編者按：一拖集團建立于1955年，“東方紅”品牌享譽中外，沉淀了不止一代人的記憶。今天，“東方紅”已不僅是拖拉機的標志，一拖集團已經(jīng)從單一產(chǎn)品的農(nóng)機企業(yè)發(fā)展成為多元化產(chǎn)品的大型綜合性機械制造企業(yè)集團。這樣的變化是如何產(chǎn)生的呢？

    中國一拖集團有限公司（以下簡稱：一拖集團）建立于1955年，“東方紅”品牌享譽中外，沉淀了不止一代人的記憶。今天，“東方紅”已不僅是拖拉機的標志，一拖集團已經(jīng)從單一產(chǎn)品的農(nóng)機企業(yè)發(fā)展成為多元化產(chǎn)品的大型綜合性機械制造企業(yè)集團。這樣的變化是如何產(chǎn)生的呢？

    一、一拖集團

一拖集團外景

    坐落于中國歷史文化名城、九朝古都洛陽的中國一拖集團有限公司，是我國“一五”時期興建的156個重點建設項目之一，作為共和國農(nóng)機工業(yè)的“長子”，一拖集團曾得到毛澤東、鄧小平、江澤民、胡錦濤等黨和國家領導人的親切關懷。翻開五十多年的歷史，一拖是中國第一臺拖拉機、第一臺壓路機和第一臺軍用越野汽車的誕生地，“東方紅”這個響亮的名字，見證了新中國農(nóng)機工業(yè)的發(fā)展歷史和改革開放的全過程，一拖集團最大的子公司——第一拖拉機股份有限公司是我國唯一在香港上市的農(nóng)機制造企業(yè)。五十年來，一拖集團累計為社會提供大中小型拖拉機、工程機械、動力機械等產(chǎn)品300多萬臺，向國家上繳利稅45多億元，相當于建廠初期國家投資的16倍，出口創(chuàng)匯數(shù)億美元。

    綜觀一拖集團五十年來的成就，我們不禁發(fā)出這樣的疑問，是什么在推動巨人成長呢？

    二、研發(fā)推動一拖成長

    “科技是第一生產(chǎn)力”，要做到與時俱進，就離不開研發(fā)。由一拖集團的兩次產(chǎn)品結構調(diào)整小插曲，我們不難看出研發(fā)的力量。

    由單一產(chǎn)品到多品種產(chǎn)品。在中國缺少糧食的年代，一拖集團生產(chǎn)的拖拉機完成了中國機耕地60%的耕作，為中國人解決吃飯問題做出了貢獻。

一拖第100萬臺拖拉機下線儀式

    然而，我國于上世紀八十年代實行農(nóng)村土地家庭聯(lián)產(chǎn)承包責任制后，耕作方式的轉(zhuǎn)變使一拖面臨著嚴峻的考驗，風靡國內(nèi)二十多年的“東方紅”履帶拖拉機年銷量減少了一半。1981年，中國第一臺小四輪拖拉機在一拖集團順利下線，一拖集團研制的新品輕松化解了這個危機。

    由多品種產(chǎn)品到多元化產(chǎn)品。二十世紀末，一拖集團單一的產(chǎn)品結構再次遭受市場經(jīng)濟的沖擊，大量產(chǎn)品滯銷。為擺脫困境，2001年，一拖集團公司開始對傳統(tǒng)的產(chǎn)品結構進行調(diào)整和升級改造，推出適應市場的產(chǎn)品，相繼研制生產(chǎn)出東方紅LR系列柴油機，新型小麥、水稻聯(lián)合收割機，工業(yè)推土機，大型壓路機等。

    經(jīng)過五十余年的發(fā)展，一拖公司更是已發(fā)展成為以農(nóng)業(yè)裝備、工程機械、動力機械、車輛和零部件制造為主要業(yè)務的大型綜合性機械制造企業(yè)集團，并在國內(nèi)外許多地方設有工廠、子公司和代表處?！笆晃濉逼陂g，一拖集團通過建設拖拉機、壓路機、非道路柴油機等全國或區(qū)域性產(chǎn)業(yè)基地，將一拖集團建設成了國內(nèi)先進裝備制造企業(yè)，為實現(xiàn)“中原崛起”和新農(nóng)村建設做出了突出的貢獻。

