欧马可S5，模块化打造的全新平台超级中卡

中国中型卡车产品的发展经历了技术引进、消化吸收、自主研发和创新应用等多个阶段。中型卡车产品的应用也渗透到了多个领域。特别是近年来，随着物流运输和城市建设的快速发展，对中型货车产品的性能要求不断提高，市场主要产品平台最近已在市场上推出七年。经济和物流的发展，迫切需要对中国卡车产品的技术平台进行升级和升级。在商用车领域，中型卡车无疑是最具个性化的车型。城市分布、城际运输、市政运营、轻载、重载、标准载，以及不同的应用领域和工况，使得对中型卡车产品的需求差异很大。如何准确满足各个细分市场的需求，成为中国卡车制造企业面临的挑战。显然，单一的传统平台已无法应对当前的市场变化，而能够灵活、准确地满足细分市场需求特征的新平台已成为中国卡产品技术发展的必然趋势。在这种背景下，福田奥马科S5超级中型卡应运而生。

对于汽车产品来说，平台是指在汽车研发设计之初，基于目标需求构建的汽车动力、底盘、电子、车身四大系统与产品架构之间的逻辑关系。简单地说，OMAC S5是一款全新的中国卡车，也是当前中国国内卡车市场上唯一的全新平台产品。自2017年推出以来，Omicro S5已经实现了超过10000辆的销量，并保持了高增长率，这是在没有扩展到专业车辆的情况下实现的。福田汽车工程研究院副院长韩云霄认为，S5是一个采用新工艺、新概念和实验验证方法开发的全新平台，不仅为终端用户带来了实用价值，也为福田汽车的研发积累了宝贵经验。新平台注重经济性和可靠性。“S5中卡所属的福田M4平台完全源于市场需求，基于用户、市场和法规进行定义。”福田汽车工程研究院副总工程师田梦一是S5中卡的研发负责人。他强调，S5平台从概念上就不同于最初的平台，以前是结构开发，现在是性能导向，这是开发理念的改变。汽车开发中最大的挑战是平台规划。S5卡面临着极其多样化的市场需求，如何用有限的产品技术平台和功能模块来满足这些需求已成为开发团队必须考虑的问题。首先，在选择基准时，S5研发团队将重点从中国转移到欧洲，使用戴姆勒、曼恩和戴夫的中型车型作为性能水平研究的技术基准，并使用中国市场份额最高的车型作为竞争力研究的市场基准。田梦怡坦言，S5要实现对上述基准的全面超越是不现实的，但通过优化客户最关心的指标，并保持其他指标不变，可以在竞争中获胜。研发团队当时为S5定义了16个功能，并最终根据用户需求做出选择。在分析TCO成本结构时，研发团队发现油耗和维护成本排在前两位。因此，重点是采用相应的技术手段来实现这两种成本的降低。在油耗方面，S5采用了十多种方法进行优化。S5设计风格由欧洲设计公司完成，并根据福田研发提出的风阻降低要求进行了风洞试验，对设计进行了全面优化。搭载S5的福田康明斯ISF4.5发动机在开发阶段已与整车集成，S5的目标性能特性作为发动机设计的输入，相互对应。为此……

ISF4.5发动机的外部和通用特性最适合S5中程卡车，反映了最大功率增加、最大扭矩输出速度范围最宽以及与最低油耗率相对应的速度和扭矩范围最宽的特性。通过对传动系统的优化匹配，发动机可以在更多的工况下持续运行在最佳油耗区。此外，通过优化动力附件、热管理系统等，结合良好的驾驶室密封和绝缘，提高了驾驶室的加热或冷却效果，减少了空调的工作时间。这不仅提高了驾驶舒适性，还降低了油耗。S5在终端市场实现的最终油耗表现是：每公里节省0.1-0.2元的燃油成本。

如果我们想降低维护成本，我们需要提高车辆的可靠性和耐用性，这也是研发团队花费最多精力的地方。在S5的开发中，首先采用了故障预防的方法，并通过使用DFMEA分析、FAT、P图和B图等故障设计预防工具，科学、严格地验证了整车的可靠性。为此，福田聘请了两名可靠性验证专家，一名来自戴姆勒，他们引进了戴姆勒的可靠性验证方法，另一名来自加拿大的中国专家，他们为可靠性验证标准提供了理论指导。此外，在可靠性验证方面，为每个部件制定了设计验证计划，并通过OTS认证计划进行认证，以获得准确、科学的可靠性验证结果。在基于载荷谱的主要部件台架试验的基础上，通过将实际典型客户道路谱与试验现场各种不良道路的道路谱进行比较分析，制定了耐久性试验计划；

