文/齐俊河·中国锻压协会 张正杰·中国第一汽车集团公司生产制造技术部
我国汽车冲压行业的现状和发展
文/齐俊河·中国锻压协会 张正杰·中国第一汽车集团公司生产制造技术部
谈到汽车冲压行业,不得不先梳理一下冲压与汽车的关系。冲压是金属板材成形加工的主要手段之一,广泛应用于汽车、摩托车、家电、电子、网络、通讯、航空、航天、军工等各类机电装备制造领域,特别是在汽车制造领域,60%以上的零件是冲压加工而成,涉及到各种各样的典型冲压工艺;冲压技术也得益于汽车工业的发展,而使自身向特殊性和普遍性纵横两个方向迅速发展。可以说,汽车冲压技术是汽车工业发展的基础,冲压行业成就了汽车工业的发展,汽车工业的快速发展也推动了冲压行业的进步,二者相互依存,缺一不可。
汽车冲压市场和产业结构
据中国汽车工业协会统计,2012年我国汽车产销分别达1927.18万辆和1930.64万辆,其中乘用车产销分别为1552.37万辆和1549.52万辆;商用车产销分别为374.81万辆和381.12万辆,继续稳居世界各国汽车产销量第一的位置。据此推算,2012年我国汽车冲压件(仅估算大中型薄板件)产量约58亿件/1060万吨,约需要1900条大中型冲压生产线来完成相应的生产任务。根据我国经济发展的态势和汽车市场的规律来看,未来10年中国汽车市场将会继续领跑世界汽车市场,而且将会继续不断拉大与第二大汽车市场的距离。由此不难推断今后十年我国汽车冲压市场也会同步发展,不仅是生产规模的做大,更是制造能力的做强。
我国汽车工业经过30年的快速发展,在原有中国第一汽车制造厂和中国第二汽车制造厂的基础上,逐渐在吉林、湖北、广东、上海、北京、天津、重庆等省市形成了一批汽车产业集群。由于汽车产业具有资金密集型、技术密集型、劳动密集型、产业链长等特点,以及受到汽车生产组织形式和冲压件不易运输的约束,我国汽车生产的布局就决定了汽车冲压生产的布局,因此在上述汽车生产的密集区自然也就诞生了一大批有特色的汽车冲压专业厂。
在一台汽车上,60%以上的零部件都是冲压件,其中,构成白车身的冲压件占了主要部分,从车身重量上看,轿车白车身占整车的30%~50%,载重车的白车身占整车的20%~30%。汽车车身冲压件是按照零件尺寸大小、质量要求和功能用途来组织生产的,其中,大中型覆盖件和关键梁类结构件一般由汽车整车厂的冲压车间(分厂)直接生产,此类件为内制件,这部分件是车身的核心零部件、外表面覆盖件,具有高附加值、堆垛、运输较困难和尺寸精度要求高的特点。其他件由外部供应商协作生产,此类件为外制件,一般是由分布在汽车厂周边的一级或二级冲压专业生产厂共同生产配套。根据生产规模和纲领的不同,对于一个汽车整车厂来讲,一级冲压专业厂一般都有3~4家,分别提供不同的冲压零部件,与汽车厂保持着密切的合作关系,在产品和技术水平上与汽车厂的冲压车间保持同步。生产小型冲压件的二级或三级冲压专业厂,一般不与汽车厂直接发生配套供应关系,也得不到汽车厂的产品和技术支持,只是将冲压件提供给一级冲压专业厂。通常一家一级冲压专业厂会有3~4家二级冲压专业厂与之配套。
汽车厂外购的汽车功能部件(如汽车座椅等)冲压件,是由专业的汽车功能部件制造厂自行生产或向配套的专业冲压厂(如精冲件专业厂)采购,这些冲压专业厂只对直接用户即汽车功能部件厂负责,而不与汽车厂直接发生配套合作关系。汽车功能部件厂一般会向多家汽车厂供货,并将自己的制造工厂分别设在不同的汽车厂周边。而与其配套的冲压专业厂一般也会向多家汽车功能部件厂供货,其生产场所一般不受汽车厂和汽车功能部件厂生产地域的限制。
