訪談嘉賓
◆清華大學教授連小珉(主要學術研究方向為汽車電子控制、汽車動態測控理論與技術、汽車噪聲控制等)
◆國家智能網聯汽車創新中心、國汽(北京)智能網聯汽車技術研究院高級系統工程師梁浩
編前:智能化、網聯化趨勢正在悄然改變傳統汽車。汽車的復雜度不斷提升,大量全新的元器件進入汽車領域,諸多業外企業聚焦汽車板塊,智能網聯技術帶來了產品的持續升級和用戶體驗的改善,行業原有的供應鏈被疊加上了新的價值維度。不過,隨之而來的是制造汽車產品復雜度和難度開始超出獨立企業的資源邊界——汽車產品快速地從傳統的機械、電子產品,向機械、電子、軟件、網絡等多維度信息物理載體轉變。

作為多學科、多領域交叉的載體,汽車的系統復雜度也在急速提升。這使原本面向超大型工程管理的系統工程科學有了用武之地,其必將成為未來一段時間內我國從汽車大國邁向汽車強國,實現高質量發展的重要助力。
系統工程究竟如何與汽車行業“掛上了鉤”,未來又將如何推進我國汽車產業的發展?本專刊編輯部將通過一系列訪談、報道尋找答案。
——自發形成樸素的系統工程思維
汽車工業誕生至今已百余年,形成了獨具特色且行之有效的一套研發、設計、采購、生產、銷售和售后服務體系。這一體系穩定而高效,支撐起了世界汽車工業。平心而論,存在于體系之中的諸多方法、工具、經驗并非源自中國汽車工業的原始創新,因此在應用過程中,一來不是非常得心應手,二來效果也會被打折扣。
【《中國汽車報》:汽車行業有沒有對系統工程思維的運用?具體來看,是如何體現的?】
連小珉:在世界范圍內,汽車工業高度發達,研發設計、產業組織、生產管理等效率很高,這一點尤其明顯地反映在大型企業身上。世界知名的企業基本都有自己一套獨特而行之有效的方法和豐富的實踐經驗,用于指導實際發展。
我們站在汽車業外進行觀察,這些經驗總結實際上自發形成了較為樸素的系統工程思維。它與汽車產品的誕生、發展和不斷完善息息相關。最初,汽車的復雜度沒有那么高,隨著技術的進步,產品不斷升級,變得越來越復雜。而這一過程不是一個突然“爆發”的瞬間,而是前后延展、近乎均勻地分布在百余年的發展歷程中。就此,汽車行業形成了自己的技術進步節奏,不斷穩妥地升級、進化。因此,汽車工業現在的經驗總結,可以說是一種基于類似“自然進化”色彩的自覺應用,帶有一定被動性(不主動指導實際),卻行之有效。
坦誠地講,我國汽車工業在相當程度上學習、借鑒、吸收了世界汽車工業及國外優秀企業的先進發展經驗。從合資開始,國內汽車企業就開始系統地學習現代汽車工業的理念、方法。在某種意義上說,這是一種被動的習得。
梁浩:這或許與我們在建立汽車合資公司過程中,對硬件的重視程度始終高于對軟件的重視程度有一定關聯。
連小珉:可以舉一個例子來說明。比如新車質量,看似是質量問題,但它并不是一個孤立的存在,而是系統性的問題反映在了質量方面。這個細節問題應當引起國內汽車行業和企業的重視,進而思考如何主動應用系統工程的思維、方法、工具加以解決。
質量管控就是一個典型的系統工程,如果能夠自覺運用系統工程的思維,就可以達到事半功倍的效果。國外大型車企依靠全面質量管理,使自己的產品贏得了市場,從而進入巨頭俱樂部,其過程也是自發、樸素的系統工程(思維)應用。我國汽車產量世界第一,產品質量如何也達到一流水平?如果在生產過程應用系統工程的方法對質量進行全面管控,相信一定能離這個目標越來越近。
梁浩:目前,汽車行業對技術的追求已得到社會公認,但對質量的追求還沒達到這樣的認可水平。從全球視角看,德國產品的質量擁有口碑,企業很早就具有居安思危的意識。它們通過“工業4.0”,希望保持世界一流的工業制造優勢,用數字經濟去支撐傳統的實體經濟,實現數字化轉型,提高工業質量水平。
從產業視角來看,我國航空領域的大飛機項目也可以作為“他山之石”——獲取美國聯邦航空管理局(FAA)的適航認證過程進展緩慢,并不是因為生產質量的原因,而是一度被卡在關系到質量(安全)控制的基礎性設計過程證明文件缺失上。
——汽車新時代更需系統工程助力
我國在新能源汽車保有量上雖然獨步全球,但用戶使用體驗、配套設施建設、產品全生命周期維護等方面仍有很大進步空間。通常,我們習慣于在行業、企業內部找問題,但如果變換視角,新能源汽車產業發展至今尚未突破的一些瓶頸,比如電池衰減較快、續駛里程有限、充電存在短板等問題,是否可以在產業興起之時就通過更好的系統設計加以規避?這些問題值得行業相關人士認真思考。
【《中國汽車報》:我國新能源汽車的推廣在全球處于較為領先的地位,是否有必要運用系統工程思維?】
連小珉:我國新能源汽車推廣的確取得了非常巨大的成功。在國家的大力支持下,從上世紀80年代,學術界就開始進行預研儲備,現在終于變成了現實,中國成為目前世界第一大純電動汽車市場,這是了不起的成就。居安思危,我們需要清醒地認識到在發展過程中遇到的問題。比如,針對提升電力補充的用戶體驗、純電動汽車的拆解報廢回收及相應的污染防治問題,還需進一步設計、完善解決方案。
