國內機械基礎零部件品種規格繁多,量大面廣,經過多年發展,我國機械基礎零部件制造業已經形成門類較齊全、規模較大、具有一定競爭力的產業體系。為航空航天、兵器、機械制造、交通運輸、建設工程、冶金礦山、石油化工、電力能源、電子通信、輕工紡織等裝備提供配套,并廣泛應用于社會生活的各個方面。國際模具及五金塑膠產業供應商協會常務秘書長羅百輝表示,在汽車摩托車制造業、家電制造業和IT電子制造業的快速發展和拉動下,模具質量和技術、產量也在不斷提高,模具行業規模已經趕超日本和美國。但由金融危機所引發的全球經濟結構調整和增長方式的變革,迫切要求中國模具制造業加快結構調整和發展方式的轉變,實現中國模具制造業由大變強的重大歷史使命。
基礎零部件產業振興方案下的變局
目前,我國擁有機械基礎零部件規模以上企業8000多家。進入21世紀后,我國機械基礎零部件制造業連續多年保持年均20%以上增速,國內市場占有率65%左右,重大裝備配套水平顯著提高,已成為機電產品出口大戶,緊固件產量居世界第一位,液壓元件、齒輪市場銷售額居世界第二位,軸承和模具銷售額居世界前列。
近年來我國裝備制造業水平大幅提升,大型成套裝備已能基本滿足國民經濟建設需要,然而基礎零部件卻無法滿足主機配套要求,已成為制約我國重大裝備發展的瓶頸。主要問題表現在:一是科技創新能力薄弱。我國機械基礎零部件制造業對材料、工藝缺乏系統研究與應用,基礎共性技術研發和實驗投入少且分散,技術基礎薄弱,原創技術和專*產品少,導致產品早期故障率高、使用壽命短、可靠性差,與世界先進水平相比存在較大差距。二是產業結構不合理。機械基礎零部件產業市場進入門檻低,有效行業監管和企業自律缺失,具有國際競爭力的企業及知名品牌少。中低端基礎零部件產品低價惡性競爭嚴重高端基礎零部件研發、制造能力嚴重不足。三是工藝裝備落后。我國機械基礎零部件制造工藝及裝備落后現象長期存在,工藝基礎數據積累不足,過程控制能力和工藝保證能力不均衡,制造技術與檢測手段落后,致使產品的一致性和穩定性不能滿足主機配套需求,嚴重影響了產品制造水平的提升。四是新產品進入市場難。檢驗認證體系不夠完備,新產品缺乏實驗驗證和應用業績,加上用戶和主機企業因受責任風險等因素影響,對使用基礎零部件新產品缺乏信心。同時部分用戶對新產品質量差的慣性思維,增加了新產品進入市場的難度。
國際模具及五金塑膠產業供應商協會常務秘書長羅百輝表示,目前粗放式制造模式面臨嚴峻的挑戰,精細化、高端化、智能化的多樣需求越來越多。工信部提出基礎零部件產業振興實施方案,對整個行業的發展有著深刻的認識。方案中提出3年內使我國機械基礎零部件制造水平得到明顯提高,自主創新能力實現較大提升,產業結構不合理的局面得到改善,逐步扭轉基礎零部件產業發展嚴重滯后的被動局面。突破一批基礎零部件制造關鍵技術,產品技術水平達到21世紀初國際先進水平研發一批關鍵基礎零部件,掌握一批擁有自主知識產權的核心技術,重大裝備基礎零部件配套能力提高到70%以上調整產業和產品結構,發展一批高附加值產品,培育一批具有國際競爭力的專業化強的基礎零部件企業及知名品牌加大技術改造支持力度,著重加強工藝裝備及檢測能力建設,創建若干行業技術服務平臺,完善技術創新體系,夯實技術創新基礎。
全球經濟結構調整,高端制造產業先行
改革開放30年來,中國模具制造業取得了舉世矚目的成就,完成了從小到大的發展過程。近年來通過引進外資,吸收了國外模具制造的先進經驗、先進技術及高水平人才,我國模具的設計和制造水平有了很大提高。國際模具及五金塑膠產業供應商協會常務秘書長羅百輝表示,在汽車摩托車制造業、家電制造業和IT電子制造業的快速發展和拉動下,模具質量和技術、產量也在不斷提高,模具行業規模已經趕超日本和美國。但由金融危機所引發的全球經濟結構調整和增長方式的變革,迫切要求中國模具制造業加快結構調整和發展方式的轉變,實現中國模具制造業由大變強的重大歷史使命。