现代汽车广泛采用汽车电子系统,以提高汽车的安全性和舒适性,其电子零部件的冲压件生产,采用了完全不同于上述汽车车身和功能部件冲压件的生产和组织方式。这些冲压专业厂只对自己的直接用户即汽车电子零部件厂负责,而不与汽车厂直接发生配套合作关系。汽车电子零部件厂技术实力雄厚,多为跨国企业,一般向多家汽车厂或汽车功能部件供货;与其配套的冲压专业厂一般也会向多家汽车电子零部件厂供货,其生产场所一般不受汽车电子零部件厂或汽车功能部件厂生产地域的限制。由于材料薄、尺寸小、精度高、批量大的特点,多采用自动化精密高速冲压技术进行生产。
汽车冲压生产与企业
随着我国汽车制造业的迅速崛起,汽车冲压生产能力和水平得到了很大的提高,汽车冲压生产的专业分工越来越细,逐渐形成了我国汽车冲压生产的组织和配套体系。随着汽车产品技术水平的提升、规模的不断扩大和制造技术的变革,规模较大的汽车整车厂的自制件冲压生产能力和技术水平也在不断提高,一般每款车型有20~30件左右的大中型内外覆盖件,在超大型或大型冲压生产线上生产。30~40件左右的关键梁类结构件,在中小型多工位压力机或中小型压力机线上生产,将这些核心冲压件作为自制件。其他为外制件,由协作配套企业生产,与汽车制造业发达的德、日、美相比,目前很多汽车冲压零部件配套企业与整车企业发展不协调,已成为影响和制约整车厂自主汽车发展的主要因素。这种不协调主要表现在技术水平低,人才缺乏,设备落后,管理落后,专业化能力差,自主研发能力缺乏,产品的技术含量不高,附加值低,质量保证能力差等方面。
在我国汽车制造业这个大舞台上,由于是国外汽车企业唱主角,国内民族品牌汽车企业仅作配角,致使国外汽车冲压专业企业纷纷来华设厂,几乎垄断了合资汽车厂冲压零部件的一级供应链。由于这些外资冲压专业企业普遍历史悠久,专业化生产程度高,单一品种冲压件生产规模大,工艺和设备先进,产品精度高质量稳定,配套协作体系完善,有着传统的紧密合作关系,拥有相同的文化背景和社会价值观,在产品开发和新技术应用上都能得到汽车厂的大力支持,尤其是在日、韩汽车冲压专业企业内有汽车厂的投资,更容易形成利益共同体,我国汽车冲压企业无法进入其配套体系,严重影响了我国汽车冲压生产的专业化、规模化,制约了我国汽车冲压生产和冲压企业的发展。
另外,从美国和日本汽车冲压专业企业来看,这些企业都具有很强的模具设计开发和制造能力,生产和销售的信息化管理水平较高,具有冲压零件的后续增值加工和服务能力(如组焊、机加工和涂装加工),紧随老客户进行布点建厂,与用户相互支持、合作密切、忠诚度高、不轻易改变合作关系等,这些都是我国汽车冲压专业企业目前所欠缺的。
汽车冲压技术和装备
冲压生产是一项规模效益递增型的产业,虽然我国汽车产销量双双稳居世界第一位,但由于世界汽车制造企业云集,汽车企业数量众多,实际上每家企业所获得的市场份额有限,最后分摊到每种汽车产品的产量就更少,所以就汽车冲压件而言,特别是中小型冲压件,就很难实现规模化生产。另外,由于德国、日本、美国、韩国各种汽车制造标准体系与中国自主品牌共存,没有形成我国汽车制造业统一的技术标准体系和制造平台,各种零部件缺乏互换性,致使冲压生产集中度很低,各冲压企业都是多品种、小批量生产,很难实现专业化、规模化生产,无法形成支撑汽车产业发展的专业化汽车冲压零部件公司,无法发挥冲压技术的优势,降低了冲压专业企业的生产效益和市场竞争力,从而影响了冲压技术的积累和进步。
汽车冲压包括工艺、设备、模具和材料四大要素,且相互制约、相互依赖、协作共存、同步发展。随着现代科学技术的发展,特别是数控和信息技术的发展,使冲压生产的组织和管理、工艺和设备、模具和材料都发生了巨大的变化。特别是我国汽车冲压技术和装备,像整个汽车工业一样也取得史无前例的长足进步。但是,与发达的美国、德国和日本相比,无论是工艺、设备、模具和材料领域,都有不小差距,急需要我们奋起直追,努力赶超,以实现我国冲压行业的结构调整和企业的升级转型。我国多数中小规模冲压件配套企业多采用简单的、成熟的、传统的工艺、模具和设备,缺乏对新材料、新工艺和新技术的研究,不善于采用先进的模具技术和冲压装备,只能生产材料普通、结构简单、精度要求较低的常用冲压件,面临着市场竞争激烈、综合效益很低的困境,使企业长期处于一个恶性循环、不利于长远发展的状态。
