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林雪萍(píng) | 製造的巔峰(fēng)走向反分工主義
發(fā)布時間:2021-02-27 01:32:33瀏覽(lǎn)次數:51


為應對客戶多變的需求,對工廠的製造能力要求越來越高,它隱約指向(xiàng)了一個企業(yè)的製造基因。多年來,專業化分工(gōng)之外,一(yī)直存在著一種非主流的一(yī)體化製造:深度製造。品牌製造商不僅製造產品,還自(zì)己生產製造的機器,以確保獨特的製造(zào)優勢。《隱形冠軍》就注意到了這個現象,大部(bù)分隱形冠軍企業都有同時自己鼓搗機器的傳(chuán)統。這種一反專業化分工的製造信念正(zhèng)在(zài)找到更(gèng)多的市場。而在製造(zào)的極限之處,巔峰之上(shàng),製造本身需要以一種硬碰(pèng)硬(yìng)的(de)王者姿態,來實現更加刁鑽的設計師的(de)“非分之想”。

 

單打獨鬥的工業母雞,是不是都會被吃掉?

 

日本最大的軍火(huǒ)商三菱重(chóng)工集團(tuán),在本月(yuè)初宣布(bù)出售旗下的三菱重工機床。這是世界(jiè)上三大齒輪機床(chuáng)之一,跟瑞士萊斯豪爾(ěr)的馬格和美國格裏森機床齊名。年銷售額為25億元人民幣。這次(cì),要賣身了。

 

三菱重工這幾年不(bú)太走運。重型燃氣輪機市場(chǎng)萎靡不振,民機業務深受波音(yīn)的(de)拖累。而(ér)多年來掙紮的日本三菱支線飛機MRJ計劃,則一直是(shì)虧損的無底洞。去年日(rì)本正式凍結大飛機計劃,元氣大傷。於是三菱重工,不得不撒手旗下的重(chóng)型機床。其(qí)實三菱(líng)重工集團,對機床(chuáng)產業早有(yǒu)動搖(yáo)的念(niàn)頭。這個尋找賣家的行動,自2018年就開始洽談,彼時日本國產支線飛機夢還沒有完全停止(zhǐ)。

 

三菱(líng)重機的齒輪機,在日本占有率超過60%,擁有從機床到刀具、到檢測設備的(de)全(quán)套工藝鏈,有很強的解決(jué)方案能力。但這種(zhǒng)專注於齒輪尤其是汽車齒輪的小機床,恐怕很(hěn)難確保能夠長期在利基市場存在。

 

而並購(gòu)方,則是以20億人民幣全盤接手,實在(zài)是白菜(cài)價的撿漏。

 

不同尋常的(de)接(jiē)盤俠

 

接(jiē)盤俠是日本電產NIDEC公司。這家是硬盤馬達的(de)王者,全球市場份額達到80%以上。電腦裏麵(miàn)經常聽見的嘎吱嘎(gā)吱聲(shēng)音,就是從硬盤而來。電產2020年財年收入大約900億人民幣,包括(kuò)精密小型馬達、大型電(diàn)機、以及家電汽車專用馬達這三大業務。

 

昔日它的(de)核心技術是液體動壓軸承的小型(xíng)馬達,在計算機崛起的時代拔得頭籌,現在輪到了汽(qì)車。汽車的電氣化和智能化(huà)的發展趨勢(shì),使得一輛汽車上的馬達數量已經有一百多個,電產在(zài)這裏大展(zhǎn)身手。在中國車窗玻璃的電動馬達中,有70%是日本電產。而這些都隻是小馬達(dá),電產還有更大的生意。

 

2014年,電產本田手中收購艾萊希斯Axle,擁有了防抱死ABS、助力轉向EPS、車身穩定VSA等技術,業務範圍也從微小型(xíng)馬達,拓展到超大型電機(jī)。頻繁的收購,為車載電機業務創造了條件。而在2018年電產(chǎn)正式推出“電機、變速箱和逆變器”的三(sān)合(hé)一馬達驅動係統E-Axle,包括廣汽新能源Aion以及蔚來都是它的(de)客戶。在這個電動汽車的馬(mǎ)達上,電產希望續(xù)寫它在硬盤馬達的王者地位。

 

然而作(zuò)為三菱重工機床(chuáng)的(de)多年(nián)用戶,日(rì)本電(diàn)產為何要向上吞並(bìng)設備製造商?背後情景,大大值得揣(chuāi)摩。

