GBN专题 | 康明斯百年③：大马力发动机对康明斯意味着什么
作者 | 葛帮宁
编辑 | Jane
来自帮宁工作室（gbngzs）的报道
那台红色的95L发动机就像一道靓丽的风景线，伫立在一众发动机里更显鹤立鸡群。它被喻为全球最强劲、最高效的柴油发动机之一：16气缸，功率3200马力~5000马力，在位于美国印第安纳州的康明斯西摩（Seymour）发动机工厂里，每3周生产一台，2019年订单量已超过450台。
1976年建成投产的西摩发动机工厂离康明斯发源地哥伦布市（Columbus）约20英里，占地面积51英亩，拥有员工1200名，其中发动机制造员工450人。这里只生产从500马力起步，排量从19L到95L的大马力发动机，年产柴油/天然气发动机3500台，加工或制造发动机部件18.9万个，迄今发动机出库量已超过10万台。
帮宁工作室了解到，西摩发动机工厂主要有4条产品线。一是19L产品线，500马力~1000马力，可同时满足汽油机和柴油机生产需求。二是V903产品线，V8发动机，295马力~675马力。三是30L产品线，V12马力，760马力~1500马力。四是95L产品线。
这些大马力发动机应用于机车，矿山，工业，船机，油气和农业等领域，其中95L发动机为英国高速机车、美国自由女神像、芝加哥棒球场以及西摩当地医院等提供备载电源动力支持，其客户包括西门子、微软及三一重工等。
在康明斯五大事业板块——发动机事业部、电动动力事业部、分销事业部、零部件事业部和动力系统事业部中，大马力业务和电力业务隶属于动力系统事业部。该事业部成立于2016年，其2018年全球销售额达到50亿美元（不包括合资公司）。
西摩工厂的另一个组成部分是技术中心，旗下650位员工分别来自全球23个国家和地区。技术中心有20个工程试验台架，每年试验台架超过4万小时。
2019年6月4日，康明斯电力系统事业部品牌规划和管理业务执行总监Srikanth Balasubramaniam、电力系统事业部工程执行总监Gary Johansen和西摩发动机工厂厂长Darren Kimmel分别接受中国媒体代表团的访谈。
以下为访谈节录。帮宁工作室略做编辑。
01.
大马力发动机的优势
康明斯在全球有8家大马力发动机工厂，这其中重庆康明斯如何定位？
Srikanth Balasubramaniam：重庆康明斯具有战略意义，它不仅包括生产，还有研发，是康明斯大马力发动机的核心布局。前几年，我们和合作伙伴重庆机电达成共识，要提升研发力量。两年后，（重庆康明斯）新工厂就要建成，还有一个全新研发中心。
我们要用新生产和新研发设备支持2021年将在中国实施的新排放法规要求，重庆康明斯的新设备也将在2021年应用，届时研发中心将起到关键作用，推动满足新法规的新产品研发。
如何进一步推动重庆康明斯整体能力提升？我们正在对重庆康明斯研发团队进行培训，比如把部分研发人员送到西摩技术中心进行几周或几个月的培训，让他们快速掌握新排放法规要求的技能和试验台架技术，积累专业知识，为未来在中国生产的大马力发动机打下基础。
在矿山领域，自动驾驶正成为新趋势，康明斯在这方面做了哪些技术储备？
Srikanth Balasubramaniam：作为关键动力供应商，康明斯肯定要做很多优化、应用和技术储备来支持矿山领域。