    作為國內(nèi)先進裝備制造企業(yè)的一拖，從現(xiàn)在產(chǎn)品譜系圖可以看的出來，其產(chǎn)品已經(jīng)覆蓋了農(nóng)業(yè)機械、工程機械、動力機械、汽車及零部件和潤滑油等眾多領域，產(chǎn)品種類多為復雜機械，要完成如此之多復雜機械產(chǎn)品的生產(chǎn)，對其研發(fā)實力的要求可見一斑。那么，又是哪些機構在為這些產(chǎn)品的研發(fā)鋪路呢？ 

　　三、“計劃”加“市場”打造自主創(chuàng)新之路

    對于如一拖集團這樣的大型國有企業(yè)來說，如何在多個分支機構之間，建立合理的開發(fā)與市場之間的協(xié)調(diào)機制絕非易事。中國一拖集團有限公司技術中心（以下簡稱一拖技術中心）作為其主要研發(fā)單位之一，通過“計劃”加“市場”的投入方式很好的解決了這個難題。

    一拖技術中心研發(fā)資金來源于集團撥款和有開發(fā)需求的兄弟單位。集團投入側(cè)重于提升技術中心的各種基礎設施和軟硬件配套設施，以撥款形式體現(xiàn)；兄弟單位的投入則主要為新產(chǎn)品開發(fā)的項目經(jīng)費，以市場化的方式結算。

    這種“計劃”加“市場”的運營模式有兩個好處。第一，新產(chǎn)品開發(fā)需求可以做到以市場為導向，開發(fā)出來的產(chǎn)品因為需求來自于市場，確保了適銷對路，有效解決了“技術和市場兩張皮”的問題。第二，由于技術中心有很多研究工作是基礎性的，所需要的試驗設備、軟硬件環(huán)境投入巨大，如果僅依靠來自市場的需求很難滿足要求。集團對重要的基礎研究、最新前沿技術的跟蹤研究等方面的投入，有效降低了這方面的壓力。有了足夠的資金進行開發(fā)和研究，在拓寬技術中心的研發(fā)產(chǎn)品線的同時，保證了對前沿技術的跟蹤和自身基礎管理水平的穩(wěn)步提高。

    在集團的大力支持下，一拖技術中心擁有各類專業(yè)試驗場所15個，各類儀器設備800多臺（套），其基礎設施在國內(nèi)同行處于領先地位，可按行業(yè)標準、國家標準、國際標準及發(fā)達國家先進標準進行產(chǎn)品基本參數(shù)、性能指標、安全防護、環(huán)保指標及科學研究方面的實驗和檢測。

　　一拖技術中心的基礎設施概覽

    中心建設了以三層交換機為核心的計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)，擁有包括Pro/E三維設計、NASTRAN有限元分析、ADAMS機構分析、GT發(fā)動機模擬分析軟件等世界上先進的三維CAD/CAE技術平臺。

    能夠開發(fā)這么多有銷路的產(chǎn)品，正確把握需求是重中之重。在一拖技術中心，這些需求通過多種途徑收集，比如市場調(diào)研，分析銷售數(shù)據(jù)，收集分廠提出的需求等等。值得一提的是，為充分滿足不同用戶的需要，一拖集團每年都進行數(shù)百人次的國際調(diào)研，以便及時做出改進。例如：專門解決野外復雜工況條件下施工供電難的新產(chǎn)品“移動電站”、專為歐洲客戶設計的運泥車等新產(chǎn)品不但在國內(nèi)市場上稱雄，還打入國際市場。如此多的新產(chǎn)品之所以取得成功，除了對市場需求的準確把握，信息化軟硬件工具功不可沒。

    四、“專”與“精”的CAE之道

    正如前文所述，有了充足的研發(fā)投入和合理的機制保證，一拖技術中心一直站在產(chǎn)品創(chuàng)新的前沿，作為創(chuàng)新工具的三維CAD自然是核心。在一拖技術中心，更有特色的是其CAE應用，無論從深度還是方法來看都值得借鑒。

