中国冲压行业“十四五”发展纲要(连载四)

文/中国锻压协会

《中国冲压行业“十四五”发展纲要》(连载三)见《锻造与冲压》2021 年第12 期

“十四五”冲压行业发展重点任务及发展方向

提升产业基础能力，解决行业发展的短板和瓶颈问题

(1)冲压行业基础材料的开发应用。

目前国内冲压技术的发展受材料发展的制约，国产材料不能满足冲压技术的快速发展。“十四五”期间应重点研究开发冲压行业所需的基础材料，提高现有材料的质量，开发高性能新材料，使冲压行业所需的关键核心材料实现国产化并稳定供应。具体包括铝镁合金、钛合金、超高强板、热成形板及复合板材等冲压轻量化材料的开发应用；提高超宽、超薄板等极限材料生产技术及能力；研发具有较好塑性、高强度、高性能的深拉深板材；厚度公差控制在±0.01mm 超精密高强度冲压板材，满足高精密高性能核心冲压件对材料的需求；加大精冲材料研发力度，提高精冲材料质量和稳定性。同时要重视研发高性能冲压模具材料和冲压设备关键零部件材料，这些都是制约行业高质量发展的因素。

材料厂家应结合客户需求，提高材料成分稳定性、组织均匀性，研制性能更稳定的材料，冲压零部件厂及主机厂应加强与材料厂的联系与合作，共同开发满足各类需求的冲压新材料，并同步研发工艺与模具技术，共同保证新材料的稳定应用。针对新开发材料，及时制定材料力学性能和成形性能表征统一评价标准。

(2)开发具有中国自主知识产权的冲压行业核心工业软件。

中国应建立自己的核心工业软件体系，改变CAD/CAE 核心工业软件全面被国外垄断的状态。国家及科研院校应加强对CAE/CAD 核心工业软件的研发力度，并鼓励校企合作，构建有开发、有应用、有反馈、有改进、有市场的“五有”格局，不断促进我国冲压行业工业专用核心软件发展。大型有实力的企业应该与大学和科研院所合作开发，致力于软件的产业化和商业化。国家有关部门应该选择有基础、有能力的产学研团队和典型企业进行长期政策和项目支持，鼓励其进行市场化，鼓励行业企业应用国产化软件并给予一定的资金和税收的支持。(3)重大装备核心基础零部件的研发。

应加大冲压装备基础零部件、核心技术的研发和国产化应用。冲压设备电、气、液控制系统元器件主要依靠进口。如：压力机及周边自动化设备控制系统PLC(逻辑控制、安全控制)、接近开关、轴温检测等；气动电磁阀、气动泵、增压泵、控制气缸等；液压控制电磁阀、伺服阀、液压泵、压力传感器，密封元件等；伺服压机采用的伺服电机(低速高扭矩电机、高速大扭矩电机)、大功率伺服驱动器及伺服控制系统；湿式离合制动器及干式离合器制动器摩擦块、滑块任意位置锁紧器、大型冲压设备的数控液压拉伸垫、节能型伺服拉伸垫、压力机自动检测的传感器；大负载高速机器人及其控制器、有料检测开关、视觉对中系统、高速运行同步带；压力机及自动化运行仿真软件。国家应对本土企业给予技术研发支持，鼓励科技机构及高校进行基础性研究，目标就是让核心技术尽快国产化，技术水平达到国际水平，实现关键核心部件的自给自足。

提升行业自动化、信息化、数字化水平

(1)产品全生命周期数字化管理。

打造产品全生命周期的数字化应用平台，持续完善以三维模型为核心的数字化设计、数字化工艺、数字化制造、数字化仿真等一体化协同应用平台，实现设计开发、工艺规划、工艺验证、生产制造等三维数字化，提高设计质量和工作效率，缩短产品设计周期。

