摘要：通过对我国锻压设备行业当前的技术水平、生产状况、产能等进行分析, 结合国家“十三五”规划及相关产业政策等对锻压设备行业的发展趋势进行分析和预测, 为锻压设备供应商发展提供参考。
关键词：锻压设备,金属成形,现状,发展趋势,市场需求
锻压设备 (机械) 主要用于金属成形, 所以又称为金属成形机床。锻压机械是通过对金属施加压力使之成形的设备, 其基本特点为压力大, 故多为重型设备[1]。锻压设备是通过压力成形方式将板材或体积成形, 从而实现剪切、分离、弯曲、拉伸等冲压工艺的装备, 主要包括机械压力机、液压机及各种锻锤、弯曲、矫直机、剪切等辅助机械, 是装备制造业的重要组成部分之一。金属成形机床行业行业分为机械压力机、液压机、剪切机、弯曲矫正机、线材成形自动机、锻机, 以及其它金属成形机械等, 产品被广泛应用于船舶、汽车、轨道交通、能源设备、航空航天、轻工家电、石油化工、新材料、军工应用等重要行业和领域。
锻压设备是国民经济中重要的工业基础装备, 产业关联度很高。因此, 锻压行业是为国民经济各行业提供特种技术装备的, 具有战略性意义的基础产业。社会固定资产投资需求与国家宏观经济形势存在密切关系, 甚至是同步效应, 而锻压设备行业的的供需状况直接受下游制造业固定资产投资需求的影响。因此, 锻压设备行业属于比较典型的周期性行业。
1 锻压设备总体现状
近年来, 国家有关部门出台一系列支持锻压行业发展的政策, 从技术、人才、知识产权保护、投融资、分配、采购、出口和税收等方面给予大力支持, 可以说锻压设备行业一直是国家重点支持和鼓励发展的行业。《装备制造业调整和振兴规划》中提出, 加快实施大型数控成形冲压设备、重型锻压设备等八类主机产品, 基本掌握关键部件及数控系统等的核心技术。近几年, 我国装备制造业综合实力显着提升, 锻压设备行业在同一时期内得到快速发展。特别是《中国制造2025》实施以来, 锻压设备行业紧跟国际先进技术的发展潮流, 取得了举世瞩目的成果。但是, 由于历史原因, 行业创新能力普遍不强, 缺乏原创性的发明成果。近些年来在成形技术领域出现的重大技术创新, 如3D打印、液压成形、伺服压力机、超高强度钢板热冲压等, 均来自国外。我国锻压设备行业的技术创新仍处于跟踪、追赶状态。
2 锻压设备技术发展趋势分析
2.1 技术现状
当前, 在锻压设备领域仍是美国、日本、德国等少数国家掌握着先进技术, 处于全球领先地位, 在世界上保持着强大的技术优势、品牌优势和市场规模优势, 在国际出口方面的市场占据着主要份额, 而主要市场正在向中国、墨西哥、印度等发展中国家不断延伸。国内锻压设备行业目前已经形成了外资企业、跨国公司、国有企业和民营企业共同竞争的格局。其中, 处于第一梯队的企业主要是跨国公司和外资企业, 这些企业依靠强大的技术、品牌和管理方面的优势, 在高端市场中处于领先地位;而掌握一定核心技术和品牌知名度, 规模较大的国有企业和少数民营企业处于第二梯队, 在中高端市场具有一定的竞争力;一些规模较小的民营企业则处于第三梯队, 主要在低端市场发展, 或为其它企业生产配套产品。总体来说, 国内锻压设备行业的技术集中度低, 单个企业的产品种类少, 大多数国内企业主要只生产一到两类的产品。
