文/《經(jīng)濟》雜志、經(jīng)濟網(wǎng)記者 寇佳麗

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，汽車行業(yè)快速的數(shù)字化進程正將這個以傳統(tǒng)硬件為主的行業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)橐攒浖徒鉀Q方案為中心的行業(yè)，消費者不斷升級的數(shù)字化生活方式以及對于新穎創(chuàng)新服務(wù)的需求提升，直接推動了汽車行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型和升級。作為制造業(yè)領(lǐng)域創(chuàng)新的集大成者，汽車行業(yè)在新一輪數(shù)字化科技革命中走在了最前沿，各大汽車企業(yè)都在尋求數(shù)字化轉(zhuǎn)型道路，部分更為努力的車企已不同程度地引入了大數(shù)據(jù)、云計算等，搭建具備自身特點的部署模式。

不可避免的“新四化”

2012 年，十八大報告提出“新四化”戰(zhàn)略，即堅持走中國特色新型工業(yè)化、信息化、城鎮(zhèn)化、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化道路，推動信息化和工業(yè)化深度融合、工業(yè)化和城鎮(zhèn)化良性互動、城鎮(zhèn)化和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化相互協(xié)調(diào)，促進工業(yè)化、信息化、城鎮(zhèn)化、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化同步發(fā)展。10 年后的今天，我國汽車產(chǎn)業(yè)也正處于“新四化”階段，即電動化、網(wǎng)聯(lián)化、智能化和共享化?！靶滤幕笔菓?zhàn)略規(guī)劃，也代表著未來汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢。

中國汽車工業(yè)協(xié)會公開數(shù)據(jù)顯示，2018 年，我國汽車產(chǎn)銷量分別為2781 萬輛和2808 萬輛，同比分別下降4.2%、2.8%。這代表我國汽車市場年度銷量出現(xiàn)自1990 年以來的首次負(fù)增長。不僅如此，當(dāng)年，各大汽車企業(yè)的營收和利潤總額也出現(xiàn)了下滑，意味著我國汽車市場已經(jīng)從高速增長期進入平穩(wěn)期。同時，造車新勢力、互聯(lián)網(wǎng)科技企業(yè)入局，汽車行業(yè)的“新四化”變革已經(jīng)悄無聲息地成為汽車企業(yè)現(xiàn)階段全面轉(zhuǎn)型的必然選擇。一方面，新生代消費者正不斷成為首次購車主力軍，消費習(xí)慣與偏好在變化，市場由“以產(chǎn)品為中心”向“以人為中心”轉(zhuǎn)變。另一方面，與“新四化”相伴而來的是技術(shù)和商業(yè)模式的創(chuàng)新，也因此，汽車產(chǎn)業(yè)鏈的各個環(huán)節(jié)都不得不面臨深刻變化與嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

要想持續(xù)完成“新四化”目標(biāo)，數(shù)字化不可避免：數(shù)字化是通往“新四化”的必由之路，而“新四化”反過來可以進一步推動汽車產(chǎn)品的數(shù)字化。

在重慶市沙坪壩區(qū)青鳳高科產(chǎn)業(yè)園區(qū)賽力斯鳳凰智慧工廠，工作人員正在檢測新能源汽車車身。來源：新華社

“數(shù)字化與汽車‘新四化’至少在兩個層面上存在關(guān)系：一個是‘新四化’中的網(wǎng)聯(lián)化、智能化是數(shù)字化在汽車生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)的體現(xiàn)與目標(biāo)；另一個是數(shù)字化包含的范圍比‘新四化’更廣泛，后者需要依托汽車產(chǎn)品，但我們知道，一些汽車后市場比如車輛的維修與保養(yǎng)，也在不斷數(shù)字化，但他們并不在‘新四化’的覆蓋范圍內(nèi)?！苯邮堋督?jīng)濟》雜志、經(jīng)濟網(wǎng)記者采訪時，江西新能源科技職業(yè)學(xué)院新能源汽車技術(shù)研究院院長張翔這樣分析。