(2)提高冲压车间(工厂)自动化、信息化、数字化水平。

推进制造过程自动化、信息化、数字化。推进无人值守工厂/数字化车间建设。

——充分挖掘5G 通信技术在高速冲压的应用潜力，特别关注在高生产节拍、移动设备、低延时传输等应用场景的推广。

——积累、分析和应用冲压生产过程大数据，提高物流、排产、库存等各生产环节的精细化、个性化管理水平。

——对冲压设备进行柔性化改进，结合人工智能技术，增强设备的自适应能力，提高批量生产稳定性。

——综合利用各类信息化技术，实践数字孪生技术在无人值守工厂领域的应用，实现对整个生产系统全面的、实时的、动态监测与控制。

——冲压生产线全自动无人化技术，通过在线光学质量检测系统、机器人自动装筐系统、AGV自动物流三个系统的集成，实现冲压件自动质量检测，实现包括冲压线线尾在内的全自动无人化生产。

——在行业内建立起部分典型的数字化、信息化示范车间和工厂，争取国家项目和资金支持。“十四五”期间，可尝试在燃料电池金属双极板、电池包、电池壳、新能源汽车用动力电机定转子、汽车覆盖件冲压、航空冲压等细分领域，发展若干家无人化(黑灯)冲压工厂或生产单元，作为行业的示范。进一步提升冲压行业自动化、信息化、数字化制造水平。

(3)提高冲压装备自动化、数字化、信息化水平。

——模具制造数字化、信息化技术升级。如模具应力或温度监测技术在生产线上的应用，模具和设备变形自动检测补偿；氮气缸压力无线监控；拉延流入量自动监控等。

——推进人工智能应用，提升冲压设备数字化、信息化水平。

研发应用先进冲压工艺技术

结合未来技术发展的方向和趋势，深入开展基础性研究工作，掌握国际行业新技术。攻克对中国保密的先进技术和工艺，并推广普及，打破国外的技术封锁和技术垄断。

着力发展轻量化冲压成形技术。轻量化是汽车等行业的发展趋势，材料的轻质化和材料的高强度化都会使材料的延伸率降低，结构方面采用空心变截面、薄壁曲面、变厚度、整体结构等，材料的延伸率降低和结构形式的复杂使得冲压成形难度越来越大，迫切需要发展面向汽车轻量化的新型冲压成形技术与装备。

着力解决铝板的工艺及生产问题。如铝板开裂及回弹问题解决、铝屑硌伤等问题的解决方法；铝板表面质量问题的控制解决和模具技术的攻关等，从技术攻关，发展为成熟技术。研究铝合金板材液压成形(充液拉深)技术，铝合金成形性较差，普通冲压方法废品率较高，随着材料轻量化、零件复杂化，铝合金板材液压成形(充液拉深)技术将得到快速发展，尤其是基于水介质的数控板材液压成形工艺已经取代油介质成为工业生产中先进成形技术。国外铝合金液压成形技术已成熟应用，我国也已成功研发试制出铝板充液成形生产线，“十四五”期间，铝板充液成形技术将得到不断发展和成熟应用。

突破热成形关键核心技术。开发强度更高、成形性更好以及更容易淬火的钢板材料，铝合金热成形材料；掌握拼焊板热成形(典型零件为轿车门环)、分区硬化以及铝板热冲压成形技术，并输出相关专利及行业标准；着眼于模具材料使用寿命(包含模具涂层技术等)、模具结构及冷却系统设计及可制造性研究；解决加热炉核心技术；解决热成形设备高能耗、效率低、投资大等问题。

重点研发复杂零件内高压成形技术。高强钢异形管件内高压成形技术，近等周长异形管件低压充液压制技术。

研发高速精冲成形技术。突破高速精冲技术与装备研发技术瓶颈，实现冲压频次200 件/分钟以上。

其他特种成形技术研发应用。超高强度钢板变截面辊压成形技术；铝合金异形管件热态气压成形技术；难成形材料热气胀成形技术；复合材料的注塑、模压成形；钛合金、不锈钢板、铝锂合金等难变形金属板材冲击液压成形技术，降低室温下难变形板材的弹性回复，实现复杂结构钣金零件的高效、高精度成形。

