基于成本的整车平台架构开发

李庆利

基于成本的整车平台架构开发

李庆利

（重庆金康赛力斯新能源汽车设计院有限公司，重庆 401135）

论文依托“平台架构”理论，基于成本开展整车平台架构开发，最终缩短整车开发周期、提高产品质量、降低开发成本。实践表明，基于成本的整车平台架构开发，已成为各主机厂相互竞争的关键点。

平台；架构；采购价格合理性；成本铁三角；成本精算模型

前言

纵观汽车发展史，从1886年内燃机汽车的出现标志着人类告别了马车时代[1]，到1913年开始流水线制造T型车使得汽车走入千家万户；从1990年末出现新型能源汽车使得汽车行业进入低碳环保行列，到21世纪长城、比亚迪、蔚来、理想等公司纷纷提出“基于新一代ICT”技术的智能汽车，汽车已从简单的代步工具逐步变为一台智能移动终端。

随着汽车发展过程，孕育了平台的理念。提起整车平台，人们首先想到的是大众汽车，人们戏言大众仅有一款高尔夫车[2]，帕萨特是它的拉长款，CC是减掉一个后座，辉腾是再拉长，途安是拍成方块，途观是加高底盘、夏朗是多加一排座椅……作为整车平台开发的鼻祖，大众汽车整合现有资源，减低生命周期内开发成本，凭借其深厚技术实力，首先推出了MQB平台架构[3]，随后丰田推出了TNGA平台，日产推出了雷诺CMF平台，通用推出了EZXX平台，奔驰推出了MFA平台等。国内自主品牌主机厂也不逊色，从2020年以来，长城推出了柠檬和坦克平台，吉利发布了CMA[4]和SEA浩瀚架构，长安推出方舟架构、北汽发布IMC智能模块架构……

本文较为系统地介绍了平台与架构定义、平台架构开发与成本的关系、如何控制平台件成本以及平台架构开发注意事项四个方面。

1 平台与架构定义

1.1 平台

平台是基于市场个性化需求，在一个平台上，采用共用件方式，最终实现多产品生产的模式。汽车中的平台概念，主要体现在整车设计开发阶段。汽车平台是采用大量的共用零件，其车身结构、行驶结构底盘相似，生产工艺也相似的一种开发方式。参考国内外主流汽车公司通常叫法，整车一般可分为上车体和平台件两大部分，即整车（vehicle）=上车体（tophat）+平台件（platform），整车除去上车体部分，其余件叫做平台件。平台件是对造型不敏感，相对不可见的零件（图1）。整车平台件决定了整车性能的70%～80%，覆盖了整车40%～50%的设计成本，主要由五大类零件构成：下车体、底盘、动力、座椅骨架、电子电气架构（EEA）硬件。只要控制了平台件的成本和质量，就基本确保了整车的成本和质量。

图1 造型敏感度与整车性能相关度

1.2 模块

大众汽车为了满足客户不同的需求，在售车型已多达几百种，但是随之而来带来了重复的开发、投入。按照经济学中的“边际效益递减”规律，公司整体开支越来越大，但边际效益越来越弱，“投入产出比”越来越不理想。面对整车行业日愈激烈的市场竞争，以及新四化[5]（电动化、智能化、网联化、共享化）带来的巨大冲击，为了解决当前公司的主要矛盾，即客户日益增长的个性化需求与成本控制之间的矛盾，各主机厂提出了“模块化”的概念。

模块化是指整车开发过程中，在功能分析的基础上，针对不同功能或相似功能、不同规格的产品，开发出一系列功能模块，通过“模块组合”来实现不同产品的过程[6]。模块化具有独立性、继承性、通用性、互换性等特点，在满足客户定制化和个性化需求的同时，可降低成本。所以整车开发的较高境界就是“积木式”开发，即外观差异化，内部结构模块化[7]。