并根据所选普通道路的频谱分析结果，制定了提高可靠性的测试计划。目前，OMAC S5的可靠性显著提高，与同类产品相比，维护间隔增加了三分之一。经验丰富的德国专家可以提供许多有效的建议来改善问题。他们的开发理念是管理问题，并通过反复验证，形成一个工作模板，例如哪些组件将在什么里程内发生故障，形成一张监控表，最终将问题重置为零。加拿大-中国专家将这些验证标准系统化，用于未来的产品开发。据悉，在中国汽车工程师学会最近举行的商用车可靠性标准体系研讨会上，福田M4平台的可靠性验证体系已经得到多方认可，并将牵头起草这一标准体系。模块化使定制充满活力。2018年，OMAC S5相继推出了Express Star、Cold Chain Star和Green Connect Star等车型。面对不同的细分市场，S5中卡不仅表现出更快的市场响应能力，而且在基于市场需求的平台模块化属性的支持下，提出了定制的口号。

模块化开发方法在欧洲已经出现多年，福田研发团队一直遵循欧洲模块化方法。首先，编制一份详细的市场需求特征清单，并形成相应的组成矩阵。经过细化，产品平台一气呵成，然后以模块化为主要重点进行扩展。例如，田梦仪说，这就像一棵大树的根。在形成几个根汽车模型后，可以基于不同的配置衍生出许多类似于根的子模型。用户可以根据自己的需求进行订购。由于模块化组件矩阵的可扩展性很强，只要有经过验证和成熟的组件模块，就可以随时添加到这个矩阵中。S5提出的定制概念是根据细分市场的产品需求，使用不同的模块来定制产品。在卡车产品的开发中，如果品种太多，就会导致开发成本持续增加。通过产品平台化和组件模块化，S5卡可以在保证最低成本的同时，以最少的模块满足最大需求。例如，针对快递用户，采用不同的车架和车厢长度模块，实现大的货舱体积，满足多货多收的运输需求。

田梦一认为，S5卡的平台化不仅仅是一个想法，还需要实践经验。不仅仅是一个人有这个概念，它应该深深植根于开发团队中每一位工程师的心中。来自福田汽车工程研究院重卡技术中心的三位年轻工程师分享了他们开发S5模块化概念的实践经验。负责电子和电气部件的电气工程师陈功表示，S5的电子架构采用了先进的设计，可以满足未来5-10年的需求。完成机箱和机身域的构建后，便于后期扩展。这些扩展包括各种驾驶辅助系统、车辆联网平台的升级，尤其是国六排放控制系统。S5平台已提前规划，无需进行重大修改即可轻松升级，确保了国六技术的成熟。目前，S5配备了车辆联网系统，实现电子围栏、油耗分析、维修提醒、疲劳驾驶、驾驶行为分析等功能，可以帮助车队管理车辆和驾驶员，提高车队的运营效率和经济效益，降低安全风险和能耗。在讨论模块化的具体体现时，陈工举了一个例子。S5仪表开发通过参数变化配置了26个功能列表，为匹配不同的发动机保留了8个不同的要求。然而，在硬件方面，只需要一种型号的仪表板就可以适应所有要求。对于售后服务提供商来说，只需要一种类型的仪器备件，可以降低库存成本，提高服务水平……

eed。对于最终用户来说，高度的模块化可以减少配件的种类，方便后期车辆维护，降低维护成本。负责动力附件设计的吴工工程师认为，模块化主要体现在两个要素上：一个是常量要素，需要实现可互换安装，另一个是可变要素，需要适应系统和整车的调节需求。例如，水箱的宽度保持不变，而高度和厚度是可变的。S5具有不同的水箱模块，以满足发动机的不同功率要求。S5的进气系统有三个不同流量的空气过滤器，可以根据中国第六阶段的技术要求选择合适的模块。