开展碳纤维等复合材料成形工艺研究，开发相应的成形装备，提高碳纤维在汽车及航空航天行业中的应用规模、降低应用成本，发挥锻压行业技术引领作用。

新技术的开发应用，应加强企业与高校、科研机构的合作，共同开发，成果共享。

发展先进高端冲压装备，支持行业高质量发展

“十四五”时期的装备需求结构将加速调整，装备产品进一步向高精、高效、高可靠性和数字化、网络化方向转型发展。关键设备和部件国产化并成熟应用，打造国产品牌，先进性和稳定性逐步达到国际领先水平。

伺服压力机和全伺服冲压生产线是自动化、数字化冲压生产线的主要发展方向，在质量、成本、稳定性等方面进行深入研究，并研究制定伺服技术规范和标准。

高速液压机(包括高速试模液压机)研发应用，模拟机械压力机运动速度曲线，研发高性能的液压机，使液压机具有机械压力机的某些特性，缩短模具调试时间，降低生产成本。

开卷剪切线或落料线向高速化、高精度、高强板开卷剪切能力、高速连续剪或飞剪技术等方向发展。

精冲机技术及精冲模具、精冲工艺、精冲自动化装备的自主开发。加强冲压企业与设备企业的合作，共同开发。

国产高端高速精密冲压机及核心技术的研发应用。

深拉深专机的研究，内置机械手传送伺服冲床。专机是大批量生产的发展方向，目前我国像日本旭精机这样的深拉深专机还以进口为主。

新型大能量冲击液压成形设备的研发，实现冲击液压成形工艺在航空航天大尺寸钣金零件高效、高精度加工中的工程化应用。

发展国防军工、航空航天、船舶、能源等战略领域重大工程与重点项目的高端装备和短板装备，以满足这些重大领域的快速发展需求。重点开发数控蒙皮拉伸装备、重型充液成形装备、橡皮囊柔性成形装备、复合材料生产线及成套装备、钛合金热成形自动化生产线等高端装备。

现有设备改造。冲压装备技术升级，由“自动”向“智动”升级。通过新增信息管理系统、对设备进行改造；随着5G 技术的应用，增加信息采集、统计、分析和诊断等功能，实现信息化。通过生产线建模进行模拟仿真，实现轨迹优化、干涉校验、离线编程等数字化改造。

开发高质量冲压模具，满足行业发展对模具的需求

由于冲压件自身的发展需求，冲压模具将继续沿着精密、复杂、大型化、柔性化方向进一步发展。模具企业与冲压企业一样面临着转型升级的机遇和挑战。

着重研发高精密核心冲压件及模具，逐步实现各类精密核心冲压件及精密模具的国产化。

着重研发新能源汽车和轻量化新材料冲压件模具。包括类似燃料电池金属双极板、电池包、电池壳、高速动力电机定转子等此类新产品以及轻量化材料模具技术的研究，满足新兴产业和用户新产品、新技术对模具技术的需求。

研发适合小批量多品种的快速、柔性、低成本、高质量的模具。满足轨道交通装备、航空航天、工业机器人、高端医疗器械、高端船舶和海洋工程装备、现代农业机械等高端制造业快速发展对冲压模具的新需求。

进一步提高模具及工艺数字化模拟的精确度。

研究信息化、数字化技术在模具上的应用。解决模具温度、模具变形、设备变形等因素对质量及模具寿命的影响及相应对策。并从制造端(冲压模具的设计与制造过程)和使用端(冲压产品的生产制造领域 )两个方面来研究实施数字化和信息化，最终实现智能化。满足冲压生产对模具信息化、数字化的需求。

协同发展模具材料、热处理、模具表面处理技术等制约模具行业发展的相关技术，模具企业需与材料、热处理企业联动协同开发模具技术，同时更要注重与产品、工艺、冲压设备技术同步开发。

