為應對客戶(hù)多變的需(xū)求,對工廠的製造能力要求越(yuè)來越高,它隱約指向了一個企業的製造基因。多年來,專業化分工之外,一直存在著一種非主流的一體化製造:深度製(zhì)造。品牌製造商不僅製造(zào)產品,還自己(jǐ)生產製造(zào)的機器,以確保獨特的製造優勢。《隱形冠軍》就注意到了這(zhè)個現象,大部分隱形冠(guàn)軍企業(yè)都有同時(shí)自己鼓搗機器的傳統。這種一反專業化分工的製造信念正在找到更多(duō)的市場。而在製造的極限之處,巔峰之上,製造本身需要以(yǐ)一種硬碰硬的王者姿(zī)態(tài),來實現更(gèng)加刁鑽的設計師的“非分之想(xiǎng)”。
單打獨鬥的工業母雞,是不是都會被吃掉?
日本最大的軍火商三(sān)菱重(chóng)工集團,在本月初宣布出售旗下的三菱重工機床。這是世界上三大齒輪機床之一,跟(gēn)瑞士萊斯(sī)豪爾的馬格和美國格裏森(sēn)機床齊名。年(nián)銷售(shòu)額(é)為25億元人(rén)民幣。這次,要賣身了。
三菱重(chóng)工這幾年不太走運(yùn)。重(chóng)型燃氣輪機市場萎靡不振,民機業務深(shēn)受波音的拖累。而多年(nián)來掙紮的日本(běn)三菱支線飛機MRJ計劃,則一直是(shì)虧損(sǔn)的無底洞。去年(nián)日本(běn)正式凍結大飛(fēi)機計劃,元氣大傷。於是三菱重工,不得不撒手旗下的重型機床。其實三菱重工集團,對機床(chuáng)產業(yè)早(zǎo)有動(dòng)搖的念頭。這(zhè)個尋找賣家的行動,自2018年就開始洽談(tán),彼時日本國產支線飛(fēi)機夢還(hái)沒有完全停止。
三菱重機的齒輪機,在日本(běn)占有率超(chāo)過60%,擁有從機床到刀具、到檢測設備的(de)全套工藝鏈,有(yǒu)很強的解決方(fāng)案能力。但這種專注於(yú)齒輪尤其是汽車齒輪的小機床,恐怕很難確保能夠長期在利基市(shì)場(chǎng)存在。
而並(bìng)購方,則是以20億(yì)人民幣全盤接手,實在是白菜價的撿漏。
不同尋(xún)常(cháng)的(de)接盤俠
接盤俠是日本電產NIDEC公(gōng)司(sī)。這(zhè)家是(shì)硬盤馬達的王者(zhě),全球市場份額達到80%以上。電腦裏(lǐ)麵經常聽見的嘎吱嘎(gā)吱聲音,就是從硬(yìng)盤而來(lái)。電產2020年(nián)財年收入大約900億人民幣,包括精密小型馬達、大型電機、以及家(jiā)電汽車專用馬達這(zhè)三大業(yè)務。
昔日它的核心技術是液體動壓軸承的小型馬達,在計算機崛起的(de)時代(dài)拔得頭籌,現在(zài)輪到了汽車。汽車的電(diàn)氣化和(hé)智能化的發展趨勢,使得一輛汽車上的馬達數量已經有一百多個,電產在這裏大展身手。在中國車窗玻璃的電動馬達中,有70%是日本電產(chǎn)。而這些都隻(zhī)是小馬達(dá),電(diàn)產還有更大的生意。
2014年,電產本田(tián)手中收購艾萊希斯Axle,擁有了防抱(bào)死ABS、助力轉向(xiàng)EPS、車身穩定VSA等技術,業務範圍也(yě)從微小(xiǎo)型馬達,拓(tuò)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年電產正式(shì)推(tuī)出“電機、變速箱和逆變器”的三合一馬達驅動係統E-Axle,包(bāo)括廣汽新能源Aion以及蔚(wèi)來都(dōu)是它的客戶。在這(zhè)個電動汽車的馬達上,電產希望續寫(xiě)它在硬盤馬達的王者地位。
然而作為三菱重工機床的多年用戶,日本(běn)電產為(wéi)何要向上吞並設備(bèi)製造商(shāng)?背後情景,大大值得揣摩。
推倒重(chóng)來再設計
