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【第十届全球汽车产业峰会】乔治费歇尔张小强:GF 亚太研发中心——本土化研发助力轻量化

盖世汽车综合 2018-04-26 15:18:09
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4月26日,2018第十届全球汽车产业峰会在北京举办,本次论坛以“创新技术引领产业未来”为主题,会议期间,乔治费歇尔汽车产品亚太研发中心副总监张小强发表了精彩演讲,演讲内容如下:

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乔治费歇尔汽车产品亚太研发中心副总监 张小强

大家下午好!今天由我来介绍乔治费歇尔本土轻量化,我是乔治费歇尔汽车产品亚太研究中心的,我的名字叫张小强。

乔治费歇尔是一家瑞士公司,这家瑞士公司是真正的一个百年老店,已有216年的历史。2017年销售额是41.5法郎,大概270亿人民币,全球有一万六千名员工,有124家工厂。有三个核心的事业部:

第一个,占24%的叫加工方案,这个事业部是提供我们一些高精度的,高速加工中心,和一些电加工机床。机床方面我们处于行业领先的地位。

第二个,40%是我们GF管道系统,目前这个管道系统也是在行业里面处于领先的地位。

第三个,就是最右边这一块,是叫GF-Casting Solutions,这个改了名字以后,应该更贴切,体现了我们产品工艺的一个特点。

这个Castin Solutions实际上就是做制造,制造是传统的行业,作为瑞士公司把制造行业也是做到了极致,后面我会讲到。Castin Solutions我们的口号是叫轻量化,Castin Solutions整个在2017年销售额是14.8亿的欧元,因为我们大部分工厂是在欧洲,在德国和奥地利,所以我们用欧元来算这个销售收入。全球大概有5700名的员工,然后有13家的工厂,这13家工厂分布在美国、德国、奥地利以及中国和日本,在全球是这样一个分布。我们的总部在瑞士,也两个研发中心,一个在总部,一个是在昆山,是我们亚太研发中心。研发我们做轻量化的话,所以轻量化是我们的一个必要手段,一个必须的过程。

如果做轻量化我们的思路是什么?我们的思路是从材料上选用轻量化的材料,结构也实现轻量化,最后要借助我们在这个铸造领域积累多年的经验做轻量化的方案。我们还要做验证,来验证轻量化方案是不是能满足用户的要求。

先来看一下轻量化材料。这是我们在瑞士总部研发了一个高强度的柱铁,它名字叫Sibo Dur,这个材料覆盖了450-800的材料,更高的机械性能可以帮助我们实现轻量化,也就是说我们可以用更少的材料实现同样的功能。除了这个专利材料,我们还有一个专利材料,是Simo1000,它可以承受900度的高温。除了上述铸铁之外,我们还有一些轻量化的材料,比如说铝合金、镁合金这些材料。

后面就是结构轻量化,我们整个思路是先做结构的拓扑优化,找到结构从受力的角度,看看哪些材料不受力,然后把它去掉。经过这些分析之后,我们这个产品结构基本上就符合客户功能上的要求。功能上的要求满足之后,我们还要考虑整个零件的工艺性,最左下的这个图,显示的是我们可以通过模拟手段来模拟生产过程,从铁水浇进去、填充到最后凝固的过程,通过这个模拟,我们可以找到这个零件在设计结构上、工艺上有没有潜在的质量风险。这些质量风险我们在前期的时候就要找到它的解决方案,这样帮助一个客户开发一个新项目的时候,我们可以提前预知哪些地方有风险,我们可以做一些预见并做一些处理。

这些工作我们全部是在电脑上完成的,最后还是需要通过一个实验来验证零件的功能性。那么这个验证,我们总部的实验室是一个独立的认证的一个实验室,这个实验室可以帮助我们做些静态实验、疲劳实验、冲击实验,甚至有一些客户现在提出来四通道路谱的实验来验证这个产品的功能是不是满足要求。

这些就是我们总部的研发过程,后面我可以举一个案例看一下。这是大众的一个转向节,最左边是它之前量产车上的转向节,经过我们轻量化的设计,第一代达到22%的轻量化,第二代达到32%的轻量化。那么由此可以看到,通过我们结构上的优化,用一些新材料,它可以实现非常大的轻量化,30%的轻量化。目前这个零件已经应用于大众的全球平台。做乘用车的可能知道,MQB平台上已经开始运用。

这个设计另外用这个方法,我们对车轮支架也进行了同样轻量化的设计,设计之后,它的重量A级车上用的是3.8公斤,B级车是4.7公斤,这里面的材料就是用我们的专利材料,在大众全球都是用的我们这个专利材料,这个专利材料是非常成熟的一个材料。

总部这边这种轻量化的方案和方式都非常成功,我们把这些方式也做了本土化的引入,在GF中国,我们有两家工厂,中间是我们苏州的工厂,右边是昆山的工厂,除了这两家工厂之外,我们还有一个研发中心,这个研发中心就是我们要做本地轻量化的一个机构。