通过近几年国家政策的不断支持, 国内锻压技术创新水平不断提升, 企业设计、研发、制造能力不断增强, 如中国一重、济南二机床等企业在产品结构优化、自主创新能力等方面均已取得很大的进步, 机械压力机等部分产品的技术水平已经接近或达到国际先进水平, 具有一定的国际竞争力, 已经出口美国等发达国家。与此同时, 国内产品向高精密型、高速化、柔性化、复合型化方向发展, 高规格、多轴联动、大吨位的重型数控产品不断走向市场, 为国防军工建设, 国民经济发展提供了保障。目前, 我国制造的锻压设备已能保证较好的性能、质量和可靠性, 能够满足多数普通用户的需求, 在中、低端产品上具备较强的竞争力, 在全球行业的市场占有率不断提升, 部分锻压设备企业已进入国外知名企业的设备配套体系。
但总体来看, 目前国内供货商生产的高端产品的技术水平和产能还不能满足国内需求, 高端机床的核心功能部件仍需进口, 我国整个锻压设备行业与世界领先水平仍然存有一定差距。一是关键核心技术仍需进一步突破, 例如高精度弯驱技术、高速运动控制技术、动态补偿技术、多轴联动技术等方面需要提升的空间仍然很大;二是产业链不完整, 很多关键甚至核心部件严重依赖进口, 国产化数控系统与世界先进水平仍有差距, 且配套能力较弱;三是产品质量稳定性, 例如设备的精度稳定周期、早期故障率、工作效能系数、平均无故障工作时间等关键指标方面与国外企业相比仍有一定差距。
2.2 技术发展趋势
(1) 精密化锻压工艺
当今发达国家锻压工艺技术的发展趋势之一是精密化锻压工艺技术, 通过采用精密化锻压工艺技术可以降低原材料消耗, 减少加工废屑, 提高产品精度, 还能提高模具的使用寿命, 减少能源消耗, 从而降低成本。德国、日本等发达国家通过热模锻压力机、温锻、冷锻压力机和精冲压力机等精密锻压设备及精密化锻压工艺技术生产的锻件产品精度水平很高, 可以生产公差小于±1%的汽车精密连杆等高质量、高精度产品, 锻件直径方向的精度可以达到0.02 mm以上, 零件机加工余量仅留0.3 mm的磨削量, 真正实现了近净成形。
(2) 高效化
高效化是指通过高速化与复合化相结合来提高产品的加工效率。为实现生产高效化, 德国、日本等发达国家一是开发节拍更快, 速度更高的锻压主机, 如日本电产京利机械有限公司生产的小型高速冲床的生产节拍可以达到4 000 spm;二是开发采用复合加工工艺的锻压设备, 将模具冲切与激光切割有效结合, 通过工件一次上料就可以完成冲切、冲孔、浅拉伸、翻边、切割等多道工序, 最大限度节省辅助操作时间, 大大提高生产效率, 比如德国、日本、美国相继开发出激光冲裁复合机床投入市场。
可见, 我国锻压设备制造行业的技术水平还有很大提升空间, 应该以提高自动化水平、加工效率、产品精度、设备成套性、多样性、综合性为主要发展方向。随着行业技术进步、产品质量和性能的提升, 国产锻压设备替代进口及出口国外也是未来的发展趋势。
3 锻压设备发展前景
据中国机床工具协会数据显示, 2016年我国锻压设备市场需求量约32.4万台, 2017年上半年, 我国锻压设备市场需求量达16.8万台, 同比增长了3.7%。2013~2016年我国锻压设备市场规模由755.2亿元增长至783.6亿元, 年均复合增长率为1.24%。2017年上半年, 我国锻压设备市场规模达403.6亿元。
据工信部公布的数据, 2017年我国累计生产金属成形机床30.6万台, 同比增长1.7%。
另一方面, 一辆汽车上超过80%的零部件由锻压设备加工, 所以汽车工业是最庞大的锻压设备消费产业之一, 汽车工业的发展也促进了成形加工技术的进步, 带动了锻压设备的发展。2017年我国汽车产销量分别完成2 901.5万辆和2 887.9万辆, 同比分别增长3.2%和3%, 连续9年位居世界第一, 汽车工业实现了平稳健康发展, 行业经济效益增速明显高于产销量增速, 中国品牌市场份额进一步提高。尤其目前新能源汽车发展呈现良好势头, 2017年新能源汽车产销分别完成79.4万辆和77.7万辆, 同比分别增长53.8%和53.3%。
