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我國中卡產品的發展經歷了技術引進、消化吸收、自主研發和創新應用等多個階段，中卡的產品應用也已滲透到多個領域。特別是近年來，伴隨物流運輸和城市建設的高速發展，對中卡產品的性能要求不斷提升，而市場主體產品平臺最近投放市場的也已七年之久。經濟與物流的發展，催生對中卡產品技術平臺換代升級的迫切需求。
在商用車領域，中卡無疑是最具個性化的車型，城市配送、城際運輸、市政作業，輕載、重載、標載，不同的應用領域和工況使得中卡產品的需求千差萬別。如何精準滿足各細分市場的需求，成為中卡制造企業面臨的難題。顯然，單一的傳統平臺已很難應對當下的市場變化，能夠靈活、精準的滿足細分市場需求特征的全新平臺成為中卡產品技術發展的必然。在這樣的大背景下，福田歐馬可S5超級中卡應需而生。
【歐馬可S5超級中卡】
對于汽車產品來說，平臺是指在汽車研發設計之初，根據目標需求所搭建的涵蓋整車動力、底盤、電子電器和車身4個系統以及產品架構的邏輯關系。通俗來說，歐馬可S5是一款徹徹底底的新中卡，也是當前國內中卡市場唯一一款全新平臺產品。自2017年上市以來，歐馬可S5中卡已取得了1萬多輛的銷量，并且保持著較高的增長率，這還是在沒有拓展專用車的情況下取得的成績。福田汽車工程研究總院副院長韓云肖認為，S5這款采用全新流程、全新理念、全新試驗驗證方式開發的全新平臺中卡，在給終端用戶帶來實際價值的同時，也為福田汽車的研發積累了寶貴經驗。
新平臺聚焦經濟性、可靠性
“S5中卡所屬的福田M4平臺完全來源于市場需求，是根據用戶、市場、法規來定義平臺。”福田汽車工程研究總院副總工程師田孟義是S5中卡的研發負責人，他強調S5平臺從構思時就與原有平臺不同，“以前是結構開發，現在是性能導向，這就是開發理念的變化。”整車開發最大的難點就是平臺規劃，S5中卡面對的市場需求極其豐富，如何用有限的產品技術平臺和功能模塊來滿足，成為開發團隊必須要思考的問題。
首先，在選取標桿時，S5研發團隊把目光從國內轉向歐洲，將戴姆勒、曼恩、達夫的中卡車型作為技術標桿，進行性能水平研究，又將國內占有率最高的車型作為市場標桿，進行競爭力研究。田孟義坦言，S5要實現對上述標桿全面超越不太現實，但把客戶最關注的指標做優，其他指標持平，就可以在競爭中勝出。研發團隊當時為S5定義的特性有16項，最終根據用戶需求來進行取舍。在分析TCO成本結構時研發團隊發現，油耗、維修成本排名前2位。于是，重點采用相應的技術手段，實現這兩項成本的降低。
在油耗方面，S5采取了十幾項手段進行優化。S5造型風格由歐洲設計公司完成，根據福田研發提出的降低風阻需求進行風洞試驗，并對造型進行全面優化。S5搭載的福田康明斯ISF4.5發動機，在開發階段就與整車進行一體化開發，以S5中卡的整車目標性能特征要求作為發動機設計的依據進行輸入，一一對應開發。因此，ISF4.5發動機的外特性和萬有特性最適合S5中卡，體現出的特點就是升功率最大，最大扭矩輸出轉速區間最寬，最低油耗率對應的轉速及扭矩區間最廣。經過傳動系統的優化匹配，在更多工況下，使發動機可一直工作在最佳油耗區。此外，通過對動力附件、熱管理系統等優化，配合良好的駕駛室密封性與保溫性，提升駕駛室采暖或制冷效果，減少空調工作時長，在提升駕駛舒適度的同時，又可降低油耗。S5中卡在終端市場取得的最終油耗表現是：燃油成本1公里節省0.1—0.2元。
【康明斯ISF4.5L發動機】
如果要降低維修成本，就需要提升車輛的可靠耐久性，這也是研發團隊花費精力最多的地方。在S5開發中首先采用故障預防的方法，通過采用DFMEA分析、FAT、P圖、B圖等故障設計預防工具的引用，對整車可靠性進行科學嚴謹的驗證。為此，福田專門聘請了2位可靠性驗證專家，一位出自戴姆勒，導入了戴姆勒的可靠性驗證方法，另一位為加拿大華裔專家，提供了可靠性驗證標準的理論指導。
