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行業新聞

林雪萍(píng) | 製(zhì)造的巔峰走向反分工主義
發布時間:2021-02-27 01:32:33瀏覽次數:51


為應對客戶多變(biàn)的需求,對工(gōng)廠的製造能力要求越來越高,它隱約指向了一個企業的(de)製造(zào)基因。多年(nián)來,專業化分工之外,一(yī)直存在著一種非主流的一體化製造:深度製造。品牌製造商不僅製造產品,還自己生產製(zhì)造的機器,以確保獨特的製(zhì)造優勢。《隱形冠軍》就注意到了這(zhè)個現象,大部分隱形冠軍企(qǐ)業都有同時自己鼓搗機器的傳統(tǒng)。這種一反專(zhuān)業化分工的(de)製造信念(niàn)正在找到更多的市場。而在製造(zào)的極限之處,巔(diān)峰(fēng)之上,製造本身需要以(yǐ)一種硬碰硬的王者姿態,來實現更加刁鑽的設計師的“非分(fèn)之(zhī)想”。

 

單打獨鬥的工業母雞,是(shì)不是都(dōu)會被吃掉?

 

日(rì)本最大的軍火商(shāng)三菱重工集團,在本月初宣布出售旗下的三菱(líng)重工機(jī)床。這是世界上三大齒輪機床之一,跟瑞士萊斯豪爾的馬格和美國格裏森機床齊(qí)名。年銷(xiāo)售額為25億元(yuán)人民幣。這次,要賣身了。

 

三菱重工這幾年不太走運。重型燃氣輪機市場萎靡不振,民機業務深受波音的拖累。而多年來掙(zhèng)紮(zhā)的日(rì)本三菱支(zhī)線飛機MRJ計劃(huá),則一直是虧損的無底洞(dòng)。去年日本正(zhèng)式凍(dòng)結大飛機(jī)計劃(huá),元氣大(dà)傷。於是三菱重工,不(bú)得不撒手旗下的重型機床。其實三菱重工(gōng)集團,對機床產業早(zǎo)有動搖的念頭。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(tíng)止。

 

三菱重機的(de)齒輪機,在日本占有率(lǜ)超過60%,擁有(yǒu)從機床到刀具、到(dào)檢測(cè)設備的全套工藝鏈,有(yǒu)很強的解(jiě)決方案能力。但這種專注於齒(chǐ)輪尤其是汽車齒輪的(de)小(xiǎo)機床,恐怕很難確保(bǎo)能夠長期在利基市場存在(zài)。

 

而並(bìng)購方,則是以(yǐ)20億人民幣全盤接(jiē)手,實在是(shì)白(bái)菜價的撿漏。

 

不同尋(xún)常的接盤俠(xiá)

 

接(jiē)盤俠是日本電(diàn)產NIDEC公司。這(zhè)家是硬盤馬達的王者,全球市場份額達(dá)到80%以上。電腦裏麵經常聽見的嘎吱(zī)嘎吱聲音,就是從(cóng)硬盤而來。電(diàn)產2020年財年(nián)收入(rù)大約900億人民幣,包括精密小型(xíng)馬達、大型電機、以及家電汽車專用馬達這三大業務。

 

昔日(rì)它(tā)的核心技術是液體動(dòng)壓軸承(chéng)的小型馬達,在計算機崛起的(de)時代拔得頭籌,現在輪到了汽車。汽車的電氣化和智能化的發(fā)展趨(qū)勢,使得(dé)一輛汽車上的馬達數量已經有一(yī)百(bǎi)多個(gè),電產在這裏大展身(shēn)手。在中國車窗玻璃的電動馬達中,有70%是日(rì)本電產。而這些都隻是(shì)小馬達,電產還有更大的生意。

 

2014年,電產本(běn)田(tián)手中收購艾萊希斯Axle,擁有了防抱死ABS、助力轉向(xiàng)EPS、車(chē)身穩(wěn)定VSA等技術,業務範圍也從微小型馬達(dá),拓展到超大型電機。頻繁的收(shōu)購,為車載電機業務創造了條件。而在2018年電(diàn)產正式推(tuī)出“電機、變速箱(xiāng)和逆變器”的三(sān)合一馬達驅動係統E-Axle,包括廣汽新能源Aion以及蔚來都是它的客戶。在這(zhè)個電動汽車的馬達(dá)上,電(diàn)產(chǎn)希望續寫它在硬盤馬達的王者(zhě)地位。

