我国汽车制造企业两化融合水平提升策略研究

（国家工业信息安全发展研究中心，北京 100040）

0 引言

汽车工业产业链长、覆盖面广、上下游关联产业众多，对上游钢铁、石化、橡胶、玻璃、电子和下游金融、保险、维修、旅游、租赁等产业拉动效应明显，在我国国民经济建设中发挥十分重要作用。随着互联网、物联网、大数据、云计算等新一代信息技术向汽车行业的不断渗透，行业内研发设计、生产制造、交易模式、后市场服务等多方面正在发生变革，汽车制造企业生产成本有效降低，经营运作效率进一步提高，市场渠道不断拓展，售后服务质量得到提升；与此同时，汽车行业产业链条不断完善，对上下游关联产业的拉动效应更为显著，产业与IT、通信、智慧交通等产业跨界融合新业态、新模式不断涌现。近些年我国汽车制造企业在两化融合方面取得长足发展，两化融合对提升企业竞争力和经济社会效益作用不断显现，但也应该注意到，作为典型的离散制造行业，目前汽车行业内普遍存在数据标准化程度较低、后市场服务发展不均衡、整车厂与零配件制造企业关系不和谐等问题。本文基于大量汽车制造企业两化融合建设的实际案例研究，针对当前行业内面临亟须突破的共性问题，对汽车制造企业两化融合水平提升策略展开探讨。

1 汽车行业两化融合水平现状及面临主要问题

1.1 汽车行业两化融合水平现状

2017年，我国汽车行业两化融合发展水平达到57.9，领先于装备制造行业平均水平（52.3），在交通设备制造行业中处于中等偏上水平。目前我国大部分汽车制造企业具备一定两化融合基础设施和条件，信息技术不断向研发设计、生产制造、经营管理和市场流通等业务环节渗透融合，2017年73.9%的大型汽车制造企业实现了研发设计、生产、采购、销售、财务、人力、办公等业务的信息化全面覆盖，其中在研发设计环节的数字化研发设计工具普及率达到96.5%。下一步，通过信息化手段实现企业内业务环节间的集成运作以及企业间的有效协同和模式创新是汽车行业两化融合发展的重点，这需要整车制造厂商在产业链层面带动小型企业的两化融合发展，推动基于统一平台的协同设计和制造资源共享。

图1 2017年我国汽车行业两化融合发展水平、发展阶段分布与装备行业整体情况对比

1.2 汽车行业两化融合发展面临主要问题

近些年，我国汽车行业两化融合发展取得一定成就的同时，问题也进一步凸显，正确认识这些问题和不足对整体提升汽车行业的两化融合水平至关重要。

1）数据标准化水平不足

标准化是集成互联和协同交互的基础。对于汽车制造企业，不同业务系统之内的数据格式、编码方式不统一给数据自动流传、交互共享、有效开发利用造成困难。一辆车从研发设计到投入使用会产生海量数据，产品全生命周期维度涉及研发数据、工艺数据、生产制造数据、质量数据以及投入使用后运行数据等；供应链维度涉及原材料数据、采购数据、物流数据、仓储数据等；经营管理维度涉及财务数据、绩效数据等。多维度、大体量、实时产生的汽车工业大数据对标准化工作提出更高要求，但目前汽车制造企业对产品数据标准化相对较为重视，而对原材料标准、工艺工装基础标准、检验试验标准及管理标准等重视不足，相应业务环节产生的数据标准化程度较低，跨业务环节的数据流转存在障碍和壁垒。此外，汽车制造企业在实现内部业务数据的有效集成互联的基础上，也要进一步实现外部信息有效获取、交互共享；同时信息技术的变革促进了市场更为开放、动态发展，汽车制造企业生产经营模式也逐步从趋同化向个性化转变，从客户需求导向向客户深度参与转变，这都对企业的数据开发利用能力提出更高要求，数据标准化水平不足，制约了汽车制造企业实现以数据为驱动的生产、经营、管理和服务模式的不断创新。