此外，在可靠性驗證方面，針對每個零件，都制定設計驗證計劃，并經過OTS認可程序的認證，實現可靠性驗證的結果準確、科學。在主要零部件基于載荷譜的臺架試驗基礎上，通過采用實際典型客戶道路路譜與試驗場各種壞路的路譜對比分析，策劃耐久性試驗方案；并根據所選的普通道路的路譜分析結果，制定了強化可靠性的試驗方案。目前歐馬可S5可靠性大幅提升，維修間隔較同類產品增長了1/3。
經驗豐富的德國專家，可以給出很多可以改進問題的有效建議，他們的開發理念是把問題進行管理，通過反復驗證，形成作業模板，比如哪些零部件在什么里程會出現故障，形成監控表，最終把問題歸零。加拿大華裔專家則把這些驗證標準體系化，以應用于未來的產品開發。據悉，在近日中國汽車工程學會舉行的商用車可靠性標準體系研討會上，福田M4平臺的可靠性驗證體系得到多方認可，將牽頭參與這一標準體系的起草工作。
模塊化讓定制充滿活力
2018年，歐馬可S5相繼推出快遞之星、冷鏈之星、綠通之星等車型。面對不同細分市場，S5中卡不僅表現出更快速的市場反應能力，還提出了定制化口號，而支撐定制化的是其基于市場需求的平臺模塊化屬性。
【歐馬可S5綠通之星、快遞之星、冷鏈之星】
模塊化開發方式在歐洲已經興起多年，福田研發團隊參照了歐洲的模塊化方式。首先整理出一份詳盡的市場需求特性表單，對應形成相應的零部件矩陣。經過細化，將產品平臺一次性搭建完成，然后以模塊化為主導進行拓展。田孟義舉例說，這就像一棵大樹的樹根，在形成幾個根車型之后，下面可以根據不同配置衍生出眾多類似于根須的細分車型，用戶可以根據自己的需求進行點單。由于模塊化零部件矩陣具有很強的拓展性，只要有驗證成熟的零部件模塊，隨時都可以加入到這一矩陣中。S5中卡打出的定制化理念就是根據細分市場的產品需求，用不同的模塊實現產品的量身定制。
在卡車產品開發中，如果品種過多，就會造成開發成本不斷增加。而通過產品平臺化，零部件模塊化，S5中卡可以在保證最低成本的情況下，用最少模塊滿足最多需求。例如，針對快遞用戶，通過不同的車架和車廂長度模塊，實現貨廂容積大，滿足多拉貨，多收益的運輸的需要。
田孟義認為，S5中卡平臺化不僅是一種理念，還要有實踐經驗。不能是一個人有這種理念，而是要深深植入到開發團隊每一個工程師的心中。來自福田汽車工程研究總院中重卡技術中心的3位年輕工程師，分享了他們在開發S5過程中對于模塊化理念的實踐經驗。
負責電子電器部分電器工程師陳工說，S5的電子架構采用了超前設計，可以滿足未來5-10年的需求。將底盤域車身域搭建完成后，便于后期的拓展，這些拓展包括各種駕駛輔助系統、車聯網平臺升級，特別是國六排放電控系統，S5平臺已經提前做好規劃，不用做大的改動就能輕松升級，保證了國六技術成熟度。目前S5配裝的車聯網系統，以實現電子圍欄、油耗分析、維保提醒、疲勞駕駛、駕駛行為分析等等功能，可幫助車隊進行車輛及駕駛員的管理，提高車隊運營效率和經濟效益，降低安全風險和能耗。
在談到模塊化的具體體現時，陳工舉了一個例子，S5儀表開發通過參數變化配置了26個功能清單，為匹配不同的發動機預留了8種不同需求，但在硬件上只需要一個型號的儀表盤就可以適應所有需求。對于售后服務商來說，儀表備件只需要一種，可以減少庫存成本，提升服務速度。對于終端用戶來說，模塊化程度高可減少配件品種，便于車輛后期的維修，降低維修費用。
負責動力附件部分設計的工程師吳工認為，模塊化主要體現在兩個要素：一是不變要素，要實現可互換安裝，二是可變要素，要適應系統及整車的調整需要。例如，水箱不變的是寬度，可變的是高度、厚度，S5有不同的水箱模塊來滿足發動機不同動力段需求。S5的進氣系統有3款不同流量的空濾器，在國六階段可根據技術需求選擇合適的模塊。
【歐馬可高位進氣系統】