1.3 架构

为了高效、经济地推出更多的产品，国内外各主机厂推出了平台，但平台数量过多也同样出现投入过大、产品技术过于复杂的问题，这就需要究平台与平台之间的关系，尽量减少平台的数量而实现整合，这就是“架构”思维，所以架构实际上是平台概念的拓展。

如大众汽车早期研发的PQ25平台，代表车型包括大众-老款POLO，斯柯达-晶锐；还有PQ35平台，代表车型包括上海大众-途观、途安，一汽大众-高尔夫五、六代、速腾等；还有PQ46平台，代表车型包括上汽大众-帕萨特、一汽大众-迈腾、斯柯达-昊锐。如此一来平台较多，规模化效果不理想。后期大众汽车开展平台间整合，最终开发出全新MQB[8]这一特殊“平台”就是架构（图2），该架构可同时覆盖A00、A0、A、B不同车型。平台和架构是对应关系，两者难于孤立存在。

图2 大众汽车平台间整合过程图

架构常见的案例也体现在整车电子电器架构（EEA）上，同一品牌几乎所有型号车型的电子电器架构可能是一种，因为只有这样才能使拓展性和模块化带来可能，所以架构实际上是相同的工程解决方案和模块化制造工艺需求的结果。它从平台概念上“相同零件”扩展到了设计过程上的“相同方法”，以及制造过程中的模块化。架构是从采购相同零件到开发资源相同方法的提升，所以说架构是一种更深层次的协同和整合，架构是平台的“平台”。

2 平台架构开发与成本的关系

为了满足客户需求、缓解成本控制压力，各主机厂实施了平台架构战略，推进模块化设计，将多平台整合同一架构开发。即在“架构”原则指引下，通过“模块”来搭建“平台”。但在平台架构开发过程中，零件设计成本是否一定会降低还需探讨。

2.1 从“当前、局部”分析

单一零件，如果实施了平台架构开发，需要兼顾不同开发需求，存在“就高”或“就低”两种情况。如果“就低”开发，针对高端车型零件，则设计成本往往降低；而“就高”开发，针对低端车型零件，则设计成本往往增加。例如开发第一款车型的制动踏板A，单价50元且模具费10万元；开发第二款车型的制动踏板B，单价55元且模具费12万元；开发第三款车型的制动踏板C，单价60元且模具费15万元。如果通过布置空间优化后，在平台架构开发原则下，最终开发制动踏板X，可同时满足以上三款车型需求，而最终零件X单价65元且模具费13万。以上案例说明，从“当前、局部”分析，针对单纯前两款车型，因“就高”开发需要，其零件设计成本和模具费均有所增加。

2.2 从“长期、整体”分析

基于平台架构开发，从整个生命周期角度分析，除了模具费节约外，零件成本得益于“量价关系”和“规模化效应”，其固定成本被大幅分摊并降低，最终零件设计成本可能更低。还以制动踏板为例，假设第一款车型生命周期10万台，制动踏板A单价50元且模具费10万元；假设第二款车型生命周期5万台，制动踏板B单价55元且模具费12万元；假设第三款车型生命周期3万台，制动踏板C单价60元且模具费15万元。如果通过布置空间优化后，在平台架构开发原则下，最终开发制动踏板Y，以上三款车全生命周期累计18万台，在改善供应商竞争格局的同时，降低了供应商开发风险，摊薄了供应商固定成本及模具开发费用，最终零件Y中标价格48元，模具费中标金额9万元。以上案例说明，从“长期、整体”分析，通过平台架构整合后，在几款车的全生命周期内，其零件设计成本和模具费均存在大幅削减的机会，最终价格可能低于任一款车的最初报价，这也是许多主机厂纷纷推出平台架构产品的驱动因素之一。

3 控制平台件成本

为了满足客户多样性需求及成本控制需要，各主机厂纷纷启动平台架构开发，针对占整车成本40%～50%的平台件，如何控制并确保成本具有行业竞争性意义重大。以下结合工作经验，介绍几种常见管理工具。