除了改变自己部门的设计理念外，部门之间的协作更早、更深入。吴功表示，过去动力配件对整车NVH的关注度一般，介入相对较晚。现在，Omar从开发的早期阶段就参与其中，将设计和分析紧密结合在一起。通过对发动机悬置进行仿真分析，优化进气刚度，S5的整体噪音降低了4-5分贝。对于底盘制动系统，不同的卡车装载平台对制动有不同的要求。S5制动形式中有许多模块，这些模块都经过了验证和成熟。在空气处理装置方面，属于同一类超级卡车的重型、中型和轻型卡车都采用了相同的系统，从而降低了采购成本。例如，在成本保持不变的情况下，S5空气干燥器增加了滤油功能。例如，S5之前使用的是单缸空气压缩机，客户报告有时泵送时间很长。基于这一市场反馈，S5迅速转向双缸空气压缩机模块。模块化可快速响应客户需求。一次规划，一步一步发展。S5采用的平台模块化方法大大降低了开发成本和后期产品升级成本。田梦怡表示，在被动安全方面，S5不仅符合欧洲ECE R29 02版法规，还为升级到03版预留了空间。中国将于2020年5月1日升级到03版标准，S5可以在没有重大变化的情况下满足新标准。此外，S5方向盘还为安全气囊预留了空间。展示链创新的最新成果，福田汽车一直在商用车研发中倡导链创新的理念。韩云晓认为，S5中卡所属的M4平台是链融合创新理念的生动实践。M4平台项目获批后，福田决定借鉴德国戴姆勒的发展思路和理念，与IBM和EFS等知名咨询公司合作，这些公司为梅赛德斯-奔驰卡车提供系统咨询。产品开发流程FCVDS除了使用戴姆勒的定义方法进行产品定义外，还借鉴了戴姆勒的商用车产品开发流程，并根据自身实际进行了适应性调整，形成了FCVDS 3.0。

引进国际人才也是实现连锁创新的重要手段。福田汽车德国研发中心聘请了前戴姆勒的工程师，福田汽车工程研究院聘请了前五十铃的工程师，来自福田戴姆勒的外国工程师也作为顾问参与了M4平台的车辆评估工作。戴姆勒专家带来工程经验，五十铃专家带来技术管理经验，奥地利ECS专家负责底盘调校，而日本工程师倾向于从用户的角度进行评估，结合多种智能将产品变成商品，最终提供相对完美的工作。

让专家来领导汽车产品的研发是很重要的。韩云霄表示，国产商用车发展遇到的瓶颈，必须通过链集成的力量来克服。戴姆勒、康明斯和采埃孚这三大全球公司都与福田汽车建立了合资企业。中国研发团队可以学习……

并通过合作迅速提高他们的能力。为了最大化用户运营价值，平台模块化对用户来说可能是一个无形的概念，但实际上，它给用户带来的好处是显而易见的，即更容易找到最适合自己业务的交通工具，从而最大化运营价值。与过去广泛使用多辆车的概念相比，这无疑是一个进步。模块化设计就像建造乐高积木，不同产品的变形可以通过增加或减少一个平台上的模块数量来实现。从用户的角度来看，最直接的感受是产品可靠性提高，油耗降低，维护更方便。

由于模块化，减少了车辆部件的数量，减轻了车辆的重量，降低了生产和组装的复杂性，并且更容易进行产品质量控制。其中，ISF4.5发动机采用模块化、轻量化设计，零部件数量减少了40%，自重仅为395公斤。

与通用开发过程不同，OMAC S5专注于为不同细分市场的专业需求构建不同的模块。例如，农副鲜产品运输车辆以标准载重为主，可以走高速公路的绿色通道。它对速度和车辆可靠性要求很高，车辆重量要轻，价格不能太高；以顺丰快递为代表的快递公司主要运输轻型货物，对车辆的正点率和载重量要求很高。然而，它们对车速和安全配置有很高的要求；这些特性需要在设计过程中进行有针对性的部件选择。除了物流领域，S5超级卡车平台还将瞄准更复杂的专用车市场，许多专用车的运营条件复杂。一些环卫车的运行速度仅为7-10公里/小时，而到达返程站的速度需要达到50-60公里/小时。这需要对引擎进行调整，以考虑这两种需求并最大限度地提高用户满意度。

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