除了自身部門設計理念的變化，部門之間的協同更早更深入。吳工說，以前動力附件對整車NVH的關注度一般，而且介入比較晚，現在歐馬可從開發初期就介入，將設計和分析緊密結合。通過對發動機懸置進行仿真分析，優化進氣道剛度等手段，使得S5的整體噪聲下降了4-5分貝。
而對于底盤制動系統，卡車載重平臺不同，對制動的要求也不同，S5制動器形式有很多模塊，且這些模塊都是驗證成熟的模塊。在空氣處理單元方面，同屬于超級卡車的重、中、輕卡都采用同一體系，使得采購成本更低，比如在成本不變的情況下，S5的空氣干燥器增加了濾油功能。再如，S5之前采用單缸空壓機，客戶反映有時候打氣時間長，根據這一市場反饋，S5很快就切換為雙缸空壓機模塊。模塊化帶來了對客戶需求的快速響應能力。
一次規劃，分步開發。S5采用的平臺模塊化方式大大降低了開發成本及后期的產品升級成本。田孟義說，被動安全方面，S5在滿足歐洲ECE R29 02版法規同時，預留了03版升級空間，2020年5月1日中國將要升級到03版標準，S5不做大的改動就能滿足新的標準。此外，S5方向盤內還預留了安全氣囊的空間。
展示鏈合創新的最新成果
一直以來，福田汽車在商用車研發中都在倡導鏈合創新理念。韓云肖認為，S5中卡所屬的M4平臺是對鏈合創新理念的一次生動實踐。
在M4平臺立項之后，福田決定學習借鑒德國戴姆勒的開發思路和理念，與IBM以及EFS等知名咨詢公司進行合作，而后者正是給奔馳卡車做系統咨詢的一家公司。除了產品定義采用戴姆勒的定義方法，產品開發流程FCVDS也同樣借鑒了戴姆勒商用車產品的開發流程，并結合自身實際，進行了適應性調整，形成了FCVDS 3.0。
【歐馬可S5車架】
引入國際化的人才也是實現鏈合創新的重要手段。福田汽車德國研發中心聘請了前戴姆勒的工程師，福田汽車工程研究總院聘請了前五十鈴的工程師，福田戴姆勒的外方工程師也作為顧問參與了M4平臺的車輛評價工作。戴姆勒專家帶來工程經驗，五十鈴專家帶來技術管理經驗，奧地利ECS專家負責底盤調校，日本工程師則偏向于從用戶角度進行評價，多方智慧結合在一起，把產品變成商品，最終交出一份相對完美的作業。
汽車產品的研發，有高手的引領很重要。韓云肖說，國內商用車研發遇到的瓶頸，必須要通過鏈合的力量來突破。“全球三大企業戴姆勒、康明斯、采埃孚都已經與福田汽車合資，中方研發團隊與這些高手學習，可以在合作中快速提升自己的能力。”
只為用戶運營價值的最大化
對用戶而言，平臺模塊化似乎是一個看不見摸不著的理念，但其實它給用戶帶來的好處顯而易見，那就是能更容易找到一款最適合自身業務的運輸工具，從而實現運營價值最大化。相比以往一車多用的粗放式用車理念，這無疑是一種進步。模塊化設計就像搭樂高積木一樣，在一個平臺上可以通過模塊數量加減來完成不同產品的變形。從用戶角度最直接的感知就是產品可靠性提升，油耗降低，維修更便利。因為模塊化使得車輛零部件數量減少，車輛自重降低，生產裝配復雜度下降，產品質量控制更加容易。其中，采用模塊化、輕量化設計的ISF4.5發動機，零件數量減少40%，自重僅395kg。
與通用化開發過程不同，歐馬可S5在開發中重點針對不同細分市場的專業化需求構建出不同的模塊，比如，農副生鮮產品運輸車主要為標載，可以走高速路綠色通道，對車速和車輛可靠性要求較高，車輛自重要輕，而價格不能太高；以順豐為代表的快遞企業，主要運輸輕拋貨物，對車輛的準點率要求高，車的載重能力不要求太高，但車速要求高，對車輛安全配置要求也更高；這些特點要求在設計時必須在零部件選型方面具有針對性。除物流領域，S5超級卡車平臺還將面向更為復雜的專用車市場，而很多專用車的作業工況復雜，一些環衛車作業車速只有7-10 km/h，而往返場站時車速則要達到50-60 km/h，這就要求發動機調校時要兼顧到兩種需要，最大化滿足用戶需求。
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