打造汽车数字化研发平台领航开发信息化全球协同——记国家“千人计划”专家、“长安数字化研发平台”总监唐湘民博士

本刊记者 祝传海

刚刚过去的2013年，是长安汽车厚积薄发，喜获丰收的一年。全年销售汽车212万辆，同比增长20.7%，高于行业12个百分点，销售收入1626亿元，同比增长40.3%，实现利润106亿元，同比增长99%。

在这组令人振奋的数字背后，最让长安人骄傲的是长安汽车中国品牌的发力：长安自主轿车全年销售38.5万辆，同比增长68%，高于行业55个百分点，增速位居自主轿车行业第一。近年来，长安汽车自主开发的睿骋、逸动、CS35、致尚XT等车型已崭露头角，深受消费者的好评，是多年来坚持自主开发的成果。在2013年法兰克福国际车展上，长安汽车作为中国唯一的整车厂携这些车型再度亮相引起全球广泛关注。

作为中国四大汽车集团公司之一，长安汽车迈向2020愿景——“打造世界一流汽车企业”有其独特的发展之路，即始终将自主创新作为企业发展的核心任务，不断培育和提升企业的核心竞争力，打造中国最强大并且持续领先的研发能力。为此，长安汽车以重庆为中心，在北京、上海、英国、美国、意大利、日本等“五国九地”先后建立起研发中心，并拥有由8名国家“千人计划”专家领军的6000多人的专业研发团队，形成汽车行业独有的24小时不间断全球研发格局。长安汽车自主研发、自主管理、自主品牌的三位一体的自主创新被国务院发展研究中心正式命名为“长安模式”。

数字技术铸就企业竞争优势

逸动（EADO），这款时尚大气、品质精细的全球战略车型是长安汽车充分利用“五国九地”研发资源，由国家“千人计划”专家、海内外专家领衔的上千人团队历时40多个月研发而成。其造型设计由位于意大利都灵的长安欧洲设计中心主导，内饰精细化设计由日本横滨长安研发中心负责，底盘调校由美国底特律研发中心完成，动力匹配工作在英国诺丁汉研发中心进行，而总部设在重庆的长安汽车研究总院负责主持整车开发、测试等工作，并协调各研发分中心进行24小时不间断协同开发。

在全球范围实现汽车协同开发受益于计算机技术和互联网技术的发展。计算机技术为汽车开发提供了强大的手段，在计算机中进行三维设计、虚拟仿真、虚拟制造等数字化开发使汽车的研发可以通过不同专业团队来完成，而互联网技术为协同开发提供了基础环境。世界一流跨国汽车企业开创了领先的全球协同研发模式。福特汽车公司实施的C3P（CAD/CAM/CAE/PIM）及进一步发展的PLM（产品全生命周期管理）战略通过数字化技术的开发、集成和应用实现了支持福特全球发展的目标,大大缩短了产品开发周期、减少了开发费用、优化了设计流程，创造了业界奇迹，被誉为“福特效应”。主导C3P和PLM战略的Dr.Richard Riff是当时福特五个最高技术权威Ford Technical Fellow之一，彰显了福特汽车对数字化技术应用的重视，以此提高了企业竞争力并取得了巨大成就。

长安汽车重视产品研发的同时也十分重视研发信息化工作：早在2003年就部署实施了PDM系统 (产品数据管理系统)，在建立海内外研发中心的同时也建立了连接全球研发中心的基础网络，CAD和CAE等数字化开发工具得到了广泛应用。然而，拥有中国第一自主研发实力的长安汽车不仅在研的整车车型、发动机机型多，而且研发团队庞大，供应商配套体系广，这种跨地域、多专业、多团队的全球协同研发模式对数字化技术的应用和信息化基础环境支撑都提出了极高的要求。协同研发应用水平与世界先进企业还存在明显差距：众多数字化工具的应用导致的异构数据兼容性问题、全球同步协同要求研发数据的实时性和准确性难以得到保证，曾一度成为制约长安汽车自主研发快速发展的瓶颈。因此，必须大力深化数字化技术应用和推进研发信息化建设。公司领导睿智地认识到需要引进在数字化开发和信息技术领域既有深入的理论研究、又有广泛的开发应用经验和国际视野的专家来主导长安研发信息化工作。

