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中国模具赶超日本模具

2015/2/9 10:00:01
文章来源:网络

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  中日对决中国模具赶超日本模具

  2005年底,一部名为《中日对决——制造工艺人的攻防战》的纪录片在日本引起了强烈的反响,该片讲述了日本模具行业在“中国制造”兴起的过程中所受到的冲击,以及日本模具从业者应对的措施。该片在日本模具行业引起的反馈信息说,日本同行对比两国的精密接插件和半导体模具生产技术,普遍认为日本的水平已经落后于中国同行。

  2005年的日本东京大田区是日本重要的中小模具企业的聚集地之一。现在,大田区规模较大的工厂纷纷迁往中国,以利用当地廉价得多的劳动力。到了2007年,产业空心化的征兆开始表现出来,区内超过1/3的企业受到廉价中国劳工带来的影响,不得不选择歇业停产或者干脆倒闭。不少倒闭的工厂现在都成了房地产开发的工地。模具网CEO、深圳市模具技术学会副秘书长罗百辉认为,这些日本模具行业衰落的现象,正是由于日本模具消费企业纷纷转向中国,购买价格低廉的中国模具造成的。据罗百辉了解,多年以来,日本模具工业一直保持着世界第一模具大国和模具强国的地位,1998年高峰时其国内模具总产出达到18954亿日元。目前,日本每年产值或升或降,总体情况是停滞不前,至今也未恢复或超过1998年时的水平,模具生产企业数量也呈逐年减少趋势。几年前,日本的模具产能约占全球的40%,居世界第一位,大约从2000年产值达到1.87万亿日元的高峰后,就呈现衰退的局面。日本模具的总产值中,塑料模具产值6428亿日元,占第一位,约占模具总产值的38.8%。塑料模具应用于多种产业,近年来特别是在高速增长的信息技术产业发展迅速,但仍法改变模具产业衰退趋势。汽车、半导体等产业的主要客户外移,使得日本的模具产业也不得不将经营重心转向海外。而技术高科技化,品质要求日趋严格等因素,更使日本模具产业雪上加霜。由于受到全球性金融危机波及,尤其是模具的使用大户汽车工业和半导体工业的不景气所带来的影响,日本模具工业2009年1月的产值与上年同期相比下滑了13.9%。目前,许多企业的订单量只有其最好年份时的20%~40%,不少工厂开工不足,每周只开工3~4天,有些已开始倒闭,企业数目在逐月减少。模具厂在不景气中淘汰出局的情况屡见不鲜,生产厂家、从业人员、业务规模都明显萎缩。与高峰期相比,目前的厂商数量约减少了8.5%左右,从业人员约减少了30%,产值衰退率达11%左右。另外,基于亚洲其他国家和地区模具工业大规模发展,无论成本或技术竞争力的增强,迫使日本模具价格下降了约20%左右。

  与日本形成鲜明对比的是,中国模具行业自1990年就开始了前所未有的高速增长。其中1996—2002年间,中国模具制造业的产值年平均增长15%左右。2003年,这一数字更是达到了惊人的25%。到现在,按照产值来计算,2009年中国模具企业产值近1000亿元,已经成为世界模具制造强国。在东部沿海地区,尤其是江浙地区,密集的模具企业形成了众多的企业集群。这些企业大多拥有进口的高档模具制造专用机床、宽敞的厂房和刻苦劳动的员工。与日本同行相比,中国的模具工厂担心的并不是拿不到订单,而是怕订单太多。

  中日模具产业链竞争差异比较

  模具是现代工业,特别是汽车、航空、电子、电器、仪表、仪器、武器、日用品等必不可少的工艺装备,这些工业部门产出的产品有60%——90%的零部件都是依靠模具成型的。模具技术直接制约制造业的发展、产品更新换代能力和竞争能力。据罗百辉介绍,模具带动其相关产业的比例大约是1:100,即模具发展1亿元,可带动相关产业100亿元。按此比例计算,2009年中国模具带动的相关产业产值高达10万亿元以上,如此大的带动能力赋予了模具行业现代工业基石的地位。