 

推倒重來再設計

 

機械硬盤的內部結構說來並不複雜,最核心的三大件就是主軸馬達、磁頭和盤片。主軸馬達基本被日本壟斷,日本電產尼得(dé)科是絕對的霸主,後(hòu)麵廠商則是(shì)同樣(yàng)來自日本的美蓓亞Minebea。

 

尼得科的馬達(dá)攻克了一個製造上的難題。在PC機小型化(huà)、薄型化的過程(chéng)中,最(zuì)大的挑戰就是內置設備的(de)薄片化。2012年前後正是“輕(qīng)薄筆記本電腦”的天下,日本東芝(zhī)也是其中一大品牌(pái),它帶有的希捷硬盤正是采(cǎi)用了尼得科(kē)的馬達。彼時,筆記本電腦中使用的硬盤主流(liú)產品的厚度為7mm,而內置的主軸馬達厚度約(yuē)為磁(cí)盤厚度的70%左右,約5mm。這麽薄的縫隙,很難確保支撐轉子(zǐ)的軸承與(yǔ)磁道之間留下足夠的空間,小(xiǎo)型化走向(xiàng)了(le)絕路(lù)。

 

尼得科反向考慮,拋開內部擋塊小型化的方法,而(ér)是將(jiāng)設計大而化之到馬達(dá)之外的驅動。它將馬達技術與驅動器、傳(chuán)感器等捆綁在一起,整體設計。就像當前(qián)半導體非常熱門的技(jì)術SoC,強調集成(chéng)製造。

 

設計方案被根本性(xìng)的改(gǎi)變。整體製造也發生了變換,於(yú)是它一舉突(tū)破市場瓶(píng)頸,在2010年就可(kě)以量產支持7mm厚的硬盤驅動器,後續則進一步縮小到5mm厚。

 

現在電動(dòng)車領(lǐng)域,電產正在再次複(fù)製“整體設計”的思維。它將分(fèn)立的逆變器整(zhěng)合其中,形成包括牽引電機、變速箱(xiāng)以及逆變器在內的牽引電機係統(E-Axle)。又是一(yī)體化設計,極大簡(jiǎn)化(huà)了零部件之間的外部布線(xiàn),實現了驅動(dòng)係統的小型化和輕量化(huà)。重(chóng)量非常輕。日本電產(chǎn)驅動馬達E-Axle在中國擴(kuò)大供給已供的6種車(chē)型(xíng) ,包括廣汽(qì)新能(néng)源、吉利(lì)幾(jǐ)何C等。這個產品(pǐn)正(zhèng)在成為電產的新拳頭,2025年期望達(dá)到60億元人民(mín)幣的銷售額。而到了2030年(nián),則意圖在新能源汽車用驅動馬達市場的全球份(fèn)額達到35%。

 

筆記本電腦硬盤驅動器的(de)傳奇,正在電動汽(qì)車這一全新的(de)市場上重新生長。

 

這背後(hòu)還要得益於工(gōng)業(yè)軟件的使用。

 

獨立開發仿真軟件

 

自1994年起,尼得科就開始量產用於硬盤驅(qū)動器的液態軸承。隨著硬盤驅動器在數據存儲密度方麵的驚人進步,傳統的滾珠式軸承在原(yuán)理上已(yǐ)經(jīng)無法做到讓每(měi)一顆滾珠的大小都完全一致。為了探索(suǒ)液態軸承的最佳結構,尼得科逐漸走上了自主研發建模與仿真軟件之路。

 

在產量從幾萬台、幾十萬台上升至幾百萬台的過程中,采用檢查少量試製品生產中的品質管理方法顯然已經不合時(shí)宜。因為要檢查到異常現象,往往需要製(zhì)作1000個以(yǐ)上的試製件來(lái)代表不同的模式,耗時耗力,成本也相當(dāng)高。

 

如(rú)何讓這項工作從車間轉向設計室?尼得(dé)科決定采用仿真(zhēn)軟件CAE進行測試,從而(ér)改變(biàn)傳(chuán)統“創意、修改(gǎi)和再設計”的試錯式檢測流程,一次設計對。然而,市場上通用的仿真軟件,針對這(zhè)種特(tè)殊產品應對乏力,於是尼得科(kē)決定(dìng)在公司內部開發獨(dú)有的解析軟件。這樣最大的好處是,可以將範圍鎖(suǒ)定為液體(tǐ)動壓軸承的(de)特有機能,用二維(wéi)模型定義三維模型,降低振動模型的自由度,僅以(yǐ)設計上特別需要的現象作為對象,進行建模並實施(shī)計算。這樣就可以在(zài)有限的計算能力內,進行必要的剛性和衰減性(xìng)的仿真計算。

