欧马可S5，模块化打造的全新平台超级中卡
我国中卡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，中卡的产品应用也已渗透到多个领域。特别是近年来，伴随物流运输和城市建设的高速发展，对中卡产品的性能要求不断提升，而市场主体产品平台近投放市场的也已七年之久。经济与物流的发展，催生对中卡产品技术平台换代升级的迫切需求。
在商用车领域，中卡无疑是个性化的车型，城市配送、城际运输、市政作业，轻载、重载、标载，不同的应用领域和工况使得中卡产品的需求千差万别。如何满足各细分市场的需求，成为中卡制造企业面临的难题。显然，单一的传统平台已很难应对当下的市场变化，能够灵活、的满足细分市场需求特征的全新平台成为中卡产品技术发展的必然。在这样的大背景下，福田欧马可S5超级中卡应需而生。
【欧马可S5超级中卡】
对于汽车产品来说，平台是指在汽车研发设计之初，根据目标需求所搭建的涵盖整车动力、底盘、电子电器和车身4个系统以及产品架构的逻辑关系。通俗来说，欧马可S5是一款彻彻底底的新中卡，也是当前国内中卡市场一款全新平台产品。自2017年上市以来，欧马可S5中卡已取得了1万多辆的销量，并且保持着较高的增长率，这还是在没有拓展专用车的情况下取得的成绩。福田汽车工程研究总院副院长韩云肖认为，S5这款采用全新流程、全新理念、全新试验验证方式开发的全新平台中卡，在给终端用户带来实际价值的，也为福田汽车的研发积累了宝贵经验。
新平台聚焦经济性、可靠性
“S5中卡所属的福田M4平台完全来源于市场需求，是根据用户、市场、法规来定义平台。”福田汽车工程研究总院副总工程师田孟义是S5中卡的研发负责人，他强调S5平台从构思时就与原有平台不同，“以前是结构开发，现在是性能导向，这就是开发理念的变化。”整车开发的难点就是平台规划，S5中卡面对的市场需求极其丰富，如何用有限的产品技术平台和功能模块来满足，成为开发团队必须要思考的问题。
，在选取标杆时，S5研发团队把目光从国内转向欧洲，将戴姆勒、曼恩、达夫的中卡车型作为技术标杆，进行性能水平研究，又将国内占有率的车型作为市场标杆，进行竞争力研究。田孟义坦言，S5要实现对上述标杆全面超越不太现实，但把客户关注的指标做优，其他指标持平，就可以在竞争中胜出。研发团队当时为S5定义的特性有16项，终根据用户需求来进行取舍。在分析TCO成本结构时研发团队发现，油耗、维修成本排名前2位。于是，重点采用相应的技术手段，实现这两项成本的降低。
在油耗方面，S5采取了十几项手段进行优化。S5造型风格由欧洲设计公司完成，根据福田研发提出的降低风阻需求进行风洞试验，并对造型进行全面优化。S5搭载的福田康明斯ISF4.5发动机，在开发阶段就与整车进行一体化开发，以S5中卡的整车目标性能特征要求作为发动机设计的依据进行输入，一一对应开发。，ISF4.5发动机的外特性和万有特性适合S5中卡，体现出的特点就是升功率，扭矩输出转速区间宽，低油耗率对应的转速及扭矩区间广。经过传动系统的优化匹配，在更多工况下，使发动机可一直工作在油耗区。，通过对动力附件、热管理系统等优化，配合良好的驾驶室密封性与保温性，提升驾驶室采暖或制冷效果，减少空调工作时长，在提升驾驶舒适度的，又可降低油耗。S5中卡在终端市场取得的终油耗表现是燃油成本1公里节省0.1—0.2元。
【康明斯ISF4.5L发动机】
如果要降低维修成本，就需要提升车辆的可靠耐久性，这也是研发团队花费精力多的地方。在S5开发中采用故障预防的方法，通过采用DFMEA分析、FAT、P图、B图等故障设计预防工具的引用，对整车可靠性进行科学严谨的验证。为此，福田专门聘请了2位可靠性验证专家，一位出自戴姆勒，导入了戴姆勒的可靠性验证方法，另一位为加拿大华裔专家，提供了可靠性验证标准的理论指导。