汽车冲压产品
汽车冲压行业的发展离不开汽车工业的发展,未来汽车冲压行业在产品设计、制造和应用上,都必须要围绕汽车环保、节能、安全、舒适、高效和便捷的特点进行展开,只有这样的冲压行业才具有生命力。特别是随着汽车“节能减排、减轻自重”发展目标的实施,高强钢、铝合金、镁合金、复合材料及其各类液压成形的异形复杂冲压件的生产不断提到日程上来,为适应这些新型材料冲压件的生产,需要加速研发、采用新型冲压工艺、设备和模具与之配套。
汽车冲压技术和装备
为了满足汽车制造、使用和回收各环节节能节材、舒适高效、安全环保的要求,汽车冲压件钢板将向高强、耐蚀、超宽、减薄和轻量化方向发展,并不断改善其冲压性能。同时,铝、镁合金以及复合材料的应用范围将不断扩大。
为了适应汽车冲压件材料多样化、尺寸大型化、形状复杂化、产品个性化、加工难度大等特点的要求,冲压企业应注重新技术的研发和利用,使其更加专业化、高效化和柔性化。不断采用现代化科技手段全面推进传统冲压技术的改进和升级;对冲压件的可制造性和成形工艺进行快速分析和评估;实现冲压市场预测、订单下达、成形过程、在线监测、物流搬运、售后服务的智能化管理;提高冲压生产的灵活性和柔性化,满足不断扩大的多品种、小批量的个性化需求;重视复合化冲压成形工艺的研发和利用。
冲压设备和生产线将向大型化、自动化、高速化、精密化、智能化、高效率、高品质方向发展。采用大型高速紧凑型机械式压力机生产线和多工位压力机,配备专用、高效的上下料(件)、传送料(件)和快速换模装置。压力机的伺服驱动技术将逐步替代传统的电机驱动技术,从而完成冲压技术的一次革命。为了满足个性化的冲压成形生产需求,将会不断衍生出多种专用、高效的压力成形设备和装置。冲压设备对自身安全、生产精度和工作状态要具有更加智能化的自我监测能力。
冲压模具将继续朝着信息化、数字化、精细化、大型化、复杂化、精密化和标准化的方向发展。必须在降低成本、缩短开发周期和提高质量方面不断创新。尽快缩短与国外发达国家的差距,加大模具的自主创新能力。随着各种专用冲压模具材料的出现,将会相应产生各种先进的模具加工技术。采用CAD/CAM/CAE一体化技术,特别是冲压成形的计算机模拟分析和优化技术,从而缩短冲压模具的开发和制造周期。采用模内测量、监控技术,提高模具和设备使用寿命,提高生产效率和产品质量。
汽车冲压企业
冲压件是汽车构成必不可少的重要组成部分,冲压行业是汽车产业发展的重要支柱,是我国具有较强生命力和商机的行业之一,特别是为汽车主机厂配套的冲压零部件企业,更具有很大的发展潜力和广阔的发展空间。现代汽车工业的发展,改变了传统的汽车主机厂大而全的局面。主机厂对冲压件的生产也向专业化、大型化、规模化的方向发展,一般以生产专业化要求较高的大中型汽车覆盖件和关键件为主,其他冲压件则从主机厂分离出来由供应商进行配套。汽车冲压件的规模化生产和高质量、低成本是冲压生产企业永恒的追求。冲压行业要向着更高、更快、更精、更省方向发展,为此,必须提高汽车冲压件生产的专业化水平,提高汽车冲压件生产的集中度,提高汽车冲压企业的生产规模,提高冲压生产的组织和管理水平,重视人才队伍的培养和使用,立足创新驱动发展战略,做精、做强、做大专业化冲压企业。现今汽车市场的激烈竞争已经成为汽车企业供应链的竞争。零部件供应商的短板现象,将制约我国汽车工业的自主发展。因此,汽车整车厂要不断培育和扶持冲压零部件配套企业,零部件配套企业也要不断进行技术创新和管理创新,不断提升自身的专业化配套能力,为我国汽车工业的自主发展发挥作用。