這些問題中有相當一部分,是發展新能源汽車產業初期未曾料到或未給予足夠重視的。換言之,當時我們可能還沒有運用系統工程的思維來做整體的謀劃。更準確地說,可能對新能源汽車帶給汽車交通體系的沖擊,沒有加以重視。
系統和體系在概念上區別很大,體系是由多個成員系統構成的一個大系統,(系統即system;體系即system of systems)。汽車交通體系應該是一個有多個成員系統組成的龐大體系。由于長期的進化,燃油車所在的汽車交通體系相對自洽且成熟,成員系統包括汽車的產品制造與售后服務系統、燃油的生產與供給系統、原材料的生產與供應系統、道路網絡的建設與維護系統、交通法律法規的制定與執行系統等。
當我們將新能源汽車嵌入汽車交通體系進行觀察,也許行業所遇到的很多問題都會“有解”。新能源汽車作為新產品進入體系,原體系否需要進行相應的改進,是否需要增加新的成員系統?原有的成員系統是否需要有相應的改進?這些問題如果在新產品發展初期,以系統工程思維的角度加以審視,相信會大有裨益。
【《中國汽車報》:就目前出現的這些短板和問題,能否通過系統工程的方法和思維加以彌補和修復?】
連小珉:就當下來看是可行的,而且是非常必要的,我們可以用系統工程的思維重新審視,汽車交通體系里還缺少什么,還需要改進什么。對于新能源汽車推廣初期,缺少對汽車交通體系沖擊的預研與對策制定,我們可以后續加以彌補;還有一些屬于技術問題,它們需要較長時間加以解決,剛好為體系的完善留出了余地。當然前提是,我們必須從系統工程規劃層面弄清問題,具備全局觀。
——不能再被動等待要主動作為
發展智能網聯汽車是挑戰更是機遇。從全球范圍看,主要汽車制造國基于各自的實際情況紛紛提出了汽車智能化、網聯化發展的規劃。汽車在傳感設備、電子電氣架構等諸多層面迎來巨大變革,其幅度與規模超越了以往傳統汽車企業小步快走式的產品迭代經驗。這是由智能網聯時代汽車技術的復雜程度決定的,更是由多系統同時高速變化的特點決定的,傳統的方法論必然會遭遇“天花板”。
系統工程現在之所以應該也必須得到汽車行業足夠重視的原因還在于,新技術的種類、復雜度會在一個較短時間內爆炸式增長,傳統的方法論將呈現難以預料的局限性。
對中國汽車行業而言,面前沒有成熟的道路,可供參考的經驗少之又少。用怎樣的方式方法,才能少走或不走彎路?只有依靠自身獨特的產業優勢,形成“中國方案”才是正解。國內汽車行業需要主動地運用系統工程思維,作為向前探索的工具,它是“拐杖”、更是“防護網”。
【《中國汽車報》:系統工程思維的特點是什么,為何值得汽車工業重視?】
梁浩:系統工程領域的核心觀點之一,即涌現性。在產品設計中,汽車企業比較習慣于疊加,用疊加的方式實現1+1=2的效果。但是在實際情況下,由于涌現性的存在,產品功能的不斷累加很可能造成1+1<2的結果。系統工程就可以幫助我們從整體上進行考慮、把握,避免陷入這樣的困局。
除此之外,體系(system of systems)還有其他特點:多成員系統構成,成員系統之間相互獨立,成員系統的暫時性及地域分布性。我們研究體系的目的是為了優化全局,但整體優化有時候與各獨立系統的發展有沖突。每個成員系統優化到最好,可能整體的運行效率并不是最好,這就需要利用系統工程的思維進行宏觀研究。
整車企業或零部件供應商,更多是追求盈利最大化,因而有可能限制了自己對整體布局的思考,這本來也不全是它們應承擔的責任。所以,就需要一個單獨或更高層次的機構,對整個體系進行整體規劃,設計兼具魯棒性和適應性的架構,然后不斷在架構層面進行演進,支持不同產品的形態、不同的產品系統加入或改變,同時還要保證整個體系的穩定性。
我們也應該借助系統工程,推動汽車產業的進一步發展,以盡可能小的代價獲得盡可能大的成長。智能網聯汽車的發展提供了這樣一個契機,讓我們重新審視汽車交通體系的構建。
事實上,系統思維并沒有想象中的那么陌生。從近現代來看,我國對系統工程的應用并不落后。在美國第一次將系統工程思維應用在“曼哈頓計劃”后沒多久,錢學森就著手用系統方法論來指導國內的“兩彈一星”事業。
連小珉:在國內汽車行業推廣系統工程,是有文化優勢的。但目前的形勢是行業被動地接受了這樣的系統和方法。現在,我們在許多領域發展速度極快,甚至走在了世界前列,從前學到的那一套跟不上現有的發展速度了。所以,探討自主的技術方法論和工程思維開始成為非常重要和必要的事情,并且具有一定的緊迫性。
讓全行業“整齊劃一”地認識到系統工程思維、工具、方法的重要性、緊迫性并不現實。汽車市場是一個充分競爭的市場,應充分依靠市場的作用,讓經濟規律發揮應有的作用和效能。消費者會用腳投票,淘汰落后者。市場的壓力將迫使企業向源頭要方案。
值得強調的是,中國汽車行業正在邁入一個全新的時代,出現了新的需求、新的技術、新的產業生態環境。所謂“時不我待”,我們不能再被動地等待規律的自我形成。為了加快建設步伐,取得更好的效果,我們要在總結原有產業規律的基礎上,按照系統工程的思維對認識論、方法論加以改造,發揮主動思維,利用系統工程的優勢,實現體系的正向進化和發展,這也是中國汽車產業保持在世界前列位置的必要條件。
編輯:龐國霞





