钣金制作行业“十四五”发展纲要

2021-05-18中国锻压协会

钣金与制作 2021年5期

关键词：钣金十四五加工

文／中国锻压协会

连载三

《钣金制作行业“十四五”发展纲要》（连载二）见《钣金与制作》2021年第4期

国宝清乾隆黄地珐琅彩镂空如意八卦纹转心瓶

是将画珐琅技法移植到瓷胎上的一种釉上彩装饰手法，后人称“古月轩”，国外称“蔷薇彩”。

人才环境方面的制约

人才是企业中最为宝贵的财富，是最具决定意义的资源。企业的竞争，归根到底是人才的竞争。企业如果没有一只强大的人才团队，要想在日益激烈的竞争中占得一席之地，是不可能的。钣金加工行业专业技术人才极为缺乏，多数钣金核心技术都是从国外引进的，行业缺乏自主知识产权的核心技术。主要原因，一是我国多数钣金加工企业经营规模有限，企业自身对高端人才的吸引力不够；二是多数钣金加工企业缺乏人才培养意识，不注重人才的内部培养和外部引进。

缺乏规模化效益

钣金加工企业需要加快自主创新的步伐，努力提升产品质量，不断扩大生产规模，从而实现企业的规模化经营。西方发达国家的钣金加工企业实现了专业化、精细化生产，钣金零件质量较高，在全球市场上有较强的竞争力。国内多数钣金企业是小作坊式生产，尚未形成足够大的经营规模，缺乏专业生产设备，资金投入也远远不够，难以形成规模效益。

企业管理落后

多数企业管理落后，主要体现在四个方面。第一，企业管理人才培养体制缺失。中小企业往往采取的是“家族式”管理，从企业的所有者向企业职业管理人转变较难，身兼数职（制定者、决策者以及实施者）同时运转更难。值得注意的是，这些中小企业往往重人才的短期使用，而不注重内部管理人员的长期培养。第二，管理水平差。一些企业的管理仅凭经验，缺乏市场经营的眼光，不能根据市场的变化而进行自身调整。第三，管理制度不规范。多数企业没有成熟的制度，基本制度不规范、不健全，难以做到事事有章可循。第四，企业管理中缺少流程化、时序化管理理念，难以形成企业的核心技术。

与国际先进水平的差距

发达国家几乎已经普及自动化、数字化和信息化生产模式，意大利一家公司在1984年就实现了熄灯工厂，初步实现工业4.0。而我国大多数的钣金加工企业在设备操作、工件转运、产品装配等各工序仍停留在完全依靠人的层面上。在效率、速度、人员技能、产品质量等方面都与国际先进水平存在相当大的差距。

国产伺服设备所使用的核心伺服电机及控制系统全部依赖进口。这些核心技术掌握在德国和日本等少数几家公司手里，设备售价高昂，国内厂家的技术开发滞后，一直没有突破欧美日的技术壁垒。例如：2018年意大利一家公司制造的钣金柔性生产线在中国市场占有率超过75%，多边折弯中心中国市场占有率超过80%。

国产设备在精度方面存在一定的差距，设备稳定性差，在自动化集成方面，很多企业还有不小的差距；高难度产品、高附加值产品被国外公司控制。国内零部件厂商由于进入时间晚，价格低，批量小，利润率低，企业开发和技术投入意愿不大。

国内折弯设备的在线角度检测自动矫正功能较差，板材折弯工作效率较低。2014年意大利一家公司开发的折弯系统、折弯运算技术可以根据板材特性对首块板材的首次折弯进行检测，0.3秒实现折弯补偿，这是自适应技术和智能制造技术的最好应用。

国内缺少可以提供完整钣金生产线和设备、工艺、工模具一体化解决方案的一流企业，设备制造厂一般没有工艺领域的研究，使其研发视野受限。2001年国外设备制造商就在为钣金企业建设大数据、云计算和物联网等。

钣金后处理工序的自动化水平较低，如打磨、装箱等，主要以人工作业为主；工模具材料的性能还需要进一步改善。

“十四五”期间市场需求预测

钣金加工行业作为供给侧，对提升机械制造、通讯电子、汽车和造船等行业的高质量发展具有重要作用。相关领域不断变化的需求，带动了钣金加工行业的快速发展，培育钣金加工行业发展壮大。

