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当下,全球汽车产业面临着重大变革——清洁能源、智能互联、自动驾驶和共享出行,基于此,众多国家都在加快产业布局,抢占新一轮的制高点,而中国市场的表现无疑最为抢眼。截至2016年,中国已连续第8年稳居全球汽车市场头把交椅,在国际汽车市场中的地位显著提升。2017年截至目前,中国汽车市场的整体表现仍然可圈可点,成为全球焦点。
在备受关注的新能源领域,尽管经历了年初的补贴退坡,但从销量数据上看,2017年国内新能源乘用车市场仍旧呈现出了不错的增长态势。受国家政策如双积分制度、越来越严格的限制排放法规、燃油车或将退市等影响,新能源汽车有望在中国获得更加广阔的发展。
除此之外,“工业4.0”、“中国制造2025”、“智能化”、“自动化”、“电气化”、“轻量化”、“3D打印”、“高效加工”、“互联网+应用端”等依然是关注热点,各大企业将如何布局未来?整个行业都在关注。
为了梳理产业脉络、探究未来的发展方向,我们邀请了多位来自整车厂、零部件供应商、材料供应商以及装备供应商等企业的相关负责人,深入讲述这一年的精彩与挑战。希望通过这些正在发生的故事,为您打开不一样的视角。
“与中国制造同行”
多年来,巨浪(CHIRON)的机床和交钥匙解决方案已经成为包括汽车行业在内的多个产业在数控切削加工方面的首选。巨浪的很多客户都是其行业的顶尖企业及创新领导者,他们无一例外地选择使用巨浪的数控加工中心,实现最低单件成本、最高质量的工件加工。“从全球市场来说,巨浪有60%-70%的机床销售来自于汽车零部件领域,而在中国市场这个份额还要偏高一些,可能在80%以上。”巨浪中国首席执行官任家平先生告诉本刊记者。
● 正式进入到系统供应领域
无论是大批量还是小批量加工,黑色金属还是有色金属加工,巨浪的先进加工技术都拥有无可比拟的优势。2017年,对巨浪来说可谓是收获颇丰。任家平欣喜地表示:“首先,巨浪完成了既定的目标,而这一数值还比2016年高出两位数。其次,太仓工厂完成了产能翻一番的目标。更值得庆祝的是,巨浪中国从今年开始正式进入到系统供应领域。当然,这对巨浪中国来说也是机遇与挑战并重。”
● 自动化是智能化的必要手段
在任家平看来,巨浪从2004年进入中国,感受到最明显的变化是,客户对自动化的需求越来越多,制造业整体在朝着自动化和智能化的方向发展。“很多人会把自动化制造和智能化制造两种概念混淆,实际上智能化是在自动化的基础之上,自动化是智能化的必要手段,没有自动化根本无从谈智能化。而智能制造最重要的元素则是信息的流动,如果有地方存在黑洞,就谈不上智能化。我们要对信息实现全面覆盖,对加工过程中的每一个细节都要清楚知晓,然后做出智能化的判断。当然,这离不开巨浪自主研发的智能化软件系统——SMART Line,该系统在2016年德国斯图加特金属加工展(AMB)上荣获最有威望的工业4.0创新设计荣誉奖项。”
● 做适合中国特色的设计和装配
提及未来发展,任家平侃侃而谈,“巨浪集团制定了明确的“2021计划”,即要在五年内实现7亿欧元的销售额,中国地区的销售额要占到集团20%的份额。对巨浪中国来说,未来的发展目标更为远大,集团对中国未来的汽车制造业寄予很高的期望,目标是到2021年实现比目前营业额翻番。”