張翔指出，數(shù)字化給汽車產(chǎn)業(yè)帶來的好處顯而易見，其中“設(shè)備維修”模式的改變是很重要的一點。汽車生產(chǎn)工廠內(nèi)遍布生產(chǎn)線與各種設(shè)備，其中進口設(shè)備不在少數(shù)。以往，設(shè)備損壞或出現(xiàn)障礙后，需要聯(lián)系國內(nèi)異地甚至海外的技術(shù)專家前來現(xiàn)場檢查、維修，一來一回，時間周期長，維修成本高?！吧a(chǎn)線一旦停工，本身就是一大筆損耗?！睌?shù)字化實現(xiàn)以后，類似問題都可以通過5G 信號請異地或海外專家線上“會診”與維修，完全不需要到達現(xiàn)場，不僅節(jié)省時間和成本，也大大縮短了生產(chǎn)線的停工時間。

“整體上，數(shù)字化為汽車產(chǎn)業(yè)帶來的是高效率，不過它對企業(yè)的要求也高，那就是為了實現(xiàn)數(shù)字化，企業(yè)要事先鋪設(shè)大量設(shè)施，比如5G 設(shè)備、傳感器等，這些都是很大的投入，且投資回報周期較長。對于傳統(tǒng)汽車工廠來說，數(shù)字化還意味著老舊設(shè)備的改造和更新，確實不是一件容易的事情?！睆埾柽€分析說：“汽車工廠的數(shù)字化達到一定程度后，可以減少人力成本，也可以大大提高技術(shù)人員和工程師的工作效率，帶來更多便利。在國內(nèi)一些工廠，技術(shù)工人已經(jīng)實現(xiàn)了遠(yuǎn)程監(jiān)控，很多工作是由機械手臂完成的，機房、數(shù)據(jù)中心、大數(shù)據(jù)、云以及存儲器的利用效率很高，工程師們可以在家中通過電腦、手機或者應(yīng)用監(jiān)控設(shè)備運行，非常便利?！?/p>

左手機遇，右手挑戰(zhàn)

車輛與日俱增，人們越來越需要一個安全、舒適、便利的交通環(huán)境，這促進了汽車產(chǎn)業(yè)網(wǎng)聯(lián)化、智能化的發(fā)展。

車聯(lián)網(wǎng)（網(wǎng)聯(lián)化）是指由車輛位置、速度和路線等信息構(gòu)成巨大的交互網(wǎng)絡(luò)，通過移動互聯(lián)網(wǎng)進行汽車的信息收集和共享，借助信息處理，實現(xiàn)汽車與道路、車與車主、車主與車主、車主與第三方服務(wù)商的溝通。車聯(lián)網(wǎng)利用傳感技術(shù)感知車輛的信息狀態(tài)，依靠無線通信網(wǎng)絡(luò)和現(xiàn)代智能信息處理技術(shù)實現(xiàn)智能交通管理、交通信息服務(wù)智能決策和車輛智能控制。

例如，下班回家時，我們都希望在不提前出發(fā)的條件下最快到家。車聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)后，只要車主在下班前將希望到家的時間輸入手機應(yīng)用，通過云端大數(shù)據(jù)計算，分析出車主可能經(jīng)過的每個路段以及這些路段在特定時間可能產(chǎn)生的流量，再結(jié)合道路通過能力和周邊道路狀況，計算出最適合每個人的路線和出發(fā)時間。而作為車主，我們只需要按照導(dǎo)航規(guī)劃的路線與速度行駛就可以。

當(dāng)前，被普遍認(rèn)可的一種觀念是，車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展可以分為三個階段：第一階段為車載信息服務(wù)階段，即指2G/3G/4G 時代具備基本聯(lián)網(wǎng)能力的車輛；第二階段是智能網(wǎng)聯(lián)階段，即我們目前所處的階段，這個階段通過C-V2X 技術(shù)，實現(xiàn)汽車行業(yè)“新四化”（電動化、聯(lián)網(wǎng)化、智能化和共享化）變革驅(qū)動；第三階段為智慧出行階段，車路協(xié)同在智能交通和高級自動駕駛中廣泛應(yīng)用，實現(xiàn)智慧出行，達到人—車—生活統(tǒng)一。值得注意的是，前述三個階段并非一定依次演進，可能并行推進、實現(xiàn)。

