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登上世界汽车工业的金字塔

1999-05-02 来源:光明日报 本报驻华盛顿记者 薛福康 我有话说

“杰出青年工程师”

福特公司是世界第二大汽车制造公司,前不久记者在公司采访时,得知眼下正有一种新的系列发动机在投产,项目总投资17亿美元。主持这个项目结构设计的总工程师顾永平博士来自中国,今年刚35岁。

在福特公司动力系统设计研究部底层一间很大的工作面里,我找到了这位登上汽车工业金字塔的顾博士。他的工作间和别人的一样大,三个人进去就满了。

平易的为人与他不寻常的成就形成强烈的反差。今年新上任的福特汽车公司总裁纳泽这样评价顾永平:“精力过人,才智超群,敢想敢干,乐于助人。他正以自己达到世界顶尖水平的技术知识帮助福特公司。”从1998年底起,顾永平与纳泽总裁朝夕相处,共同工作三个月,以熟悉全公司的情况。由此可见,纳泽先生对顾永平的评语不是客套。

底特律有一座60年历史的“汽车名人厅”,是世界各大汽车公司及相关产业、银行等共同发起的。它既是一处展厅又是一个国际协会,负责评选和表彰对汽车工业有重大贡献的企业家和发明家。能在“名人厅”里占一席之地的都是做出过划时代贡献的人物,如通用、福特、奔驰、克莱斯勒和丰田的创始人等。从1980年起,该组织设置了“青年精英奖”,专门表彰极有希望成为未来工业界领导人物的35岁以下杰出人才。18年来全世界只有30人获此殊荣。今年十月,顾永平成为第31位获奖者,自此跻身世界汽车工业界名人行列。

去年,顾永平还被全美规模最大、有着800多家会员公司的底特律工程协会推举为“九七年杰出青年工程师”。这个有着106年历史的专业组织群贤荟萃,每年遴选一名杰出人士,条件严苛,宁缺毋滥。有这样一种说法:在底特律的最杰出的工程师放到世界任何地方都是最杰出的工程师,由此可见这个称号的含金量之高。同年,福特公司还给他颁了两项“技术成就奖”。一个工程师在同一年里连获数个如此重要的工程学科奖项,这在汽车工业界是罕见的,在旅美的华人中更是空前的。

敢于直面挑战

顾永平究竟取得了什么成就而受到美国汽车工业界的如此厚爱呢?

顾永平1984年毕业于浙江大学材料专业,而后进入北京钢铁研究总院研究生院从事非调质钢代替调质钢的研究。调质就是热处理,这个课题的目标是开发不需要热处理的钢材来代替需要热处理的钢材以降低成本。他在那里获得了材料工程硕士学位,也打下了扎实的材料学基础。

1987年,他以优异成绩获得美国科学基金会的奖学金,到宾夕法尼亚的维拉诺瓦大学攻读机械专业的研究生课程,研究课题是用计算机模拟锻造过程中材料内部的结构变化。锻造是热加工,研究材料内部在这个过程中的变化难度很大。顾永平凭借材料学底子的优势,找到了一种合金材料,它在室温条件下的压延变形相当于别的金属材料在高温条件下的压延变形,给研究带来极大方便。仅一年多一点的时间,他就拿下了机械学硕士的学位。从此,材料学和机械学两种学科的知识在他头脑里交汇融合,酝酿着更大的创造力。