，在可靠性验证方面，针对每个零件，都制定设计验证计划，并经过OTS认可程序的认证，实现可靠性验证的结果准确、科学。在主要零部件基于载荷谱的台架试验基础上，通过采用实际典型客户道路路谱与试验场各种坏路的路谱对比分析，策划耐久性试验方案;并根据所选的普通道路的路谱分析结果，制定了强化可靠性的试验方案。目前欧马可S5可靠性大幅提升，维修间隔较同类产品增长了1/3。
经验丰富的德国专家，可以给出很多可以改进问题的有效建议，他们的开发理念是把问题进行管理，通过反复验证，形成作业模板，比如哪些零部件在什么里程会出现故障，形成监控表，终把问题归零。加拿大华裔专家则把这些验证标准体系化，以应用于未来的产品开发。据悉，在近日中国汽车工程学会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得到多方认可，将牵头参与这一标准体系的起草工作。
模块化让定制充满活力
2018年，欧马可S5相继推出快递之星、冷链之星、绿通之星等车型。面对不同细分市场，S5中卡不仅表现出更快速的市场反应能力，还提出了定制化口号，而支撑定制化的是其基于市场需求的平台模块化属性。
【欧马可S5绿通之星、快递之星、冷链之星】
模块化开发方式在欧洲已经兴起多年，福田研发团队参照了欧洲的模块化方式。整理出一份详尽的市场需求特性表单，对应形成相应的零部件矩阵。经过细化，将产品平台一次性搭建完成，然后以模块化为主导进行拓展。田孟义举例说，这就像一棵大树的树根，在形成几个根车型之后，下面可以根据不同配置衍生出众多类似于根须的细分车型，用户可以根据自己的需求进行点单。由于模块化零部件矩阵具有很强的拓展性，只要有验证成熟的零部件模块，随时都可以加入到这一矩阵中。S5中卡打出的定制化理念就是根据细分市场的产品需求，用不同的模块实现产品的量身定制。
在卡车产品开发中，如果品种过多，就会造成开发成本不断增加。而通过产品平台化，零部件模块化，S5中卡可以在保证低成本的情况下，用少模块满足多需求。例如，针对快递用户，通过不同的车架和车厢长度模块，实现货厢容积大，满足多拉货，多收益的运输的需要。
田孟义认为，S5中卡平台化不仅是一种理念，还要有实践经验。不能是一个人有这种理念，而是要深深植入到开发团队每一个工程师的心中。来自福田汽车工程研究总院中重卡技术中心的3位年轻工程师，分享了他们在开发S5过程中对于模块化理念的实践经验。
负责电子电器部分电器工程师陈工说，S5的电子架构采用了超前设计，可以满足未来5-10年的需求。将底盘域车身域搭建完成后，便于后期的拓展，这些拓展包括各种驾驶辅助系统、车联网平台升级，特别是国六排放电控系统，S5平台已经提前做好规划，不用做大的改动就能轻松升级，保证了国六技术成熟度。目前S5配装的车联网系统，以实现电子围栏、油耗分析、维保提醒、疲劳驾驶、驾驶行为分析等等功能，可帮助车队进行车辆及驾驶员的管理，提高车队运营效率和经济效益，降低安全风险和能耗。
在谈到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个功能清单，为匹配不同的发动机预留了8种不同需求，但在硬件上只需要一个型号的仪表盘就可以适应所有需求。对于售后服务商来说，仪表备件只需要一种，可以减少库存成本，提升服务速度。对于终端用户来说，模块化程度高可减少配件品种，便于车辆后期的维修，降低维修费用。
负责动力附件部分设计的工程师吴工认为，模块化主要体现在两个要素一是不变要素，要实现可互换安装，二是可变要素，要适应系统及整车的调整需要。例如，水箱不变的是宽度，可变的是高度、厚度，S5有不同的水箱模块来满足发动机不同动力段需求。S5的进气系统有3款不同流量的空滤器，在国六阶段可根据技术需求选择合适的模块。
【欧马可高位进气系统】