要点有三。一是安全性，自动驾驶对安全性提出更高要求，这是康明斯的着眼点。动力链肯定要做提升，前提是要满足安全需求。
二是在自动驾驶过程中，对实现燃油曲线优化，实现最佳燃油经济性提出更高要求。对矿山用户来说，燃油消耗是经济成本的重要部分。在自动驾驶时代，发动机反而会发挥更大作用。
三是要看到另外一个趋势，越来越多混合动力或者电动动力进入矿山市场。我们需要做好前瞻性准备，这正是康明斯与主机厂以及终端用户密切合作的地方。
电动化是趋势，这是否意味着备用电源市场会有长足增长？另一方面，储能设备和储能技术也在增长，会不会对传统燃油市场和发动机造成冲击？
Srikanth Balasubramaniam：随着电动动力需求增长，确实会极大地推动供应方的变革，这是一方面。另一方面，在电力供应系统增长过程中，我们会看到更多元能源组成，不仅是传统能源，还会有新的可再生能源加入到储能供应中，这其实也为康明斯创造了更多机会——如何利用新趋势来发展新业务。
对传统备载能源业务来说，能源多元发展趋势有可能形成更大业务规模。比如太阳能和风能，可能有更大需求让它们与电网形成更紧密更稳定的联结与供应。
我的判断是，过去一些备载能源业务反而会变成主推动力，变成更多动力需求。如何前瞻性地应用多元能源来源开发最适应的电动产品，这是康明斯一直努力的方向 。
就燃料电池而言，康明期也在积极研发。我们和电力系统事业部密切合作，在大马力新技术方面做了很多准备，从终端用户那里获取需求，提供最好的解决方案。
康明斯有这么多大马力产品，但工厂相对有限，如何利用柔性化生产来满足不同需求？
Srikanth Balasubramaniam：动力系统业务对生产线有更复杂需求，不仅是生产设备，还有供应链管理，都要采取柔性可调节性储备。比如发动机事业部更多是以销量领先，但大马力发动机工厂要以柔性生产技术，以定制化开发，以多元产品来制胜。这是一方面。
另一方面，不管是北美还是中国，乃至全球市场，康明斯制胜优势在于分销服务业务。它不仅能帮助大马力业务实现销售，而且通过分销服务商与终端客户打交道，为客户提供定制化开发。换言之，分销领域可以做更接近客户的定制开发，对动力事业部形成补充。
康明斯大马力发动机的优势表现在哪些方面？
Seymorur：有三个主要优势。
一是可靠性。对备载电源来说，迅时启动的可靠性能在危急时刻立刻顶上，这是康明斯必须要有的主要优势。
二是动力密度。在楼宇应用中，很多时候没那么大地方来安放设备，所以非常小的体积但能输出较大电力，这是康明斯的优势，也是我们持续研发的方向。
三是系统集成能力。包括电力设备如何与楼宇、当地设施和当地电网实现最好的联接，确保把足够电力输送到最需要的地方。
西摩工厂年产3500台发动机中出口占多少？最大出口国是哪里？
Seymorur：西摩工厂大部分产品用于出口，每年直接出口量占总产量60%~65%，其中10%~15%用于配装主机厂设备和电力设备，也会出口到全球市场。
举几个应用市场例子，如电力备载电源大部分用于美国之外。还有矿山应用，除加拿大、北美和南美市场外，也出口到非洲市场。
大马力发动机对可靠性要求非常高，如何从设计、生产、制造等环节保证品质提升？
Seymorur：生产线上，我们有实时发现问题解决问题的相应纠错设施，也有很多质量应用工具和标准，还有设计工具和康明斯生产标准，如康明斯工程设计和运行标准。这些都能确保产品在开发过程中的质量保证。
02.