1988年底,他离开维拉诺瓦来到汽车工业重镇底特律,在一家咨询公司工作。美国的技术市场有一大特色:尽管底特律这座工业城里集中了通用、福特和克莱斯勒三大跨国汽车公司,每家公司都拥有不计其数的一流技术人材,但他们并不无谓地追求“万事不求人”的境界,而会把一部分研究课题外包给那些规模不大但业务较专的咨询公司。当然这类课题一般都属“贫矿”,能搞出大成果的几率不高。顾永平进公司不久便领到一个一般性的课题:看看通用公司生产的某种车型还有哪些地方可以改进,比如降噪、减振、提高乘坐舒适度(三项合称NVH),或减轻整车重量、增加耐用度等。他综合材料和机械两方面的知识,小试牛刀,对装在发动机下面的油盘来了个革命,将它与发动机底壳合为一体。初始设计画出来后,行家认为不可行:设计中铝合金铸造的壳体兼油盘重量超过原来的钢板油盘。一般初出茅庐的新人在行家的高论面前往往会打退堂鼓,但顾永平天生不服输。他觉得自己的这项设计“看着很顺眼”,没有放弃的理由。经过一番思考,他发现铝合金壳体的强度足以额外承担支架、辅助转动系统及动力系统减震支架等多种结构用途,于是索性在汽车传统结构上开刀,设计出多功能油盘。这一革新在发动机周围去掉了好几个支架,不仅减重20多磅,而且增加了耐用度,降低了成本,NVH指数也从5.5一下子提高到了7.5。要知道,平时这个指数提高0.5都不是件容易的事儿,一下子提高2个点,按常规至少得投入一亿美元以上的研制费用。这个全球汽车业界独一份的发动机油盘革新很快被通用汽车公司采纳并应用于年产近百万台的发动机系列。顾永平凭这头一炮在底特律打出了名气,那一年他才27岁。

由于通用公司的发动机工程部迁往外地,顾永平1991年9月进了福特汽车公司,在动力系统设计部门工作。从发动机油盘的改造成功,他想到沿用了几十年的发动机结构一定还有很大的改造余地,于是开始对发动机的整体结构进行研究。在此期间,他把一种新开发的12缸发动机的曲轴和凸轮轴放到中国一家厂子来生产。由于生产成本的降低,加上节省专用设备的投资,这一项举措使新发动机的制造成本每台下降3000美元。在目前汽车工业纯利润率只有5%的情况下,这无疑是十分显著的经济效益。

此后,他又把前述所有革新成果集中用于1999年投产的“猎隼I6”型轿车上,使该车的NVH指数也提高了2个点。

如果说上述几项革新实例还只是震动了底特律这座汽车城的话,接下来的一项革新则具有震动全球汽车工业界的里程碑性质了。1996年,顾永平率先在汽车工业历史上实现了发动机的模块设计,即对6缸、8缸、10缸和12缸等不同规格的发动机结构进行调整,使其绝大部分组件能够通用,以尽可能少的规格部件实现最大的灵活组合。他的“缸头固定平衡轴系统”和“连杆轴茎直接错位曲轴机轴”两项新设计改变了传统发动机的结构。采用这种设计生产的福特6.8升10缸发动机是世界上运行最平稳的发动机,成本也达到历史最低水平。

这一设计的突破不但使得发动机本身的生产工艺得以简化,而且引起了生产线结构的革命。以前,不同型号的发动机各有专门生产线,不能互用。常常一边生产线闲置,另一边却忙得不可开交,既浪费生产能力,又贻误商机,这双重的损失每年都要以数亿美元计。如今汽车销售处于买方市场,顾客需求变化很快,大公司都实行“以(订)单定产”,福特公司在生产线上的这一革命等于不追加投入却“凭空”增加好几个厂子的生产能力,竞争优势顿时凸显。

业务上的不断成功,使顾永平更加感到多种知识融会贯通的好处。他在不到一年的时间里边工作边完成了“致密石墨铸铁的疲劳缺口敏感性”研究,替这个徘徊多年的工程学课题画上了句号,为这种材料的应用奠定了基础。1998年,他获得威恩州立大学博士学位。

这一阵,顾永平又挑起了研究整车模块设计的重任。其目标是在不显著改变现有型号外观尺寸的前提下,对整车重要组件作可置换的多种规格设计,如减轻重量、节省油耗、提高效率等,以增强适应市场变化的能力。这件事做成了无疑是汽车制造技术上的又一次革命。