  模具行业是制造业的根基,中日两国对待模具行业的态度,决定了两国制造业的未来。既然如此,这场事关制造业根基的较量究竟会如何发展呢?“中国制造”的未来又会受到什么影响呢?经过多年的追赶,中国快速增长为全球模具业制造强国,但是,在整体产业链上的一些弱点,可能导致中国模具被锁定在产业低端。模具网CEO、深圳市模具技术学会副秘书长罗百辉指出:中国模具行业正处在一个临界点上,模具企业的客户间关系模式将发挥决定性影响力,日本模具企业正在不断通过与模具用户合资的方式,来蚕食中国模具企业的市场份额。

  在美国,模具工业被认为是“美国工业的基石”;而在日本,模具工业更是被推崇到“进入富裕社会的原动力”这样高的地位。如果想了解一个国家的制造业水平和发展潜力的话,研究模具制造业水平是个不错的选择。利用中国模具行业整体技术水平仍然处于较低水平的状况,日本模具企业正在展开针锋相对的竞争。罗百辉表示,中日两国模具企业的竞争并没有局限在行业内部,全产业链的竞争已经如火如荼。

  对于日本这样一个自然资源严重匮乏的国家来说,人的创造力是唯一的资源。只有依靠人不断创造出新的产品,日本才能够在这个全球化的时代得以生存和发展,从这个意义上来说,把制造业称为日本的立国之本是恰如其分的。正是因为如此,中国模具行业的繁荣,才会如此刺激日本产业界的神经。有着丰富资源的中国如果掌握了制造业的精髓,并能不断将其升华,那么日本生存的根基就会受到动摇。为了应对来自中国的威胁,日本模具企业绞尽脑汁。由于具有技术上的优势,因而充分发挥日本模具企业高、精、尖的技术特点,就成了普遍的共识。日本政策研究学院教授桥本久义认为,一般来说中国模具与日本模具相比是“1/3的成本、1/2的质量”。也就是说,根据质量要求的不同,一部分用户会满足于“1/3的成本、1/2的质量”,另一部分则不会。这就是日本模具行业在面对中国同行竞争时自信的根本。

  在与中国模具企业的竞争中,日本企业不遗余力地增强其在高端模具领域的竞争优势。首先,严格控制可能使知识产权外流的环节,例如亲自对遍布全球的产品进行维护,避免将图纸交给用户可能带来的技术外泄风险。其次,向中国和东南亚等具有廉价劳动力的地区转移,通过使用当地的劳动力增强日本模具的成本竞争力。最后,也是最主要的,就是增强日本模具企业在高端模具市场固有的竞争优势。

  由于现代各种产品更新换代频率高,对模具设计和加工工艺提出了很高的要求,模具行业的竞争重点已经逐渐向模具设计、工艺革新和标准化等领域转移,日本模具企业积累的丰富经验和高素质的人力资源使其在这些领域的竞争优势不断加强。

  2005年底,在日本举办的产品制造伙伴论坛上,参会的日本模具业者普遍认为:也许外国模具企业能够学到日本的模具制造技术,但他们无法模仿日本产品厂商、成形与模具厂商以及材料厂商之间紧密地进行联合开发的产品制造体制。在他们看来,这种“产品制造文化”是日本制造业独有的竞争力。仔细考察中国市场上模具产业链上中下游三个环节,不难发现上述说法的确有着相当的说服力。