 

有了仿(fǎng)真計(jì)算,就可以隨時將軸和軸(zhóu)承之間的間隙參數變更為(wéi)1000~2000不同的模式,也能在幾(jǐ)十分鍾(zhōng)內迅(xùn)速得出計算結果。最後,這種技術也陸續用在使用液壓動態軸承(chéng)的風扇以及鼓(gǔ)風機上。而隨著(zhe)社會再電氣化的發展(zhǎn),汽車(chē)、家電等產(chǎn)品對高效率、靜音、低振動等的要求也愈來愈高,這種針對性極強的CAE技術正在逐漸發揮更大的作用。

 

從零件(jiàn)設計到模塊(kuài)和單元設計,一直到(dào)安(ān)裝有模塊(kuài)或單元的殼體側的結構設(shè)計,尼(ní)得科都可(kě)以通過CAE技術自(zì)主地(dì)完成。從一家馬達、軸承供應商逐步進化(huà)成一個OEM廠商所依賴(lài)的關鍵戰略夥伴,其中自主研發的CAE軟件起到了重(chóng)大作用。

 

挑(tiāo)戰巔峰(fēng):不同尋常的製造 

 

設計理念的突(tū)破和設計工具的使用,大大地拓展了製造的疆土。這(zhè)使得傳統製造也跟著進入了全新的視野。許多天才設計師不拘一格的想象力,給製造工程師留下了很多的難題。如蘋果的設計師,總是在挑戰工程師的神經。許(xǔ)多設備製造商,在拿(ná)到(dào)蘋果的新一代設計方案的時候,第(dì)一個反應都是,“這不可能”。

 

日本電產的設計視角獨特,一般不是局限於單個產品的(de)性能,而是考慮(lǜ)平台化支撐、係列化產品。它往往(wǎng)是在同時考慮未來幾代產品線的設計突破,這無疑也將製造(zào)能力逼到極限。經常會(huì)讓設備供應商很緊張。市(shì)麵銷售的標(biāo)準機器開始變(biàn)得笨拙起來。它們(men)通常適合加工常規任務,而不是用來接受設計的挑戰(zhàn)。如電動汽車比以(yǐ)往需要更低的靜音效果,齒輪需要很高(gāo)的精度,這使得馬達、變頻器、減速器等構成的驅動係統,走向一體化的加(jiā)工。而在這樣(yàng)的(de)背景下,汽車零(líng)部件廠商的上遊加(jiā)工設備和技術,就要開始做出更改,為模塊(kuài)化和係統化的用戶邁出新(xīn)的步伐。

 

但製造商沒有坐等機器供應商來提供方(fāng)案。它一定(dìng)要擁有跟出色設計能力相匹配的加工(gōng)能(néng)力。蘋(píng)果選擇了與(yǔ)設備製造商共同攻克,掌握(wò)設備技術但不(bú)參(cān)與製造。而更多有雄心的製造商,開始挑戰專業化分工,建立自己的設備製造能力,用自己製造的機器來完成自己設計師的創意。日本電產就走上(shàng)了這樣的深度製造的路徑。

 

這就是電產為什麽會(huì)非常鍾情(qíng)於機器製造的本身。正如格力電器投資建立格力機床,美的收(shōu)購機器人KUKA一樣,電產在衝壓機等工廠自動化設備方麵(miàn),非常注意形成產業鏈條。

 

這一次,三菱重工集團旗下(xià)機床業務整體轉讓給日本電產集團,包括中國常熟工廠。日本的機床廠,一般比較長壽,這是從機械(xiè)時代走過來的曆史產物(wù)。這家機床也有80年的曆史,曾開發(fā)出(chū)世界最大級別的龍門機。目前的(de)業務主要集中在齒輪機、大型龍(lóng)門機的(de)綜合解決方案。這類專有機床最大的特點就是要保障一站式的服(fú)務能力。國內齒輪機床翹楚,陝西秦川機床有一個觀點就是,“做好用戶的(de)工藝師、裝備(bèi)師”,說的就是這個道理。隻有研(yán)發(fā)、生產之間相互協作,並且能夠理(lǐ)解用戶的聲音,這(zhè)種專用機床,才可能形成暢銷品。

