【微合金专访】陈一龙：汽车行业应科学开展轻量化工作

     《微合金化技术》杂志（中国中信集团主管、中信微合金化技术中心主办)开展了汽车行业资深专家专访专题活动，本专题活动与中国汽车材料网联合实施，探讨中国汽车行业发展、轻量化、新材料开发及应用等主题，力争促进我国汽车行业技术进步和促进中国制造2025。本期邀请中国轻量化技术创新战略联盟专家委员会原主任，中国汽车材料领域知名专家、国内轻量化技术的主要发起者和推动者陈一龙先生，与行业同仁就如何科学地开展轻量化工作，以及商用车轻量化的发展等议题进行深入的探讨。
 

中国工程学会轻量化技术创新战略联盟委员会原主任 陈一龙

      中国汽车轻量化经历了概念认知、新材料开发、材料/结构优化与工艺相结合、以及建立系统解决方案等不同的发展阶段，那么当前中国汽车轻量化的核心工作是什么呢？陈主任表示这是一个很大的话题，站在不同的层面应当有不同的认识和结论。

     
       从当前的实际情况看，过去的十年我国轻量化工作取得很大进展，无论是设计、材料，还是制造技术都有明显进步，最重要的是轻量化的理念与认识上有了质的飞跃。十年前，国内汽车设计流程中未考虑轻量化的因素，到近些年国内车企均把轻量化列为战略发展目标，并将重量管理纳入设计和考核指标进而成为汽车产业的三大发展方向（电动化、智能化、轻量化）之一，为我国汽车轻量化技术的发展开辟了广阔空间。但是，工作在整车开发一线的工程技术人员还有一些不同的感受，有的同志反映，企业下达的轻量化指标是拍脑袋出来的，说服力不强。既没有很好借助行业技术资源给与足够的支持，也不能完全期望轻量化目标最终能够实现，只想形成推动轻量化工作的强大压力。在这样的推进机制下，企业的轻量化工作难以深入、持久发展。此外，价格约束问题、材料与设计配合问题、产品开发与技术开发脱节问题等等，都影响轻量化工作的深入发展。也就是说，在解决为什么要开展汽车轻量化工作的问题之后，如何结合企业实际需要，科学开展轻量化工作问题是摆在行业和企业面前迫切需要解决的问题。

      对此，陈主任认为，解决这一问题的关键在于如何把轻量化工作与整车开发有机融合在一起，需制定合理的轻量化目标和有效的推进机制。我们不能把轻量化当作与产品性能保障与提升无关的一个技术和第三方考核目标，更不能单纯为了轻量化而轻量化，而是为提高企业产品在细分市场中的竞争力而实施的重要技术措施之一。大面来说，就是要把轻量化工作与企业落实供给侧改革，提供产品的市场竞争力相结合。为此，陈主任建议企业轻量化工作需要首先考虑解决三个基本问题：

●轻量化定位问题--不同类型整车与各系统、零部件重量大小如何设定，才能满足产品定位市场竞争力需要与成本限制和技术能力支撑的要求，这是产品实现轻量化开发的基础，这涉及整车与零部件轻量化的评价方法与选择方法。目前没有统一的认识，特别在整车上没有共认的实用方法。可喜的是有些企业的同志正在结合本企业实际探索解决的办法。

●轻量化技术路径问题--在整车设计、开发流程中，何时用什么方式方法解决恰当定位问题，同时明确围绕产品产业链所需要建立的技术支撑链及其技术攻关项目，把技术创新与新产品开发紧密结合在一起，以减少技术开发的盲目性、片面性，提高上下游产业与科技开发单位参与开发的积极性，实现轻量化技术开发与产品开发的融入与落实。

●目标市场的对标问题--benchmark是国内外企业了解竞争对手产品技术、性能水平与发展状态的有效途径，是各企业必做功课，但目前国内企业Benchmark水平差距较大，绝大多数处于表面了解状态，即测试采集的数据只能大致满足知其然的需要，而不知其所以然，不能为解决定位与路径问题提供足够的营养，更不能为消化吸收再创新提供支撑。从企业初步交流的情况看，对象的选择与数据的深入采集、处理与使用方法都需要提高。因此，国内企业还应重视benchmark分析技术的。需要强调的是：Benchmark不是逆向工程，也不是抄袭，而是一种科学的分析方法和技术。