2）BOM管理不完善

近些年，汽车行业已由单品种、大批量生产发展到多品种、多系列生产，汽车个性化定制生产趋势愈发凸显。因此将多品种、小批量、个性化汽车产品数据合理组织与管理起来，使其及时、准确地向制造执行以及供应链各环节传递和延伸，并以此数据基础来满足不同客户对汽车不同的配置要求，已经成为汽车行业两化融合的重要课题，BOM管理成为关键，但是目前BOM管理体系的建立与持续提升是汽车行业面临共性难题。各汽车制造企业基本是随业务的发展逐渐形成一套适合自身业务模式的BOM管理体系，纵观全球，有些企业的BOM系统已经历数十年，仍在不断改进或逐步替换升级，如通用的GPDS系统；有些则投入大量资金与资源，走了许多弯路后开发了全新的系统，如丰田的SMS。这些著名厂商的BOM系统都是由企业针对自身的业务运作模式而自行开发的，因此至今在市场上尚无一套完整商业化的BOM管理软件。由于产业发展过程不同，我国汽车制造商与国际著名厂商在作业环境与业务成熟度上有较大的差异，国内整车制造商很难找到一个可完全复制的BOM管理的标杆模式，所以不得不在借鉴与探索中前行。汽车制造企业BOM管理不完善，给企业产品设计、工艺设计、生产制造等造成困难，同时也加大了与上下游企业协同的难度。

3）后市场服务发展不均衡

汽车后市场，是指在汽车从销售环节直到车辆报废的过程中消费者需要接受和使用的各种服务的统称。目前，我国汽车后市场主要涉及汽车保险、汽车金融贷款、汽车电子 IT、汽车保养维护、汽车维修及零部件、汽车运动和文化、二手车销售、汽车租赁、汽车物流运输调度等。与国外发展成熟的汽车后市场比较，我国汽车后市场规模虽然庞大，但市场环境不够成熟，整体面临服务企业规模小、市场集中度低、行业标准不规范、市场秩序混乱等问题。随着国家鼓励互联网+的政策导向，近年来，我国汽车维修保养市场的O2O模式众多、形式多样，但仍旧发展不均衡，从地域上来看，主要集中在北京、上海、浙江、广东等东南沿海地区，中西部地区发展欠缺；从不同车型市场来看，乘用车后市场发展相对成熟于商用车；从不同服务主体来看，经销商依旧是目前配件后市场流通的主渠道，汽车制造企业正在抓紧由传统制造向“制造+服务”转型，积极拓展汽车后市场服务。

4）整零关系不和谐

目前，汽车行业竞争已从简单的产业和技术竞争发展到以整车为核心的零部件配套体系的竞争，未来汽车产品竞争将更多延伸至供应链层面。我国汽车行业中，整车制造企业和零部件企业的地位不平等，整车制造企业一般处在强势地位，零部件企业因依附关系处于弱势地位。我国汽车产业存在欧、美、日、韩、自主等多种生产体，没有主导的生产体系，不同的生产体系均有各自的配套供应商体系，这就导致零部件供应体系严重分割。零部件体系被瓜分的局面严重限制了我国汽车零部件产业规模效应的形成和释放，导致我国汽车零部件企业规模普遍较小，发展空间有限。此外，整车制造企业和零部件企业技术的交流基本上是单向从整车厂流向零部件厂，当整车制造企业完成新车型设计后，零部件企业只需照图生产制造，很少有机会参与整车制造企业的研发。这种单向、被动型技术流动妨碍了零部件企业的技术进步。因此利用信息技术提高整车制造企业和零部件企业的信息沟通效率非常必要的。

基于目前汽车行业两化融合发展面临的主要共性问题，本文通过总结提炼行业内优秀企业的典型做法，提炼形成汽车制造企业两化融合水平提升策略，拟重点解决：1）提升企业有效对接客户需求以及基于客户订单的快速研发设计能力；2）提升企业后市场服务能力以及零配件车企与整车制造企业协同合作能力。

图2 汽车制造企业两化融合水平提升策略整体思路

2 基于客户订单的快速研发设计能力提升策略

互联网时代，汽车制造企业正围绕产品全生命周期研发创新开展积极探索，发展重点从传统单一的实现产品性能突破向基于客户需求的数字化快速定制研发延伸。汽车制造企业提升基于客户订单的快速研发设计能力，重点在于准确把握客户需求和推动产品模块化设计，首先要能够快速响应和有效对接客户的个性化需求，能够基于信息化手段将客户的定制需求快速转化为研发需求；其次是推动产品模块化设计，在现有基础上进一步提高产品设计标准化、系列化、通用化水平，提高产品结构BOM的准确率和覆盖率。以下针对汽车制造企业有效识别和响应客户需求和开展模块化设计的整体思路和实施重点展开探讨。

2.1 客户需求精准识别和有效响应

汽车制造企业对客户需求的精准识别和有效响应贯穿于客户需求对接、产品设计、工艺设计、生产制造、产品交付的全过程，通过深入、高效、点面结合地与客户进行交互，尽量规避或降低客户变更情况，同时也应注意提升企业研产供销服各个环节的互联协同与无缝对接。此外，汽车制造企业能够对客户订单实现全流程的有效管控是对客户需求有效对接响应和管理的重要抓手，通过提升企业端到端的订单履行管控能力，实现以客户需求为驱动的订单快速交付，如图3所示。