全球經濟結構調整和增長方式所發生的深刻變革,迫切要求中國制造業要加快結構調整并推動發展方式的轉變。而發展高端制造業以提升中國制造業的競爭力,就是一項刻不容緩的戰略選擇。發展高端制造產業,推動中國制造向中國創造的轉變,意義深遠,任務艱巨,責任重大。但只要在企業、行業協會、地方政府以及社會各界的共同努力下,高端制造產業,包括整個工業領域,一定能夠實現跨越性的發展,建設工業強國的宏偉目標一定能夠早日實現。
羅百輝認為,在探索發展高端制造產業的過程中,一是要著力增強高端制造業的自主創新能力。二是要加快培育具有國際競爭力大企業、大集團。一個國家要在競爭中處于優勢,關鍵還是要有一批競爭力強的大企業和集團。發展高端制造產業也需要有一批具有自主知識產權和知名品牌,國際競爭力較強的大企業來作為基本的支撐。要以市場導向與政府推動相結合,以提高企業質量和效益為目標,鼓勵關聯企業聯合重組,推進一體化經營。鼓勵優勢企業在全球范圍內開展資源和價值鏈的整合,引導企業實施品牌戰略。在重點行業培育一批核心競爭力強,主導產品優勢突出,具有國際競爭力的大型企業集團。三是積極建設國際領先的產業基地和產業集群。實踐表明,產業積聚能夠強化產業分工,降低創新成本,優化生產要素的配置,是提高產業競爭力的重要途徑。
在我國制造產業的發展過程中,要集中力量發展一批具有國際先進水平的產業基地和產業集群,要按照布局合理,特色鮮明,用地集約,生態環保的原則,積極引導和推動相關產業向工業園區集中,著力加強以產業鏈為紐帶的產業集群建設,進一步推進產業積聚發展,土地節約使用、資源集約利用和污染集中治理,著力培育一批在自主創新、品牌質量、節能減排、服務體系建設等方面具有明顯優勢的世界高端制造產業基地和產業集群。四是要著力發展戰略新興產業。戰略新興產業是傳統產業和新興產業的融合,代表科技創新的方向,也代表著產業發展的方向。要加快微電子和光電子器材和器件、新型功能材料、高性能結構材料、納米材料和器件等領域的科技攻關,盡快形成具有世界先進水平新材料和智能綠色制造體系。同時,還要積極發展包括水電、核電、風力發電、太陽能發電、沼氣發電以及地熱利用等清潔能源和可再生能源。
國際金融危機發生后,全球經濟結構加速調整,新的格局正在形成,為盡快走出危機和培育新的經濟增長點,美國等發達國家重新關注實體經濟的發展,提出了再工業化、低碳經濟、智慧地球等新的理念,并紛紛加大科技投入,試圖在新能源、新材料、航空航天、電子信息、生態環保、生命科學等新興產業領域保持競爭優勢,搶占未來科技進步和行業發展的制高點。與此同時,在能源和戰略礦產資源價格大幅度振蕩,環保問題日益突出的背景下,以節能環保和高科技為核心的綠色經濟和低碳發展也逐漸成為各國政府和企業追捧的經濟發展理念。這些都要求中國制造業既要立足當前,加快傳統產業的改造升級,又要著眼長遠,注重戰略性新興產業的培育和發展,塑造中國制造業新的競爭優勢。羅百輝指出,中國裝備制造業要從“制造強國”轉型成為“創造強國”,必須要從以下五個方面下功夫:
1、提高自主創新能力。2008年,我國申請國際專*6089件,在工業領域兩個表現突出的企業——華為和中信占了其中的2000多項。而這6000多項國際專*僅相當于美國的九分之一,日本的五分之一和德國的三分之一。因此,必須有效地推進以企業為核心的自主創新能力,力爭在局部領域實現技術創新的有效突破,為產業進入高端領域贏得先機。
2、加強自主品牌建設。目前,我國產品出口以低附加值和低技術含量產品為主,自主品牌產品出口占比很小,具有國際影響力的著名品牌還十分缺乏。在2009年世界品牌500強中,中國內地僅有18個品牌入選,其中僅8個是屬于制造領域,遠低于一些發達的工業化國家。
3、加快提高大企業的國際競爭力。中國許多工業行業產量居世界第一,但是分散在許多企業中,缺少具有國際競爭力的大企業、大集團。
4、提高生產效率和效益。我國制造業增加值為22.6%,與美國和日本相比分別低23%和22%。
5、生產型服務業發展滯后,對制造業優化升級支撐不夠。當前,我國生產性服務業占服務業的比重為39.3%,分別較美國和韓國低24和22個百分點。總體上,我國制造業仍處于全球價值鏈的中低端。