 

然而作為三菱重工機床的多年用戶,日本電產(chǎn)為(wéi)何要向上吞並設備製造商?背(bèi)後情景(jǐng),大大值得揣摩。

 

推倒重來再(zài)設計

 

機械硬盤(pán)的內部結構說(shuō)來並不複(fù)雜(zá),最核心的三大件就是主軸(zhóu)馬達、磁頭和盤片。主軸馬達基本被日本壟斷,日本電產尼(ní)得科是絕對的霸(bà)主,後麵廠商則是同樣來自日本的美蓓亞Minebea。

 

尼得科的馬達攻克了(le)一個製造上的難題(tí)。在PC機小型化、薄型化的過程中,最大的(de)挑戰就(jiù)是內置設備(bèi)的(de)薄片化。2012年前後正是“輕(qīng)薄筆記本電腦”的天下(xià),日本東芝(zhī)也是其(qí)中一大品(pǐn)牌,它帶有的希捷硬盤正是采用(yòng)了(le)尼得科的馬達。彼時,筆記本電腦中使用的硬盤主(zhǔ)流產品的厚度為7mm,而內置的主軸馬達厚度約(yuē)為磁盤厚度的70%左右,約5mm。這麽薄的縫(féng)隙,很難確保支撐轉子的軸承與磁道之間留下足夠的空間,小型化走向了絕路。

 

尼得科反(fǎn)向考慮,拋開內部擋(dǎng)塊(kuài)小(xiǎo)型化的方法,而是將設計(jì)大而化之到馬達之外的(de)驅動。它將馬達技術與驅(qū)動器、傳感器等捆綁在(zài)一起,整體設計。就像當前半導體非常熱門的技術SoC,強調集(jí)成製造。

 

設計方案被根(gēn)本性的改(gǎi)變。整體製造也發生了變換,於是它一舉(jǔ)突破市場(chǎng)瓶頸,在2010年就可以量產(chǎn)支持(chí)7mm厚的硬盤驅動(dòng)器,後續則(zé)進一步縮小到5mm厚。

 

現在電動車領域,電產正(zhèng)在再次複製“整體設計”的思維。它將分立的逆變器整合其中,形成包括牽引電機、變速箱以及逆變器在內的牽引電機係統(E-Axle)。又(yòu)是(shì)一體化設計,極大簡化了零部件(jiàn)之(zhī)間的(de)外部布線,實(shí)現(xiàn)了驅動係統的小型化和輕量化。重量非常輕。日本電產驅動馬達E-Axle在中國擴大供給已供(gòng)的(de)6種車型 ,包括廣汽新能源、吉利幾何(hé)C等。這(zhè)個(gè)產品正在成為電產的新拳(quán)頭,2025年期望達到60億元人民幣的(de)銷售額。而到了2030年,則意圖在新能源汽車用驅動馬達市場的全球份額達到35%。

 

筆記本電腦硬(yìng)盤驅(qū)動器的傳奇,正在電動汽車這一全(quán)新的市場(chǎng)上重(chóng)新生長。

 

這背後還要得益於工業軟(ruǎn)件的使(shǐ)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動器的液(yè)態軸(zhóu)承。隨著硬盤驅動(dòng)器在(zài)數據存儲密度方麵的驚人進步,傳統的滾珠式軸承在原理上(shàng)已經無法(fǎ)做到讓每一顆(kē)滾珠的大小都完全(quán)一致。為了探索液態(tài)軸承的最佳結構,尼得科逐漸走上了(le)自主研發建模與仿真軟件之路。

 

在產(chǎn)量(liàng)從幾(jǐ)萬台、幾十萬台上升至幾百萬台的過程中(zhōng),采用檢查少量試製品生產中的品質管理方法顯(xiǎn)然(rán)已經(jīng)不合時宜。因為要檢(jiǎn)查到異常現象,往(wǎng)往需要製(zhì)作1000個以上的試製件來代表不同的模式,耗時耗力(lì),成本也相當高。

 