国际视野规划数字化平台建设

海外归来，加盟重庆长安汽车，对于唐湘民博士来说有了回家的感觉，他和长安的缘分似乎早在20年前就已定了下来。上世纪80年代，他从中国科学院硕士毕业后来到重庆大学工程力学系工作。他微笑着说：“我在重庆大学做高速冲击下材料力学性能研究时，还专门请长安公司为我们做了一台冲击装置，20年后，我又来到长安汽车工作，这也许就是一种缘分吧。”

20多年间，长安，这家隶属于中国兵器装备集团公司，有着150多年历史的军工企业，成功完成了从军转民的转型、升级和创新，跻身中国汽车第一阵营。20多年来，唐湘民博士专业领域也从力学理论研究和工程应用拓展到基于计算机辅助技术的前沿性数字化开发和信息技术，并在国际一流企业积累了广泛而丰富的数字化研究、开发和应用的经验。

在重庆大学从事了6年力学研究、教学工作之后，唐湘民萌生

了出国继续深造的念头。那时候，中国力学理论基础水平虽然已经较高，但工程应用，特别是以计算机为手段的数字化技术在设计和分析上的应用还非常薄弱。为了学习国际前沿技术，他踏上了北美求学之路。在加拿大曼尼托巴大学取得工程力学博士学位后，唐湘民博士进入了全球领先的设计与协同开发软件公司——美国Autodesk公司。该公司从开发工程制图软件AutoCAD以来，就一直领导着全球数字化技术应用和发展的方向。唐湘民博士在Autodesk公司机械制造业产品开发总部曾担任过资深高级工程师、CAD/CAE软件集成质量和应用技术总监、CAE应用专家等职务。在此期间，正是Autodesk开发三维设计软件Inventor和集成其它数字化工具形成数字化解决方案的时期。基于Inventor集成的Autodesk产品谱系Alias、AutoCAD、Moldflow、3DS Max、Showcase等设计仿真软件产品在工程机械、汽车、通讯设备等领域得到了广泛应用。唐湘民博士的工作涵盖了造型设计、工程设计、CAE开发、CFD集成、视觉渲染等开发和应用领域，其关于有限元分析和运动仿真的论著被认为是机械工业出版社在CAD/CAE集成方面的经典。Inventor连续七年成为全球最畅销的三维设计软件，他领导的团队在美国、中国、法国、捷克、新加坡协同工作，为Inventor的成功开发、集成、和应用做出了突出贡献。唐湘民博士在Autodesk工作十几年形成的领先理念和积累的宝贵经验，以及其助推国内汽车行业发展的决心正是长安汽车自主研发事业所需要的领军人物的条件。

在加入长安汽车后，这位被称为“工作狂人”的唐湘民博士对研发数字化应用进行全方位的实地考察和调研，并组织设计、性能、工艺部门召开业务座谈会，对海外研发中心（美国中心、英国中心）在PDM系统的应用进行了详细了解……经过5个多月的调研和深入分析，唐湘民博士在掌握了长安汽车研发信息化建设现状的第一手材料后，以其国际化的视野，主导制定了长安汽车研发信息化建设业务纲领——“长安数字化研发平台规划”。规划从“理念领先、系统升级、智能提升、效益倍增”四个方面、共61个项目对长安汽车未来的研发信息化建设绘制了蓝图并制定了详细的实施步骤。该规划获得了公司产品开发高层领导的高度认同和肯定。

长安汽车工程研究总院副院长、国家“千人计划”专家庞剑说：“唐部长给我们长安研发体系信息化建设和应用带来了很多新的思路和理念，他主导制定的长安数字化研发平台规划对长安研发体系未来数字化开发和信息化应用作了明确的指导，并制定了行之有效的实施方案，这对我们长安研发体系提升自主研发能力和缩短开发周期的帮助非常大。”

