淺談中國汽車工業

※本文作者:徐業良博士
※本文經徐博士授權刊登

每到選舉時節，「中國」就成了熱門又敏感的話題。噢~~~不談政治~~~是談中國的汽車工業。

您印象中的中國如果還是那個充滿行人、腳踏車、和公車的國度，您需要更新一下資訊。中國不但有汽車工業，而且是很龐大、快速擴張中的汽車工業。

中國的汽車工業開始於1953年在中國東北的吉林省長春市設立的「第一汽車製造廠」，對，就是生產「紅旗汽車」的那一家。您也許有興趣知道，國內最老牌的裕隆汽車廠，也「正巧」是在1953年創立的。從1953年起，中國汽車工業進展緩慢，但自’90年代起開始有了快速的成長，1992年中國汽車年產量超過了一百萬輛的里程碑，2000年突破了兩百萬輛。2003年整個中國小客車和小卡車年產量跳到年產三百八十萬輛，也首次超越南韓汽車產量。

給您一些參考數字，美國一年生產汽車數量為一千兩百萬輛，日本是一千萬輛，德國是四百八十萬輛。分析師指出，再過幾年，中國將要超越德國，成為僅次於美國、日本的世界第三大汽車製造國。而根據中國汽車工業協會自己的預測，2010年中國汽車的年產量將要達到一千萬輛。
中國汽車工業發展的動力，主要來自於其強大的內需市場。中國過去十年來持續的高經濟成長率，使得數以百萬計的城市居民已經可以享受類似西方的生活水準，有能力購買汽車，過去兩年中國汽車市場銷售量大增。中國汽車市場有多大呢？以進口汽車為例，2003年在中國汽車市場進口轎車、小客車、小卡車、SUV的銷售量已經超越同型車款在德國市場銷售量。

↓中國的勞斯萊斯-- 紅旗



中國市場中進口車佔有率並不大，現在來說，中國大部分的汽車都還是本國生產本國銷售，本國市場已經足以給中國汽車廠和汽車零件廠在國際市場競爭所需足夠的經濟規模。此外中國汽車工業另一項強大優勢就是低廉的人力成本，中國汽車廠的工人每小時的工資許多不到美金五角，低成本和強大需求的組合，讓所有跨國汽車廠的高階主管幾乎都別無選擇，大量投資在中國設廠。這些跨國汽車廠已經在中國生產與美國一模一樣設計的汽車，像是Honda在廣州廠生廠的Accord與美國俄亥俄州工廠生產的Accord完全一樣。中國車廠很可能幾年之內便準備好外銷汽車到其他亞洲市場，再過幾年甚至可以進一步進軍工業化國家市場，像是美國和歐盟，所有競爭車廠都必須在中國及早佈局，以避免落後的風險。

「把中國裝上輪子」，對中國的整體經濟、社會、環境都有相當大的影響。汽車是火車頭工業，汽車生產量的激增，也撫育了大批汽車週邊工業的快速擴張，像是鋼鐵工廠、汽車零件廠，更帶動了大批民生工業的發展。中國市場上汽車銷售對象大宗還是國營企業或一般民間企業，但是個人和家庭購買汽車也越來越多，在中國目前估計約有四百萬家庭擁有汽車，每年有另外一百萬家庭購買新車，這表示數以百萬計的中國公民可以更自由、長途地旅行，也鬆弛了中共政府長期以來政治和社會的控制。但是大量汽車也造成了嚴重的交通堵塞問題，中國駕駛人一般來說又對交通法規與安全比較不重視，使得交通事故死亡率急速上升，汽車數量增加更加重了城市裡原本已經很嚴重的空氣污染問題，全世界前十名的空氣污染城市，中國就佔了七個。

中國汽車工業快速的成長不僅對於中國本身，對於整體世界經濟都有重大衝擊，讓世界上很多國家的企業與工人感到憂心。許多國際公司擴張時選擇在中國設廠，而減少對於其本國市場工人聘僱，甚至進行裁員，像是許多美國汽車零件、輪胎製造工廠已經將生產設備轉移到中國，再轉向中國購買成品，許多供應美國汽車工業零件的國家，像是墨西哥、南韓、泰國、和菲律賓，也對中國的擴張備感威脅。工業國家的工會領袖更是將中國低工資競爭當作是政治議題，認為這樣的競爭最後沒有贏家。