如何讓這項工作從車(chē)間轉向設計室?尼得科決定采用仿真軟件CAE進行測試(shì),從而(ér)改變傳統“創(chuàng)意、修改和再(zài)設計”的試錯式(shì)檢測流程,一次設計對(duì)。然(rán)而,市(shì)場上通用的仿真軟件,針對這種特殊產品應對乏力,於是尼得科決定在公司內部開發獨有的解析(xī)軟件。這樣最大的好處是,可以將範圍鎖定為液體動壓軸承(chéng)的特有機能,用二維模(mó)型定義三維模型,降低振動模型的自由度,僅以設計上特別需要的現象作為對象,進行建模並實施計算。這樣就可以在有限的計算能力內,進行必要的剛性和衰減性的仿真計(jì)算。

 

有了仿真計算,就可以隨時將軸和軸承之間的間隙參數變更為1000~2000不(bú)同的模式,也能在幾十分鍾內迅速得出計算結果。最後,這種技術也陸續用在使用液壓動態軸承的風扇以及鼓風機上。而隨著社會再電(diàn)氣化的發展,汽(qì)車、家電(diàn)等產品對(duì)高效(xiào)率、靜音、低振動等的要求也愈來愈高,這種針對性極(jí)強的CAE技術正在逐漸發揮更(gèng)大(dà)的作(zuò)用。

 

從零件設計到模塊(kuài)和單元設計,一直到安裝有模塊或單元的殼體側的結構設計,尼(ní)得科都(dōu)可以(yǐ)通過(guò)CAE技術自主地完(wán)成。從一家馬達、軸承供應商逐步進化成一個OEM廠商所依賴的關鍵戰略夥(huǒ)伴,其中自主研發的CAE軟件(jiàn)起到(dào)了重大作(zuò)用。

 

挑戰巔峰:不同尋常的製造 

 

設計理念的突破和設計工具的(de)使用,大大地拓展了製造的疆土。這使得傳統製造也跟著進入了全新(xīn)的視野。許(xǔ)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(shì)在挑戰工程師的神經。許多設備(bèi)製造商,在拿到蘋果的新一代設計方案的時候,第一個反應都是,“這不(bú)可能”。

 

日(rì)本電產的設計視角獨特,一般不是局限於(yú)單個產品的性能,而是考慮平台化支撐、係列化產品。它往往是在同時考慮未來(lái)幾代產品線的設(shè)計突破,這無疑也將製造能力逼到極限。經常會讓設備供應商很緊張。市麵(miàn)銷售的標準機器(qì)開始變得笨拙起來(lái)。它(tā)們通常適合加工常規任務(wù),而不是用來接受設計(jì)的挑戰。如(rú)電動(dòng)汽車比以往需要更低的靜音效果(guǒ),齒輪(lún)需要(yào)很高的精度,這使得馬達、變頻器、減速器等構成的驅動係統,走向一體化的加工。而在這樣的背景下,汽車零部件廠商的上遊加工設備和(hé)技術,就要開始做出更改,為模塊化和係(xì)統化的(de)用(yòng)戶(hù)邁(mài)出新的步伐。

 

但製造商沒有坐等機器供應(yīng)商來提供方案。它一定要擁有跟出色設計能力相匹配(pèi)的加工能力(lì)。蘋果選擇了與設備(bèi)製造商(shāng)共同攻克,掌握設備技術但不參與製造。而(ér)更多有雄心的製造商,開始挑戰專業化分工,建立自己(jǐ)的設備製(zhì)造能力,用自己製造的(de)機器來完(wán)成自己設計師的(de)創意。日本電產就走上了這樣(yàng)的深度製造的路徑。

 

這就是電產(chǎn)為什麽會非(fēi)常鍾情於機器製造(zào)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(dòng)化設備方麵,非常注意形(xíng)成產(chǎn)業鏈條。

 

這一次,三菱重工集團旗下機床業務整體轉(zhuǎn)讓給日本(běn)電產集團,包括中國常熟工廠。日本(běn)的機(jī)床(chuáng)廠,一般比較長壽,這是從機械時代走過來的曆史產物。這家機床(chuáng)也有80年的曆史,曾開發出世界最大級別的龍門機。目前的業務主要集中在齒輪機、大型龍門機的綜合解決方案。這類專有機床最大的特(tè)點就是要保障一站(zhàn)式的服務能力。國內齒輪機床翹(qiào)楚,陝西秦川(chuān)機床有一個觀點就(jiù)是,“做好用戶的工藝師、裝備師”,說的就是這個道理。隻有研發、生產之間相互協(xié)作,並(bìng)且能夠理解用戶的聲音,這種專用機(jī)床,才可能形成暢銷品(pǐn)。

