神户制钢的研发战略及研发实践

2020-10-30□高双

冶金经济与管理 2020年5期

关键词：制钢神户技术开发

□ 高双

一、神户制钢研发战略

神户制钢是日本第三大钢铁企业，也是一家集生产和服务于一体的多元化企业，其主要业务内容涵盖铁铝、高性能材料、焊接、产业机械、工程技术、工程机械、电力供应等。

在研发工作中，神户制钢将技术开发部门的基础技术、尖端技术与紧密连接生产现场及客户市场的各业务部门技术相互融合，在材料、机械、环境、能源、电子技术等领域内，持续推进特色产品和技术创新，提升产品制造力。具体研发内容为：

——在技术开发方面，致力于提升汽车、飞机、能源领域的技术开发能力；加强产品品质管理和提高现场应对能力，应用大数据强化产品制造基础，从根本上提升产品制造力；

——在提升技术开发能力方面，与客户、合作伙伴共同协作，致力于运输工具轻量化和二氧化碳减排等工作，以推动整个集团下一阶段的发展；

——在强化生产能力和提升产品制造力方面，大力推进ICT（信息通信）技术及AI（人工智能）技术的应用，并注重IT人才的培养。

神户制钢在2016—2020年度集团中期经营计划中，对研发工作的规划是：提高技术开发能力，为集团发展战略提供支撑；为提升主打产品的竞争力而开发差异化技术，努力创造出神钢集团独有的、能够实现顾客价值的产品、技术和工艺。

二、神户制钢研发机构设置及主要研发内容

1.研发网络及研发机构设置

神户制钢将技术开发本部的基础性研究和尖端技术研究与生产现场的应用技术相结合，注重在各技术领域加强产品创新和制造能力的提高。其集团内部研发网络及研发组织机构设置见图1。

图1 神户制钢集团内部研发网络

神户制钢研发工作的主体是技术研发本部，在神户制钢内部属于集团公司的二级单位。神户制钢研发部门与各业务部门地位相当，研发与生产、经营息息相关，使得研发工作在企业经营与生产环节切实地发挥着作用。同时，研发工作与各生产部门的紧密结合，保障了研发成果的实际应用性，这种研发定位能够不断为企业的生产经营提供源动力，促进了神户制钢的发展壮大。

通过神户制钢的研发组织结构可知，神户制钢研发的核心部门是技术开发本部。技术开发本部既是神户制钢研发的最高部门，也是其研发的综合管理部门。技术开发本部下设6个研究所，分别为材料研究所、机械研究所、生产系统研究所、应用物理研究所、汽车解决方案中心和AI推进项目部。

神户制钢集团内部的研发网络除了研发主体——技术开发本部以外，还有2个与研发工作关联紧密的机构，即神钢科研（股份公司）和神钢研究（股份公司）。神钢科研的主要业务内容包括材料分析、检测和实验、结构评价等，神钢研究的主要业务内容包括产业情报、市场情报的调研分析等。这两个部门不但辅助于研发主体，还承担整个集团的材料分析与检测、市场情报调研等业务。

2.主要研发内容

（1）材料研究所

神户制钢的材料研究所以精炼凝固、材质控制、加工技术、表面控制4项技术领域为研究对象，其具体研发内容见表1。

表1 材料研究所主要研发内容

在神户制钢的材料业务领域，材料研究所通过提高材料性能和材料表面质量升级开发新产品，促进新生产工艺的开发；在机械业务领域，材料研究所致力于通过材料技术生产差异化产品。材料研究所还通过材料研究，研发高附加值产品，开拓新的市场商机。

（2）机械研究所

机械研究所以结构、强度、动力学、声学、流体和热传导、燃烧、先进模拟技术等化学领域为研究重点。该研究所主要在机械、材料、环境、能源和钢结构方面，进行提高产品性能及优化产品加工工艺的研究。其具体研发内容见表2。

表2 机械研究所主要研发内容

（3）生产系统研究所

生产系统研究所以计量技术、控制技术、数据解析技术为基础，开发创新型生产工艺来提高企业的生产能力。此外，还利用其独有的系统化技术参与神户制钢机械类业务的用户服务工作。其具体研发内容见表3。