中國的汽車工業主要是本土公司和跨國公司合資設置，有趣的是，儘管有低工資的優勢，目前在中國生產汽車或零件，所需要的成本還是比較高，目前還沒有很好的國際競爭力，對於美國、德國、日本等主要汽車工業國家還不構成嚴重威脅。德國福斯是目前外資車廠在中國市場中最早投入、佔有率最高的，他們估計目前在中國生產汽車的成本，仍然比在工業化國家像德國生產汽車要高出18%。主要原因是周邊零件廠目前普遍缺乏品質和效率，中國組裝廠大部分還是要仰賴進口零件，即使小小的彈簧或看起來很簡單的橡皮油封，在中國製造起來要達到國際水準的品質似乎也很困難，外資車廠多半還是寧願進口。



這樣的例子非常多，像是福斯公司中國製的汽車已經能夠達到國際品質水準，但是因為本國零件供應商零件品質不穩定，有時必須丟棄大批不合標準的零件，使得成本大幅提高，福斯還是必須大量使用進口零件。目前Honda在廣州的汽車廠，生產Accord所用的鋼料90%仍然必須由日本進口，儘管運輸價格昂貴，但問題是中國目前還無法製造符合Honda標準的抗腐蝕鋼。在中國西部的重慶，福特公司建立了一個現代化的組裝廠，但是福特公司發現大部分組裝汽車所需的零件還是必須由上海進口，再用船運的方式沿著長江運到重慶。

零件製造效率也是個問題，在哈爾濱，許多鋼鐵廠已經採用最先進的瑞典與日本機械人自動化生產設備，但是鋼料生產仍然非常不穩定，主要是因為運送原料的鐵路運輸系統老舊又不完整，使得鋼鐵廠必須保持兩個月的鋼鐵庫存，足夠生產五萬輛汽車。此外許多零件的製程都還很人工、傳統，東北鑄造工廠還是靠人力用桶子把化學添加物加到熔融的鋼料裡，再轉動轉輪將火熱的熔融的鋼料到近模具中鑄造汽車零件。

但是這些問題都在逐漸解決中，外資車廠快速引進新的設備和新生產程序，像是通用汽車與上海汽車工業公司合資設立的組裝廠，看起來已經非常像美國通用汽車的工廠，使得中國製造的零件品質和效率都在快速提升中，本國汽車生產成本也大幅降低，舉例來說，廣州生產廣受歡迎的Honda Accord牌價在四年內由美金五萬元跌到兩萬七千元。福斯公司預測目前在中國製造汽車18%的成本差距，在2006年就會消失，而福斯的目標便是儘快的能夠準備好將中國製造的汽車外銷出口。Honda也正在廣州擴增產能，計劃銷售製歐洲市場，主要是因為其歐洲組裝廠的產能不夠，且從日本本國車廠增加外銷量，將面對歐洲貿易障礙，從中國外銷目前雖然成本較高，但是可以避免此貿易障礙。

2001年中國取消了大部分貿易障礙以求進入世界貿易組織(World Trade Organization)，中國的公司也因此必須努力掙扎，希望能有足夠效率抵擋任何進口產品。從北京政府及外國投資者的廣大幫助，中國的汽車製造廠正在快速改進其運作，再過幾年，中國車廠預期將能製造高品質汽車和零件，所需成本可能比世界上任何國家都要低廉。
汽車廠不斷在中國擴張，設立新廠房，車廠主管們背後的假設是市場會持續擴張，新買主會持續進入市場，二次買主也會更普遍，而最大的懼怕，也是本國汽車銷售量最近幾年的快速成長還會持續多久。