产业链协同发展 提高产业竞争力

(1)上下游协同发展。

冲压行业在制造业中起着承上启下的作用，需要上游产业材料、设备、模具、软件等行业的技术支持，对下游各行业的产品和生产起着支撑作用。冲压企业需加强与上下游企业的交流与合作，鼓励上游企业加大研发投入，与冲压企业建立联合研发机制，共同开发冲压材料、设备、模具等，使上游企业产品的开发满足冲压行业发展需求。同时，冲压企业要加强与产品设计开发、主机厂(总成厂)等用户产品部门和企业的沟通与合作，与用户共同设计开发产品，增强企业技术内涵和在产业链中的地位和话语权。

树立全局观念，建立合理的上下游供求关系，提高上下游合作的成功率。上下游是合作关系，绝不仅仅是买卖关系，真正做到上下游产业链之间的合作共赢。冲压企业应积极支持参与产业链短板基础核心技术的研究攻关，国家应采取措施鼓励和支持冲压企业使用国产材料、国产装备和国产软件。

(2)扩展产业链、建立产业集群。

冲压行业要关注产业转型升级，扩展产业链，建立产业集群。冲压行业是单一的板材成形行业，企业数量多，工艺相似性强，普通的传统冲压竞争激烈，附加值低，存在一定的经营风险。企业应适当考虑延长冲压件的下游产业链，完成整个零部件的冲压、焊接、机加工和热处理加工等产业链，形成以冲压工艺为主导的完整产业链，提高产品附加值。企业必须在竞争中找准自己的位置，企业对客户也要有选择，有所为，有所不为，在做好主业的基础上延伸产业链。

行业协会和政府要长远规划，在不同地区我国现有集群式发展的基础上，建立和强化冲压产业集群，鼓励企业兼并重组，建立一批具有国际竞争力的冲压件工厂和产业链集群。引导建立共性技术攻关平台，推动产业链上下游、大中小企业融通创新，提高行业技术水平和国际竞争力。

(3)加强企业和行业文化建设。

冲压行业应加强自身知识或经验的积累和传承，注意知识沉淀，并加强零部件厂之间的经验交流，特别是非汽车冲压企业方面。

积极开展行业交流，努力推动企业文化、行业文化和工业文化的建设。坚持质量是人员素质的体现，坚持与优秀用户一起成长；尊重可靠的竞争对手；坚决放弃物美价廉而提倡物有所值，以及不以低价竞争为本的现代思想理念。不打价格战，坚持靠质量和信誉赢得市场和客户。

加强国际交流与合作，同时还应引进培养国际化人才，了解其他国家的风土人情、法律法规、语言文化，保证企业与国外企业无障碍的沟通，提高国际合作的成功率。

冲压企业走差异化、专业化发展道路

冲压企业应关注新业态、新产品、新市场，走差异化、专业化、精密化、精益化生产路线，走生产特色产品的发展之路！

汽车冲压企业要紧紧抓住汽车产业转型升级和工业互联网发展的战略机遇，采用先进的制造工艺和设备，建立健全质量保证体系，提高精密化、专业化、自动化、信息化制造水平，满足大批量和柔性化生产的需要，同时要积极改造旧设备使其发挥新的生产能力。在完成数字化制造“补课”的同时，大力推进“制造+互联网”，最终实现智能化制造。

家电冲压企业要冲、钣结合，冲、压结合，拓宽产业链，增加柔性。提供总成产品，提高产品附加值。切割+成形+焊接+喷涂全部实现连线自动化并实现柔性化生产，这种加工方式将会是中国企业在走向国际化高端市场所必须整合解决的首要问题，也是中国家电企业能否在激烈的国际化竞争中率先突围的重要一环。

航空航天及轨道交通冲压，走柔性、专业、特性化发展道路。技术上解决行业内长期靠人工操作的工种和工序，例如航空航天钣金冲压成形的落锤方法及人工操作，代之以新技术研发和应用，如板材充液成形、橡皮囊成形、蒙皮拉伸成形、板材增量渐进成形等，以适于批量、高效、高精度、一致性和可靠性要求。

