研發部門后，產品設計研發部門只需要對以前產品中某個模塊進行修改，就可以適應客戶需求，組合出一種適應用戶需求的產品來。"現在的創新更多的是一種模塊創新的概念，結構創新型，而不是全新的產品創新的概念，給客戶滿足他需求的產品即可，而不是整個車所有模塊都是重新設計開發。"韓軍告訴記者,"事實上，雖然這幾年來，宇通的客車車型增多了，而總體的零部件數量反而下降了30％，就是因為我們不斷地對同一類型的零部件設計的合并同類項工作。這些東西都是我們的系統來實現的，而無法通過人為的管理降低下來。"

　　支撐結構型創新需要有一個強大的數據庫，庫中不僅有成功的經驗，也有失敗的教訓，在CATIA V5中，一個失敗的技術同樣可以為企業創造價值，因為該技術是虛擬組裝中已經證明是失敗的了，根本連模具的生產和樣車生產都不要進行，為企業節省開支，否則，等到完全做出樣車再來修改，證明技術失敗，就實際已經造成經濟的損失了。

　　CATIA V5在設計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聯，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，包括特征草圖、表達方式來完成對零部件的設計。"用CATIA設計出來的電子樣車，不是說和實物樣車差不多，而是基本上完全一致，大大提高了設計一次成功率，幾乎所有的設計失誤都可以在電子樣車階段反應出來，并且得到改正。"韓軍說。2004年以后，CATIA在宇通研發設計中的應用已經廣泛推廣，基本上所有的新車型都是該軟件設計完成的。

　　韓軍介紹，除了研發設計產品本身的優越性能，CATIA V5還是下一步做研發實驗的基礎，沒有CATIA V5這種三維設計軟件，很多分析都不可能繼續進行下去，宇通提出"內涵式研發"，靠的就是利用CATIA V5等一系列先進軟件進行基礎研發，如有限元分析、振動、噪音、等方面的研究。通過這些基礎研究與應用，提高產品的內涵，進而提高了產品的競爭力。

　　SAP/ERP：訂單驅動的研發系統

　　韓軍告訴記者，2003年宇通全面上線的SAP系統對宇通是一個很大的改變，SAP對流程的嚴密控制也延伸到了宇通的研發領域。SAP系統和CATIA之間的接口比較友好，彼此兼容性很強，韓軍介紹，技術人員可以在SAP平臺上實施圖紙設計、物料管理、工藝路線、客戶訂單的處理等等。

　　在SAP系統沒有上線之前，所有的軟件都是流程軟件，即軟件是在將某個工業流程電子化，反應在信息系統之中，SAP系統的上線改變了這種局面，該系統是一種真正的管理軟件，由流程來驅動每個人的行為，每個工作環節的行為都被系統所監控和管理，是一種真正的管理軟件。

　　韓軍向記者舉了一個由訂單到產品的例子，比如說一個新的訂單由銷售人員輸入了系統，會在系統中尋找能夠滿足客戶需求的產品配置模塊，一般來說，90％以上的訂單都是可以在產品數據庫中找到適合客戶需求的產品的，1個小時之內，這些訂單就會被處理轉化為生產訂單，從原材料采購、生產車間就開始進入生產環節；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品，這些個性化訂單就會傳到研發部門的手中，研發部門開始針對客戶需求在數據庫中尋找相應零部件進行修改設計，做出滿足客戶需求的設計，客戶確認滿意后，再進入轉化為生產訂單進行制造的環節。

　　在宇通的研發設計部門，主動開發和定制開發是兩種不同類型的開發，其中定制產品開發由訂單驅動，主動開發則是宇通通過對市場的調研、把握開發某種全新的適應市場需求的產品。"所有的定制設計研發都是由客戶提出的個性化需求訂單來驅動的，從而保證了設計產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，我們甚至定制產品設計任務書的下達都無法完成，研發部門處于停滯，當然在現實中是不可能的，因為我們的訂單非常多，往往都是排隊等著研發部門來解決客戶的個性化需求。"韓軍介紹。

　　"總體上說，SAP系統中的PDM模塊讓我們企業研發部門高效地管理企業的技術數據，并與生產銷售緊密地結合起來，CATIA V5是一個優秀的研發設計軟件。"韓軍總結道。宇通正是堅定不移地貫徹加強管理能力的投資和企業技術進步，不斷積聚了發展的新動力，從而在強手如林的國內、國際市場走得更快、更遠。