對市場深入調查顯示，目前在中國擁有汽車的是很小一群富有的城市精英份子，而非廣大的中產階級。中國的每人平均國民生產毛額剛剛2003年預期剛剛可突破1,000美元，對於絕大大部分的人來說，擁有一部汽車只是個夢想，實在太難了。汽車經銷商百分之七十以上的買主從來沒有擁過汽車，汽車銷售員花再解釋汽車的時間比推銷汽車的時間還多，再次上門的顧客非常少。
許多金融觀察家認為，中國汽車工業就像中國整體經濟一樣，是一座站在狹窄且不穩定基礎上的大山。公營銀行積極貸款長久以來刺激了經濟成長，但是中國銀行壞帳狀況也很嚴重，已經和日本銀行差不多了。如果經濟成長趨緩，中國銀行無法從有錢的民眾手上吸引存款，可能會發生金融危機而損害中國汽車工業和許多其他工業。但是如果中國經濟持續發展幾年，汽車工業更有競爭力之後，本國市場需求下滑反而會促使中國製汽車大量湧進國際市場。

九十年前亨利福特有項了不起的作法，他將汽車廠工人薪資加倍，讓工人有足夠存款時也能買得起自己所生產的汽車，此舉不但刺激了汽車銷售，也為亨利福特贏得了世界性的聲譽。目前廣州的汽車工人，工頭級的月薪大約只有美金240元左右，內地城市像重慶的汽車工人薪資更低，亨利福特的作法也許值得想一想。



Made in China，中國製的玩具、衣服、乃至電器、家具已經充滿在全世界的百貨公司、家庭之中，也許有一天，中國汽車也將會填滿世界的車庫？！

淺談防滑控制系統

※本文作者:徐業良博士

※本文經徐博士授權刊登

每天早上進辦公室，第一件事兒就是看看自己的電子郵箱是不是堆了一大堆學生的問題、同行的通訊、友人的問候、學校的公文、廣告垃圾等等等。有一天卻很有趣地發現有一份讀者投書，語氣十分客氣、有禮貌：

徐教授你好，
請問：是否後輪驅動車（FR）=轉向過度，前輪驅動車(FF)=轉向不足，過彎中的車輛如果前輪抓地力不足，結果應為轉向過度或轉向不足?
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~祝　教安 蔡明憲

我當下就回了封電子郵件給這位蔡同學，對於轉向不足、轉向過度略微解釋了一番。

轉向過度、轉向不足主要是和轉向時前後輪胎的側滑角(slip angle)不同有關。所謂側滑角是輪胎與地面接觸點受離心力向側邊扭曲，導致輪胎轉動時沒有直線向前而向外側偏移的角度。汽車轉向時，前輪和後輪同時都會有這個側滑角，不過在汽車轉向時，前後輪的側滑角作用正好完全相反，前輪的側滑角會讓車子有向外偏移衝出彎道的傾向，後輪的側滑角則反而縮小了轉向半徑，讓車子有向內衝進彎道的傾向。因此如果前輪側滑角大於後輪側滑角，則車子有衝出彎道的傾向，是所謂轉向不足，相反的如果後輪側滑角大於前後輪側滑角，則車子有衝進彎道的傾向，是轉向過度。

前後輪側滑角之所以會不同，最主要的影響是車子重心的位置，所以FF車重心在前，特性是轉向不足，RR車重心在後特性是轉向過度，應該沒什麼問題，但FR車特性是否一定是轉向過度，可能就不見得了。影響側滑角大小另一個因素是輪胎的扭轉剛性，例如寬胎剛性大，受同樣大小離心力時側滑角比較小。不過“過彎中的車輛如果前輪抓地力不足，結果應為轉向過度或轉向不足?”這個問題前後好像比較沒有因果關係。最後側滑角是因為轉向時的離心力產生的，側滑角的大小自然跟轉向的速度有關係。越高速過彎，車子轉向不足或轉向過度的傾向也就越明顯。

有點兒驚訝在網路上有網友在討論轉向不足、轉向過度這件事兒，Mmmm，資訊時代嘛！
不過這個月的重點咱們要更深入一些，談談防滑控制系統如何消除轉向不足、轉向過度，這裡只是先借題發揮，把轉向不足、轉向過度的現象再大略解釋一遍，咱們就可以正式進入主題，防滑控制系統。