封头冲压行业的发展，加大对现有装备的技术改造，将现有装备向自动化和数字化改造，挖潜提高现有装备水平，提高生产质量和效率；提升行业技术水平，推广装备成套化、通用化、自动化，管理信息化、数字化、协作化；在工艺上采用新工艺、新材料，解决封头在压制过程中出现的各种疑难问题；追求高品质和尺寸精准的封头零件商品化的专业化制造模式，以适应压力容器装备的发展。规范、整合封头制造企业，有序、合理发展封头市场，支持领军企业做大做强，扶助中小企业规范发展；封头企业向有序整合或联合，发挥集团优势、突出各自特色的经营模式发展，提升市场应变能力和国际竞争力。

其他中小型专业冲压企业的发展，走专业化发展道路，提高冲压生产的专业化水平，精益生产，做出自己的特色产品，提高冲压件生产的集中度，提高质量、降低成本，做精、做强，提高企业核心竞争力。不断采用现代化科技手段，全面推进传统冲压工艺的改进和升级，创造自己的品牌产品，有条件时延长冲压件生产的产业链，提高综合附加值。利用好国家相关优惠政策，发展一批主营业务突出、竞争力强、成长性好、专注于细分市场的专业化“小巨人”企业。在每个细分领域，力争发展出五到十家细分市场的龙头企业。这些细分的领域包括但不限于，小件高速冲、深拉深冲压、精冲、超薄精细微成形、汽车覆盖件冲压、超大件冲压等。

鼓励创新 保护知识产权 走绿色可持续发展的道路

企业自主创新能力要加强，要加大研发投入，促进技术进步，支持原始创新。同时加强知识产权保护和管理，实现知识产权全生命周期管理。鼓励企业通过技术创新提升自身的核心竞争力，改变市场无序竞争，价格战乱象丛生的现象。通过合理有序竞争，加速淘汰部分落后产能，鼓励优质龙头企业做强做大，积极参与国际竞争。质量管理方面，加强质量品牌建设，严格执行质量管理体系，实现生产过程和质量可测、可控。鼓励企业追求卓越品质，形成具有自主知识产权的名牌产品。支持企业提高质量在线监测、在线控制和产品全生命周期质量追溯能力。

企业要承担起应有的社会责任，走绿色可持续发展道路。要在节能、减排、节材、高效等方面加强自身研发能力。发展低耗能、低污染的绿色冲压成形工艺和成形装备，推广绿色工厂建筑建设，减少振动、噪声、润滑剂及后处理材料对环境的影响，单位工业增加值能耗、物耗及污染物排放要有计划逐步降低。树立循环经济思想，走可持续发展道路。

行业协会组织有能力的企业制定行业相关绿色企业、绿色产品评价标准，开展绿色企业、绿色产品评价，推动行业绿色可持续发展。

大力实施人才战略，满足行业发展人才需求

人才和技术是企业的核心竞争力，企业转型的关键是人才的转型，加强人才队伍建设，是提高企业核心竞争力的关键所在。如何全方位培养、引进、用好人才，是行业、企业面临的重要课题。

(1)冲压行业目前急需的人才。

材料、成形工艺、力学等基础学科人才；电气、机械、自动化方面的人才；数字化、信息化、物联网创新型人才；高端模具调试人员、设备维护人才；会管理、会经营、具有多学科知识的管理人才；技能型、工匠型人才；具有与国际客户沟通能力的国际型人才；具有战略头脑的企业领导者等。

(2)高校、企业、行业协会多渠道培养人才。

——企业内部培养，内训是企业人才培养的重要途径，企业应该制定一套切实可行的培养和用人机制，制定人才培养计划，建立人才培养评价体系，有目的、系统性全面培养。人才内部培养成本低，更适合于自己的企业需求。要重视工匠的培养和工匠精神的传承，但要尽量避免因循守旧，缺乏创新。

