JFE集团技术研发体制及发展战略

2022-01-19于晓莹李会敏

冶金经济与管理 2022年1期

□ 于晓莹陈妍张晶李会敏满锐

JFE集团由NKK和川崎制铁于2002年9月经全面整合后成立；2003年4月，集团设立5个事业公司，分别为JFE钢铁公司、JFE工程公司、JFE城市开发公司、川崎电子公司和JFE技研公司；2013年1月，集团重新合并重组，下设JFE钢铁公司、JFE工程公司、JFE商事。其中，JFE钢铁公司主营业务为钢铁业；JFE工程公司主营业务为综合工程技术业；JFE商事主营业务为钢铁贸易。另外，日本海洋联合有限公司（JMU）为其权益法适用公司，主营业务为造船。

一、发展历程

2003年4月，JFE集团研发机构包括JFE技研公司、钢铁研究所（JFE钢铁公司）、工程技术研究所（JFE工程公司）。2005年3月，钢铁研究所化学研究部被废除。2006年4月，工程技术研究所将环境、能源领域转移到JFE技研公司，工程技术研究所更名为生产建设技术中心；Universal造船公司成为JFE集团事业公司，下设技术研究所；钢铁研究所薄板研究部更名为汽车钢板研究部；新设电机功能材料研究部。2008年4月，钢铁研究所新设环境工艺研究部。2009年4月，JFE技研公司的工程相关研究功能重新纳入JFE工程公司，同时JFE技研公司合并到JFE钢铁公司，整合后的JFE集团研发机构包括钢铁研究所（JFE钢铁公司）、工程技术研究所（JFE工程公司）和技术研究所（Universal造船公司）。2010年4月，工程技术研究所增加智库功能，更名为综合研究所。2010年10月，钢铁研究所厚板型钢研究部和棒材线材研究部合并为钢材研究部；2012年4月，钢铁研究所新设界面科学研究部。2013年1月，Universal造船公司和IHIMU公司合并成立日本海洋联合有限公司，为JFE集团权益法适用公司，下设技术研究所；JFE集团研发机构包括钢铁研究所（JFE钢铁公司）、综合研究所（JFE工程公司）和技术研究所（日本海洋联合有限公司）。

二、研发体制

1.组织架构

JFE集团技术研发机构包括钢铁研究所、综合研究所和技术研究所。钢铁研究所隶属于JFE钢铁公司，负责钢铁技术研发，下设研究企划部和18个专业研究部；综合研究所隶属于JFE工程公司，负责通用基础技术研发，下设7个研究领域；技术研究所隶属于日本海洋联合公司，负责船舶和海洋构造物研发，下设5个研究组。

JFE钢铁研究所是世界钢铁领域最大的研究所之一，研究机构位于西日本制铁所（福山厂、仓敷厂）、东日本制铁所（千叶厂、京滨厂）、知多厂和仙台厂，以支持世界上最先进钢铁技术的研发。

2.研发模式

（1）与高校、科研院所的合作

JFE重视与高校和科研院所进行合作，支持大学研究机构设立钢铁研究中心，通过产学合作共同培养专业化人才，向大学增加研发委托经费和研究项目，在与其签署保密协议的基础上共同开展新研究。2020年，JFE与大学合作研究钢铁技术项目9项，环保技术研究13项，资助研究费用4400万日元。

（2）与政府、社会机构的合作

JFE为应对气候变化对环境的影，响积极参与国家级研究项目。JFE钢铁公司与新日铁公司、神户钢铁公司和金属基材料研究开发中心一起，与新能源和工业技术开发组织（NEDO）开展项目合作，申请了“技术开发实现‘零碳钢’”项目，并被选定为承包商。

JFE参加了由日本钢铁联盟制定的2100年“向‘零碳钢’的挑战”，利用氢还原技术致力于钢铁技术、CCS （碳捕获和储存）和CCU （碳捕获和利用）的发展。

JFE钢铁公司和太平洋水泥公司、地球创新技术研究机构（RITE）共同开发二氧化碳固定技术，包括利用湿法从钢渣、废混凝土等中提取碱土金属使之与工厂排放的二氧化碳反应生成稳定碳酸盐的技术，以及在该过程中开发出的碳酸盐使用技术。

（3）与世界创新平台的合作

JFE钢铁公司积极参加国际钢协开展的创新项目。在国际钢协举办的第十一届“Steelie”中，JFE钢铁公司参加的创新项目“利用钢渣产品改善海洋环境”“高硅梯度硅钢薄板研制资源节约型高速电机的发展”“采用特厚高止裂钢板制造超大型集装箱船推动海上物流革命（ARRESTEX）”成功入选，其中“高硅梯度硅钢薄板研制资源节约型高速电机的发展”获得年度创新奖。同时，JFE钢铁公司获国际钢协2020年钢铁行业“可持续发展优胜者企业”称号。