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防滑控制？和轉向不足、轉向過度有關連嗎？
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防滑控制系統，英文叫做”Skid Control System”，skid就是側滑的意思，中文不知道有沒有更好的翻譯名稱。您如果常讀車子的技術規格，您可能會看到“DSC(Dynamic Stability Control)動態穩定性控制”，或者“ESP(Electronic Stability Program)電子穩定程式”之類的字眼，或者您會讀到所謂”Yaw Control System”，旋轉控制系統，這些厲害的詞兒其實都代表同樣一件事兒，汽車上消除轉向不足、轉向過度的電子配備。不是嗎？轉向不足、轉向過度都會使得車子動態穩定性不佳，高速過彎時如果轉向不足傾向過大，一失控車子就會側滑而出，相反的轉向過度傾向過大，車子可能原地打轉兒。防滑控制、動態穩定、旋轉控制，名稱上的混雜，也正代表這項技術正在興起期，不像ABS防鎖死煞車、TCL循跡控制系統，已經一統江山，有大家公認的稱呼了。但是可以預期的，這些電子技術成本快速降低，這些配備一定會逐漸出現在較便宜的車款上。就像是ABS煞車，現在已經幾乎是非常普遍的配備了，您的下一部車上可能就有一個叫做SKS、DSC、ESP、或者YCS的配備呢！

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OK。但是這些配備到底有什麼用呢？會使您開車開得更好、更快、或者更有駕駛樂趣？還是會在極限狀況下救您一命？Mmmm，實在很難這樣說，不過防滑控制配備就像是ABS、TCL一樣，一般駕駛狀況下您根本不會感受它們的存在，但是在緊急狀況下，急煞車有ABS幫忙、輪胎打滑TCL啟動、快速過彎有防滑控制穩定車子，行車安全、操駕的信心自然都提升不少。
那麼防滑控制系統究竟在做些什麼事兒呢？
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猜想您不是賽車手，但相信您一定有在電視上看過賽車，不論是Formula I 場地賽或者房車越野賽，如何能以最高速度過彎而不致失控撞上護欄或掉落山溝，可以說是賽車手技術上的關鍵技巧，這其中當然最重要的就是對車子轉向不足或者轉向過度的掌控與修正。
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修正轉向過度比較單純，通常只要將方向盤往反方向修正，同時略收油門即可。轉向不足的修正則和車子是前輪驅動還是後輪驅動有關係，在前輪驅動車，放鬆油門使前輪略微停頓，會造成輕微甩尾，使車子又進到彎角裡來，所謂的「用油門操控方向」，漂亮。不想收油門也可以來個踵趾動作略點煞車，也有類似效果。後輪驅動車發生轉向不足時，當然也可以用收油門減速的方式來處理，但由於驅動軸在後輪，更犀利的賽車手反而會頓增後輪驅動扭力，造成輕微甩尾，使車子轉進彎來。
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說得容易。老實告訴您，以上所述各項技巧純屬「書上讀過」，敝人在下我，一樣也不會。其實除了專業賽車手之外，我敢打賭大部分車主在突然高速進入尖彎的危急情況下，也不會如此從容鎮定，運用這些操駕技巧。相信您如果快速入彎發現轉向不足時，最通常的反應應該是快踩煞車同時加大方向盤的角度，但是這兩種方式通常都不會太有用，因為這時候您的前輪胎已經有喪失抓地力的傾向，不聽方向盤的使喚了。
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防滑控制系統的作用，就是要用電子設備來幫助駕駛人感測並且修正車子轉向不足或者轉向過度的傾向。正因為在發生轉向不足或者轉向過度時，前輪胎已經有喪失抓地力的傾向，防滑控制系統並不以方向盤來修正車子行進的方向，而是模仿前面敘述賽車手的動作，選擇作用在前輪或後輪煞車上，來維持車身的穩定性。其最主要的想法是當四個輪子中一個輪子被煞住時，車身會以重心垂直軸為圓心做反向旋轉。例如當感測到轉向不足時，車子向外側滑，系統會煞住內側後輪使車身產生一個向內的旋轉，類似前面提到的小甩尾，來消除轉向不足；感測到轉向過度時，車子彎向內側，這時候系統會煞住外側前輪使車身產生一個向外的旋轉，來抵消轉向過度。此外大部分這類系統也會經由引擎管理系統的幫助，緊急狀況下可以切斷引擎動力。
原理還算簡單吧？！