3.1 开发阶段通过多方案论证，控制平台件设计成本

实践表明，整车成本是设计出来的[9]，开发阶段决定了整车成本的60%～70%，所以成本管理时间前移，从设计源头控制成本尤为重要。开发阶段多方案论证是控制设计成本的常见工具，为了实现多平台零件整合，或者全新开发平台件，综合周期、成本、费用、风险、质量、技术先进性等因素，往往不止一种方案，锁定平台件方案的过程就是综合多因素并平衡、取舍的过程。故针对平台件不同方案，分析设计成本差异，基于产品市场定位，寻找成本、质量、周期、风险等的最佳切合点，一次性设计完成，多方案论证是控制平台件设计成本的有效工具。实践表明，在平台件定点定价过程中，从设计端推进“多方案论证”，控制设计成本，开展基于成本的设计工作，是开发阶段控制平台件成本的重要工具。

3.2 优化采购定价方式，提高“采购价格合理性”水平

平台件成本占整车成本的40%～50%，从采购业务端优化采购定价方式，通过提升采购成本管理能力[10]，开展采购价格合理性专项，也是控制平台件成本的常见方法。提起采购定价方式，最常见的做法是货比三家，虽然可以确保采购价格具有市场竞争性，但这只不过是开展价格合理性的初阶方法，对标业界主流公司管理经验，一般从市场端和成本端两个维度优化定价方式，不断提高采购价格合理性水平（图3）。一个维度从市场端，通过市场多渠道竞争验证，是否还有其他渠道价格更低、质量更优；另一个维度从成本端，通过成本拆解、精算，验证是否存在明显不合理地方。实践表明，在平台件定点定价过程中，寻找并优化更高阶的采购定价方式，提高采购价格合理性水平，挖掘成本改善机会点，实施最佳成本实践，是控制平台件成本的重要工具。

图3 不同定价方式与采购价格合理性水平关系图

3.3 商务定价过程实施“目标成本”，发挥“成本铁三角”作用

目标成本管理工具已在长安、北汽、吉利、长城等主机厂普遍采用，主要通过技术、原价、采购三个部门形成的“成本铁三角”发挥作用（图4）。目标成本管理工具成败的关键是确保技术、原价、采购三个部门有效协同。工作中由技术部门提供采购级物料BOM及零件主要技术参数，包括材质、尺寸、净重、功能、加工工序等；由原价部门基于技术参数开展正向成本精算，参考成本模型，输出具体零件的目标成本指导采购定点定价；由采购部门根据供应商报价明细，分析零件成本构成，通过“料、工、费”核算开展商务谈判；针对成本超标零件，采购联合技术、原价部门，开展技术方案澄清及报价差异分析，共同寻找降本机会点，实施供应商VAVE，开展价格合理性。通过“成本铁三角”协同机制，确保技术、原价、采购三方信息共享、相互赋能、形成合力、拧成一股绳、力出一孔，基于目标成本[11]开展方案设计与定点定价，实现管理闭环，最终管控平台件成本。

图4 “成本铁三角”关系图

3.4 搭建“成本精算模型”，提高目标成本核算精细化水平

采购人员基于“目标成本”开展平台件的定点定价工作，目标成本具有“一票否决权”，如果目标成本超标则采购无法完成定点定价，这样一来目标成本核算的准确性至关重要，如何确保“目标成本”准确核算及合理投放，涉及成本精算模型内容。按照加工工艺不同，零件可以分为冲压件、模压件、铸造件、锻造件、注塑件、吸塑件、挤出件等，为了统一零件目标零件核算基准，提高核算效率，原价技术部门基于大宗原材料价格库、基础工时、标准费率、加工工序等，基于财务的“作业成本法”成本核算原则，寻找各工艺成本的驱动因素，搭建适合自身主机厂特点的正向成本精算模型[12]。成本精算模型是开展各类零件成本核算的基础和底层算法。所以说寻找驱动因素，搭建成本精算模型，也是控制平台件成本的管理工具之一。