車聯(lián)網(wǎng)、智能交通系統(tǒng)為汽車提供了智能化的基礎(chǔ)設(shè)施、道路及網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。2020 年2 月10 日，我國發(fā)布《智能汽車創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略》。文件指出，智能汽車是指通過搭載先進傳感器等裝置，運用人工智能等新技術(shù)，具有自動駕駛功能，逐步成為智能移動空間和應(yīng)用終端的新一代汽車。智能汽車通常又稱為智能網(wǎng)聯(lián)汽車、自動駕駛汽車等。

從現(xiàn)實方面看，智能汽車較為成熟和可預(yù)期的功能與系統(tǒng)主要是包括智能駕駛系統(tǒng)、生活服務(wù)系統(tǒng)、安全防護系統(tǒng)、位置服務(wù)系統(tǒng)以及用車服務(wù)系統(tǒng)等，參與企業(yè)也主要是圍繞上述這些功能系統(tǒng)進行升級的。

與傳統(tǒng)汽車比較，智能汽車具有更加先進的自動駕駛輔助系統(tǒng)、智能座艙系統(tǒng)和車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，最顯著的特征是智能化、網(wǎng)聯(lián)化與共享化。智能汽車通過其搭載的軟硬件逐步由單純的交通運輸工具向智能移動空間轉(zhuǎn)移，從而最終實現(xiàn)“以人為中心”的智能移動空間。可見，智能汽車的全面實現(xiàn)與網(wǎng)聯(lián)化不可分割。

從發(fā)展的角度看，智能汽車將經(jīng)歷兩個階段：第一個階段是智能汽車的初級階段，即輔助駕駛；第二個階段是智能汽車發(fā)展的終極階段，即完全替代人的無人駕駛。當(dāng)前，我國汽車產(chǎn)業(yè)的網(wǎng)聯(lián)化處于第二階段，即智能網(wǎng)聯(lián)階段，正試圖實現(xiàn)“新四化”變革驅(qū)動；智能化處于第一階段，“輔助駕駛技術(shù)”和“半自動駕駛技術(shù)”已經(jīng)得到應(yīng)用，并成為提升產(chǎn)品檔次和市場競爭力的重要手段。

我國汽車產(chǎn)業(yè)正在數(shù)字化的道路上向前飛馳，但前路并非一帆風(fēng)順?，F(xiàn)實中，網(wǎng)聯(lián)化、智能化存在種種阻礙。以車聯(lián)網(wǎng)為例，目前至少面臨三方面挑戰(zhàn)：車輛數(shù)據(jù)安全問題、車聯(lián)網(wǎng)自身安全漏洞問題和新技術(shù)應(yīng)用安全建設(shè)滯后問題。有些具備自動駕駛功能的汽車，具有多種形態(tài)的傳感器裝置，而車輛行駛中獲得的道路高精度測繪數(shù)據(jù)，與國防、國家安全等領(lǐng)域息息相關(guān)，理應(yīng)受到嚴(yán)格監(jiān)管。

生產(chǎn)線的數(shù)字化需求

有分析認(rèn)為，“數(shù)字制造”的內(nèi)涵至少包含以下內(nèi)容，即數(shù)字化產(chǎn)品定義、數(shù)字化工藝流程規(guī)劃、數(shù)字化工廠布局規(guī)劃、車間生產(chǎn)數(shù)字化管理和數(shù)字化制造資源。這里的“資源”既包括數(shù)字化設(shè)備（如機器人、數(shù)控加工中心等），也包括工具、操作工人等。這些內(nèi)涵或許并不能百分百準(zhǔn)確投射到每一個制造業(yè)細(xì)分領(lǐng)域，但對汽車產(chǎn)業(yè)來說，數(shù)字化至少包含兩個層面，一個是汽車產(chǎn)品的數(shù)字化（如前文提到的車聯(lián)網(wǎng)），另一個是生產(chǎn)線的數(shù)字化。