大马力工厂有何不同
我们知道，整车厂都有四大工艺，具体到发动机，其工艺流程又如何？95L发动机在销售前要做哪些测试？
Gary Johansen：在台架耐久试验方面，我们会采用几万个小时的疲劳试验，包括压力测试，比其他要求更强的相应试验，对95L发动机的耐久性要求更甚。
其实在整个发动机平台开发周期，一般需要2年到5年。先要听取客户声音，了解客户需求，再反向定制化发动机的功能和目标。通过计算机模拟测试，确保零部件在设计之初就能满足性能需求，确保子系统和整体系统集成满足客户需求。
接着是开发测试验证过程，不仅是发动机，包括跟电力系统集成，也包括整个电力系统和当时的使用设备，如楼宇设备，如电厂设备等系统的应用集成，其可靠性和耐久性都要百分之百确保。
以95L发动机为例，现在能看到它在耐久性和可靠性上表现惊人，推向市场4年已有几百台设备使用。其中一部分设备用于主推电力，即周边没有其他发电设备，要24小时7天不间断要供应电力，但在4年中没有出现任何问题。
还有其他动力系统应用。比如某市场每年8000小时~9000小时应用，对耐久性可靠性要求特别高。再比如铁路应用，每天不是24小时至少也有16小时作为主力电源应用。至于其他备载电源，虽然使用时间段不长，但要百分之百可靠。如主力电力出现问题时，它能在一两秒内迅时启动无缝连接。
综合这些，大马力发动机在试验阶段所投入的精力是普通发动机的很多倍，各种各样的极限环境测试都要进行。
值得注意的是，大马力工厂生产工艺和车用工厂完全不同，前者关注的不是量，而是定制化开发和定制化生产。每个客户都有特定需求，都要高附加值产品，康明斯同一柔性生产线能满足不同生产工艺需求，这是大马力工厂与众不同的地方。
那么，当市场或者终端客户发现问题后，又怎么与技术中心联系起来快速解决问题？
Gary Johansen：我们有好几个渠道快速反馈问题。
一是服务网络。康明斯在全球范围内的分销网络能确保当地问题得到解决，如果涉及到现有产品，就会快速反映到技术中心，技术中心会安排现有工程部进行故障产品分析。可能是产品设计问题，也可能是客户使用不当造成的问题。不管怎样，都会快速解决，或者找到快速解决问题的方向或者方案。
康明斯在各个层级各个梯队中都有专门技术专家，比如分销事业部设在当地的分销中心有其技术专家，他们能从技术方面帮助客户解决技术问题。反之，就会有区域技术团队立即参与进去帮助解决。项目如果涉及到产品设计，也会立刻反馈过来，推动产品相关部门去做改进。
原则上市场服务工程师不与前瞻性工程师连接，但为确保客户声音能很快被工程技术团队吸纳并助推改进，他们这个团队是破例的，即技术中心团队的产品开发工程师要定期交流，信息互通互联，确保客户声音能第一时间反馈。
康明斯与微软在打造新数据中心方面的合作目前进展如何？
Gary Johansen：迄今为止合作非常成功。双方合作已有很长时间，过去我们在备载电源（主要是柴油机）方面进行过合作。对双方而言，都是针对未来推动环境发展提供可持续动力解决方案，不仅出于对环保的思考，也是进一步提高产品能力实现性价比优势使然。
微软开展项目之初，就选择康明斯作为合作伙伴，现正在研究固态燃料电池的备载电源项目。这个项目规模并不大，更多是试验性项目，但它是生态链测试项目，也就是说这个项目将来可以复制。目前项目进展不错，我相信很快就能提升规模，并推广到其他应用领域。
除此之外，康明斯也与西门子密切合作，就系统集成推动柴油动力汽车在市场上的应用。比如高速火车，美国跟中国相比，因受使用场景所限，速度方面不一定占优势。
美国很多所谓高速铁路是以通勤为主，其实就是铁路交通、公路交通和货运交通的一个交叉点，因为北美有很多交通线共线，不太可能重建高铁线路。康明斯与西门子合作，是在既有线路上做改进，这种高效低成本方式是较好的解决方案。
95L发动机有没有考虑极地工况应用？
Gary Johansen：康明斯一直是北极圈唯一大马力电力供应商，主要给社区居民供电，还有矿山应用和工厂应用。即使在极寒工况下，康明斯发动机也展现了百分之百的可靠性和耐久性。很多情况下，它是当地主力电力来源。
除这种极寒环境外，康明斯在高海拔和极度潮湿环境下都能确保性能。归根结底，我们与不同主机厂合作，充分考虑了各种极限应用。
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