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防滑控制系統和ABS煞車、循跡控制系統在技術上可說是系出同門。BMW該算是最早在量產車上推出這類系統的，BMW在90年代中期推出的第一個動態穩定性控制系統，便是共用ABS感測器上車輪速度數據來決定車子目前過彎的狀況。後續朋馳、凱迪拉克、保時捷、Lexus等車廠都陸續推出了防滑控制系統，進一步加入一些其他感測器，來幫助電腦闡釋駕駛人的意願和汽車的反應，以及駕駛人預期的行駛路線和車子實際行駛路線的差異，以判斷系統是否要進行干預、協助駕駛人。
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這裡所謂駕駛人的“意願”，就是駕駛人到底要用多快的速度轉多尖的彎兒。要判斷駕駛人的意願，電腦需要知道幾件事兒，包括方向盤轉向角度，以判斷目前駕駛人希望的轉向角度為何；煞車壓力的訊號，以判斷目前駕駛人是否有施加任何煞車；油門大小的訊號，以判知目前駕駛人需求動力的大小。根據這些訊號，加上一些路況數據如摩擦力、傾斜度等，電腦就可以計算出在這組駕駛人輸入下，車子應該有什麼反應。另外則還有一票感測器感測車子目前的狀況，包括對車速、轉向力、以及旋轉速率(yaw rate)的感測，以判知車子的反應和駕駛人的輸入是否有差異，也就是說是否有失去控制的情況。當電腦判斷駕駛人的意願和車子實際的反應有差距時，電腦便會計算出要將車身恢復穩定所需的旋轉力矩大小，選擇一個輪胎，施加適當的煞車力。
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不同車廠的防滑控制系統，基本原理大同小異，最大的差別是這些系統校調的狀況。車廠大致上有兩派想法，如Lexus和Mercedes的觀點是安全第一，車子過彎時不容許有任何側滑發生，因此他們的防滑控制系統相當“強悍”，很早便強力介入，甚至在您還沒有察覺任何不穩定之前就已經啟動煞住車輪、切掉動力等等，快速過彎時駕駛人幾乎不必自己做任何事情。對於賽車手級的駕駛人來說，受到電子裝置嚴密控制可能有些令人沮喪。然而車廠的看法是，如果您真的要讓車子甩尾，或者練習那些快速過彎的修正動作，您大可以把防滑控制系統給關掉。
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另外一派車廠的系統，如保時捷、凱迪拉克、BMW則是在感測到駕駛人已經開始做細部修正後，系統才介入幫忙穩定車子，留給駕駛人一些操控方向盤和油門的餘裕。這樣的方式讓駕駛人一直保有操控感，直到車子真的失去控制為止。當然對於一般駕駛人來說，系統如何校調，您可能都不會太介意，因為除了在緊急狀況外，您根本從來不會超過車子的操控極限。
我想這也是汽車上這些越來越精細、複雜的電子配備共同的問題，車主們真的在意嗎？或者說他們願意多付些錢，買下這些他們不見得常有機會用到的電子配備嗎？
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十幾年前ABS剛出現時，車廠、汽車專業媒體都花了不少工夫教育車主這項配備是什麼，有什麼用處，用一大堆測試數據告訴車主有ABS之後比較安全、煞車距離比較短等等等。幾年前循跡控制系統出現的時候，也是一樣，這大概是所有新技術在消費者接受之前必經的過程吧！
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↓如保時捷、凱迪拉克、BMW則是在感測到駕駛人已經開始做細部修正後，系統才介入幫忙穩定車子，留給駕駛人一些操控方向盤和油門的餘裕

其實就算對於一般中規中矩的駕駛人來說，防滑控制系統也絕對相當有幫助，當然它們無法改變任何物理定律，也不會讓您的駕駛技術變得更好，但是卻可以讓您成為一個更能享受駕駛、更有信心的駕駛人。大部分的車主也許更有勇氣探索汽車操控性能的極限，因為他們知道如果超過車子操控極限的話，這些電子設備會保護他們不致失去控制。 .

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↓即使是技術高超的BMW原廠車手，試駕時仍會習慣將DSC打開，故除非自認技術高超，為了自己，也為了別人，DSC...還是打開巴

當然防滑控制系統也不是您開車的保命牌，不管防滑控制系統多麼有效，如果您是那種”Die Hard”型的駕駛人，過彎速度實在過快，還是會失去抓地力撞毀。

Well，這時候這些系統至少可以切掉動力，使撞毀的車速稍微慢一些些。