言传身教打造激情专业团队

在唐湘民博士加入长安汽车以前，研发信息化团队工作重点主要是提供计算机软硬件服务支持、系统运维以及产品数据管理等基础工作。信息系统建设、开发和数字化应用技术支持主要依赖外部资源。由于没有统一规划和缺乏顶层设计，信息化工作主要根据业务部门所提需求来开展，因此建立的信息系统不仅导致信息孤岛的产生，而且核心系统利用率低。团队的数字化信息化专业能力弱，对研究开发过程中的数字化应用和协同开发中的技术难题只能依靠外部资源帮助解决。

要实施基于先进理念的长安数字化研发平台规划必须有一支专业能力强的信息化技术团队。“要打造这样一支专业队伍，挑战也是巨大的。”唐湘民博士在接受记者采访时如是说。“长安研发部门包括研究总院、动力研究院、海外研发中心、以及工艺技术部、模具事业部、商用车事业部等单位。我们要支持的数字化技术应用面广、专业性强、工具和数据种类繁多。”

协同研发工程师余小燕告诉我们：“唐总加入长安后，指出了我们在研发信息化方面所需要努力的方向，给我们系统讲解汽车开发和信息化相关的国际前沿技术，使我们对汽车开发知识以及与数字化、信息化之间的关系有了清晰的认识。我们的工作重心逐步紧密结合汽车研发的业务。这不但明确了我们的工作方向和职业发展目标，而且让我们开始真正融入到长安汽车，体验到了前所未有的成就感，这在以前是难以想象的。”

提升团队业务能力始终是唐湘民博士的工作重点。为提高队伍的整体专业水平及业务能力，唐湘民博士经常为团队成员亲自授课。他讲课生动幽默、旁征博引、善于与学员互动交流。拥有丰富的专业技术知识和国际先进的管理理念，他在讲解高深的专业知识时，总能找到生动形象的比喻把枯燥乏味的原理讲授得清清楚楚。

对于工作中的技术难点，他总是亲自挂帅，组织技术骨干攻关：在线协同研发中PDM系统中数据同步、高性能计算系统作业排队、大型CAE仿真分析远程应用、异构数据机车匹配、柔性件设计、CAD数据兼容等难题得到了及时解决。他解决问题的思路和方法不但使业务部门应用人员十分佩服，也使团队成员十分仰慕。

经过两年多的努力，在唐湘民博士的培养下，团队成员的专业知识和业务水平在潜移默化中得到了明显提升。在过去，很多问题只能依赖外部资源解决，而现在团队成员自己就能现场及时解决，因此获得了业务部门的认可和好评。

随着团队成员知识的积累和能力的不断提升，他提出了更高要求。他倡导团队在解决问题中要善于创新。亨利·福特曾经说过：“如果我当年去问顾客他们想要什么，他们肯定会告诉我：‘一匹跑得更快的马’。这告诉我们：顾客的意见虽然重要，但是只问用户的意见是做不出突破性的新产品的。”以此他告诫我们，对用户提出的需求，我们要多思考如何创造性地解决问题。谢欢、庄德升等业务骨干从解决困扰用户的问题中得到了很大成就感，大多数团队成员对工作都有了前所未有的工作热情。

长安PDM专家余元源与我分享了他的感受：“唐湘民博士不仅在专业技术方面是团队的领导，在精神和行为上他还是团队成员的导师。他严谨认真、追求完美，一言一行彰显风范，潜移默化地影响着团队的每一个成员。他的‘水龙头’、‘数一数二’等典故都深刻地启迪我们在工作中应该保持科学、严谨、全面的态度。”

在长安汽车高级人才管理办公室敖艳的眼里，长安引进的专家人才都有各自的特长。“唐总最突出的特点就是具有杰出的领导才能和高度的敬业精神，这对于带领团队、推动工作和激发大家的工作热情都有非常大的意义”。