  2006年,中国企业花费在进口模具方面的资金达到20亿美元,汽车覆盖件、电子加工夹具等模具完全依赖进口。另外,许多日本模具用户更是将高端模具完全交给了日本。

  在模具制造的上游环节模具钢领域,“大同特钢”和“日立金属”等日本企业占据了近乎垄断的地位,很多中国模具企业的对外宣传材料上都会特意标注使用的是这两大日本品牌的特殊钢材。为了满足强劲发展的中国模具市场的需求,大同和日立都在中国设立了很多“分部”。随着模具产业的加速增长,中国对模具钢的需求也迅速增长。近年来,仅华东地区10000多家模具制造企业,年消耗模具钢就在50万吨以上,且需求量还在增长。与此相对的是,中国国产的模具钢难以满足模具行业的快速发展,模具企业不得不选择进口钢材。虽然进口钢材一般比国产钢材贵4倍—5倍,但为了模具的质量,国内模具企业别无选择。

  与模具钢类似的情况也存在于模具铜领域,在模具材料领域,这两种材料具有很强的代表性。详细考察日本制铜协会的会员名单,不难发现绝大多数的成员企业都在中国建立有子公司,在当地生产铜材料。其中,相当多的会员企业都与三井、三菱和住友这三家日本最大的财团有着密切的联系。在资金、股份等方面,这些会员企业大都具有一定的财团背景。这样,在财团的协调下,日本的制铜企业就会与下游的模具企业在业务、组织等方面建立紧密的联系。

  模具产业的上游主要涉及两个产业,即材料和模具加工工具。像材料领域一样,在模具加工工具领域,中国模具企业的对外依赖也十分严重。中国模具生产工艺装备水平低,近年来对先进加工工具的需求非常急迫,这种需求会长期持续下去。由于日本是模具加工工具的最主要生产国之一,因此中国模具行业的振兴也带给这些日本企业相当大的好处。

  后危机时代日本模具业发展方向及策略解析

  面对这种形势,日本模具界人士非常担心人才流失,特别是担心一些年龄较大而经验丰富的人才流向国外。人才外流将给日本业界的未来发展带来不利,如何积极应对目前的困难,已成为日本模具界的一大课题。日本模具界乃至政府有关部门,对其模具工业今后的发展方向都已经有了不少考虑。

  从民间来看,日本已经提出的发展方向主要有下述6个方面。

  ①尽可能多地采用高新技术,提升数字化、信息化水平;

  ②开拓模具使用新领域,如各种新能源、新材料和医疗、航天等领域;

  ③延伸模具产业链;

  ④开展多元化经营;

  ⑤更新知识;

  ⑥搞好开发和产学研结合。

  而在政府层面,日本经济产业省已组织了“素形材技术战略研讨委员会”,并于前不久印发了属于指南性质的《素形材技术战略》。实施这个技术战略的目标很明确,就是“通过掌握素形材重要技术,来把握世界制造业的生命线”。

  这个技术战略共发布了6个行业344个重点技术的开发项目指南,其中涉及模具的有47个。同时在与模具相关的其他领域(铸造、锻造、冲压、粉末冶金、热处理和表面处理)的项目有25个。这一共72个重点技术开发项目,都将为日本模具成形件未来的发展方向服务。

  日本模具成形件未来发展方向归纳下来是:薄壁、轻量化;无缺陷、高强度;优良的表面特性和外观质量;整体成形和精密成形。当然,快速交货、节约成本、高度自动化及绿色制造仍是模具制造所必须遵循的要求。

  基于此,模具技术未来的特征将是:不依靠技能也可以开发出好模具的设计和生产技术;高度自动化的模具生产技术;可省去试模工程的模具技术;可超短期交货的模具技术。据模具网CEO、深圳市模具技术学会副秘书长罗百辉了解,在大隈最新模具加工技术研讨会上,日本大隈加工技术开发中心主管技师若冈俊介博士介绍日本模具加工技术正从四个方向发展:无人手修磨、无放电加工、加工时间缩短及五轴加工。

  1、对于温度变化所产生的真正热变形,大隈以环境实验室内所取得的大量热变位数据为基础,通过0.1μm单位的实时热变位补偿方法予以控制。利用这些新技术,即使在室温变化达8℃的情况下,加工过程中的尺寸变化也只有8μm(MB-46/56V实测值),实现了令人惊异的高精度加工。这是针对机床主轴和机身的一种突破性的技术。