（4）同行之间的合作

JFE加强了与欧洲、北美各大钢铁公司的技术合作，在全球范围内发展汽车板业务。例如，JFE与蒂森克虏伯组建了JEVISE公司，该公司负责双方在市场和技术方面的沟通协调，尤其是在与日本国内外汽车制造商合作的EVI项目方面；JFE与加拿大钢铁公司扩大技术合作，主要针对汽车用钢板及特殊棒钢的生产技术与产品开发，以及大口径钢管的原材料生产与加工技术，等等；JFE与美国AK钢铁公司签署了汽车用钢材领域的战略合作协议，并将AK公司作为同等合作伙伴加强相互间的合作关系。

（5）产业链上下游之间的合作

JFE钢铁公司采用生产、技术开发和销售一体化合作的研发体制，通过JFE钢铁公司和JFE商事联合打造高附加值JFE品牌的商业模式，基于JFE钢铁公司的技术开发力、生产力及JFE商事销售力，不断根据客户需求创造新的价值，提供最佳解决方案。

JFE钢铁研究所重视实验室建设，为客户提供问题解决方案。该研究所在千叶县设立了日本钢铁业中的首家客户解决方案实验室（CSL），旨在积极推进面向汽车用户的EVI活动，希望推动汽车营销活动和新一代汽车钢开发。

JFE钢铁研究所设立的社会基础用钢材研究开发基地（THiNK SMART），是以京滨Th!nk地区为中心的广域开放实验室，研发和利用在土木、建筑、桥梁等领域使用的社会基础设施用钢材；旨在让客户直接接触最新的钢铁材料和技术，在与客户交流讨论的同时，加快客户问题解决速度，以及开发新产品和新技术。

JFE钢铁研究所设立福山客户中心（CCF），推进钢铁研究所和薄板、钢铁产品用户的联合研究。

三、研发投入及研发方向

1.研发投入

2014—2019年JFE集团及钢铁公司研发收入及占比情况见表1。

表1 2014—2019年JFE集团公司研发收入及占比

2.研发方向

（1）JFE钢铁公司研发方向

在工艺技术开发上，JFE钢铁主要开发以上游工序为中心的革新型工艺技术，达到降成本的目的；坚持开发铁焦和革新型TMCP等面向中长期的下一代工艺技术；坚持开发智能钢厂（数字高炉、设备异常感知系统“J-dscom”、5G应用）。在产品技术开发上，JFE钢铁将汽车、基础设施建筑材料、能源三大领域列为重点研发领域，并在各领域加速提供新产品和解决方案。例如，开发超高强度钢板、在海外基地的生产技术（GI JAZ）、外观和功能优异的建材新产品、抗震性和施工性优异的钢铁建材、利用革新型TMCP技术的高功能厚板（EXPALTM）、磁性能优异的高功能电工钢板。

（2）JFE工程公司研发方向

JFE工程公司以ICT利用、应对气候变化、塑料回收利用三大领域为重点开展技术开发工作。例如，高效锅炉技术用于垃圾焚烧和发电设施，实现了稳定清洁的焚烧和日本最高水平的发电效率、数据收集和分析技术及人工智能技术。

（3）日本海洋联合公司（JMU）研发方向

日本海洋联合有限公司（JMU）于2021年1月与国内建造量最大的今治造船有限公司结成资本和业务联盟，利用JMU丰富的人力资源和高技术能力，以及今治造船的规模和建造能力等优势，相互合作，继续增加油轮、散货船、集装箱船等大型船舶的价值，并且挑战海上风力发电设施等新的海洋开发领域。

四、研发成果

1.产品研发成果

企业信息化管理的前提是信息获取。目前，JFE企业在各部门实施“独创”和“领先”产品战略，鼓励生产独创的或市场上占优势的产品，从而使JFE高附加值产品的销售比例逐年提高。表2为JFE近10年独创和领先产品。

表2 近10年JFE独创和领先产品

2.技术研发成果

近年JFE集团的技术开发都是以“独创”和“领先”为目标，在追求成本优势、提高产能和性能最大化的基础上，开发诸多先进技术。例如：代表产品技术的汽车钢板独有技术“JESOLVATM”、汽车车身联合位置优化技术“JFE拓扑优化技术”等；代表工艺技术的氧气和氢气吹入烧结机的“SuperSINTER®OXY”技术、有助于减轻钢结构环境负荷的LP钢板制造技术、船用T型钢万能轧制技术等；代表加工技术的超低飞溅正极二氧化碳弧焊技术（“J-STAR®焊接”）、连续超声波检测技术、高功率真空激光焊接技术等；代表基础技术的新集成系统“J-Smile”、升级自动燃烧控制装置（ACC）和开发废物处理设施的自动化系统等。