裝備制造業是為國民經濟和國防建設提供技術裝備的基礎性和戰略性產業,是各行業產業升級、技術進步的重要保證和國家綜合實力的集中體現。高端裝備制造產業是裝備制造產業中技術密集度較高的產業,是高端制造的核心和關鍵,具有產業的關聯度高,吸納就業能力強,技術資金都很密集這樣一個特點。積極搶占高端的裝備制造領域是發達國家謀求工業強國地位的戰略重點。應該承認,盡管我國已是一個裝備制造業大國,但是當前我國裝備制造產業和世界先進水平相比還有不小的差距,特別是一些高端制造裝備,如半導體,包括電子信息產業的加工設備、深水海洋和石油裝備、百萬噸乙烯裝置中大型壓縮機等幾乎全部依賴進口,高端自動控制系統如飛機導航儀器儀表,高速列車的剎車系統基本上由國外壟斷。
因此,大力發展高端裝備制造產業,要立足于國內經濟社會發展需求,依托重點工程,優先發展核心關鍵部件和基礎制造工藝,加快推進新能源、高檔數控機床、現代軌道交通裝備、智能化儀器儀表、精準農業機械、航空航天設備、電子專業設備以及重大的節能環保裝備等重大技術裝備的自主化和本土化。重點支持大型成套裝備制造企業發展工程總承包,系統集成,促進裝備制造業服務化的發展。
模具制造欣欣向榮,機床行業市場可觀
金融危機爆發之前的2008年,我國模具產品銷售額約950億元,如果按平均每年150億元增量,固定資產投入產出比大致為1:1,投入之中約有60%資金用于購買新設備來計算,則平均每年約會有90億元用于購置各種設備。這就是模具行業中設備市場的一個概算。雖然這一設備市場與機床工業總規模相比只占不大的比例,但也不應該被忽視。即使把外資企業主要采用國外設備這部分市場份額除去,留給國內機床行業的也起碼還會有每年60億元左右的設備市場。如果國內設備水平和服務具有競爭能力,外資企業也是愿意選購價廉物美的國內設備的。金融危機爆發之后,4萬億投資對裝備制造業的刺激和拉動,以及經濟危機時期,生產者加快對新產品的研發,市場對模具的需求總量并沒有大幅回落。模具市場保持平穩向上的特性,為機床工具行業帶來廣闊的市場空間。
現在我國己能生產為B級及以下檔次轎車及其他乘用車和商用車等配套的全套汽車模具,為電子行業配套的精度達2μm,壽命達2億次以上的精密高速多工位級進模,單套模具重量超過100噸的巨型模具,長達6米的大型多工位級進模具,導光板模具、光盤模具、生物芯片模具等許多高水平模具。一些企業生產的多工位級進模已可在2000次/分的高速沖床上使用,精度可達1μm。在大型塑料模具方面,國內已能生產43英寸大屏幕彩電和65英寸背投式電視的塑殼模具、汽車保險杠和整體儀表板等塑料模具等。在精密塑料模具方面,國內已能生產照相機和手機塑料件模具、多型腔小模數齒輪模具及精度達5μm的7800腔塑封模具等。
發展高端機床裝備,積極應對高精需求
伴隨著制造業的發展,產品零件微型化和精密度要求的提高,對模具加工精度的要求也越來越高。有些模具的加工精度要求在1μm以內,這就要求發展超精加工。用于汽車、飛機、精密機械的微米級精密加工;用于磁盤、磁鼓制造的亞微米級(0.01μm)精密加工;用于超精密電子器件的毫微米級(0.001μm)精密加工。
模具成型零件日漸大型化和零件的高生產率要求一模多腔,幾噸到幾十噸的模具非常普遍,一模幾百腔,甚至上千腔。因此要求機床工作臺面能承受大重量,這就要求設備必須具有大承重和高剛性的特性,還必須有足夠大的臺面尺寸和工作行程與之相適應。另外,模具型腔多為復雜的空間六曲面及溝槽所構成,且許多模具具有深孔腔,這就要求機床具有多軸聯動及良好的深孔腔綜合切削能力,以達到對3D曲面的高精度、高速度和高穩定性加工。
高轉速和大功率高速加工是發展方向,高速銑削在模具加工中已顯示了極大的優越性。為了適應模具型腔曲面的加工,刀具的半徑應小于型腔曲面最小圓周半徑,以免加工過程中刀具與工件發生“干涉”。由于刀具直徑小,因此要求主軸轉速非常高,國外高速加工機床主軸轉速已達到4萬~10萬r/min。型腔和模具零件其他部件粗、精加工常常在工件一次裝夾中完成,故主軸功率要大,中等尺寸模具銑床和加工中心的主軸功率常為10~40kW,有的甚至更高。為適應復雜的空間曲面加工,且有大量的加工量,因此要求機床能多軸聯動,且配有大信息容量的數控系統。