機械硬盤的內部結構說來並(bìng)不複雜,最核心的三大(dà)件就是主(zhǔ)軸馬達、磁頭和盤片。主軸馬達基本被日(rì)本壟(lǒng)斷,日本電產尼得(dé)科(kē)是絕對的霸主,後麵廠商則是(shì)同樣來自日本的美蓓亞(yà)Minebea。
尼得科的馬達攻克了一個製造上的難題。在PC機小型化、薄型(xíng)化的過程中,最大的挑戰就是內置設備的(de)薄片化。2012年前後正是“輕薄筆記本電腦”的天下,日本東芝也是其中一大品(pǐn)牌,它帶(dài)有的希捷硬盤正是采用(yòng)了(le)尼得科的馬達。彼時,筆記(jì)本電腦中使用的硬盤主流產品的厚度(dù)為7mm,而內置的主軸馬達厚度約為磁盤厚度的70%左右(yòu),約5mm。這麽(me)薄的縫隙(xì),很難確保支撐轉子的(de)軸承與磁道之間留下足夠的空間(jiān),小(xiǎo)型(xíng)化走向了絕路。
尼得科反向考慮(lǜ),拋(pāo)開(kāi)內部擋塊小型化的方(fāng)法,而是將設計大而化之(zhī)到馬達之外的驅(qū)動。它將馬達技術與驅動器、傳(chuán)感(gǎn)器等捆(kǔn)綁在一起,整體設計。就像當前半(bàn)導體非常熱(rè)門的技術SoC,強調集成製造。
設計方案被(bèi)根本性的(de)改變。整體製造也發生了變換,於是它一舉(jǔ)突破市場瓶頸,在2010年就可以量產支持7mm厚的(de)硬盤驅動器,後續則進一步縮小到5mm厚。
現在電動車領域,電產正在再次複製“整體設計”的思維(wéi)。它將分(fèn)立的逆變器整合其中,形成包括(kuò)牽引電機、變速箱以及逆變器在內的牽引電機係統(E-Axle)。又是一體化設計,極大簡化了零部件之間的外部布線,實現了(le)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(gěi)已供的6種車型 ,包括廣汽新能源、吉利(lì)幾何C等。這個產品正在成為電產的新拳頭,2025年期望達到60億元人民(mín)幣的銷售額。而(ér)到了2030年,則意圖在新能(néng)源(yuán)汽車用驅動馬(mǎ)達市場的全球份額達(dá)到35%。
筆(bǐ)記本電腦硬盤驅動器的傳奇,正在電動汽車這(zhè)一全新(xīn)的市場上重(chóng)新生長。
這背後還要得益於工業軟件的使用。
獨立開發仿真(zhēn)軟件
自1994年起,尼得科就開始量產用於硬(yìng)盤驅動器(qì)的液態軸承。隨著(zhe)硬盤驅動器在數據(jù)存儲密度(dù)方麵(miàn)的驚人進步,傳統(tǒng)的滾珠式軸承在原理上已經(jīng)無法做到讓每一顆滾(gǔn)珠的大小都完全一致。為了探索液態軸承的最佳結構,尼得科逐漸走上了自(zì)主研發建模與仿真軟件之路。
在產量從幾(jǐ)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宜。因為要(yào)檢查(chá)到異常現象,往往需要製作1000個以上的試製件來代表不同的模式,耗時耗力,成本也相當高。
如何讓這項工作從車間轉向設計室?尼得科決定采用(yòng)仿真軟件CAE進行測試,從而改變傳統“創意、修(xiū)改和再設計”的試錯(cuò)式檢測(cè)流程,一次設計對。然而,市場(chǎng)上通用的(de)仿真軟(ruǎn)件,針對(duì)這種特殊產(chǎn)品應對乏力,於是尼得(dé)科決定(dìng)在公司內部開發獨有的解析軟(ruǎn)件(jiàn)。這樣最大的好(hǎo)處是,可(kě)以(yǐ)將範圍鎖定為液體動壓軸承的特有機能,用二維模型定(dìng)義三維模(mó)型,降低振動模型的自由度(dù),僅以設計上特別需(xū)要的現象作(zuò)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(shuāi)減性的仿(fǎng)真計算(suàn)。