立足专长领航数字化技术

唐湘民博士加入长安汽车以来进行了一系列卓有成效的工作。经过近三年的努力，在全球协同研发模式，基于知识的智能化开发，数字化先进工具的集成、应用以及系统优化等方面取得了显著成绩。其中有明显效益的工作包括支持全球协同的在线研发、轻量化DMU（Digital Mock-Up）的应用、高性能计算系统的高效应用等。

基于先进的开发协同理念，他提出的在线研发模式对长安汽车有效降低设计变更率和提前发现设计过程中的问题起到了决定性的作用。在线研发项目的开展得到了公司领导马军副总裁、刘波副总裁及管理创新与IT中心胡朝晖部长的大力支持，团队近两年的工作和努力，历经项目试点、系统调优、功能建设、在线示范、全面推广五个阶段，完成长安所有整车及发动机在研项目的全面在线研发，达到了基于唯一的数据源、多地实时协同、实时查看设计进度等预定目标，这一新的协同开发模式受到长安海外中心有多年国外先进汽车企业工作经验的外籍专家的高度认可，并受到国内汽车、航空界数字化、信息化专家的高度评价。这是自2003年以来长安汽车首次真正实现了基于PDM的高效全球协同，产生直接经济效益一亿元以上，这在长安研发全球协同上具有里程碑式的意义，也是自主品牌在信息化建设领域的又一重大突破，为业界在实现“超大规模多地协同研发模式”树立起了典范。基于这一工作的“大型制造企业研发创新的全球协同先进模式研究与应用”获选列入2013年《国家外国专家局引进外国专家工作成果汇编》。

自主研发需要领军人才的参与，长安的人才战略是公司领导关注的重点。长安汽车引进的专家都定期向公司领导徐留平、张宝林汇报他们主导工作的计划和进展。在线研发项目取得的成功和带来的效益得到中国兵器装备集团公司总经理、长安汽车董事长徐留平的高度肯定和赞扬，并指示在中国长安的企业交流推广。2013年8月，来自中国长安公司旗下16家企业的领导和信息化专家到长安汽车交流学习在线研发项目经验并取得良好效果，长安汽车在线研发模式被普遍认为具有广泛的应用和推广价值。

在线研发的成功实施为轻量化DMU技术的应用创造了条件。DMU技术，即数字样机技术，是产品开发过程中在计算机中通过数字模型代替实物进行零部件干涉、运动、装配、功能等方面的检查和虚拟验证。DMU技术在汽车研发中已得到广泛应用。然而，对于汽车整机或总成，由于CAD实体模型数据量大，整车级DMU在CAD环境中打开和操作非常困难，对整车级DMU检查效率和次数都有很大限制，成了协同开发和项目评审的瓶颈。为此，唐湘民团队引进和推广了轻量化DMU技术，该技术能实现自动将PDM系统中存储的CATIA、Pro/E数模转换为轻量化数据格式（文件大小只有原来的十分之一），整车级数模由原来的10～20G降低到1G左右，还解决了异构数据兼容和不同坐标系机车下整车和发动机匹配等技术难题；实现随时进行整车DMU检查，从而提前暴露的早期设计问题，降低数据冻结后的设计变更率，有助于产品质量的提高。DMU技术和基于PDM的轻量化DMU技术在长安汽车的应用更好地支撑了长安汽车全球化产品开发战略，使长安应用DMU技术进行高效协同开发迈进了一大步。