    在產(chǎn)品研發(fā)中，一拖技術中心廣泛采用了三維CAD的虛擬樣機等先進的設計方法，在拖拉機、發(fā)動機、工程機械、汽車等產(chǎn)品中，開展三維總體設計、復雜零件三維設計、整機及部件的虛擬裝配、空間機構、液壓管路的三維設計、機構運動學仿真設計，并通過關鍵零部件的有限元分析、產(chǎn)品性能預估及模擬分析等CAE應用有效提高了產(chǎn)品質(zhì)量。

　　一拖技術中心的CAD/CAE應用圖例

    目前主流三維CAD軟件自帶CAE模塊，工程師在完成設計后可以自行分析，因此在企業(yè)中CAE應用并不鮮見。但在一拖技術中心，對于CAE應用定位有所不同。

    在分工上設置了專門的人員從事CAE分析。這種安排基于以下幾點原因。第一，從需求出發(fā)。費部長認為：并不是應用CAE的軟件模塊越多越好，CAE作為一個相對復雜和專業(yè)的應用工具，在工作中要從需求出發(fā)，需要什么買什么，重點在于解決問題，不能貪多。CAE的應用成本比三維CAD高，這種成本不僅指軟件本身的購買成本，用戶學習、培訓和應用也需要投入，用的人越多，成本越高。第二，從效果出發(fā)。CAE不同于普通技術，它需要應用人員的基礎好，專業(yè)面也要全，而且需要經(jīng)驗的累積。如果每個工程師都學CAE，由于基礎不同，每個人掌握的深度有限，反而無法保證CAE的應用深度。利用專門的團隊來掌握CAE技術，花時間來集中研究，可以充分發(fā)揮CAE的作用。第三，從積累出發(fā)。CAE的應用要想得到很好的效果，必須有一個積累的過程。不同的結構、不同的條件分析的結果各有不同，企業(yè)需要將計算結果與產(chǎn)品應用實踐相結合，不斷比較和分析，找到各種典型結構在CAE軟件分析結果和實際效果之間的平衡點。將這種平衡點作為知識記錄下來，變成企業(yè)設計的規(guī)范，為以后的新產(chǎn)品設計提供參考。這樣才能發(fā)揮CAE軟件的功能和作用，找到真正適合企業(yè)產(chǎn)品的CAE之路。 

    “在建立一個優(yōu)良團隊的基礎上，更重要的是形成統(tǒng)一規(guī)范的知識平臺?！辟M部長談到。在平常的設計中，很多零件的差別十分細微，但差之毫厘，可能謬之千里。企業(yè)如果能建立一個不同結構零件設計和分析的標準流程，并將其規(guī)范和固化下來，后續(xù)的設計工作就能事半功倍。這樣做的好處是，第一，減少工作量和成本。對關鍵零部件或結構的CAE分析結果進行檢驗，將最合理的方法記錄下來并形成規(guī)范，在開發(fā)同類的新零件時，可以有效減少反復試驗和分析耗費的時間，有效減少工作量，能節(jié)約成本。第二，減少了人員變動和流動對企業(yè)的損失。如果有工作人員離開，后面的接替人員也可以比較方便的繼承前人的經(jīng)驗，使得知識和經(jīng)驗保留在統(tǒng)一的平臺上，可避免人員流動給企業(yè)帶來的損失。第三，降低差錯幾率。CAE是需要實際經(jīng)驗來驗證的，一方面，通過這個平臺積累下來的技術和經(jīng)驗，CAE也減少了驗證程序；另一方面，通過收集別的企業(yè)已經(jīng)驗證過的，和國外已經(jīng)驗證的數(shù)據(jù)，綜合到這個平臺里，也能省去一些驗證工作。從而保證了結果的精準，這樣從問題入手，能夠減少產(chǎn)品因零件所出的差錯。

    三維CAD和CAE涉及的大量分析計算，對所承載的計算機要求很高。一拖技術中心如何解決這個問題？

　　五、工作站-應需而動的選擇

    費部長談到：對于CAE應用來說，普通PC最為麻煩的是，其穩(wěn)定性難以滿足長時間運算的要求，可能在計算途中宕機導致無法得到計算結果，必須借助圖形工作站來解決這個問題。