图3 汽车制造企业客户需求精准识别和有效响应整体思路

汽车制造企业在定制化模式下，有效对接客户需求、与客户进行交互体现在产品研发、生产、交付的全过程，对订单管控贯穿于录单、履行、交付等的全流程，具体来看：

客户需求对接：一般由销售人员与客户交互，是客户需求的首次响应和最前端对接，主要包括客户需求对接、需求订单录入、客户订单确定等，客户需求信息转化为订单语言的精准度和效率直接影响设计和生产环节的便利和顺畅程度，整个过程以对接客户信息准确、精细、快速为原则，同时要求汽车制造企业提升订单语言和订单录入（例如ERP系统的订单管理模块）流程的标准化程度，以及做好相关知识的沉淀和向销售人员的转移。

产品设计：产品设计主要根据客户订单进行产品方案设计，主要包括产品建模、产品性能和功能验证、产品设计方案优化等。产品设计是对客户订单需求的初步响应，依据订单开展产品模块配置、原材料需求设计，建立产品数字化模型并验证，与客户就产品设计方案进行交互和沟通，最终实现设计方案的评审通过，为规避和减少销售变更奠定基础。

工艺设计：工艺设计主要包括工艺流程设计、工艺过程仿真与参数优化、工艺设计方案优化等，是联接产品设计和生产制造执行的一个承上启下的关键性环节，因此开展规范的工艺评审非常必要，针对工艺设计方案、关键件和关键工序的工艺文件、批量生产的工序能力等方面进行严格评审，不断提升产品设计和工艺设计效率，降低开发成本。

生产制造：在生产制造执行环节，也就是订单履行阶段，依据经过客户评审确认的产品设计方案和工艺设计方案制定、优化生产计划并下达至车间执行，期间要求企业内部供应链和现场物流的精准匹配和对接，并对生产过程进行有效管控，确保产品质量。

产品交付：产品交付包括产品和配套服务的交付，同时部分企业需要针对交付物流按照客户需求进行差异化设计，尤其是零部件制造企业向整车厂交付时根据整车厂的整装进度和仓储条件进行物流设计是非常必要的。交付环节的顺畅程度直接受到签单、设计和生产各个环节规范化、标准化程度的影响，做好订单全流程尤其是前段管控是重中之重。

2.2 开展模块化设计

模块化设计是对一定范围内不同功能或相近功能不同性能、不同规格的产品进行功能分析的基础上，划分并设计出一系列功能模块，通过模块的选择和组合构成不同客户定制的产品，以满足客户和市场的个性化需求。汽车制造企业开展模块化设计是降低产品开发成本、缩短开发周期、解决客户定制化需求的有效途径，主要包括整车平台化、分系统模块化、独立功能模块化以及零部件标注化和通用化等内容，具体如图4所示。

图4 汽车制造企业模块化设计整体思路

在模块化设计过程中一般以自顶向下的设计路径为引领，即基于客户订单需求开展整体规划，并逐步下钻落实到系统级、功能级、零部件级的模块化设计；与此同时，自下而上的底层子模块模型积累沉淀也非常重要，汽车制造企业应通过建立和使用设计标准规范，形成产品数字化模型库、产品设计的知识库和专家库，实现产品和工艺设计中数据和知识的有效积累、分析和复用，具体来看：

整车平台化：整车平台化核心在于一个能够满足一系列车型从设计到生产，涵盖设计方法、设备基础、生产工艺、制造流程、质量控制的整套平台体系，整车平台化是体现汽车柔性制造的重要方面，模块化设计自顶向下首先要基于客户订单需求，结合整车平台参数开展产品规划和总体设计。

分系统模块化：基于产品规划和总体设计方案，进行独立功能系统模块组合、配置选型、参数优化，完成例如动力及传动系统、电器系统、驾驶系统等汽车主要分系统的模块化设计。

独立功能系统模块化：按照主要分系统的模块化设计需求，设计下一级独立功能系统模块，汽车制造企业应注意提升系统结构通用化、边界标准化水平。

零部件标准化、通用化：提升零部件标准化、通用化水平是开展模块化设计的基础，汽车制造企业应不断提高标准件和通用件在零部件数据库中的覆盖范围，提高产品结构BOM的准确率和覆盖率。

