基于关联矩阵方法的轴承产业技术壁垒分析

王 娟，贾现召，张 纪

（河南科技大学 a.机电工程学院；b.河南省机械设计及传动系统重点实验室；c.经济学院，河南 洛阳 471003）

关联矩阵法是常用的综合评价法，主要是用矩阵形式表示各替代方案有关评价指标及其重要度与方案关于具体指标的价值评定量之间的关系。系统通常是多目标的，因此评价指标并不唯一，且衡量各个指标的尺度不全相同，系统评价问题的困难就在于此。根据具体评价系统，确定系统评价指标体系及其相应权重，然后对评价系统各个替代方案计算其综合评价值，即求出各评价指标评价值的加权和。这是系统评价的综合方法，应用关联矩阵法的关键，在于确定各评价指标的相对重要度（即权重Wi）以及根据评价主体给定的评价指标的评价尺度，确定方案关于评价指标的价值评定量（Vji）［1］。

1 轴承产业目标重要度的计算

在明确轴承产业现状，以及未来市场对产业产品和服务需求的基础上，通过科学的统计及分析方法，凝练专家对产业未来发展方向的判定，确定了轴承产业目标［2］，见表1。

表1 产业目标要素

把8个目标分别填入判断矩阵的第一行和第一列并两两比较其相对重要性，形成矩阵表。以C＝｜cij｜m×n表示由此形成需要优先发展的产业目标的重要度判断矩阵。cij表示产业目标i相对于产业目标j的重要度。

表2 由层次分析法与加权评分准则求出的重要度

2 技术壁垒分析

技术壁垒也称技术性障碍，是实现产业目标需要攻克的技术难点。技术壁垒分析是根据未来市场需求以及产业发展目标，分析影响产业目标实现的技术（包括工艺）壁垒。核心工作是从现存的技术壁垒中筛选出较难解决的关键技术问题。通过对这些技术壁垒的突破，带动整个产业的技术升级，实现产业目标［5］。

2.1 技术壁垒要素的凝练

从带动整个轴承产业的技术升级，实现轴承产业目标出发，依据市场需求与产业目标的要求，结合对文献以及轴承企业的客户访谈信息和专家意见，提出轴承产业技术难题，凝练轴承产业的技术壁垒要素，具体流程如图1所示。

2.2 技术壁垒要素凝练过程

（1）分类。根据这些要素的共同点（如属性等）共分为6大类：①产品设计；②材料与热处理；③加工；④试验与装置；⑤检测；⑥其他。

图1 技术壁垒要素凝练流程

（2）归纳。合并概念相同或相近的相关内容并规范用词。

（3）分析。删除不构成轴承技术壁垒的相关项。

（4）召开专家座谈会。召开专题会议，对是否成为技术壁垒要素，规范技术壁垒要素的表述、用词等问题进行了充分的讨论，并达成共识。

（5）征求专题组长意见。把通过分类、归纳和凝练整理出来的“轴承产业技术壁垒要素问卷”发给各专题小组组长，征求组长的意见。

（6）征求专家意见。把经过专题组长修改后的“轴承产业技术壁垒要素问卷”再发给各专家，征求专家的意见。

通过分类、归纳、分析、综合、汇集专家的意见后，最终凝练成以下12个轴承产业技术领域的关键技术难点：（A）轴承滚道及挡边表面淬火技术；（B）套圈材料的冶炼及铸造技术；（C）大型轴承可靠性试验方法；（D）材料无损检测技术；（E）内、外齿圈淬火技术；（F）大型重载轴承套圈以车代磨技术；（G）零件锻造技术研究；（H）大尺寸套圈、滚子精密加工技术；（I）精密磨削、超精数控机床；（J）试验装置设计制造技术；（K）保持架加工技术；（L）轴承试验参数设计技术。

3 产业目标与技术壁垒关联分析

产业目标与技术壁垒关联分析的目的，是利用矩阵分析法建立产业目标与技术壁垒关联分析矩阵，最终获得与产业目标要素相关联的技术壁垒要素的顺序。

以确定出的主要产业目标要素为基础，根据专家判断得到的技术壁垒要素，构建分析矩阵，筛选出为实现产业目标需要优先发展的技术。见表3［6］。矩阵的横向列为产业目标要素序列，由数字1，2，3，…，8代表；矩阵的纵向列为技术壁垒要素序列；由A，B，C，…，L代表。

表3 产业目标要素与技术壁垒要素关联分析（一）

技术壁垒要素判断值Vki是专家针对技术壁垒要素与产业目标要素的关联性给出的判断值，分为正、负两类，可用多级指标表示。专家进行判断的依据是实现某个产业目标时，技术壁垒对其阻碍程度，阻碍程度的大小分为+3，+2，+1，0，-1，-2，-3，由问卷调查及统计分析得到。

由表3数据进行关联评价值计算得到表4。关联评价值Gk＝∑（Vi×Vki）。

表4 产业目标要素与技术壁垒要素关联分析（二）

把技术壁垒实现的难易程度排序结果以问卷形式再发给各专家，征求意见，并达成一致结果（表4）。由表4可以看出纵向的技术壁垒中所对应的横向的产业目标要素，以排名第6为界，排名前6的表明该项关键技术难点对这8个产业目标阻碍程度较大，排名后6的表明该项关键技术难点对这8个产业目标阻碍程度不大。评价值的取得，是根据每一关键技术难点所对应的各项产业目标要素关联后，综合考虑各项值所得的最终值。从这一排序结果可知：在关键技术难点中，大型轴承可靠性试验方法为最难解决的技术难点，因为它与各个产业目标要素的实现关联性最大，其他类推。

4 分析

产业目标要素与技术壁垒要素关联分析的结果，与我国现阶段轴承产业的现状基本吻合。

（1）大型轴承可靠性试验方法。目前我国只有洛阳LYC轴承有限公司有相近的大型转盘轴承的综合性能试验台。未来几年要着重建立相应的试验台进行轴承寿命试验，提高可靠性。

（2）轴承试验参数设计技术。由于与国外差距很大，通过选择试验方法，进行相似试验研究及确定加载方式提高设计技术。

（3）试验装置设计制造技术。为了与先进水平国家缩小差距，关键从工况的模拟，状态的检测和试验数据采集及处理3个方面去改进。

（4）零件材料的冶炼及铸造技术。热处理工艺不稳定，高精度、高可靠性的轴承材料还需要从国外引进是我国的现状，通过冶炼及铸造工艺研究以及基于材料的机械性能、加工性能、热处理性能的淬硬性和淬透性研究，提高冶炼和铸造技术。

（5）零件锻造技术研究。目前我国锻造工艺与国外有很大差别，几个关键参数不稳定，因此进行仿真分析，确定锻造工艺中的温度、压力、锻造速度等关键参数是很必要的。

（6）轴承滚道及挡边表面淬火技术。由于我国热处理工艺不稳定，未来着重是设计合理的淬火装置，确定最佳的调质工艺，选择合理的热处理工艺参数，提高轴承滚道及挡边表面淬火技术。

（7）零件精密加工技术研究。自动化水平低，缺少大型数控机床和加工中心是我国的现状，通过选择合适的加工方法、确定合理的加工工艺参数，提高精密加工技术。

5 结束语

总之，轴承产业要突破技术壁垒，应循序渐进从重点需要突破。而其他非重点的技术壁垒，有选择地进行突破，通过这样一系列的突破，能带动整个轴承产业的技术升级，实现轴承产业目标。