五、发展战略

1.面向汽车市场的战略

JFE集团在第六次中期经营计划中，将汽车领域作为重点领域，推进技术开发和全球合作，并在以下4个方面制定了发展战略。

（1）材料和利用技术结合的独特提案，推进高端材料的销售

JFE钢铁公司以原材料制造商的视角加工、焊接钢板，独自研究开发“利用技术”，根据客户的多样需求，开发最适合的材料。

JFE钢铁公司为满足汽车轻量化需求和客户要求，开发出各种系列高强钢板。例如：汽车骨架用高加工性高强度冷轧钢板JEFORMA®，开发出与590 MPa、780 MPa、980 MPa、1180 MPa级各强度等级概念一致的冷轧钢板及热镀锌钢板系列；外板用440 MPa级BH钢板Uni-Hi-Ten®，根据低屈服强度和高加工硬化、高烘烤硬化特性，兼顾了成型面板零件的表面质量和耐凹陷性；高润滑热镀锌钢板GI JAZ®显著提高了冲压成型性，已应用于欧美汽车制造商；1470 MPa级冷轧、镀锌高强度钢板是世界上常温成型冷加工汽车零部件拉伸强度最高的高强钢，目前已经应用于实际生产中，今后在骨骼零部件领域的应用前景广阔。

JFE钢铁公司独自开发了能够熟练使用高强度材料制造汽车零件的技术，主要包括设计、成型、焊接等方面的技术，通过EVI活动，将这些开发技术提供给客户，不仅满足了轻量化要求，还提高了汽车的乘坐舒适性和设计性，减少了产品的制造工时。例如汽车车身联合位置优化技术“拓扑优化”、新点焊技术（TJ-MAC点焊、脉冲点焊、单侧面点焊、智能点焊）、新成型技术（张出预成型）、为实现轻量化的多材料结构等。

（2）利用最先进的电工钢板捕捉电动化市场

随着汽车电动化的不断发展，与电动机小型化、高效率相适应的高级电工钢板的需求也将不断扩大。JFE钢铁公司开发的超薄电工钢板，实现了更低的铁损，有利于进一步提高电动机的效率。

向适合电动机用途的无取向电工钢板中添加硅可以降低铁损，但同时也伴随着产品磁通密度降低的缺点。JFE开发了比之前JN系列磁通密度更高的JNE系列，其磁通密度和铁损达到平衡优异。另外，近年来电动汽车对电动机的特性要求也不断提高，为了满足这些要求，JFE钢铁开发了拥有更好高磁通密度的JNP系列，实现了拥有更好低铁损化性能的薄JNE系列商品化。该系列产品对应世界最高水平的高性能电动汽车，实现了产品差异化。

（3）应对客户需求和市场扩大的全球化发展

JFE集团以亚洲为中心，为了捕捉不断增长的钢铁需求，积极推进海外发展；为了抓住巨大的北美市场，未来将进军墨西哥。JFE集团以在日本国内开发的高技术和积累的经验为基础，根据各国、各地区的需要，及时提供高品质的钢材。

（4）以所有产品阵容和集团综合实力应对各种需求

JFE除了拥有高强度钢板和电工钢板外，还拥有钢管、不锈钢、线材、铁粉等产品，以及集团公司的非铁产品和部件，在提高汽车“乘坐舒适性”的同时，提高产品性能，降低客户制造工序的成本，提高生产效率，等等。JFE集团汽车用钢品种特点及代表产品见表3。

表3 JFE集团汽车用钢品种特点及代表产品

2.数字化转型战略（DX）

JFE集团正面临着经营环境的结构性变化，例如国内外市场的快速变化、熟练技术人员的更新换代和设备老化。为了灵活、快速地应对日益严峻的商业环境变化，集团将利用数据和数字技术来改造产品、服务和商业模式，以及改造业务本身、组织、流程及企业文化。因此，数字化转型战略（DX）是JFE集团的一项重要战略。

JFE集团积极引入最新的物联网、人工智能、数据科学等，以促进数据资产的技术创新和利用。以JFE集团公司开设的“JDXC®”（JFE数字化转型中心）为基础，综合利用丰富的数据，加快先进技术的开发和创新。例如，JFE集团信息安全管理系统、JFE钢铁公司运用人工智能技术的设备维修支持系统（J-mAIster）、高炉CPS（信息物理系统）、JFE工程公司自动焚烧炉操作系统“BRA-ING”、全球远程中心（GRC）、数据分析平台“Pla'cello”、JFE商事RPA导入项目等。

JFE集团支持DX战略的人力资源开发，截至2019年10月，已培训内部数据工程师200多名，计划在2020年末将内部数据工程师的人数增加到约350人。

3.应对气候变化（ESG）

JFE集团应对气候变化的中长期愿景是：目标在2030年将二氧化碳排放量减少20%或更多，并在2050年之后实现碳中和。

JFE钢铁通过节能技术的开发，积极致力于提高炼铁过程的效率和脱碳，建立了拥有世界最高能效水平的炼铁工艺技术，并推动创新炼铁工艺（COURSE50、铁焦）的开发，该工艺有望通过氢还原和CCS（碳捕获和储存）减少二氧化碳排放。目前，JFE钢铁西日本工厂（福山地区）将建设中型铁焦日生产量300 t的中规模试验工厂设备，并于2020财年开始进行实际使用测试。

除了致力于开发脱碳技术外，JFE通过充分利用现有制造工艺强化转炉、扩大热效率优良的铁水预处理来减少二氧化碳的排放。同时，将进一步推动各种低碳技术的开发，如利用废料的技术、减少二氧化碳排放的技术等。