3 以用户为中心的后市场服务能力提升策略

信息化时代，企业逐步认识到单一地向市场提供产品的运营模式已经不能有效满足消费者需求，应不断增加服务要素在投入和产出中的比重，推动产品和服务的融合。汽车制造企业愈发重视后市场的发展，正由单纯提供产品向提供“产品+服务”的全套出行解决方案转变。2017年，我国汽车行业中开展精准营销、远程监控、在线运维、基于智能终端提供创新服务等模式的服务型制造的企业比例达31.4%，分别较全国整体水平和装备制造行业水平高出7.1和7.2个百分点。以下针对搭建（或对接）汽车零配件电商平台、基于车载智能终端的汽车维保的两种典型的汽车后市场服务模式展开探讨。

3.1 搭建（或对接）汽车零配件电商平台

汽车配件服务是后市场服务的重要组成部分，目前以4S店为主体的配件服务存在诸多问题，客户层面面临备件等待时间长、维修不及时、维修成本高、维修信息不透明的问题，服务商层面面临备件供应不及时、配件供应不准确的问题。汽车制造企业可通过搭建（或对接）汽车零配件电商平台，并与内部业务系统（例如生产系统、设计系统、仓储管理系统、客户管理系统等）实现集成，有效整合和完善汽车配件信息，实现整车制造企业与客户以及与零配件企业的有效联接，更全面地向客户提供配件供应、维修等服务。现就汽车整车制造企业搭建（或对接）汽车零配件电商平台的整体架构进行探讨和设计，如图5所示。

整个配件服务体系的核心是汽车配件信息系统的建立，向上延伸与企业的研发环节和生产环节实现有效对接，在研发环节实现与PLM、PDM等系统中设计BOM的集成互通，在生产制造环节与ERP、MES中装配清单等相关数据的互通；向下延伸与汽车客户服务体系和配件交易体系实现有效对接，最终实现与客户（或供应商）的有效交互。具体来看：

图5 整车制造企业配件服务体系设计思路

汽车配件信息系统：包含不同型号整车及对应零配件的全套信息，例如可以电子图册形式图文并茂地向客户提供配件信息查询，系统可与企业的PLM、ERP等系统集成，实现整车设计BOM与车辆装配明细的集成共享，客户可通过整车电子图册逐层点击查看零配件信息，也可通过整车编码等信息进行查询。

客户服务体系：整车制造企业与客户联接的平台体系，例如语音系统、APP应用以及微信公众账号等形式的互动社区等，通过这些渠道主动与客户互联，整合客户数据，以客户需求驱动企业运营，向客户提供配件服务，例如维修预约、技术支撑、故障预测等。

配件交易体系：整车制造企业可以通过自建电商平台或者与其他电商对接集成的方式，建设配件交易体系，整合经销商、零配件生产厂商等资源，实现汽车零配件的有效供应。

3.2 基于车载智能终端的汽车维保

随着产品的智能化程度的不断提升，装备制造企业通过终端产品与用户进行深层次互动并实现用户服务需求快速响应能力也不断提升。目前越来越多的汽车制造企业通过加载智能运营终端开展敏捷售后服务等后市场服务模式创新，通过智能运营终端有效采集汽车各运行数据、车辆状况信息、驾驶员的操控行为等信息，并将相关数据回传至数据处理分析平台，通过实时分析收到的海量数据，有效开展汽车安全驾驶管理、油耗管理、维保管理、故障预警等，具体如图6所示。

图6 整车制造企业基于车载智能终端的汽车维保模式

数据处理分析平台对车载智能运营终端采集的汽车运行数据进行分析挖掘，将处理结果通过门户网站、微信公众号、APP应用等方式推送至客户，客户及时了解车辆运行情况，驾驶操控是否存在违规行为，实时跟踪车辆运行轨迹，车辆是否需要维修保养，从而制定相应的维保策略。主要能够实现：

安全驾驶管理：对不良驾驶行为管理功能和驾驶员行为评价，对车辆超速行车、空档滑行、急加速、急减速、发动机超转、超长时间驾驶等驾驶员的不良操作行为进行监控和记录，以通过数据可视化的形式帮助驾驶员改进驾驶技巧，避免安全驾驶隐患。

油耗管理：通过对对车辆运行过程中的车辆急加速、急减速、发动机经济转速比例、空调、暖风装置开启状态等数据进行监控，从而实现高油耗驾驶行为管理、油耗记录监控、油耗数据对比查询功能。

维保管理：通过对车辆运行数据的采集和分析，为车辆制定精确合理的维修保养计划并推送至客户，对受保车辆进行维保提醒，进一步提高维保效率，降低维保成本。

4 结束语

信息化时代，汽车制造企业正发生贯穿产品全生命周期的模式变革，企业要充分借助两化深度融合不断提升信息化时代下的可持续竞争能力，逐步由传统的汽车制造商转变成出行方案解决商。