除了自身部门设计理念的变化，部门之间的协同更早更深入。吴工说，以前动力附件对整车NVH的关注度一般，而且介入比较晚，现在欧马可从开发初期就介入，将设计和分析紧密结合。通过对发动机悬置进行仿真分析，优化进气道刚度等手段，使得S5的整体噪声下降了4-5分贝。
而对于底盘制动系统，卡车载重平台不同，对制动的要求也不同，S5制动器形式有很多模块，且这些模块都是验证成熟的模块。在空气处理单元方面，同属于超级卡车的重、中、轻卡都采用同一体系，使得采购成本更低，比如在成本不变的情况下，S5的空气干燥器增加了滤油功能。再如，S5之前采用单缸空压机，客户反映有时候打气时间长，根据这一市场反馈，S5很快就切换为双缸空压机模块。模块化带来了对客户需求的快速响应能力。
一次规划，分步开发。S5采用的平台模块化方式大大降低了开发成本及后期的产品升级成本。田孟义说，被动安全方面，S5在满足欧洲ECE R29 02版法规，预留了03版升级空间，2020年5月1日中国将要升级到03版标准，S5不做大的改动就能满足新的标准。，S5方向盘内还预留了安全气囊的空间。
展示链合创新的成果
一直以来，福田汽车在商用车研发中都在倡导链合创新理念。韩云肖认为，S5中卡所属的M4平台是对链合创新理念的一次生动实践。
在M4平台立项之后，福田决定学习借鉴德国戴姆勒的开发思路和理念，与IBM以及EFS等知名咨询公司进行合作，而后者正是给奔驰卡车做系统咨询的一家公司。除了产品定义采用戴姆勒的定义方法，产品开发流程FCVDS也同样借鉴了戴姆勒商用车产品的开发流程，并结合自身实际，进行了适应性调整，形成了FCVDS 3.0。
【欧马可S5车架】
引入国际化的人才也是实现链合创新的重要手段。福田汽车德发中心聘请了前戴姆勒的工程师，福田汽车工程研究总院聘请了前五十铃的工程师，福田戴姆勒的外方工程师也作为顾问参与了M4平台的车辆评价工作。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，日本工程师则偏向于从用户角度进行评价，多方智慧结合在一起，把产品变成商品，终交出一份相对的作业。
汽车产品的研发，有高手的很重要。韩云肖说，国内商用车研发遇到的瓶颈，必须要通过链合的力量来突破。“全球三大企业戴姆勒、康明斯、采埃孚都已经与福田汽车合资，中方研发团队与这些高手学习，可以在合作中快速提升自己的能力。”
只为用户运营价值的化
对用户而言，平台模块化似乎是一个看不见摸不着的理念，但其实它给用户带来的好处显而易见，那就是能更容易找到一款适合自身业务的运输工具，从而实现运营价值化。相比以往一车多用的粗放式用车理念，这无疑是一种进步。模块化设计就像搭乐高积木一样，在一个平台上可以通过模块数量加减来完成不同产品的变形。从用户角度直接的感知就是产品可靠性提升，油耗降低，维修更便利。因为模块化使得车辆零部件数量减少，车辆自重降低，生产装配复杂度下降，产品质量控制更加容易。其中，采用模块化、轻量化设计的ISF4.5发动机，零件数量减少40%，自重仅395kg。
与通用化开发过程不同，欧马可S5在开发中重点针对不同细分市场的专业化需求构建出不同的模块，比如，农副生鲜产品运输车主要为标载，可以走高速路绿色通道，对车速和车辆可靠性要求较高，车辆自重要轻，而价格不能太高;以顺丰为代表的快递企业，主要运输轻抛货物，对车辆的准点率要求高，车的载重能力不要求太高，但车速要求高，对车辆安全配置要求也更高;这些特点要求在设计时必须在零部件选型方面具有针对性。除物流领域，S5超级卡车平台还将面向更为复杂的专用车市场，而很多专用车的作业工况复杂，一些环卫车作业车速只有7-10 km/h，而往返场站时车速则要达到50-60 km/h，这就要求发动机调校时要兼顾到两种需要，化满足用户需求。