任家平对此回应道,“总体来说,任重道远。需要通过两个方面来实现,一是提高销售、服务、市场、技术能力,增加市场销售额。其次是不断引进新产品在中国市场进行装配。目前,在巨浪太仓工厂已经有三款型号的机床实现装配。今后,巨浪每年计划引进一款新产品。从巨浪(CHIRON)、斯塔玛(STAMA)、舍勒(SCHERER)三个品牌现有的成熟技术中,选择最为适合中国市场进行引入。现在,我们已经开始了新厂房的建设,于今年10月28号奠基的太仓新工厂就是为实施2021战略计划部署的。新厂房将在2018年底落成,2019年年初投产,预计年产能在300-400台,以此来满足不断增长的中国市场。”
目前阶段,巨浪引进的是相对成熟的技术产品,等相对稳定之后,巨浪要做的是适合中国特色的产品设计和装配,而该能力将会在2020年具备,任家平信心满满,他表示,“不仅仅是巨浪,我相信其他企业也会同样认识到中国市场的重要性,特别是在机械制造领域。尽管在基础行业的技术、研究、发展等方面还存在不足,但中国市场惊人的增长速度已不容小觑。前不久,德国的一项市场调查显示,业界不约而同地都认为‘中国’是汽车行业最大的潜在竞争对手。以往,中国产品质量远远落后,而现在,差距正在逐渐缩小,并且在个别领域,如电动汽车方面,中国已经遥遥领先。”与中国制造同行,巨浪将继续在高速切削与高效生产方面树立标杆。
助力中国制造产业革新
一直以来,伊士曼(Eastman)凭借卓越的技术平台及市场导向的业务模式,在交通、建筑及消费品等终端市场中占据领先地位。自1994年进入中国市场,伊士曼通过自身增长和兼并购取得快速发展。2014年,伊士曼在上海的新中国区总部大楼正式落成启用。不仅如此,最近几年,伊士曼中国的业务获得了极高的增长率。
面对竞争日渐激烈的市场,伊士曼在提供创新的产品和解决方案的同时,通过创新科技及先进的技术平台,致力于维护安全生产和可持续发展,为客户提供“更安全、更健康、可持续发展”的解决方案。“伊士曼全新的不溶性硫磺产品——CrystexTM Cure Pro就能够凭借卓越的热稳定性及分散性,为轮胎制造商提供全新的用户体验。Cure Pro系列不溶性硫磺能帮助轮胎制造商通过改善物料操作流程,缩短密炼时间,以提高生产效率,从而获取更高的经济效益。”伊士曼全球副总裁,橡胶添加剂业务全球总经理Lucrèce Foufopoulos女士介绍道。
近年来,中国市场发生了巨大的改变,预算收紧、成本上升、环保监控渐严等因素的影响,使得生产企业面临前所未有的挑战。为了避免客户利润下降,在保证产品质量的前提下保障收益,伊士曼不断引导客户重视和关注产品的创新性和可持续发展潜力。Lucrèce Foufopoulos女士表示:“对于伊士曼而言,非常重视中国市场。为了更好的服务亚洲市场,贴近中国客户的需求,已经基本完成扩建并即将于几个月后正式亮相的马来西亚工厂,将会成为伊士曼全球最大的不溶性硫磺生产基地。”
“减少生产过程中的浪费”
2017年,欧瑞康(Oerlikon)美科中国有接近70%的产品和服务供应于汽车市场。这得益于2016年汽车工业整体需求量的持续攀升,尤其是先进的双离合自动变速器的需求持续升温,为欧瑞康带来了绝佳的发展机会。
总体来说,欧瑞康提供的表面技术有助于增加部件的性能和阻力或减少磨损和摩擦系数。所有这些属性支持更小、更轻的技术组件在整个车辆动力系统的实施。此外,欧瑞康的表面解决方案普遍环保,使得生产过程中的浪费非常有限。举例来说:
● 与传统的多锥同步器相比,欧瑞康创新性的分段式同步环系统(S3)能提升效率并带来空间、重量以及成本效益,并能同时保持同等性能和换档质量。分段式同步环既能整合到现有的多锥同步器系统中(替代设计),也能利用设计的所有优势应用于全新的设计。由于本土OEM厂商对于整个同步器系统的需求,欧瑞康一直不遗余力地支持客户,为中国市场的客户带来全球的专项技术。