企业是创新的主体，是推动创新和创造的生力军。要发挥市场对技术研发方向、路线选择、要素价格、各类创新要素配置的导向作用，让市场真正在创新资源配置中起决定性作用。切实深入坚持“自上而下”顶层设计与“自下而上”需求征集相结合的原则，细分行业，解析行业特征，让细分行业的领军企业切实参与到产业链强链当中，从而引领行业健康发展。

基于《中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年（2016－2020年）规划纲要》内容，依据相关行业先后推出的“十四五”规划或发展纲要，对钣金加工行业“十四五”市场做如下预测。

主要配套市场

新一代信息技术与制造业的深度融合，引发了深刻的产业变革，形成新的生产方式、产业形态、商业模式和经济增长点。钣金加工行业未来将向着自动化、数字化、信息化、绿色环保方向发展，最终实现智能制造。

国宝清雍正墨彩荷塘山水绣墩

明清时期景德镇窑的新品种，由宋元釉上加彩的基础上发展而来。

在5G技术、智能家居、智慧城市、智能物流、医疗大健康、新基建、航空航天等新兴行业需求的推动下，钣金加工行业加工需求依旧旺盛，有较大的市场空间。

高端钣金市场

高端的钣金市场一定是与上游客户密切关联的，能够利用自身的钣金结构设计、工艺实现、电气集成等技术优势帮助客户解决钣金件设计、加工和装配问题、降低成本、提高效率的，彻底改变以往“我出图你加工”这一低效模式的市场。

在航空航天装备中，钣金加工类零件占总零部件数量、制造工作量均在20%以上，是未来高端钣金加工件的重要市场之一。

新技术发展方向

激光焊接、三维切割（图3）、3D打印、自动化检测、视觉检测、AI智慧编程的引入和大规模的应用，以及ERP系统应用对企业向高端发展有着强大推动作用。

图3 三维五轴激光切割机

逆向开发技术。传统的钣金检测技术是通过模线、样板等模拟量的形式将设计尺寸信息传递到工艺装备及产品零件上。随着数字化技术的应用，航空产品从设计、编制工艺开始，逐渐将模拟量转换为数字量传递，通过数字化的测量设备将实测数据与理论三维实体模型进行比对分析，量值传递的精度高，检测工作高效，由于减少了大量的工装和样板，制造成本得到大幅降低。

目前由于我国钣金加工自动化生产水平还很低，单机自动化尚未完全做到，因此现在提所谓自动化、数据化和信息化制造为时尚早，但应鼓励“工序自动化”，先把同一工序的各个设备连接起来，发挥各机位的最大工作效率，再逐步向“工序间自动化”过渡，从而最终形成工厂“自动化、数字化和信息化”。

钣金加工行业的信息化与物联网技术、大数据技术、机器人技术，未来的智能加工技术正在持续发展，国内有较多的公司研发相应的CAD、CAE软件，引导使用国内正版软件，减少使用盗版国外软件，支持国内钣金加工行业软件健康发展。

培育钣金加工行业的信息化、大数据技术软件，引导制定钣金行业信息化接口标准以适应软硬件设备多样化情况下的信息化管理系统的建设。充分利用信息化带来管理模式的变革。

关键材料

“十四五”期间，我国需重点研发高分子材料、复合材料，尤其在基础材料性能方面要逐步缩小与国外差距，高端材料要向轻量化、高强度、抗腐蚀性方向发展。

钣金设备

经历多年的发展以及制造技术的不断提升，精益生产及柔性生产系统在中国得到较快发展和广泛应用，钣金加工朝着自动化、精益化和多样化的方向发展，在“十四五”期间，如果要占领高端市场，提升产品竞争力，自动化、数字化和信息化钣金柔性加工生产线将会成为企业需要选择的配置，逐步实现工业物联网。