汽車的制造工藝按照類型劃分為沖壓、白車身焊接、噴涂、總裝、動力總成（發(fā)動機）以及其他零配件的制造、裝配。其中，白車身焊接、總裝和動力總成工藝更為復(fù)雜。

白車身制造的基本過程就是采用機器人（或者手動加機械手輔助）的手段，傳輸、抓取、夾持離散的鈑金和沖壓件并將其焊接成復(fù)雜的白車身結(jié)構(gòu)。白車身焊裝過程的操作工序繁多，工藝內(nèi)容復(fù)雜，它是汽車制造企業(yè)最為關(guān)鍵的工藝領(lǐng)域之一。

據(jù)統(tǒng)計，一個轎車的白車身在焊裝過程中要經(jīng)歷3000-5000 個點焊步驟，用到100 多個大型夾具，500-800 個定位器，許多工藝信息都和零部件的三維幾何特性密切相關(guān)，這給車身焊裝工藝參數(shù)選擇、工藝流程規(guī)劃、車身焊裝的質(zhì)量控制甚至車身設(shè)計都帶來很多挑戰(zhàn)。

汽車總裝的基本過程就是采用手動（或者手動加機械手輔助）的手段，按次序?qū)⒘悴考b配到移動的車身上，最終成為汽車成品。過去10 多年里，隨著汽車產(chǎn)品型號的急劇增加，產(chǎn)品配置越來越復(fù)雜，總裝的混流生產(chǎn)變得非常普遍，總裝生產(chǎn)線成為汽車制造商在規(guī)劃設(shè)計過程中最費時間的部分。

發(fā)動機是汽車的關(guān)鍵部件，它的制造工藝非常復(fù)雜。發(fā)動機制造工廠包含缸體、缸蓋、曲軸等的機械加工生產(chǎn)線，發(fā)動機的裝配線以及發(fā)動機檢測線和設(shè)備。發(fā)動機的制造質(zhì)量直接影響汽車產(chǎn)品的性能水平和可靠性。隨著發(fā)動機趨于輕量化、結(jié)構(gòu)簡單化、性能優(yōu)質(zhì)化，發(fā)動機制造技術(shù)和工藝發(fā)生了很大變化，高速、高效、柔性是制造工藝當(dāng)前的主要特點。

無論白車身制造、總裝還是發(fā)動機生產(chǎn)，都在數(shù)字化進程中遇到了新要求。以總裝為例。國內(nèi)汽車裝配工藝一般由工藝規(guī)劃人員先進行經(jīng)驗性、類比性的手工設(shè)計，然后根據(jù)樣車裝配試驗情況和生產(chǎn)現(xiàn)場實際情況進行適當(dāng)調(diào)整后完成。這種做法工作量巨大、耗時長，工藝規(guī)劃質(zhì)量也無法保證，在裝配任務(wù)規(guī)劃、生產(chǎn)線平衡等方面難以達到較理想的優(yōu)化效果。但如果廣泛使用虛擬技術(shù)，在計算機上實現(xiàn)裝配工藝規(guī)劃和驗證，就能及時發(fā)現(xiàn)并修正問題，減少實際投產(chǎn)后的變更，節(jié)省時間和成本。