随着全球科技革命和工业发展变革, 国际制造业强国都在积极加大智能制造、工业绿色制造、物联网等领域的战略布局。而我国的的“中国制造2025”供给侧改革和“十三五规划”等国家一系列重大规划, 为“智能制造”和“绿色制造”创造良好发展机遇, 将推动高端智能成形装备和视觉工业产业的快速发展。相应的, 国内锻压设备制造公司将自己的长期发展目标定位在实现行业领先和现有产品的基础上, 不断向与智能制造装备等其他相关产品类延伸, 不断丰富和优化产品结构, 逐步由成形设备制造商转变成为高端智能制造装备的系统服务商。
(1) 加快转型升级, 从传统锻压设备制造向高效化、自动化、成套装备方向转变。通过产、学、研相结合, 加强各类成形工艺研究及自动化、模具等辅助配套设备的研究与集成的开发, 为市场提供成套装备及自动化生产线, 从锻压产品的供应商向提供全方位服务、提供锻压成形成套设备、全套工艺解决方案和总承包商的方向发展。
(2) 全面推进智能制造。在现有技术水平与制造能力的基础上, 通过网络通讯技术、大数据、新型传感技术、数字测量诊断技术、物联网技术及人工智能技术的综合集成应用, 实现锻压成形设备的柔性化、自动化、智能化、高效化、节能、环保等方面的升级;逐步将数字化技术和智能制造技术应用于产品设计和制造过程, 使制造过程向数字化、信息化、智能化集成制造方向发展, 全面提升产品的设计、制造和管理水平。
(3) 重点布局航空产业关键技术和重大装备。当前我国航空制造业发展相对落后, 而新一代军机和民航需求旺盛, 航空制造业全产业链有望复制汽车和高铁的发展模式, 迎来高速发展的黄金十年。例如合锻智能在已有技术基础上, 加强与国内优势资源的合作, 积极解决复杂航空结构件成形工艺及智能装备研究开发中的工艺、设计和制造等关键和共性技术问题, 自主研制飞机蒙皮拉伸、拉弯成形、弹性模成形等航空制造领域高端成形装备。
(4) 通过高端制造最终实现制造业服务化。推动制造环节积极向高附加值的服务环节延伸, 包括:总承包、设备的运维服务, 智能制造领域的研发设计、系统集成、融资租赁等, 实现制造业服务化。
结语
(1) 如今, 我国已经成为制造业的大国, 下一步将从“制造大国”逐步走向“智能大国”, 而锻压行业作为现代制造业的基础性行业, 汽车制造、船舶海工、航天航空、电力、轨道交通等多个领域的产业升级将对锻压设备行业形成巨大的需求拉动作用。其中, 船舶海工行业的要求精密型、专用化、超大超重化;航天航空行业的需求方向是柔性化、高速化、多轴联动;而汽车制造业作为锻压设备行业最大的需求市场, 更是需要大量高效化、数控、柔性化的专用生产线。
(2) 从国家的远期战略规划和锻压设备行业的长期发展来看, 在未来一段时期内, 国家仍将会给予相关企业产业政策支持。而且我国汽车工业的发展也将带动了锻压设备的进一步发展, 尤其在新能源汽车政策的刺激下, 锻压设备市场的需求仍会有所增长, 锻压设备行业仍有发展空间。
(3) 但随着国内汽车制造业逐步趋于饱和状态, 随着国家陆续制定《中国制造2025》、互联网+、“一带一路”和供给侧结构性改革等战略, 传统装备制造业在看到新的机遇的同时也面临着严峻的挑战, 企业竞争将更加激烈, 市场会通过并购、重组、联合等方式筛选出优势企业, 市场竞争将向品牌化、个性化服务的方向发展。
参考文献
[1]谢水生, 李强, 等.锻压工艺及应用[M].国防工业出版社.2011.1.