不知疲倦的革新家

顾永平说,自己能够成才,一靠人生的关键时刻有父母师长的点拨;二靠自己从小养成了一种敢于直面挑战的闯劲;三靠自己融合多学科知识的优势。

15岁前他一直生活在杭州郊区农村,那时父母亲常说:“田里的活计全要会,有了本事,要用的时候就有;没有本事,要用的时候就没有。”那时的他种稻种麦,鸡、鸭、鹅、猪、牛、羊……养什么,什么肥。还常帮着队里修理拖拉机,被队里公认为“全能手”。他回忆说,那台破拖拉机每周都趴窝,修拖拉机成了家常便饭,从中他受到有关机械的启蒙。那时候他就暗下决心,将来要造一种不需要每个星期都修的拖拉机。

15岁时在家乡的学校读完了初中,本打算像当时所有农村少年一样结束学生生活回家务农。在此关键时刻,他的父母为他作出人生的重大抉择,鼓励他到城里上高中去!这样他成了全公社第一个到城里读高中的“秀才”。

在杭州重机中学读高中期间,该校毕业生升大学的极少。老师王琦认定他有天份,一直鼓励他参加高考。他从浙江大学毕业后进入冶金部钢铁研究院师从吴宝榕研究员做学问。吴老早年曾在美国留学,新中国成立后毅然回国投入祖国的建设事业。他对顾永平不仅悉心传科学之道,而且解做人之惑;教导他既要成名成家,更要为国为民。去年顾永平获“青年工程师奖”时,惊悉吴老不幸中风,他忧心如焚,立即把所得奖金悉数寄回给恩师作治疗补养之用。吴老愁卧病榻,忽闻弟子报捷,喜泪沾襟。

顾永平几乎没有一年不是在创造发明的冲动中度过的。干什么就琢磨什么,琢磨什么就要弄成点什么。他的一位同事评价他说:“永平是一位极具创造性及机智性的设计工程师,他在材料和机械两方面的特长使他具备了寻求特殊答案解决难题的能力。”福特动力系统首席工程师克拉克对永平的印象是:“不怕困难,乐于接受挑战;有永不消退的好奇心、进取心和活力;具有删繁就简的特殊能力,能够不断地创新”。他说他印象最深的一件事是永平仅用5天就设计出“连杆轴茎直接错位曲轴机轴”的新结构。当时福特想开发6.8升10缸发动机来取代一种5.4升8缸发动机,要求新发动机不增加缸体尺寸。这样一来问题的关键是就在于曲轴的设计。一般的程序是4周可行性评估加上6周的设计时间;而永平周末开了两天夜车,5天后就把设计方案摆在克拉克桌上了。更令克拉克折服的是,后来这种发动机完全按永平预计的时间顺利投产。

最高人生目标:为中国人民造福

顾永平成名后,常常被朋友们问起:你现在功成名就了,今后的人生目标是什么?顾永平对我说:“我的人生目标很明确——要设计制造一种价廉物美的‘人民的车’,还要为中国人民造福!”他说,中国人口多,人均生活水平赶上美国不知还要多少年,不能等中国人都富了再谈买车的问题,现在就应该动手开发售价五万元人民币左右、质量很高而且保养费用低的“人民的车”来满足普通中国人对汽车的需求。他从事过整车的设计开发,也熟悉中国的汽车生产能力。他认为,只要运筹得当,有五年时间就可以让五万元左右的“人民汽车”在中国城乡跑起来!

顾永平感慨地说,亨利·福特号称汽车之父,其实汽车并不是他发明的。亨利·福特一生最大的贡献有二,一是创造了流水线这种划时代的工业生产方式,在本世纪初即达到了每10秒钟就从流水线上开下一辆成品车的生产速度;二是开发出一种适合农村使用的、价廉又结实的T型车,使汽车从贵族的宠物变成为大众的运输工具,大大推动了经济的发展。这两项贡献为汽车工业带来了突破性的发展机遇。顾永平反复对记者讲,汽车是国民经济的支柱产业,它的发展可以带动许多行业的大发展。“我希望能在不远的将来为祖国的汽车工业赶上世界先进水平作出贡献,为中国人民造福。这就是我的最高人生目标——一个我认为可以实现的梦想!”

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