表3 生产系统研究所主要研发内容

（4）应用物理研究所

应用物理研究所主要应用材料物性控制、电气控制、磁性控制等物理学尖端技术，进行神户制钢材料类、机械类业务相关的产品、技术研发工作。具体研究方向包括：以薄膜材料及微细加工技术、超电导材料及超电导磁力技术等核心技术进行环境、能源等业务领域的研发；以电磁设计和电子控制技术为基础，推进电力电子领域新产品、新技术开发工作。此外，应用物理研究所还致力于神户制钢共性基础技术的开发。其具体研发内容见表4。

表4 应用物理研究所主要研发内容

（5）汽车解决方案中心

为进一步扩大有助于汽车轻量化的超高强度钢材和铝等材料的销售，神户制钢于2017年4月新设了“汽车解决方案中心”，以提升汽车轻量化方面的研发能力。汽车解决方案中心的具体研发内容见表5。其中，新增异材接合技术研发工作的目标是：为客户提供神户制钢在复合材料和接合技术方面的独有产品和技术，并提供轻量化方案，做好用户服务工作。

表5 汽车解决方案中心主要研发内容

（6）AI推进项目部

AI推进项目部是神户制钢在2018年新设的研发部门，旨在利用机器学习、深度学习等AI（人工智能）技术，促进神户制钢产品、工艺技术的创新。同时，通过AI推进项目培养人工智能技术人才。其具体研发内容见表6。

表6 AI推进项目部主要研发内容

图2为AI推进项目部工作运行的框架。AI推进项目部的研发工作与技术开发本部其他各研究所、神户制钢合作伙伴（大学、研究机构、供应链上下游客户等）、集团各业务部门都密切相关。AI技术与技术开发本部其他研究所的技术开发工作相辅相成，AI推进项目部通过AI技术与核心技术的相互融合，推动新产品开发并提升生产制造能力。具体内容为：在材料类业务方面，促进新材料的高效研发；在机械类业务方面，提高机械类产品的高附加值；在提升生产制造能力方面，进一步促进设备操作自动化、产品质检自动化，提高生产过程中异常情况的自动诊断能力及促进对设备状况的精准把握，提高设备维护能力。

图2 AI推进项目部运行框架

三、神户制钢研发成果

1.技术专辑《神户制钢技报》

《神户制钢技报》是神户制钢的重要技术杂志，以技术专辑的形式展示了神户制钢的大量研究成果。神户制钢在1997出版了第一卷技术专辑《汽车材料特辑》，截至2019年共出版技术专辑57卷。其中，2011—2019年共出版17卷，具体内容如表7所示。

表7 2011—2019年《神户制钢技报》内容列表

2.核心技术

多年来，神户制钢技术开发部门通过材料类、机械类、电力等多样化业务领域的研究开发活动，积累了多方面的技术经验。神户制钢将其技术资产分为4个领域共21项核心技术。神户制钢在强化核心技术的同时，还对这些技术进行多种组合，以技术创造出新的价值。

神户制钢的核心技术主要分布于材料类、机械类、电力、产品制造4个领域，其中，各业务领域的通用核心技术有8项，即煤炭转换/利用工艺流程技术、金属熔解/铸造/焊接技术、金属组织控制技术、金属加工工艺流程技术、金属表面控制技术、导体/热体控制技术、磁性控制技术和吸附分离技术。

此外，神户制钢的材料类核心技术还包括金属中夹杂物的控制技术、构造物的变形/破坏特性的评估技术、电子材料机能发现技术、物理分析解析技术等；机械类核心技术还包括机械振动/声音/流动性的控制技术、焊接结构模型技术、还原铁制造技术、电气控制技术等；产品制造的核心技术还包括特殊条件下的计量技术、工业流程控制技术、产品服务技术、OR（运筹学）应用技术、ICT（信息通信）应用技术。

3.历年专利情况

神户制钢历年公开专利的涉及面相当广泛，包括钢铁产品、各种零部件、涂敷用材料或涂敷工艺、化工工艺或设备、炼钢与连铸、轧制工艺或设备、其他金属产品、信息化管理等。图3为2011—2019年神户制钢在日本公开的专利数量情况。