    1、選型，應需而動

    在早期，一拖技術中心使用的是自行組裝兼容機工作站的方法，即采用普通PC，加上高性能CPU和專門的顯卡以及配較多的內(nèi)存。這樣配置的機器價格與普通PC相近，但由于組裝兼容機不穩(wěn)定的困擾，所以這種組裝方式被淘汰，目前主要以采購商品化的工作站為主。

    對于選購高、中、低檔次的工作站，技術中心按照工作需求來決定。對于CAE這樣的高端應用，就配高擋工作站，這種工作站的計算能力、穩(wěn)定性、顯卡處理能力都比較強勁。今年購進了多臺DELLPrecisionT7400高端工作站，主要用在為CAE提供富有突破性的性能，速度和擴展能力，滿足CAE計算及圖形密集型環(huán)境的需要。對于二維繪圖，DellPrecisionT3400這樣的入門級。工作站也能滿足要求。此外，技術中心還設立了專門的計算服務器來分擔計算負擔。談到專門分出一部分機器來計算的原因時，費部長講到，如果在一臺機器上面運行這種高強度的計算，由于占用內(nèi)存和CPU過高，那么這臺機器就完不成別的事情。如果將計算工作提交給計算服務器，不但能縮短計算消耗的時間，還可以減少CAE計算對工程師工作效率的影響，而計算服務器本身要求并不高，這樣能有效提高高端工作站的使用效率。

    2、成本，花該花的錢

    由于IT設備更新速度很快，很多企業(yè)常根據(jù)廠商宣傳購買最新硬件，一拖技術中心的早期曾根據(jù)廠商宣傳購進了一大批小型機，最后卻因為沒有應用需求閑置。有了這個教訓，企業(yè)在信息化硬件設備的選型上更加注重成本和應用需求之間的平衡。

    但面對價格相對比較昂貴的高端工作站，技術中心卻毫不猶豫的購買，因為CAE等關鍵應用需要高性能和穩(wěn)定的終端。節(jié)約是花的該花的錢，將錢用到實處，而非一味的減少投入。

    3、應用，效果最大化

    技術中心在工作站等硬件設備的選擇上，并不追求性能上的太多冗余，更多關注的是如何滿足企業(yè)研發(fā)的應用需求，到了實在需要時才購買。這樣做的好處在于：

    首先，根據(jù)CAE計算等工作對性能和穩(wěn)定性要求而購買，投入使用后馬上可以開展工作，所以應用效果很明顯，工程師非常滿意。其次，領導看到了應用效果，能夠肯定這次投入，從而為技術中心申請下次投入打下了良好的基礎。最后，這種不求最新只求好用的思路有效避免了企業(yè)在硬件投入上的浪費。

    4、選擇，求穩(wěn)不追新

    對于選購何種品牌的工作站，費部長也有自己的心得。他認為選購什么品牌應立足企業(yè)自身需求和預算，廠商宣傳和推銷只能作為一種參考。

    切實了解和分析自身的需求后，再決定購買何種檔次的產(chǎn)品。在一拖技術中心，對工作站最為核心的要求是穩(wěn)定。針對某些產(chǎn)品存在技術滯后或價格偏高的現(xiàn)象，技術中心經(jīng)過比較最終選擇了戴爾的工作站。費部長認為：戴爾作為國際品牌，產(chǎn)品的性價比不錯，在外觀方面比較沉穩(wěn)，符合工程師們的喜好；最關鍵的是，在實際使用中表現(xiàn)穩(wěn)定，能滿足企業(yè)的各種復雜應用要求。

    對于一拖技術中心而言，服務非常重要，這方面DELL的反應不錯。出現(xiàn)問題經(jīng)過電話溝通，能進行專業(yè)的故障診斷，找到問題的關鍵所在，對損壞的配件能及時更換。