 

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

 

日(rì)本電產的(de)方法最能表明一種全新的潮流,那就是(shì)反向整合供應鏈,以製造能力製勝。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(běn)電產而言,這是一條長盛(shèng)不衰的路。

 

並(bìng)購狂人

 

這或許也跟(gēn)創世人(rén)的信念有關。日本電產有著清晰的戰略原點,它高(gāo)度聚焦在“轉動體”這樣一個(gè)領域。轉動的馬達,無(wú)論它在哪裏(lǐ),都是日本電(diàn)產可(kě)能的聚焦對象(xiàng)。

 

“一定要成為世界第一”是電產的理念 。創始人叫“永守重信”,真是會起(qǐ)名字,聽起來(lái)就(jiù)是在捍衛一(yī)種理念。這家公司(sī)非常強(qiáng)調自己研發,而配套戰略就是快速並購,“用金錢換取(qǔ)時間”。

 

在過去(qù)的幾年,日本電產的策略就是買買買(mǎi),它已經收購了近十家自動化及機床公司。光2016年到2019年,4年發生了20起。這可不是心(xīn)血來潮,實際上,貫穿了它的發展曆史,截(jié)止2019年底,共並購66家企業。並購,是電產成長的原動力之一。

 

它在(zài)2012年收購美國衝床明斯特之後,第二年就宣布正式進入伺服衝床(chuáng)領(lǐng)域(yù),推出(chū)加壓能力在200噸~1200噸的7款大型衝床,麵向(xiàng)汽車和建築機械。此(cǐ)後,先後收購(gòu)了西班牙知名衝(chōng)床(chuáng)公(gōng)司(sī)arisa和美國(guó)頂級送料機Genmark Automation公司(sī),提升(shēng)麵向汽車行業的大型衝床能力。2018年~2019年,它收購了五家跟衝(chōng)壓(yā)機相關(guān)的機床和機器人零部件,大舉布(bù)局工廠自動化。它在收購了(le)生(shēng)產機器人減速器的德國MS-Graessner之後(hòu),將機器人巨頭ABB也納入自己的供貨範疇。這個並購代價,隻有(yǒu)3億人民幣左右。類似這種小型製造商,德(dé)國其實有非常多。很多很(hěn)好的(de)小珍珠,等待淘金者前來(lái)摘取。日本人在(zài)這方麵輕車熟路,狂飆猛(měng)進。

 

小(xiǎo)記:未來(lái)變局,雙重的困(kùn)惑(huò)

 

如果這些設備都(dōu)僅僅為自(zì)己使用也未免過於奢侈,因此這類機器製造商被並(bìng)購之後,會形成獨立的事業部,也會單獨(dú)對外銷售。例如日本電產的機器(qì)裝備部的收入,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(yòng)的就是自己的精(jīng)密減速機產品(pǐn)。而這種減速機的生產,也(yě)采用自家的AGV。一個“自己造自己”的循環製造的典型。

 

日本電產吃掉了(le)自己多年的供應商,給我們留下了兩個困惑的思考。

 

一方麵,從三菱(líng)重工機床而言,專業機床的未來在哪裏?小機床,要麽會被(bèi)大(dà)用戶吃掉,要麽(me)追隨機床集團戰略(luè)。世上機床,恐怕再無小而(ér)美。這是機床(chuáng)產業在大整合潮流下的寒冰時代。

 

而一方麵,電動車的製造,似乎正(zhèng)在悄(qiāo)悄地複古。一反多年來專業化(huà)分工的精細(xì),似乎走向(xiàng)了當年(nián)福特主義的一體化製造時(shí)代。許多設備都是自己做,零部件也自己做。特(tè)斯拉最為典型,它已經在自動(dòng)化設備上多次(cì)並購,強化製造能力。而日本電(diàn)產(chǎn),也悄悄地尾隨(suí)其後。

 

隨著對製(zhì)造能力的極限挑戰,反專業分工(gōng)正在迎來新的高潮。
 

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