● 薄膜涂层技术(taC,DLC)能促使汽油和柴油喷射系统实现更高的喷射压力,支持更高的发动机效率和降低废气排放水平。
“2018年,尽管税收优惠政策中止,我们仍可预期一个类似于2017年的市场发展前景。我们也同样期待一个由未来电动汽车带来的市场刺激。从手动到自动变速器转换的运行趋势仍将持续。欧瑞康将继续加强其表面技术组合,以期进一步支持更轻和更有效的车辆动力系统的需要。”欧瑞康美科中国区总经理Thomas Schweizer接受采访时说道。随着欧瑞康进入增材制造(3D打印技术)的战略实施,与表面技术联系相当密切的大型新兴领域也将迎来更多发展机会。
持续加强系统整合能力
2017年,汽车行业依旧是协易最主要的营收来源,占比超过一半。随着现代的冲压材料、更高阶的成型工法如热成型、生产设备智能化等趋势,客户的需求也随之发生变化。“从客户需求方面看,受限于工厂空间或者投资成本的限制,越来越多对大吨位需求的客户考虑以整线多机台联机方案来满足其生产条件,而非购买单台大吨数的冲床。客户可以依据其高难度工艺,搭配不同机种及吨位的冲床,以达到原先的生产要求及产量。”协易机械工业股份有限公司伺服事业处副总经理李丞伟在接受本刊记者采访时这样说道。
在新能源领域,协易也拥有高质量的产品技术解决方案——电动车车身和储存能量的电池盒外壳。李丞伟介绍道:“为克服高张力钢板的成形困难问题,运用伺服冲床取代油压机做热成型的长时间持压,或是运用伺服冲床的控制系统优势,让冲头运动以缓进快出的模式配合材料流动的速度防止材料破裂。在锂电池盒外壳的深抽应用上,伺服冲床可用少数工序即可达成过去须以众多道工序才能完工的成品,不仅缩减了加工时间,达成兼具作业效率及质量控制的目标,也大幅降低设备和模具的投资。”特别值得一提的是,协易于今年成功打入全球电动车龙头T厂供应链,针对其再生能源产品,提供伺服冲床并运用伺服控制系统的优势,协助客户克服金属成型挑战并兼顾生产效率的提升。
未来,协易将持续加强系统整合能力,加快布局,充分满足用户的多样化需求。
“庞大的客户群、夯实的技术基础以及良好的口碑”
与去年相比,2017年富莱克业务量有小幅增加。目前公司与汽车制造相关的业务量占总销售额的80%左右。虽然年初1.6L及以下小排量车购置税减半取消,在一定程度上影响了汽车的销量,但是值得庆幸的是,今年国产汽车品牌以及部分合资品牌包括乘用车和SUV市场,不断有新产品推出,也在一定程度保证了整体销量的稳定。“在这样的背景下,富莱克依旧保持了良好的发展态势,这主要得益于富莱克庞大的客户群、夯实的技术基础以及良好的口碑,再加上‘个性化的定制服务’,可以在最短的时间内满足用户的不同需求。”苏州富莱克精密工具有限公司总经理周瑞华先生表示。
13年的辛勤耕耘,在汽车关键零部件制造领域,富莱克闯出了属于自己的一片天地。目前,富莱克的产品主要有台阶钻、铣刀、铰刀、PCD刀具以及其他非标刀具,产品广泛应用在发动机、缸体缸盖、转向系统、轮毂单元、制动钳、变速箱总成、ABS、底盘悬挂系统、空调制冷系统等关键零部件上。在同国外品牌竞争中,无论单件成本,还是尺寸稳定性,抑或是交货期,都得到了客户的青睐,其产品具有很高的性价比。值得一提的是,不逊色于洋品牌的服务,富莱克的技术团队也可以为客户提供“私人定制”的解决方案,针对局部加工提供刀具优化改善,同时也可以承担整体配套方案。