——学校培养，高校是培养冲压行业未来人才的主要阵地。企业委托专业院校培养，也是我国应该大力提倡和发展的专业技术人才培养模式。大学本科和研究生培养应根据冲压行业发展需要调整专业方向和招生规模。另外，应大力发展职业高等教育，为行业、企业输送所需工匠型人才。

——发挥协会作用，搭建人才培养平台。学校、协会、企业共建职业教育培训机构，定向培养操作技能人员和专业技术人才，满足企业对各类人才的需求；协会牵头、企业参与、政府支持建立相关专业人才培训基地，培养行业各类人才队伍；行业协会应组织制定培养行业人才的团体标准。完善多层次多类型人才培养体系，建立行业各类人才的培养评价机制和标准。

——通过技术创新项目和创新平台培养技术创新型人才。注重行业转型所需要的人才转型，要细化数字化、5G、物联网、软件开发人才的培养和锻炼。持续的研发积累和迭代的创新优化不仅是技术进步的基本途径，也是人才培养的基本手段，人才培养也可以延伸到国外。

(3)尊重劳动、尊重知识、尊重人才、用好人才。

关注人才身心健康，加强人才心理疏导，增强员工对企业的感情认同和归属感，坚持发展成果全员共享；关注技术人员的职业发展规划，给予员工很好的技术培训和发展机会，员工能够在工作中体现自我价值实现和成就感；为员工提供与价值匹配的薪资待遇，企业通过采取高薪、高端人才持股等人才政策留住人才。管理有规范，尊重、培养、激励相结合。国家和地方政府也应制定相关的人才政策，比如补贴、减税、奖励政策等。

应理性看待和认识人才流动的必然性。人才流动的本质是创新与发展要素的竞争与博弈。同时在行业内倡导人才流动记录和人才推荐的良好风尚，减少或杜绝恶意跳槽现象。除了采用办法留住人才外，还可以加深与高校科研团队长期稳定的技术合作。因为高校研究团队相对来说比较稳定，并且技术有创新性，从而减少企业员工流动带来的技术损失。

加大产学研用力度，促进行业技术发展

加大产、学、研、用联合力度，加速科研成果转化为生产力，以高校和科研单位为技术支持，企业为应用基地，形成产品、设备、材料、技术的创新联合实体，形成既能开发创新，又能迅速产业化的良性循环。发挥行业协会的作用，在产学研项目的立项和合作中发挥桥梁和纽带作用。

推进科研院所、高校、企业科研力量优化配置和资源共享。针对行业关键共性问题，建立共性技术创新平台，合力攻关。企业和科研院所、高校应发挥各自优势，但也要体谅各自的实际情况，前瞻性研究要考虑实际应用可行性，解决现有问题应采用创新思维，促进产业升级。

产学研结合要分工明确。大学宜做些新方法、新技术、新理论探索，研究可行性，解决关键技术和搭建基础体系，企业研发团队要具有将新技术转化为产业化的能力，科研院所一方面要有针对性解决关键和成套技术研发的能力，具有创新和小试、中试的能力，另一方面还要具有填补大学与企业之间研发空隙的能力。

积极争取国家和地方政府的科研项目、科研经费投入，科研经费向企业加大倾斜力度。行业协会作为第三方进行项目推荐、项目评审。

制定行业标准和规范，引领行业健康有序发展

加强标准化工作，行业协会组织行业企业制定相关技术和管理方面的团体标准，严格产品标准规范，满足创新和市场需求，引领行业技术进步、促进质量升级、绿色环保、用标准促进行业技术进步和良性竞争。通过标准的制定实施，对行业企业实施分级管理，升级设有准入门槛并且进行专家评审。逐步建立行业人才培养标准、各类产品(包括锻压产品和装备)标准、重要材料标准、行业等级评价标准、招投标技术规范标准等，用标准规范行业行为，提高行业产品质量和自我约束力，引领行业健康有序发展。

(执笔人：中国锻压协会行业研究室教授级高级工程师李凤华)