后面我来举几个案例,可以看看我们当地做轻量化的一些成果。第一个案例是上汽一个车轮支架,这个车轮支架是荣威550上用的,它的重量是4.9公斤,用的材料依然是我们700,这个重量和大众B级车的重量比较接近,它是4.7公斤,是非常接近的一个重量,在国内我们已经将这个轻量化的方案成功运用了。

第二个案例,是本田的一个转向节,本田这个转向节应该说是本田日本授权本田中国开发的第一款转向节,这个转向节它的设计工作,就是在我们GF来完成的。

第三个案例,我们给泛亚开发的一个,也是一个转向节,这个转向节同样可以看到,最右边我们材料用的是Sibo700,它的重量达到了3公斤,和它现款铝合金的2.3公斤是非常接近的。目前这个设计,我们在跟泛亚交流以后,他们对这个设计结果非常满意,因为柱体做到这么轻还是很不容易的,而且我们考虑怎么进行下一步的合作。但是为什么一直在搞3公斤的转向节呢?我们希望借助我们专利材料的高性能、低成本和这个铝合金进行一些竞争。

除了在乘用车上做很多轻量化的案例,我们在卡车上也做了很多轻量化,特别是整个卡车市场对轻量化的呼声越来越高,这个案例是北奔一个轻量化的前崖接梁(音),左边是它原始的设计,右边是实现轻量化的,通过轻量化我们达到了21%的减重,这样整车可以达到55.2公斤的减重。

除了刚才说用我们的一些轻量化材料,对于铝合金的这些零件,我们仍然可以通过结构的优化实现轻量化。这个是我们给国内的电动汽车厂开发的一个零件,叫后扭转壳,这个零件原来11.7公斤,我们给它减重了3%,这是从结构上做了一个优化。

当然如果用一些精准材料去取代现在的设计,那是一个比较大的轻量化,这个零件原来的设计是一个钣金冲压之后焊接的,这个产品的重量也好,还是整个结构复杂程度也好,都是非常麻烦的。经过我们轻量化设计以后,它做成一体式的设计,重量实现了45%的减重,直接用轻量化的材料进行设计,可以实现很大的轻量化。大家看这个,左边是铝合金发动机的一个侧盖,如果用镁合金设计以后,重量可以达到45%,就是说还有更轻的材料。

这些设计完成之后,还要做一些实验的验证,目前在国内已经具备了实验验证的能力,我们可以做一些静载,可以做一些疲劳的实验,最多可以做到两通道的实验,在国内我们也具备了和我们总部类似的这样一个测试能力。那么这个测试应该从设备也好,从测试方法也好,这是完全和我们总部那边进行对标的一个实验室。

要做本土轻量化,另外一个更重要的是材料。本土化生产我们需要有一个质量稳定而且工艺先进的工厂,目前我们在昆山和苏州,上面是昆山的照片,下面是苏州照片,建立两家工厂来做轻量化的零件。最右边这些图片是我们现有的国内客户,你可以看到,我们有些合资企业,比如说大众、奥迪,也有一些国内的企业,比如说长安、上汽,除了这些客户,我们还有一些卡车的客户,比如说重汽还有北本,还有沃尔沃这些卡车的客户。通过这些客户群呢,我想说虽然GF是瑞士公司,但是它是非常贴地的,既可以做非常高端合资的,也可以做国内的一些客户,它是非常贴地的一个公司。

我们的数字工厂是2005年开始建厂,主要生产一些铝合金、镁合金的高压铸件,压缩机有16台,主要的产品从右边照片可以看到,我们在动力系统,比如说发动机的钢体、变速箱,再往右是转速支架,既有铝合金也有镁合金的。右下是我们做的车身结构件,就是简单支架,这个目前在我们公司已经做了很多。左侧是非汽车产品,是我们商场电梯用的一些零部件。

昆山工厂我们是2009年开始建厂,产能是年产6万吨,产品从汽车底盘的安全件,这是我们最大的一块业务。第二块业务,就是我们整个动力系统。最左下的照片是转向系统的循环球等等,这个量也非常大。右下面那两个是一些非汽车的零部件。

作为零部件供应商,16949这个认证是必不可少的。此外,我们还有一个环境保护的体系认证,还有右边数第二个职业安全、健康的这样一个体系认证,还有风险管理上的一些认证。这些认证实际在整个工厂管理过程中必然会产生一些成本,这些成本就会使得我们和其他的竞争对手,在产品竞争力上有所影响。但是这些对我们的客户、对公司内部的风险控制起到了非常积极的作用。

大家知道从去年开始到今年很多企业因为环保问题关停的也好,限产也好,一些主机厂都受到了一些影响,但是我们企业在这方面做的比较完善,整个这个风暴对我们没有任何影响。从这一点上来讲,我们这个企业,我认为是一个永远在线的公司。

OK,作为一个我们既可以提供轻量化的方案,又可以永远在线的公司,而且是一个贴地的公司,对于这样的公司,我觉得我们一定可以在我们的客户持续发展的过程中,能够给我们的客户提供一个非常坚实的支持。

最后,我们GF是为铸件提供一个解决方案,这也是我们新的名字,叫GF Castin Solutions。

好,谢谢大家!


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