    5、管理，技術是輔助

    CAE的成果如何保障呢？在安全保障方面，技術中心的設計區(qū)與上網(wǎng)區(qū)實施完全物理隔離。中心內(nèi)部設有專門的電子閱覽室用來上網(wǎng)，要下載資料可以向管理員提交申請，由專人下載。對于需要攜帶圖紙出差的同事，進出都有專門的審批手續(xù)，中心也建立了完善的備份機制。萬一圖紙泄露，可以找到責任人，細化到人的管理有效提高了安全性。

    費部長認為：管理措施和技術手段并用才能有效保障企業(yè)的信息安全。管理為先、技術為輔的方法比較適合中國國情。

　　部分新產(chǎn)品

    先進的信息化工具、穩(wěn)定的硬件環(huán)境和有效的管理措施為企業(yè)帶來了豐碩的成果。一拖技術中心在履帶拖拉機、輪式拖拉機、收獲機械、農(nóng)機具、農(nóng)用柴油機、車用柴油機、工程機械柴油機、推土機、挖掘機、鏟運機、汽車、農(nóng)用運輸車、叉車、自走式電站產(chǎn)品研究、設計、試驗領域擁有一流的技術，先后開發(fā)了800多種機型，完成了小四輪拖拉機系列、中馬力輪式拖拉機系列、大馬力輪式拖拉機系列、履帶拖拉機系列、100/105柴油機系列、中小馬力工業(yè)推土機系列、自走式移動電站等系列產(chǎn)品開發(fā)。先后榮獲國家、省、部、市科技成果獎300多項、國家專利60余項。并擁有高低溫、噪聲測試與分析等亞洲一流的試驗室及測試設備。

　　后記

    在一拖技術中心，我們找到了此行的答案。企業(yè)要長久發(fā)展離不開市場，成為市場競爭中的強者的力量源于自主創(chuàng)新，而對拖拉機這樣的產(chǎn)品來說，自主創(chuàng)新道路離不開三維CAD和CAE等技術手段，圖形工作站作為高性能計算的穩(wěn)定終端，為企業(yè)自主創(chuàng)新提供了一個穩(wěn)固而高效的平臺。在這個信息化時代，專業(yè)應用是自主創(chuàng)新的平臺，而硬件是平臺穩(wěn)定工作的前提。

　　一拖技術中心費明浩部長與e-works副主編陳同江合影

    圖8一拖技術中心費明浩部長與e-works副主編陳同江合影

    【關于一拖技術中心】

    中國一拖集團有限公司技術中心（以下簡稱一拖技術中心）由原機械工業(yè)部洛陽拖拉機研究所和中國一拖拖拉機汽車研究所合并組建，是原國家經(jīng)貿(mào)委、國家稅務總局和海關總署首批認定的四十二家國家級企業(yè)技術中心之一；是中國農(nóng)機學會拖拉機學會、中國農(nóng)機工業(yè)協(xié)會拖拉機工業(yè)分會、全國拖拉機標準化技術委員會、機械工業(yè)CAD咨詢服務中心拖拉機行業(yè)分中心的依托單位；是國際組織OECD（國際經(jīng)濟合作與發(fā)展組織）和ISO/TC23（國際標準化組織）的國內(nèi)歸口單位。中國一拖集團有限公司博士后工作站設在本中心。

　　一拖技術中心

    名詞解釋：

    CAE:

    CAE是計算機輔助工程(Computer-Aided Engineering)的英文簡稱，隨著計算技術的發(fā)展，企業(yè)已經(jīng)能建立產(chǎn)品的數(shù)字樣機，通過CAE工具模擬產(chǎn)品及零件的工況，對零件和產(chǎn)品進行工程校驗、有限元分析和仿真。在產(chǎn)品開發(fā)階段，應用CAE能有效地對零件和產(chǎn)品進行仿真檢測，確定產(chǎn)品和零件的相關技術參數(shù)，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品缺陷、優(yōu)化產(chǎn)品設計，并極大降低產(chǎn)品開發(fā)成本。在產(chǎn)品維護檢修階段能分析產(chǎn)品故障原因，分析質(zhì)量因素等。CAE軟件的模擬仿真分析能力不僅是企業(yè)進行創(chuàng)新設計的重要工具，而且也已成為與理論研究和物理實驗同等重要的研究手段。