据周瑞华透露:“今年6月,富莱克承接了国内某品牌车企的7DCT变速箱齿轮和齿轮轴的加工订单。众所周知,齿轮和齿轮轴是变速箱乃至整个汽车的关键零部件,所以客户一开始采用的是欧洲和美国的品牌刀具,待试制结束以后,客户面临的是批量生产和降成本,以及部分工艺的优化。按照客户干切的要求,齿轮上面的孔的反面不能有毛刺和凸起的帽子,传统的倒棱工艺已经不能满足需求,结合对齿轮材料特性和刀具的分析,富莱克增加了新的工艺,最终将问题迎刃而解。通过这个案列,我们的产品也成功延伸到该客户其他产品上,以及有类似要求的其他客户上,均得到不错的反响。”
“提供具有竞争力的智能化解决方案”
无论是车身组装,还是零部件的齿轮箱、发动机、传动轴、后视镜及车灯等都需要大量的润滑油、胶粘剂等材料,这对整车的品质和稳定都有着极为重要的意义。“德派的定量涂胶系统可以处理不同粘度的材料,并且能够将胶水、润滑油等按工艺要求,精确定量或定比例混合,并涂覆到工件上,如发动机缸盖、电机、齿轮箱等等,这样既节省了大量可能浪费的胶水或密封剂,还可以涂抹的更加美观、增强了材料涂覆的可靠性。”德派(上海)计量科技有限公司总经理施炜在接受本刊记者采访时说道。
凭借多年的制造经验,“德派专为满足汽车行业客户需求而开发了lubriLine产品系列,市场反馈相当不错。”施炜如是说。此外,德派还与道康宁、汉高等多家材料供应商密切合作,不断优化粘接、润滑和注油过程,不论是需要润滑齿轮、座椅头枕、门锁、车轮轴承,还是对汽车内外饰结构件的粘接——德派均可提供满足不同需求的最佳解决方案。
从技术上来讲,德派在德国、瑞士、法国、英国等地都拥有非常专业的技术研发中心,所开发出的产品精准度高,稳定性好、使用寿命长。针对备受瞩目的中国汽车市场,施炜说道:“我们将加快中国本土技术中心的组建进程,扩大研发队伍,培养专业人才,打造具有本地化特点的技术应用和服务,助力中国汽车工业的发展。”
而在服务方面,德派拥有全球化的分销和服务网络,能够及时响应客户的需求。与客户主动接洽沟通,充分了解和调研客户的产品需求,不断洞察市场的变化发展,将客户日益具体、专业的定制化要求,转化成相对标准化的产品,并通过将产品深入到有技术特点的一些领域,提升产品的精度及专业性,为客户提供全方位的服务。
汽车业务板块持续升温
洋基精工销售的产品种类繁多,涉及多个应用行业。2017年汽车零配件的客户比例大概占总销售额的20%。据洋基精工总经理刘仁鸿先生采访时表示,与2016年相比,2017年最大的改变是外销市场的变化,今年的主要外销市场包括俄罗斯、阿根廷、越南、中国大陆、马来西亚,而去年则是马来西亚、印度尼西亚、越南、匈牙利。
洋基精工生产深孔钻孔加工机已有15年,拥有非常成熟的技术和先进的经验,尤其在产能以及自动化方面不断推陈出新,可以充分满足市场的需求。值得一提的是,在降低加工误差方面,可将误差降低到0.3mm或0.2mm。目前,公司主要适合汽车零配件的生产设备为XL/XLY系列深孔钻孔加工机。
“作为设备供应商,我们需要及时关注整个行业的发展动向,与汽车零件制造厂商保持紧密联系。2017年,洋基精工有30%的营业额增长,其中有部份来自2016年下半年未完成的订单。我认为,在接下来的2018年,公司汽车板块业务将会有小幅增长。这是基于洋基精工的XLY-1000-CNC机型非常适合中国大陆市场,尤其是转向器轴心和其他轴类的大量生产,也得到了客户的认可。此外,我们也会积极参加与汽车零配件相关的展览会,了解用户的更多需求。”洋基精工总经理刘仁鸿先生说道。
“全球化趋势日渐凸显”