3.5 关注大宗材料价格走势，管控平台件的材料成本

按照成本精算模型的各成本要素占比，汽车传统零件的材料成本占成品售价的比例，一般在60%～70%以上，故如果要控制好平台件成本，首先要控制好材料成本。而材料成本的高低与大宗原材料（钢材、塑料、橡胶、有色金属、贵金属等）单价息息相关，为此需要开展大宗原材料价格准确监控和走势分析[13]。比如在2013年到2016年，得益于大宗原材料价格走低，YT客车联合供应商团队开展大宗原材料专项，通过零件采购价格与大宗原材料价格走势联动，实现零件采购成本节约或成本避免累计实现几十亿元，极大地提升了公司整体盈利能力。通过建立大宗原材料价格库[14]，动态监控大宗原材料价格走势，控制平台件原材料的合理成本，也是控制平台件成本的重要举措之一。

3.6 开展模具专项，管控平台件的模具分摊成本

根据平台架构开发原则，平台件在多款开发车型中相互借用，所以经常遇到平台件开发模具费用费的分摊与共用问题。由于汽车零件的特点，供应商开发的汽车零件往往涉及专用模具费用投入，按照行业惯例，专用模具费一般在零件售价中以分摊方式支付。所以控制架构件成本，必须控制中模具费分摊到期情况，而模具费分摊总数量为平台架构范围内所有车型的分摊总和，这就为模具费分摊到期管控带来难度。借鉴其他主机厂工作经验，可以借助IT手段，搭建适合自身特点的供应商门户网站或采购成本管控平台，实现每个车型实际采购数量与模具费分摊到期统计与提醒功能，同时建立模具费分摊到期“追溯”机制。实践表明，开展模具专项，动态监控各车型及供应商模具费分摊及到期情况，避免模具费分摊“长期化”，充分发挥规模化采购优势，也是控制平台件成本的重要举措之一。

4 平台架构开发注意事项

4.1 好的平台架构不等于好的产品

整车开发、生产、销售是个复杂的系统工程，成熟先进的平台，相应车型的质量理应更可靠一些，但好平台不一定出爆款车型。平台仅解决了一个技术问题，但整车销售涉及诸多因素，其中产品市场定位、潜在群体、销售亮点、客户痛点等也尤为重要。如果单纯开发技术平台，比如像OTA、ADAS、APA、HUD等，这种更多地体现了企业的技术实力和前瞻性投资。

4.2 平台架构开发不必单纯追求准确全面和极致

平台化造车的目的是走技术、采购、制造的集约化，但不必过分追求准确全面和极致。虽然长城坦克平台所具有高延展性特点，可支撑B～D+不同级别，包括SUV、MPV、皮卡不同品类车型开发，并支持传统燃油、混合动力、纯电动三种动力形式，但这样的代价是周期长、成本高、风险大，即使可满足当前需求，但随着技术进步与市场的千变万化，也不一定能满足未来所有需求，所以平台架构开发不必单纯追求准确全面和极致。以吉利汽车为例，吉利前期开发了CMA架构，早期规划可全面覆盖燃油、插电、纯电等多种动力，但后期插电、纯电车型无法做到极致和完美匹配，设计成本也无法有效优化；吉利后来专门推出纯电动车SEA浩瀚架构，可以覆盖A～E 级全尺寸车型，包括轿车、SUV、MPV、皮卡等车型。所以平台架构开发过程中，基于当前客观条件适当“降维”和“降级”，不钻牛角尖，不走另一个极端，也是实施平台架构战略需要绕过的一个“雷区”。