      汽车轻量化行业有哪些共性技术应当着力推动？

      陈主任告诉我们，去年学会发布的“节能与新能源汽车技术路线图”已经有了很好的归纳和介绍，并且希望关心这一问题的同志看看原文或有关专家解读的报道。

按照文中“注意动态修订”的提示，陈主任提出以下几点意见：

●与上述三个问题相关但未纳入路线图归纳的技术问题，诸如可实用的轻量化评价方法与选择方法研究，Benchmark数据深入采集方式方法与应用技术研究，当前应当着力推动，因为有利于其他技术的落实和解决。

●引申一下测试评价方法的研究，像车身局部刚性测试方法的研究与应用，关键基础零部件动载性能测试方法与判定标准研究，前者是缺乏统一性与广泛应用问题，后者是考核指标缺乏科学性和使用可靠性。但这些方面的标准不仅与解决轻量化问题相关，也与解决可靠性问题密切相关。

●至于路线图中已提出的应解决关键技术，陈主任更关注模块化设计与制造技术、高强度钢与非碳纤维增强复合材料的深入开发与应用技术、高纯度低含气量复杂形状薄壁铝合金压铸技术、低成本高耐蚀镁合金的开发与应用技术、轻质材料及异种材料的连接技术、碳纤维增强复合材料与高强度钢或铝镁合金复合制造汽车零部件等技术的发展。

      陈主任总结道：“深入开展轻量化工作，像我国当前的深化改革一样，要从建立新的体制机制着手，以解决有助于体制机制建设的关键共性技术为先导，推动其他各项关键技术真正与企业新产品开发相融合而得到解决和应用，才能取得轻量化工作的更大成效。”
 

商用车轻量化：迎来最好的发展契机
      行业内外许多同志一直关注商用车轻量化问题，因为从节能减排讲，商用车用油占整个汽车燃油消耗的60-70%，成为汽车排放污染的主要来源，是颗粒排放的主力；从轻量化讲，与国外水平差距超过乘用车的差距，尤其是重型车，相对减重量可以吨计。而且商用车的主要轻量化技术国内已经具备，但过去受超载运输的影响，轻量化工作难以大规模开展。去年，国家在法律手段、行政管理手段之上又增加了信用手段治超，使2016年新GB 1589及其配套措施得以有效贯彻执行，迅速掀起商用车，特别是重型载货汽车轻量化的热潮。可以说，载货汽车轻量化的黄金时期已经到来。

      在这种形势下，陈主任围绕“抓住机遇，迎接挑战”发表了自己的看法：现有经验表明，早两年已做轻量化产品开发的企业，无论使用的是高强度钢还是铝合金，尽管经受了投入大、产出少的困难磨练，今年都出现订单大增，甚至供不应求的局面。正所谓“机遇只给有准备的人”，那么这些企业做了什么准备？主要是：产品方向正确、围绕产品开发需要的技术准备到位、可拿出了相应产品批量使用与轻量化效益的证明。当然，这些企业对轻量化认识、理解深刻是其获得持续订单的前提。目前，商用车的轻量化已成为用户的要求，但在目标客户的选择上，还需要更深入贴近市场。

      
      治超后需要增加运输车数量才能完成相应的公路货运量，从帮助运输企业或运输户解决初始投资困难来讲，如果国家允许或鼓励银行对购买轻量化载货汽车给予低息或无息代款，将会有力促进载货汽车的轻量化发展。之所以提出这个建议，是因为多种重型载货汽车的轻量化能够提高运输效率和效益，可以形成用户——生产企业与相关产业——国家与社会均受益的结果，是其他汽车开发中难以见到的情况。 商用车轻量化的挑战主要来自于进口产品可能形成的市场竞争。众所周知，在我国商用车市场上，自主品牌一直占据主导地位，这不仅是缘于国产车价格低，影响更大的原因是进口车无法超载。当超载影响去除后，国产车仅靠价格低还能否保持竞争优势将面临极大挑战。因为在正规物流企业的成本分析中，看的是汽车全使用寿命周期中各影响因素所占比重，结论是汽车一次性购置投入的占比，远不及汽车可用效率的占比，即汽车可靠性的高低（汽车维修、事故停运时间）超过汽车价格的影响。

      今年，上海一家高档物流公司汽车招标中就不限价格，而要求150万公里无大修，国内无一家企业投标，国外仅两家企业投标。因此，价格因素在短期内的影响力可能还是重要的，长远发展肯定会进入可靠性、一致性竞争状态。在轻量化发展的黄金期里，能否把我国汽车可靠性提到国际先进水平，是各主机厂面临的紧迫任务。