在科技革命与产业结构调整的大环境下,中国汽车产业正在迎来低碳化、信息化、智能化的全新发展阶段,由此也给汽车行业的质量安全管理带来新挑战。作为汽车检测认证领域的领导者,德国莱茵TÜV集团(以下简称“TÜV莱茵”)对中国汽车行业的检测认证现状有独到的见解。TÜV莱茵大中华区交通服务部副总裁黄余欣认为,目前最明显的特征是全球化。比如,在车厂有更多全球化的活动,包括在全球范围内进行采购,进行分散式的研发中心,一个研发中心的成果可能会被应用到全球其他的车辆中。这就要求检测认证机构需要更完善的全球化服务网络和技术实力作为配合。为此,TÜV莱茵希望借助其在中国的测试实验室资源和遍布全球的服务网络,帮助更多自主品牌在国际市场立足。
“传统汽车就是一个器械产品,而新能源汽车更像电器产品,要考虑诸多安全因素,包括触电问题,以及大电流会产生过热和燃烧等。”黄余欣认为,新能源汽车的质量安全检测相比传统汽车会有更多新的课题,也需要检测认证机构具备更多跨领域的专业知识。
谈到衡量标准在国内外会出现不同版本的话题是,黄余欣直言标准的条目非常多,但不同国家的标准方向都是根据本国实际情况制定的,当然也包括不同的环境和路况。他特别强调,如果到产品认证阶段才考虑地方安全标准和法规问题,实际上整个设计已经到达最后阶段,整改起来非常困难。TÜV莱茵可以在整个产品生命周期的最源头开始提供相关技术服务,以确保客户的车辆产品能满足不同国家的要求。
借助TÜV莱茵质胜之道系列的高质量交流平台,产业链上下游企业与同行交流的同时,更多地了解市场前沿的信息,及时调整发展策略,在新一轮的激烈竞争中抢占先机。
汽车用户必不可少的开发工具
近年来,随着硬件计算能力的提升,以及工具软件的不断发展,仿真模拟(CAE)在研发和设计过程中也发挥着越来越重要的作用。COMSOL作为一款多物理场仿真平台软件,可以提供非常丰富的解决方案。“确实,仿真工具的应用越来越广泛,尤其是对设计要求极高的汽车行业,已由传统的结构分析,发展到动力、材料、控制、舒适性等各个方面。而COMSOL是汽车用户完美的合作伙伴。同时,我们也有着相当多的成功案例,如哈曼为豪华汽车调制音响系统、戴姆勒进行金属腐蚀分析、丰田优化电子系统的散热等都采用的是COMSOL软件,达到了极好的效果。”COMSOL中国总经理陈蕾博士在接受本刊记者采访时说道。
在新能源领域,目前使用最多的是动力锂电池,而锂电池技术也是制约新能源汽车进一步发展的瓶颈。对此,COMSOL也有自己独特的见解。“对于电池包设计来说,建模与仿真是帮助设计工程师实现对电池和电池系统的快速理解、设计方案优化,及其自动控制系统设计的必备工具。COMSOL提供的电池与燃料电池模块,能够从原理上帮助电池工程师对电池的性能、老化及安全性等问题进行深入分析,已经成为国内外动力电池厂商,以及新能源汽车厂商进行电池开发的重要工具。”陈蕾解释说道。
此外,陈蕾还向本刊记者介绍了两个用户案例。菲亚特利用COMSOL Multiphysics软件研究设计中的对流空气冷却的表面分布情况,这样能够及时发现电池中的热点,并研究内部温度分布情况,而这是无法通过其他方法实现的,因为将热电偶嵌入到电池软包来获得可靠结果有一定难度。而利用COMSOL Multiphysics软件创建的模型帮助菲亚特节省了70%的设计时间。在天津电池研究所,每次实验测试需要花费300美金,通过仿真,工程师可以深入理解电池原理,在软件环境内测试各种参数,找到最佳设计参数组合后再进行实验,大大减少了实验次数,节约了成本。除此之外,COMSOL提供的电磁仿真解决方案,还可用于充电设备的研发和设计,例如无线充电桩的设计等。
“VTG和米勒循环发动机是最佳黄金组合”
● VTG即将应用于大众市场