  2、在加工刀路方面,以前弯角及尖角的地方都很难加工。转角部位切削抵抗激增,令刀具容易破损、折损或者发生振刀的情况。使用对刀具柔和的加工方法(等高偏置R角圆弧切削)后,转角部位轨迹增加了圆弧,使抵抗增加大幅减少,负载增加率只有3倍(实测值)。无圆角圆弧的负载增加率为7倍(实测值)。

  3、在刀具使用方面,大隈建议尽量使用富刚性的刀具。而在槽加工时,有问题时该先用球刀进行粗加工,然后用平底铣刀加工。有关高硬度加工,使用的材料非常坚硬(HRC50),难于切削。而且加工的深度与刀具的直径比例大(L/D=23)。使用大隈MB-46VA电脑数控加工中心,能在14小时32分完成加工,相对放电加工,时间缩短了许多。

  4、有关高品质五轴分度加工(电极),使用大隈MU-400UA五轴加工中心,同一夹持可作五面加工,因而可大大减少在不同加工情况下所造成的累积差误,精确度提高,减省加工时间。

  为摆脱这困境,日本模具界表示,除在高精密加工技术方面多下功夫外,如何与一般模具加以区别,并创造高附加值的加工产品是日本模具业的努力方向,这正是亚洲其他国家和地区面临的新课题。罗百辉指出,随着全球经济一体化的发展和市场竞争的日趋激烈,企业创新能力越来越成为企业竞争力的重要组成部分,上世纪八十年代的制造模具手段主要依赖普通机械加工设备及依靠钳工的技能来完成。到九十年代,cad/cam技术,数控加工技术bcdm加工技术逐步被广泛应用,制造出模具已不是问题,cad/cam技术及数控技术的应用水平是衡量模具的主要内容,是模具的第一次变革。

  一直跟踪并对日本的离岸经济深有研究的罗百辉表示,近年来,日本模具制造业有在中国大陆转移的趋势,但并不会转移核心技术。而成立于1981年2月的日本格莱菲克制品株式会社于2004年成立上海代表处首席代表田中一弘先生也表示:日本的cam-tool的模具软件广泛运用于汽车、塑料制品和其他工业领域,在日企中,为本田公司、丰田公司等所涉及的汽车领域提供应用软件;在家用电器领域有松下电器,国内有代表性的企业是深圳的欧林巴斯,为生产数码相机的外壳提供我们的模具软件,以及天津的斯坦雷公司,上海的小系车灯等。

  国际先进工业国家在链条与模具生产中均采用了可靠性设计以及cad/cam技术,开发新品速度快、精度高,品质较有保证。大多数新产品具有高耐磨、高疲劳、高精度的特点,结构形式上有微型链以及多种输送链、缆链、倍速链等,在材料上则使用了耐磨、耐热、塑胶、含油粉末冶金等材料,进一步提高了链条的性能。

  在加工方面,一般规格链条链板多采用高速多颗沖裁工艺,滚子制造采用五工位元冷挤压机加工,套筒采用高速精密且具有自动检测功能的卷管机加工;喷丸、挤孔、表面硬化处理等新工艺应用很普遍;零件热处理一般采用热处理自动生产线,热处理品质由线上检测设备检测与控制;热处理工艺有趋于向温度、炉压、炉气组分以及淬火介质等多多参数综合控制,零件品质稳定可靠,技术性能较高;在装配工艺上则普遍采用组装、铆头、检测、预拉、拆节多功能自动装配线。

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【发布单位】中华人民共和国商务部  【发布文号】公告2010年第45号  【发布日期】2010-07-21  中华人民共和国商务部于2005年7月22日发布年度第37号公告,决定对原产于俄罗斯、日本的

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