高性能计算系统是汽车企业开展大型复杂CAE仿真分析的重要计算资源。需要利用高性能系统进行碰撞、强度、疲劳、NVH、流体动力学等CAE仿真分析的工具包括显式计算的LS-DYNA、ABAQUS，隐式计算的NASTRAN、FEMFAT，以及计算流体力学的STAR-CCM+等十几种软件。而复杂的计算系统包括计算、网络、存储、资源调度等相互关联的单元组成，由于这一系统的软件和硬件由众多厂家提供，企业的高性能计算系统一般都需要外部专业单位提供技术支持，然而，这种服务往往只能对某一具体问题提供支持，系统的全面优化难以实现。为充分利用这一重要资源，唐湘民博士带领团队成员攻坚克难，在对所有软件应用原理和特点、硬件性能及软硬件匹配深入研究后，实现了对高性能计算系统的自主优化。优化后的硬件资源利用率高达90%以上，应用效率和运行状况得到了IBM、Altair等业界一流公司技术顾问的好评。现在，长安高性能计算系统不仅服务于重庆本地，还为北京、上海等异地研发中心提供计算服务。

基于唐湘民博士在长安汽车数字化技术应用开发和信息化建设中取得的显著成绩，2012年3月他荣获了重庆市人民政府给予外国专家的最高荣誉——“重庆友谊奖”。

此外，他还获得了中国兵器装备集团信息化建设先进个人等多项荣誉称号。中国兵器装备集团公司科技与信息化部主任刘刚说：“作为数字化开发和信息技术专家，唐湘民总工程师具有先进的理念、广博的知识和丰富的经验，他主导制定的数字化协同研发平台技术方案得到国内知名专家们的高度认可。他和他的团队对长安汽车数字化协同开发做出了重要贡献，这一工作也对中国兵器装备集团及所属企业的信息化建设起到了很好的示范作用”。

面向未来拓展信息技术全面应用

进入21世纪以来，我国汽车产业高速发展，已成长为国民经济重要支柱产业。2000年，我国的汽车产销量还仅有200万辆，2013年就达到了2000多万辆，并连续4年成为全球第一大汽车产销国。与此同时，信息技术也得到了突飞猛进的发展。今天，移动互联、大数据、云计算更是为汽车走向智能化创造了条件。面向未来，随着车联网技术的快速发展，传统汽车业与互联网将更紧密结合。诚如唐湘民博士在第十一届中国汽车产业高峰论坛上发表的演讲中指出：“汽车业将全面IT化”。

作为国内领先的自主研发企业，长安汽车的研发信息化建设需要不断研究和应用新的数字化、信息化前沿技术。唐湘民博士通过承担国家科技支撑计划科研项目、重庆市科技“领军人才”项目等，开展与高等院校和科研院所合作，正在对汽车开发的数字化工厂、基于高性能计算系统的CAE云、车联网、云制造、虚拟化等技术进行研究和应用，从而实现前沿信息技术在汽车产品和研发、制造的深入应用与进一步融合。

作为长安汽车管理创新与信息中心总工程师，唐湘民博士竭尽全力，忘我工作，带领团队正在按照长安数字化研发平台规划，逐步建设实现产品生命周期管理的协同研发平台，从“基于PDM的协同研发”扩展到“基于PLM的协同研发”；深化数字化技术应用，从“数字化虚拟设计”扩展到“数字化虚拟设计制造一体化”；开发应用系统，促进知识驱动创新，从“数据库和工具开发”扩展到“数字化技术与知识集成”应用开发；实现研发数据全面管控，从对“产品设计数据”管控扩展到对“产品设计、竞品对标、仿真分析、试验验证”研发数据全面管控……

采访结束后，在记者离开长安汽车研究总院天工楼时，眼前这座看似普通的长安汽车全球研发中心科研大楼让人觉得愈发神秘。记者想，除了“高科技”之外，“时间”和“效率”就是这栋大楼的代名词。庞大的研发数据和信息也正是以这栋大楼的数据中心为核心，通过高速网络在全球“五国九地”研发团队间通畅交流，支撑着长安汽车24小时不间断协同开发！

回味着对唐湘民博士和他团队的交流，与其说是对他们的一次专访，不如说是他们给记者上了一场生动的长安汽车在研发信息化支撑中国自主品牌开发的技术课。记者对长安汽车“信息化与工业化”的深度融合、对唐湘民博士和他的团队工作的重要性和复杂性无疑有了更深刻的认识。记者深信：“长安行天下”正在向我们快步走来。