下载掌阅APP，畅读海量书库
立即打开
以实现理想的产品制造为目标，所有车型共同企划
模块化，即通过标准化零件的组合来设计产品。在汽车行业，传统的产品设计方式是配研型，但与此同时，模块化这一设计理念也正在悄然兴起。不少人担心模块化会使传统制造业无法发挥优势，因此对产品的模块化持怀疑态度。但实际上，模块化并不是配研的对立面。相反，若要将具有复杂结构的产品适当地进行模块化，过去在装配设计中所积累的知识是不可或缺的。如果模块化可以同时实现产品的多样化和研发的效率化，必将成为制造业的新优势。
马自达的SUV（CX-5）就是一个很好的例子。这款车型自2012年2月在日本推出，四个半月售出约24000台，相当于马自达年度销售目标的两倍。海外销售同样开局良好，如在俄罗斯的年度目标销售量为12000辆，紧接着又收到超过10000辆的订单。面对这种情况，马自达决定提高CX-5的生产能力。除了最初的宇品第二工厂（位于日本广岛市）以外，马自达自2013年3月起在宇品第一工厂（同位于广岛市）也开始生产CX-5。
马自达并不是因为CX-5车型的意外走俏而匆忙增加生产线。实际上，马自达早在CX-5投入市场之前就已经做好了增产的准备。为了说明这一点，我们有必要看看该公司自2006年以来一直在推动的“制造创新”（图1-1）。
当时，主导制造创新的马自达董事长兼副总裁金井诚太认为，CX-X的研发方式与之前的车型完全不同，它的最大特点在于，2015年前马自达统括企划了八款车型，CX-5就是其中之一。马自达称其为“批量企划”。
“批量企划”的目的是使产品研发尽可能高效。此前，马自达的每款车型都是单独企划的，因此每个车型都需要单独开发并设计所需的技术和零件。当然，马自达也在尝试跨越车型，将技术和零件共通化，但由于每款车型都是单独企划的，所以在后续研发的车型中会出现不匹配之处。典型的例子就是车辆的基础平台。尽管这一平台是在可供相同细分市场车辆共享的前提下开发的，但实际上每辆车都需要进行不同程度的调整。
图1-1 “制造创新”的概述
2015年年底前批量企划发布的八款车型，确立“通用架构”——所有车型通用的模块设计方针，同时构筑“灵活生产”体制以实现各种产品和模块的混合生产。图片内容根据马自达的资料编写。
因此，金井认为这种研发方法将导致企业无法生存。马自达绝不是汽车行业的巨头，对于出口量很大的马自达来说，日元升值是最大的阻力。2012年3月，马自达决定公开筹集多达1628亿日元资金，由此可以看出其经营环境何其严峻。因此，马自达必须彻底提高车辆研发效率。当德国大众、丰田汽车和日产汽车陆续宣布采用模块化设计时，马自达率先将模块化设计的车辆投入市场，其背后的危机意识可见一斑。
2014年，马自达通过批量企划，将当时预计于未来两年内发布的八款车型同时进行了企划。这样一来，所有车型所需的技术和零件就清晰可见了。基于这一企划，马自达研发了可用于所有车型（例如发动机、变速箱和车架）的主要通用模块，马自达将此通用模块称为“通用架构”。马自达通过将整车模块化以及技术和零件的通用化，实现了这种组合式的车辆研发。
在研发通用架构时，金井认为“没必要沿用以前的技术和零件”。过去，人们过多地沿用了传统技术和零件，这成为一种限制，阻碍了共通化的发展。批量企划旨在研发结构合理的通用模块，可消除此类限制，并应用于所有车型。因此，组成最终通用模块的大多数技术和零件都是新研发设计的。
例如，用于车身的框架要尽可能笔直。这是因为，如果框架有弯曲的部分，负荷就会集中在此处。但在过去，为了避开诸如发动机和底盘之类的周边单元，制造商必须使车身框架弯曲（图1-2）。此外，由于这些周边单元被广泛应用，很难对框架的形状做出大幅度改变。
图1-2 追求理想的结构
常规的车身框架具有许多限制，例如必须弯曲框架以防止与现有单元干涉。“SKYACTIV-BODY”则充分利用了彻底更新车身结构的机会，追求理想结构，将车架做成了直线形。图片内容根据马自达的资料编写。
作为通用架构研发的车架“SKYACTIV-BODY”消除了这些限制，车架的形状也被完全重新设计。由于发动机和底盘也是同时研发的，可以说整车都实现了理想设计。精心的设计使车体坚固耐用，且适用于具有不同性能要求的各种车型。
虽然硬件的模块和零件的标准化、共通化很重要，但也不必非要执着于此。目前，通用架构之一的汽油发动机“SKY-ACTIV-G”的排量有1.3L和2.0L两种，但两者的许多组成部件却是不同的。二者最大的共同点是它们的“燃烧特性”（图1-3）。具体来说，影响发动机性能的特性（如各个曲轴转角对应的发热量的变化率）是相容的。
图1-3 燃烧特性的共通化
由于常规发动机的燃烧特性因型号而异，因此每个车型的设计和验证都需要花费时间。“SKYACTIV-G”则统一了燃烧特性，大大减少了设计和验证每个车型所需的时间。
如果将燃烧特性进行统一标准化的话，则可以显著减少设计和验证单个机型所花的工夫，且燃烧特性的测试设备也可以标准化。为了让排量为1.3L和2.0L这两种机型具有相同的燃烧特性，许多零件被设计成了相似的形状，因此硬件方面并不是那么共通。然而，由于燃烧特性的标准化可以减少研发的人力和财力，研发效率总体上得到了提高。
标准化不仅限于技术和零件，生产设备和加工过程也是标准化的对象。规模相对较小的马自达没有足够的空间为每种特定的车型、零件设计专用的设备和工程，而确保能获利的生产量是十分必要的，因此在一条生产线上生产各种车型、零件的混合生产是必不可少的。
出于以上考虑，在开发通用架构的阶段，马自达就在混合生产的前提下验证了生产效率。这样一来，将来企业就可以根据不同车型的销售情况灵活地调整生产量。如前文所说，CX-5之所以不仅能够在宇品第二工厂生产，还可以在宇品第一工厂生产，就是因为马自达一开始就在混合生产的前提下重建了生产线。继CX-5之后，马自达通过批量企划开发的车型还有“Mazda 6”（日语名称：Atenza），它虽然最初是在防府第二工厂（位于日本山口县防府市）生产的，但也要根据CX-5和Mazda 6未来的销量对各工厂的产量进行适当调整。马自达称这种生产体制为“灵活生产”。
前文提到的SKYACTIV-G的研发也是如此。在传统的发动机设计中，汽缸缸体上方的形状和尺寸（用作加工搬运的标准）因车型而异，因此有必要为每种车型设计独特的加工设备和加工工艺，结果就导致了生产线的专用化，一条生产线无法生产不同车型的发动机。
在SKYACTIV-G的设计中，马自达通过对各项元素进行标准化，提高了所需加工设备和加工工艺的通用性。这样一来，生产线原来的45个工序缩减到了4个。正如前文所说，SKYACTIV-G的每种机型的零件尺寸都是不同的，因此在硬件上几乎没有共同点。但是，通过抓住汽缸缸体上方的形状和尺寸（用作加工搬运的标准）等关键点，就可以实现混合生产。