      正确认识市场需求，是坚定信心，把握企业发展方向的基础。对此，陈主任说道：“我们分析了我国重型载货汽车保有量与公路货运量的关系，发现近八年每年完成的公路货物运输周转量，只有在重型载货汽车平均轻量化率20%、物流车辆空载率30%条件下，当年重型载货汽车保有量才能胜任。否则，在限超条件下，还采用现有水平的汽车完成同样货物周转量，到2015年需要增加约三百万辆重型载货汽车。

      
      此外，近八年有关数据表明，我国公路货运量和货运周转量与GDP的增长成正相关，而我国载货汽车保有量（特别是重型载货汽车保有量）与公路货运量或货运周转量的增长成正相关，由此提出依据国家GDP增长规划预测我国重型载货汽车需求的方法。预测未来十年，在实现持续治超条件下，每年保守估计需求轻量化重型载货汽车70-90万辆。这与某些专家认为2016年下半年的增长是短时现象不同，希望有关企业抓住这个机遇期，在企业效益得到改善和保障时，完成产品升级换代，有能力迎接国际产品的竞争，继续保持自主品牌载货汽车的市场主导地位。”

      汽车零部件行业薄弱是影响我国汽车工业发展的严重问题，成因也是多方面的。历史地看，乘用车的发展是以合资为主、技术引进为辅展开的，零部件企业长期处于一个来料加工和附属整车企业的地位，经常会成为主机厂转移成本压力的对象，没有自主开发能力，谈不上参与整车开发；商用车是本国企业为主，基础是技术引进，但整车发展长期受超载运输影响集中在价格控制上，轻量化节能减排、提高安全性、可靠性等问题无法提到日程上来，抑制了零部件对新技术、新材料的应用。发展环境上原材料与制造装备供给能力大大落后于产品生产的需要，也限制了自主创新的发展。

      
      凡此种种，使我国一直没有产生像德尔福、西门子那样的零部件企业。这些企业无论大小具有如下基本特征：企业关系上，是与主机厂形成利益共同体的战略合作伙伴；业务上不只是配套供货，而是可以参与整车相关部分的开发；能力上不只是加工制造检测，而是具备设计能力和标准引领实力，甚至引领整车相关部分的改进与提高。总之，建设一批这样的零部件企业应当是行业上下需要共同努力解决的问题。

为此，陈主任建议行业做好下述工作：

●加速制订关键零部件行业或国家实验考核办法和阶段考核指标

●鼓励和支持关键零部件企业进行产品升级换代工作

●鼓励和支持整车企业与关键零部件企业组建并形成利益共同体的战略合作伙伴
 

      陈主任对中信的工作给予了高度评价：中信在坚持以技术创新推动行业发展和自身事业发展，用产业链、技术支撑链、价值链相结合的原则组织产、学、研、用合作方面做得十分出色，取得很好的成绩，相信还会继续发扬光大。在汽车业务方面，铌的应用可以说已全面展开，在汽车用钢板和不锈钢方面实际应用已经取得很大成绩，相信还会扩大。陈主任同时也给予了中信一些意见：“在车身以外结构件上的应用也已经开始，但不如钢板那样理想。我认为主要是因为零部件使用可靠性问题尚不突出，相信随着商用车提高可靠性的需求上升，铌在车身以外结构件上的应用将会改观。

      为此，需做大量基础工作，特别是疲劳设计准则与零部件疲劳能力考核指标确定，是大多数单位会望而却步的，需要像中信这样有能力、有资源、有经验、有需要的单位支持。此外，铌对零部件可靠性、一致性影响的研究可能需要更贴近实际，以解决不同企业的应用问题。”

      在采访结束时陈主任表示，中信团队的研究、开发力量很强，铌在黑色金属领域已大展身手，希望在有色金属领域能够发挥发挥更好的作用。

      作为汽车节能减排的主要途径之一，轻量化一直是汽车行业不断推进的技术方向。福特汽车创始人亨利·福特就曾说过，任何多余的重量对汽车都是致命伤。

当前，随着新能源汽车的发展，轻量化更是重中之重。国内汽车零部件行业薄弱，汽车企业和材料企业的融合不够，对于轻量化核心技术的学习和掌握，国内一些车企有很长的路要走，汽车轻量化需要掌握汽车的核心技术，在此基础上才能加快国内轻量化的进程。

      陈一龙，毕业于清华大学，曾任重庆汽车研究所材料工艺研究室主任、中国汽车技术研究中心副主任、汽车工业科技进步奖励基金委员会秘书长、汽车轻量化技术创新联盟专家委员会主任等职务。