国五落地,国六将至,甚至到国六B阶段对节能减排的要求不断严苛,将直接促进主机厂选用米勒循环发动机。相比现在主流的汽油机奥托循环,虽然米勒循环具有更好的燃油经济性,并降低了废气温度,不过,其低速扭矩性能有所下降。汽油机可变截面增压技术(VTG)恰好能有效补偿低速扭矩的降低。同时,由于废气温度的降低,VTG原本昂贵的构造也可采用更具经济性的创新材料,进而能将VTG普及到大众车上。博格华纳涡轮增压系统中国区及泰国区副总裁兼总经理倪广山先生认为,“VTG和米勒循环发动机是最佳黄金组合。”
● eBooster可提高燃油效率35%,首款产品已量产
eBooster和涡轮增压器的配合相当于两级涡轮增压器。48V eBooster的瞬时最大功率可达到6.2kW,在发动机高转速运转时也可保持2-3kW持续增压,以辅助涡轮增压器。采用这样的双增压后,进行系统匹配时,低速区以eBooster为主,涡轮增压侧重在中高速区“发功”,进而能全面提升发动机在各个转速时的扭矩,为发动机小型化提供了更多的可能。数据显示,48V eBooster系统可使燃油效率提升多达35%,并能显著降低排放。
据介绍,已经投产的第一代eBooster具备瞬时工作能力,正在开发中第二代产品将实现持续性工作,计划于2019年推出。根据车辆电气系统电压的不同,eBooster可提供12V和48V两种配置。其中,增压功率较小的12V eBooster通常适用于小于2.0L的发动机。倪广山先生认为,48V eBooster增压效率更大,适用性也更广。国际权威咨询机构分析数据显示,到2027年,60%以上的混合动力是48V。因此,48V将是eBooster的主流应用。
此外,据透露,博格华纳正在研发一款由电能辅助的集成电机式涡轮增压器——eTurbo,虽然eTurbo仍处于概念设计和样机开发阶段,但是其类似eBooster和涡轮增压器合二为一的结构,被视为涡轮增压应对节能减排的未来方案。同时,除了增压外,eTurbo还可集成能量回收功能。
● 未来几年涡轮增压市场还会保持15%左右的增幅
虽然整车市场增速有所放缓,但是,涡轮增压器市场增长依然处于高位。今年以来,涡轮增压器市场增长在15%左右,明显高于车市3%-5%的增幅。预计未来几年,国内涡轮增压器市场还会保持在15%左右的增长。再过几年,随着增压器市场基数变大,同比增幅估计会有所下调。
谈到最近国际品牌汽车厂商纷纷公布全部车型电气化时间表,以及日前国家相关部门领导提及正在考虑禁售燃油车时间表引发的行业热议,倪广山表示,新能源或电气化肯定是大势所趋,不过,就目前而言,混合动力才刚刚起步,在新车销售份额中的百分比还只是个位数。
近年来在市场竞争日趋激烈的环境下,东风汽车的规模效益却连续5年保持增长。2016年,公司销售汽车427.7万辆,同比增长10.4%,销量规模位居行业第二位;全年实现营业收入5726.13亿元,同比增长9.9%。细数这些成果,想必与采用了激光制造技术不无关系。
未来,东风汽车在激光应用领域的研究方向主要是机器人感应激光淬火方案一体化技术,以此改变传统大型模具人工淬火工艺不稳定、速度慢等问题。其他还包括推进激光拼焊板技术和热成型零件激光切割技术的深入应用。
——东风汽车公司技术中心,杨兴
尽管新能源汽车在产销量上实现了爆发,但是在产品力上却并没有得到消费者的认可,万众瞩目下行业前途何去何从,各大企业如何布局,成为备受关注的话题!归根到底,新能源汽车的发展,就是能源材料的发展,只有坚定信念,寻求更环保的资源,这个产业才能坚定、快速、平衡的发展下去!
——长城汽车股份有限公司技术中心,李宝红