有了仿(fǎng)真(zhēn)計算,就可以(yǐ)隨時將軸和軸承之間的間(jiān)隙(xì)參數變更為1000~2000不同的模式,也能在幾十分鍾(zhōng)內迅速得(dé)出計(jì)算結果。最後,這種技(jì)術(shù)也陸續用在使用(yòng)液壓動態軸承的風扇以(yǐ)及鼓風機上。而隨著社會再電氣化的(de)發展,汽(qì)車、家電等產品(pǐn)對高效率、靜音、低振動等的要求也愈來愈高(gāo),這種針對性極強的CAE技術正(zhèng)在逐漸發(fā)揮更大的作用。
從零件設計到模塊和單(dān)元設計,一(yī)直到安裝有模塊或單元的殼體側的結構設計,尼得科都可以通過CAE技術自主地完成。從一家馬達、軸承(chéng)供應商逐步進化成(chéng)一個OEM廠商所依賴的關鍵戰略夥伴,其中自主研發的CAE軟件起到了重大作用。
挑戰巔峰:不同尋常的製造
設計理念的突破(pò)和設計工具的使用,大(dà)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的視(shì)野。許多天才設(shè)計師不拘一格的想象力,給製造工程師(shī)留下(xià)了很多的(de)難題。如蘋果的設(shè)計師,總是在挑戰工程(chéng)師的神經。許多設備製造商,在拿到蘋果的新一代設計方案的時候,第一個反(fǎn)應都是,“這不可能”。
日本(běn)電產的設計視角獨特,一般不是局限於單個產品(pǐn)的性能,而(ér)是考慮平(píng)台化(huà)支(zhī)撐、係列化產品。它往往是在同時考慮未來幾代產品線的設計突破,這無疑也將(jiāng)製造能力逼到極限。經常會讓設備供應商很緊張。市麵銷售的標準機器開始變得笨拙起來。它們通常適合加(jiā)工常規任務,而不是用來接受(shòu)設(shè)計的(de)挑戰。如電動汽車比以往需要更低(dī)的靜音效果,齒輪需要很高的精度,這使得馬達、變頻器、減速器等構(gòu)成的驅動係統(tǒng),走向一體(tǐ)化的加工。而在這樣的背景下(xià),汽車零部件廠商的上遊加工設(shè)備和技術(shù),就要開始做出更改,為模塊化和係統化的用戶邁出新的(de)步伐。
但製(zhì)造商沒有(yǒu)坐等機器供應商來提供(gòng)方案。它一定要擁有(yǒu)跟(gēn)出色設計能力相(xiàng)匹配的加工能力。蘋果選(xuǎn)擇了與設備製造商共同攻克,掌握設備技術但不參與製(zhì)造(zào)。而更多有雄心的製造商,開始挑戰專業(yè)化分工,建立(lì)自己的設備製造能力,用自己(jǐ)製造的機器來完(wán)成自己設計師的創意。日本電產就走上了這樣的深度製造的路徑。
這就是電產為什麽會非常鍾情於(yú)機器製造的(de)本身。正如格力(lì)電器投資建立格力機床(chuáng),美的收(shōu)購機器人KUKA一樣,電產在(zài)衝壓(yā)機等工廠自動(dòng)化(huà)設備(bèi)方麵,非常注意形成產業鏈條。
這一次,三菱重工集團旗下機床業務整體轉讓(ràng)給日本電產集團,包(bāo)括中國常熟工廠。日本的機床廠,一般比較長壽,這是從機(jī)械時代走(zǒu)過來的曆(lì)史產物。這家機床(chuáng)也有80年的曆史,曾(céng)開發出(chū)世界最大級別的龍門機。目前的業務主要集中在齒(chǐ)輪機、大型龍門機的(de)綜合解決方案。這類專有機床最大的特點就是要(yào)保障(zhàng)一站(zhàn)式的服務能(néng)力。國內(nèi)齒(chǐ)輪機床翹楚,陝西秦川機床有一個觀點就是,“做好用戶的工藝師、裝備師”,說的就是這個道理。隻有研發、生產之間相互協作(zuò),並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。
而三菱重工機床,作為製造汽車齒輪的機床,擁有日本同類(lèi)設備市場60%的份(fèn)額。日本電產的這一收(shōu)購,形(xíng)成(chéng)從(cóng)馬達到齒(chǐ)輪(lún)的完整動力鏈條。作為電動汽車的完整牽引解決方案提供商,Nidec正在(zài)全力備戰,它甚(shèn)至為2025年前規劃了100億美元的投資預算。
