工业4.0之下，汽车电子也无处可躲

工业4.0 最近被推上舆论的风口浪尖，无论是科技媒体还从业者都要对其评论一番,众说一词,各有不同,汽车电子也算是工业的一个重头戏，我们不妨聊一聊工业4.0之下的汽车电子发展趋势。

工业4.0是德国人提出的，我们还是从德国说起，德国人的忧患意识很强，制造业在德国经济中的地位举足轻重，随着科技的发展，能源结构发生很大变化，人口老龄化越来越严重，工业4.0的提出能充分说明德国人想把本已很强的制造业做得更加精细化、信息化。

从汽车电子的角度来审视，价值网络往横向和纵向进行集成。
 

图1 工程方向的价值链

汽车行业是德国工业的强项。从工程上，最终产品有保时捷、戴姆勒、宝马、奥迪四家打高端，大众系中端跑量，这样所有德国的中小企业和汽车方面工艺改进的设备厂家就有了用武之地，德国的汽车电子企业有着稳定的整车供应关系链，也就使得德国的零部件企业发起了兼并重组的游戏。很有趣的是这和上一波通用、福特资本运作的游戏不同，这次是价值链的整合，直接打到了制造业。

图2 开发链条整合

汽车电子的业务模型
（作者声明：这是我根据自己的知识体系整理出来的，可能略有偏颇。）
汽车电子业务是典型的B2B业务，汽车OEM企业进行需求管理，汽车电子企业可以说相对比较被动。整个汽车的生产基本都遵循丰田的拉式生产的概念，需要多少拉动多少。

以前由德国车企主导的模块化，已然将大多数的汽车电子企业拖入了这个工业4.0的必然进程中，如果不能进入整个设计链条，进入前端的核心圈，所有的业务将会出局。[page]

如下图所示：

图3 戴姆勒模块化开发战略

从汽车电子工程开发的角度来看，需要在前端的概念中将整车企业的模块化需求融入其中，设计的过程必然从单一、封闭的开发，而转向于多平台、多种需求的融合。

我们对比过去的EE开发：
1）单个车系或者说是平台进行结构化整合，开发汽车电子系统；
2）在这个价值体系主导下，单个部件的供应商是遵循单条线的成本和价值的最优化；

而现在的EE开发：
1）部分结构接近的平台进入同步整合；
2）从两个平台的角度去采购和优化部件；

预测未来：
1） 前驱和后驱两平台，电子部件可能就一套基本配置，进行改动；

带来的影响
a）从项目角度而言，单个项目的需求量是之前的几倍，项目的数量降为个位数；
b）成型战略供应商合作伙伴体系，项目研发的费用集中带来单个研发的费用增加；
c）需求的复杂度一下子上升，带来工程上满足设计的复杂；
d）需要整合更多的实验数据过程，甚至需要更多量的模拟仿真来满足快速开发和开发复杂度的要求

其实也应该看得到，中国的产业扩张也是适应未来的需要，在新型的模式下，没有足够的力量，生意就完蛋了。原有的商业的模式已然在默默改变，跟得上就活，跟不上就被吃掉。

汽车电子的生产过程
以Magna E-Car 的项目为例，时间（ Start Date: July 1, 2010& End Date: June 30, 2014）+投资（ Total Project Funding  DOE - $40,000,000 Magna E-Car - $47,402,116）。

就VCU和BMS/CSC的部分产线，拿出来仔细端详一下。整个布置的过程中：
1）SMT贴装线：完成PCBA的组装过程；
2）BMS&CSC总装线：对BMS进展组装；
3）VCU总装线：对VCU组装；

图4 Magna E-Car生产线

汽车电子贴装的基本过程为：来料检测→正面焊膏印刷→元器件贴装→正面回流焊接→翻板→反面焊膏印刷→元器件贴装→反面回流焊接 →清洗→自动光学检测（AOI）→在线测试（ICT）→EOL下线测试→下线。

原有的过程较为封闭，是一套自洽的系统，在EOL层面的数据输出是仅有的数据源。相信随着整个过程的输入，如焊接质量等的数据，将通过整个生产的工艺数据进行进一步的整合和发展。

图5 PCB贴装生产线

汽车电子的后端组装
根据模块的需求，对整个PCB进行封装和处理。过程基本为如图6所示：

图6 封装过程

1. 连接器&外壳表面处理
2. 密封胶和热胶点胶
3. 机器视觉检查
4. 模块外壳&PCBA 放置，紧固件固定（100% 扭矩角度控制）
5. 密封胶固化
6.自动放置，100%电气功能确认
7.泄漏测试、激光打标、运出、打包

个人感觉，Magna做这个线，还是用今天的模式来做的。[page]

未来的可能
之前在LEAR的产线支持过一段时间，其实美国的生产方式可能近乎于以前的方式。一个工厂，基本规划是一个产品给几个客户服务。未来汽车电子的方向，是通过重构和定制的方式来做的。在南京的菲尼克斯看到其全自动化的物料仓储系统，真是感叹德国人布局厉害。

图7 未来的构想

概念
• 将更多不同的生产线是连接在一起的
• 通过改变原有每个流程站的通信模式，将内部生产过程中产生的大数据可以随时进行交换
• 构建整个工厂的应用模式，可以按照客户的要求，随意改变单个产品的供应商和生产工序，在多个客户和多个产品之间进行切换
• 这一些都需要灵活运用包括外置的传感器、设备软件、整个工厂的解决方案服务在内的3S体系
• 实现以前从成本方面来说不可能成立的定制生产

实现手段
• 自动化小车系统
• 机器人系统
• 工艺数据收集&配置
• 少量工艺工人
• 公司层级IT工程师、工艺工程师

总结
汽车电子的制造，由于汽车行业的要求，本就要求高度的信息化。进一步的整合，将大量的数据进行融合，将工程的各个部分、生产的数据进行汇集和优化，在整个产业链层面的数据也会进一步进化。这个过程，短期上润物细无声，长期来看真的是惊心动魄，生死攸关的大事。

从工程师个人角度而言，脑洞要开大一些，世界在急速变化着，容不得自己对某小块的内容抱残守缺，固步自封。