除此之外,多種溝槽、多種材質在一套模具中成形或組裝成組件的多功能復合模具,要求加工編程程序量大;模具加工的精細化使加工設備的復合性和刀具的高效性更加引人關注;高速銑削具有的可加工高硬材料、加工平穩、切削力小、工件溫升變形小等諸多優點使模具企業對高速加工越來越重視;多種測量技術的復合應用、高速測量及其逆向工程成為推動模具產品開發、設計以及制造技術發展的重要力量。
一方面是模具市場的規模逐年擴大,對于機床工具需求的不斷提升,給機床工具行業帶來越來越多的機會,而另一方面面臨的則是機床企業對這塊蛋糕并不積極的尷尬。有業內專家也對此種現象表示遺憾:“國內金切機床生產企業有500家左右,數控機床生產企業有150家左右,有能力做模具數控設備的也有30家左右,但進入模具市場的機床企業卻遠遠沒有達到這一數字,這實在是很可惜。”由于生產模具設備需要機床企業加大投入,同時還需要調整生產線才能達到模具生產的要求,這也是許多國內機床企業對于模具市場并不是很熱衷的一個原因。而且模具企業一次性合同金額小,不像一些企業一次就有十幾臺的批量訂單。加之因為模具用的機床對加工技術要求比零件加工更高,比如在數控系統、傳動設備、精度參數等方面,都具有其個性化合理需求,給國內機床企業的研發和設計帶來困難。在這種情況下,機床企業認為對模具制造設備的投入產出比偏小,不愿意在這個領域投入精力也在所難免。
鑒于國內機床行業尚不重視模具行業中的設備市場及國產設備在這一市場中的較低占有率,羅百輝表示,機床行業應密切關注模具行業的發展,重視模具行業中的設備市場,應從長遠發展出發,從戰略高度去認識,并對這一市場進行充分研究與正確定位。模具加工所需設備多種多樣,情況也各不相同,可以先從中低檔產品開始,再逐漸向高端發展,這可能是一條比較切合實際的路子。我國作為模具大國,必須大力發展擁有自主知識產權的高品質制造裝備。國內機床工具企業要把握好這個良好機遇,在我國模具行業的發展中,為其插上翅膀,真正起到利其器而助其發展之積極作用。
高端模具開發與設計是未來大勢所趨
寧波市“創業創新示范企業”、“綜合性示范企業”、“國家級高新技術企業”方正汽車模具有限公司是一家模具設計與制造企業,產品涉及汽車零部件模具、家電模具、精密模具等多個領域。其主導產品轎車油箱模具、汽車內飾件外飾件等高新技術產品的設計、制造水平已經躋身于國內同行前列,性能達到歐、美、日標準,吹塑油箱模具已經在亞洲名列前茅。
“科技是企業發展壯大的催化劑,是企業在激烈競爭中致勝的法寶。方正始終把技術創新和產品設計創新放在首位。”方正汽車模具有限公司總經理方永杰說,“無論是創業創新,還是推動產業結構轉型升級,科技都扮演著至關重要的角色。”為此,公司不斷加大科技開發方面的投入,以汽車內、外飾為主導的注塑模具,以汽車油箱為主導的吹塑模具打造以汽車模具為核心的中高端模具制造企業。同時,引進日本沙迪克鏡面火花機A30、菲迪亞五軸加工中心D318、阿奇夏米爾精密數控慢走絲等國外先進設備,通過先進技術工藝設備的應用,消化吸收國際先進汽車模具的設計與制造技術,形成公司的核心競爭力。
2011年公司成立了方正商學院,在拓展人才獲取途徑的基礎上,通過專業系統的人才培訓計劃,為行業培養、輸送專業人才。為了留住人才,激發公司員工的創新動力,公司制訂科學合理的管理和激勵機制,明確獎罰,促進創新成果產出,并通過委派先進研發技術人員到日本、德國培訓學習,把他們打造成一支素質高、能力強、業務過硬的研發隊伍。
據羅百輝了解,方正汽車模具公司在新購進的科創中心樓層計劃與國外領先的模具企業共建研發中心,設立模具材料檢測中心與模具工作狀態模擬實驗室,并將建立博士后工作站與院士工作室,重點進行高端模具的研發與項目合作。同時,利用高等院校深厚的學術資源與基礎,與國內多家院校進行產學研合作,發揮各自優勢,建立集研究、開發、生產于一體的先進系統,提升自主創新能力,提高全球同步研發能力。