日本電產的方法最(zuì)能表明一種全新(xīn)的潮流,那就是反向整合供應(yīng)鏈(liàn),以製造能力(lì)製勝。這種反向收購供應鏈的方式(shì),對於強(qiáng)調分工的日本公司,不同尋常。但對於日本電產而言,這是一條長盛不衰的路。
並購狂(kuáng)人
這或(huò)許也跟創世(shì)人的信念(niàn)有關。日本電產有著清晰的戰(zhàn)略原(yuán)點(diǎn),它高度聚焦在“轉動體”這樣一個領域。轉動的馬達,無(wú)論它在(zài)哪裏,都(dōu)是日本電產可能的聚焦對象。
“一(yī)定要成(chéng)為世界第一”是電產的理念(niàn) 。創始人叫(jiào)“永守重信”,真是會起名字,聽起來就是在(zài)捍衛一種理念。這家公司非常強調自己研發,而配套戰略就是(shì)快速並購,“用金錢(qián)換取時間”。
在過去的(de)幾年,日本(běn)電產的策(cè)略就是買(mǎi)買買,它已經收購了近十家自動化及機床公司。光2016年(nián)到2019年,4年發生了20起。這可不是心血來潮,實際上,貫穿(chuān)了它的(de)發展曆史,截止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領(lǐng)域,推出加壓能力在200噸~1200噸的7款大型衝床,麵向汽車和建築(zhù)機械。此後,先後收購了西班牙知(zhī)名衝床公司arisa和美國頂級送料機Genmark Automation公司,提升麵向汽車行業的大型衝床能力(lì)。2018年(nián)~2019年,它收購了五家跟衝(chōng)壓機相關的機床和機器人(rén)零部(bù)件,大舉布局工廠自動(dòng)化。它在收購了生產機器人減速器的德國(guó)MS-Graessner之後,將機器人巨頭ABB也納入自己(jǐ)的供貨範疇。這個(gè)並購代(dài)價(jià),隻有3億人民幣左右。類似這種小型製(zhì)造商,德(dé)國(guó)其實有非(fēi)常(cháng)多。很多很好的小珍珠,等待淘金(jīn)者前來摘取。日本人在這方麵輕車熟路,狂飆(biāo)猛進。
小記:未來變局,雙重的困惑
如果這些設備都僅僅為自己使用也未免過於奢侈,因此這類機(jī)器製造商被並購之後,會形成獨立的事業部,也會單獨對外銷售。例如日本電產的機(jī)器裝備部的收入(rù),能夠占到企業營(yíng)業額的10%左右。它對外銷售的無(wú)人搬運車(chē)AGV,用(yòng)的就是自己的精密減速機產品。而這種減速機的生產,也采用(yòng)自家(jiā)的AGV。一個“自己造自(zì)己”的循環製(zhì)造的(de)典型。
日本(běn)電產吃掉了自己多年的供應商,給我們留下了兩個(gè)困(kùn)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(xiǎo)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(xiǎo)而美(měi)。這是機床產業在大整合潮流下的寒(hán)冰時(shí)代。
而一(yī)方麵,電動車的製(zhì)造,似乎正在悄悄地(dì)複古。一反(fǎn)多年來專業化分(fèn)工的精細(xì),似乎走向了(le)當年福特主義(yì)的(de)一體化製造時代。許多設備(bèi)都是自己(jǐ)做,零部件也自己做。特斯拉(lā)最為典型(xíng),它已經在自動化設備(bèi)上多(duō)次並購(gòu),強化製造能力(lì)。而日本電產,也(yě)悄悄地尾隨其(qí)後。
隨著對(duì)製造能力的(de)極限挑戰,反專業分(fèn)工正在迎來新的高潮。
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