中國電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院產(chǎn)業(yè)政策研究所所長董凱告訴《經(jīng)濟》雜志、經(jīng)濟網(wǎng)記者，生產(chǎn)線數(shù)字化與汽車產(chǎn)品數(shù)字化是相互促進、相互依存的?！捌嚠a(chǎn)品數(shù)字化正在快速發(fā)展，嵌入式操作系統(tǒng)、車載芯片、域控制器、激光雷達等軟硬件產(chǎn)品創(chuàng)新日益活躍，整車數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化水平不段提升。產(chǎn)品的快速迭代升級和不同組合的定制化需求對智能網(wǎng)聯(lián)汽車生產(chǎn)提出了更高要求。要通過融合數(shù)字化技術(shù)、提高數(shù)字化能力來提升生產(chǎn)線和供應(yīng)鏈的柔性化水平，提高生產(chǎn)能力對創(chuàng)新需求的適配性。同樣的，生產(chǎn)線數(shù)字化也為企業(yè)持續(xù)推動產(chǎn)品數(shù)字化創(chuàng)新提供了基礎(chǔ)保障，打通從研發(fā)設(shè)計到生產(chǎn)制造再到用戶體驗的端到端數(shù)據(jù)，能夠讓用戶對汽車產(chǎn)品數(shù)字化需求快速傳遞到企業(yè)研發(fā)設(shè)計和生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)。例如，威馬汽車通過智能制造中臺，連接生產(chǎn)和銷售兩端，無縫集成用戶需求和制造端的供應(yīng)鏈狀態(tài)，實現(xiàn)秒級排產(chǎn)，達到‘一頭下單，一頭排產(chǎn)’效果，從消費端拉動制造流程與供應(yīng)鏈。”

再接再厲補短板

整體看，“數(shù)字造車”在國內(nèi)發(fā)展已經(jīng)取得了良好效果。

董凱指出，目前國內(nèi)汽車行業(yè)主要企業(yè)均高度重視發(fā)展智能制造，加大數(shù)字化轉(zhuǎn)型投入，在生產(chǎn)線數(shù)字化和產(chǎn)品數(shù)字化上均有顯著提升，代表了中國制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的先進水平和方向。

例如，一汽紅旗建設(shè)的繁榮工廠數(shù)字化水平已實現(xiàn)國內(nèi)領(lǐng)先。一輛紅旗汽車由3000 多類、3 萬—5 萬種零部件組成，生產(chǎn)過程要經(jīng)歷沖壓、焊裝、涂裝、總裝等核心工序。公開信息顯示，一汽繁榮工廠沖壓生產(chǎn)線全過程自動化率達到93.7%，焊裝生產(chǎn)線600 余臺機器人實現(xiàn)自動化率100%，涂裝生產(chǎn)線采用7 軸機器人可達率提升了15%，總裝自動化率達到30%，可實現(xiàn)全平臺柔性生產(chǎn)。紅旗繁榮工廠建立了數(shù)字化的智能中控系統(tǒng)，搭建了制造過程數(shù)字孿生平臺，實現(xiàn)了汽車生產(chǎn)全制造域的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化和價值化，有效支撐了車間和工廠的作業(yè)決策能力。

與此同時，我們也要清晰地看到，數(shù)字造車的產(chǎn)業(yè)難題依然存在。

董凱分析說：“在生產(chǎn)線數(shù)字化層面，我們?nèi)匀辉谘邪l(fā)設(shè)計、工業(yè)控制等軟件領(lǐng)域有較大提升空間，工藝仿真的基礎(chǔ)研究、軟件開發(fā)和試驗驗證還需要加強，在總裝車間自動化率上也有較大提升空間。在提升生產(chǎn)環(huán)節(jié)自動化率的同時，我們還要解決不同制造單元、不同制造裝備之間的“數(shù)據(jù)煙囪”問題，讓數(shù)據(jù)流動起來，加強工業(yè)數(shù)據(jù)的分級分類治理和標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一。在汽車產(chǎn)品數(shù)字化層面，除了大家普遍關(guān)注的汽車芯片之外，還需大力發(fā)展車用嵌入式操作系統(tǒng)，尤其是面向車輛控制域和駕駛域的嵌入式操作系統(tǒng)。隨著汽車產(chǎn)品數(shù)字化水平的提升，對嵌入式操作系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理能力以及實時性、可靠性和安全性要求也越來越高。相較而言，目前國內(nèi)的產(chǎn)品在實時性和可靠性上仍有較大差距，安全性方面還需要進一步評估驗證。此外，我們亟需加大研發(fā)創(chuàng)新投入，依托骨干車企和相關(guān)軟硬件系統(tǒng)企業(yè)構(gòu)建協(xié)同創(chuàng)新的生態(tài)，不依附、不盲從海外成熟路線，積極探索適合我們自己的道路?！?/p>