⑴钣金加工行业带动柔性打磨抛光机器人需求。传统钣金加工企业打磨环境恶劣，耗费大量人力，且人工操作易出现遗漏，造成产品质量问题。柔性的打磨抛光机器人能适应各种形状和曲面的产品，减少企业的用人压力，提升生产效率和产品质量。

⑵数控冲自动化和数字化产品线越来越多，数控冲的上下料装置、料库等使用越来越广泛，产品行业细分越来越明显。随着人工成本的升高和通货膨胀的影响，设备使用方一定会把更多的关注点放在自动化和数字化设备上，实现24小时不停机生产，甚至能够实现无人化生产。

数控冲发展空间广阔。在国家自主创新扶持政策的引导下，鼓励企业开发并使用具有自主知识产权的控制系统，打破国外垄断，让设备配件材料、加工工艺、技术不受制于人，才能创造民族品牌。

⑶小吨位全电伺服折弯机市场份额逐渐扩大。全电伺服折弯机在能耗、生产速度、稳定性和维护成本上有着传统电液折弯机无法比拟的性能优势。随着国产伺服驱动技术更加成熟，打破了折弯机伺服化的技术壁垒；加上国产折弯机用数控系统功能日趋完善、性能逐渐稳定，机械传动机构解决方案多样化，助推伺服折弯机开花结果，尤其是100t以下的中小吨位折弯机，将会快速占据一定的市场份额。

⑷大吨位折弯机（图4）普遍采用油电混合技术。油电混合技术在“十三五”期间得到了大力的发展，技术愈发趋向成熟，采用油电混合技术更能体现节能和省油的优势。

图4 PB大吨位数控折弯机

⑸折弯中心替代部分传统折弯机市场份额。折弯中心精度高，操作简单省力，综合生产效率能够达到传统折弯的2～3倍。这一技术一直被意大利几家公司垄断，市场价格居高不下，只有少数高端钣金加工企业在使用。近年来国产经济型折弯中心的出现打破了这种现象，目前，这种设备国内在研发或者投入市场的生产企业多达8家以上，经过国内市场的充分竞争，折弯中心产品体系会更好地服务于钣金加工企业，在一些行业推广应用，代替传统的折弯机。

⑹高端折弯机数控系统国产化率提高。折弯机数控系统的供应一直由三家外国公司所掌控，由于电液数控折弯机市场销量相对不多，Y轴液压比例阀控制难度高，加上折弯工艺多样，导致数控系统公司不愿意投入开发，随着全电伺服折弯机出现，国产数控系统可以绕开电液比例阀控制难点，目前市场已经出现多家国产数控系统，为行业提供了更好的选择和发展机会。

⑺折弯在线角度检测自动矫正功能需求增加。在板材折弯加工的过程中，板材厚度、材料的力学特性、板材轧制方向、机床及模具变形等因素都会影响板材折弯精度，这些因素无法完全通过数控系统自动计算进行一次设定，需要进行多次调校，从而导致零件加工时间延长，降低机器工作效率。特别是机械手折弯，过程控制显得非常重要，折弯机角度检查和自动矫正功能需求予以配置。目前主流检测产品均由国外提供，在市场需求扩大的情况下，国内应有企业积极参与研发生产。

⑻机械手自动折弯更加成熟，从而适应高柔性、多品种、小批量生产的需要。机械手替代人工，特别是在厚板折弯、大幅面板料折弯等方面显得更有优势，机械手自动折弯对企业积极应对招工难，降低人工成本等难题具有重要作用。机械手折弯在多品种、小批量的生产场景中还无法得到很好运用，随着机械手离线编程软件和角度检测实时矫正功能逐渐成熟，机械手折弯单元变得更加灵活，运用范围应该会更加宽广。

⑼MES等生产管理软件综合应用，打破传统设备管理的设计理念与方法。MES系统实现了设备综合利用率管理，涉及设备维护、保养维修、异常监控处理、产能统计和利用率统计等功能，MES系统与系统管理功能相结合来采集设备的实时数据，可实现对设备各方面的可视化管理，全面实现设备互联监控管理，打造企业内部设备物联网。企业和车间可实现设备状态集中管理，提高设备利用率，是帮助企业提升管理能力、提高利润、降低成本的一个重要途径。