图3 2011—2019年神户制钢专利公开数量

4.特色产品和技术

在长期的发展过程中，神户制钢积累了很多具有鲜明特色的产品和技术，按照产品用途分类列举如下：

在汽车领域，神户制钢的汽车阀门弹簧用线材是“线材神户”的代表性产品，占国际市场份额的50%；汽车铝板材是实现汽车轻量化的重要产品之一，占日本国内份额的50%；汽车悬挂装置用铝锻件，可实现铝锻件减重40%以上，占日本国内市场份额的50%。

在飞机制造领域，神户制钢的飞机用齿轮箱是一种应用了铝铸锻技术、解析技术的飞机零部件，神户制钢是亚洲唯一的供应商；等静压加压装置可对包括飞机零部件在内各领域的材料进行加工，占国际市场份额的70%；曲轴占国际市场份额的40%。

在造船领域，神户制钢造船大型组装机器人系统，可缩短焊接作业时间20%，大大提高大型组装工序中焊接施工的生产效率；LNG 燃料船用压缩机拥有世界独有技术。

在环境能源领域，神户制钢螺杆非通用压缩机占国际市场份额的50%。

四、神户制钢的研发协同与技术推广

神户制钢通过定期举办公司技术论坛、生产技术交流会、设立“IT战略委员会”等形式，促进集团内部的研发协同。同时，还通过“KoCoLab”中心、汽车接合技术展示中心、神户制钢技术展示中心等形式积极对外进行技术推广，扩大企业影响力。

1.举办公司技术论坛

神户制钢将每年一次的技术论坛定位为整个公司的技术交流平台。2018年神户制钢技术论坛主题是“挑战变革及重塑KOBELCO品牌形象”。技术论坛不仅从集团外部邀请专家进行演讲，开阔研发人员视野，还通过集团总部重点推进的“AI产业应用现状与公司应用战略”主题演讲和海报展示的形式，为各业务部门、集团子公司、技术开发本部的技术人员提供技术交流和信息交流平台。

2.举办生产技术交流会

近年来，神户制钢每年举办“生产技术交流会”，将其作为集团内部共性技术领域的交流平台。目前该交流会在轧制技术、计量控制技术、生产管理、机械加工、焊接、解析技术、节能技术、大数据应用共八大技术领域设置了分会，开展相关活动。在各分会会议上，各领域的技术人员能够突破业务部门的框架限制，就“信息共享”“人才培养”“业务贡献”三大主题进行交流切磋。

3.设立“IT战略委员会”

神户制钢根据中期经营计划，大力推进IT技术的应用。为进一步加速推进集团整体业务变革，神户制钢将IT 技术战略上升到集团发展战略层面，设立了“IT战略委员会”，并于2019年6月下设“IT 战略项目室”。

IT战略设定的业务变革对象不限于产品制造力的强化，还包括先进IT技术的研发、工作方式的变革，以及旨在加强与客户之间联系的信息系统的构筑、IT人才的培养等，其涉及范围广泛，覆盖从生产现场到与客户之间的联系、员工的工作方式等，分为先进IT技术研发、产品制造力提升、工作方式变革、强化与客户的关系、开发新产品新业务、重构现有业务体系、培养IT人才、保障基础设施安全共八大工作主题。

“IT战略委员会”的设立，在促进神户制钢集团变革的同时，还因涉及面空前广泛，而有力推动了集团内部其他部门与以“AI项目推进部”为中心的AI（人工智能）/ 大数据应用技术的研发协同。

4.积极进行技术推广活动

神户制钢通过“KoCoLab”、汽车接合技术展示中心、神钢技术展示中心等形式积极进行技术、产品的推广工作，实现与客户的零距离接触，扩大企业影响力。

（1）KoCoLab

神户制钢与2017年5月在神户综合技术研究所内开放了“KOBELCO Co-creation Laboratory （简称KoCoLab）”。该中心旨在更准确地把握客户需求，共同创造更有价值的技术，以“共创”和“面对面”为理念，不单致力于向客户介绍神户制钢技术，还设置了共创区和讨论区，作为与客户相互探讨的平台。

（2）汽车接合技术展示中心

2018年7月，神户制钢在焊接事业部门的研发基地——藤泽所内开放了汽车用接合技术展示中心，面向各大汽车厂商介绍神户制钢在焊接方面的技术成果。

（3）神户制钢技术展示会

神户制钢在其下游客户——汽车生产厂商和零部件生产厂商的总公司和工厂内举办“神钢集团技术展示会”，展示和介绍神户制钢在汽车轻量化方面的研发成果。