4.3 平台架构开发不能简单复制别人车型

每个主机厂开发自身独有的平台架构，其中考虑的因素较多，包括自身不同车型系列尺寸、不同车型销量及盈利能力、不同零件的质量与成本水平、自身供应商体系和采购策略、自身车间自动化程度等因素。虽然每个主机厂的车型轴距也包含1 760 mm、1 800 mm、1 900 mm、1 950 mm等几个系列，但每家公司实施背景不同，背后的深层原因和“故事”各有不同。所以说平台架构具有独一性，不能简单抄袭、模仿别人走捷径。市场上有一些主机厂简单复制了其他公司的车型或平台架构，有些未能量产，有些即使量产但后期随着质量、成本压力等原因，也慢慢退出了历史舞台，具体案例举不胜举。

5 总结

产品是企业的生命线，企业之间的竞争主要是产品之间的竞争，产品的竞争主要是核心技术的竞争，而核心技术的竞争中主要体现在基于成本的设计能力的竞争。数据显示，依托整车平台架构开发，可确保整车70%～80%的性能，可控制整车40%～50%的设计成本。汽车企业之间的竞争，可以说就是平台架构之间的竞争，基于成本的整车平台架构开发，已成为各主机厂相互竞争的关键点。

[1] 吴惟明,毕仕强.浅谈世界汽车发展史[J].科技经济导刊,2020,28 (24):44+40.

[2] 谈车看世界.为什么说大众只有一款车型——大众高尔夫？[EB/ OL](2018-04-13)[2021-06-09].https://baijiahao.baidu.com/s?id=1597639880624449804&wfr=spider&for=pc.

[3] 赵康波,姜永胜,张士金.大众MQB平台底盘演变解析[J].汽车实用技术,2020,45(24):240-241+244.

[4] 李响.五位专家谈CMA:吉利CMA架构是中国汽车的技术自信[J].中国汽车市场,2019(07):80-81.

[5] 杜莎.汽车“新四化”及低碳经济趋势下,材料供应商的创新进阶之路[J].汽车与配件,2020(23):48-49.

[6] 陈皓云,董福龙.汽车模块化设计的应用与研究[J].科技信息,2011 (03):452-453.

[7] 熊伟军.基于新材料新结构的车身模块化设计研究[D].湖南大学, 2017.

[8] 王啸辰.低成本模块化设计大众MQB平台车型概览[J].轻型汽车技术,2013(Z2):42-45.

[9] 周康渠,李晓.面向成本设计技术在汽车转向机设计中的应用[J].重庆理工大学学报(自然科学),2013,27(04):13-17.

[10] 李华.浅析汽车零部件采购中的成本控制[J].中文科技期刊数据库（文摘版）工程技术,(01):101.

[11] 刘琳.目标成本管理在汽车企业中的应用[J].汽车工业研究,2009 (07):39-42.

[12] 赵振家,赵明楠,严玉廷.基于注塑工艺的汽车零部件成本分析[J].汽车实用技术,2019(02):154-157.

[13] 李博旭.B汽车集团低成本战略研究[D].北京:北京林业大学, 2019.

[14] 王寿朋.基于供应链成本降低的大宗商品价格指数的建立[D].上海:上海交通大学,2012.

The Development of Cost-based Vehicle Platform Architecture

LI Qingli

（Chongqing Jinkang Seres New Energy Vehicle Design Institute Co., Ltd., Chongqing 401135）

Based on the theory of "platform architecture", this paper develops vehicle platform architecture based on cost, and finally shorten vehicle development cycle, improve product quality and reduce development cost. The practice shows that the development of vehicle platform architecture based on cost has become the key point of competition among oems.

Platform; Framework; Rationality of purchase price; Cost iron triangle; Cost actuarial model

U461.99

A

1671-7988(2021)20-214-05

U461.99

A

1671-7988(2021)20-214-05

10.16638/j.cnki.1671-7988.2021.020.056

李庆利，男，高级工程师、高级经济师，就职于重庆金康赛力斯新能源汽车设计院有限公司，主要从事原价技术、平台架构、采购成本分析、VAVE等方面的研究工作。