 

而三菱重工機床,作為製造汽車齒輪(lún)的機床,擁有日本同類設備市場60%的份額(é)。日本電產的這一收購,形成從馬達到齒(chǐ)輪的完整動力(lì)鏈條(tiáo)。作為電動汽車的完整牽引解決方案提供商,Nidec正在全力備戰,它甚至為2025年前規劃了100億美元的投資預算。

 

日本(běn)電產的方法最能表明一種全新的潮(cháo)流(liú),那就是(shì)反向整合供應鏈,以製造能力製(zhì)勝。這種反向收購供應鏈的方式,對於強調分工的日本公司,不同尋常。但對於日本電產(chǎn)而言(yán),這是一條長盛不(bú)衰的路。

 

並購狂人

 

這或許也跟創世人的信念有(yǒu)關。日本電產有著清晰的(de)戰略原(yuán)點,它高度聚焦在“轉動體”這樣一(yī)個領域。轉動的馬達,無論它在哪裏,都是(shì)日本(běn)電產可能的聚焦對象。

 

“一定要成為世界第一(yī)”是電產的理念 。創始(shǐ)人叫“永(yǒng)守重信(xìn)”,真是會起名字,聽起來就是在捍衛一種理念。這(zhè)家公司非常(cháng)強調自己研(yán)發,而配套戰略就是快速並購,“用金錢換取時間”。

 

在過去的幾年,日本電(diàn)產的(de)策略就是買買買,它已經收購了近十家自動化及機床公司。光(guāng)2016年到2019年,4年(nián)發生(shēng)了(le)20起。這可不是心血來潮(cháo),實際上,貫穿了它的發展曆史,截止2019年底,共(gòng)並購(gòu)66家企業。並購,是電產成長的原動力之一。

 

它在2012年收購美國衝床明斯特之後(hòu),第二年就宣布正式進入伺服(fú)衝床領域,推出(chū)加壓能力在200噸~1200噸的7款大型衝床,麵向汽(qì)車和建築機(jī)械。此後,先後收購了西班牙知名衝床公司arisa和美國頂級送料機Genmark Automation公司,提升麵向汽車(chē)行業的大型衝床能力。2018年(nián)~2019年,它收購了五家跟衝壓機相關的機(jī)床和機器人零部件,大舉(jǔ)布局工廠自動化。它在收購了生(shēng)產機器人減速器的德國(guó)MS-Graessner之後,將機(jī)器人巨頭ABB也納入自(zì)己的供(gòng)貨範(fàn)疇。這個並購代價(jià),隻有3億人民幣(bì)左(zuǒ)右。類似這種小型製造商,德國其實有非常多。很多很好的(de)小(xiǎo)珍珠,等待淘金者前來(lái)摘取。日本人在這方麵輕車熟路,狂飆猛進。

 

小記:未來變局,雙重的困惑

 

如果這些(xiē)設備都(dōu)僅僅為自己使用也未免過於奢侈,因此這類機器製造商被並購之後,會形成獨(dú)立的事業部,也會單(dān)獨對外銷(xiāo)售。例如日(rì)本(běn)電產的機器裝備部的收(shōu)入,能夠占到企業營業額的10%左右。它對外銷售的無人搬運(yùn)車AGV,用的就是自己的精(jīng)密減速機(jī)產品。而這(zhè)種減速(sù)機的生產,也采用自家的AGV。一個“自(zì)己造自己”的循環製造的典型。

 

日本電產吃掉了(le)自己多年的供應商,給我們留下了(le)兩個困惑的思考。

 

一方麵,從三菱重工機床而言(yán),專業機床的未來在(zài)哪裏?小機床,要(yào)麽會被大用戶吃掉,要麽追隨機床集團戰略。世上機床,恐怕再無小而美。這是機床產業(yè)在大整(zhěng)合潮流下的寒冰時代。

 

而(ér)一方麵,電動車的製造,似乎正在悄悄地複古。一反多年來專業化分工的精細(xì),似乎走向了當年福特主義的一體化製造時代。許多設備都(dōu)是自己做,零部件也(yě)自己做。特斯拉最為(wéi)典型(xíng),它已經在自動化設備上多次並(bìng)購,強化製造能力。而日本電(diàn)產,也悄悄地尾隨其後。

 

隨著對(duì)製造(zào)能力的極(jí)限挑戰,反專業分工正在迎來新的高(gāo)潮。
 

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