- 中国战略性新兴产业研究与发展·紧固件
- 冯金尧主编
- 5468字
- 2020-06-25 22:15:03
第1章 中国紧固件的战略地位
紧固件是将两个或两个以上的零件(或构件)紧固、连接、定位成为整体所采用的一类机械基础零件的总称。其品种规格繁多,标准化、系列化、通用化和商品化程度甚高,已形成配套齐全的专业化制造产业,因此,习惯上也称为标准件,至今仍有一些紧固件生产企业称为标准件厂。
紧固件是传统的机械基础件,早于其他大部分机械装备和零部件产品问世,在工业化初期便得到广泛应用,也是专业化生产最早的产品。在漫长的进化发展过程中,用量最大的螺纹紧固件基本原理和结构特点得到保留和完善,在此基础上,其设计、制造和使用技术非常成熟,发展成十分完备的系统。从专利信息看,针对紧固件的性能、结构的改进专利技术相当多,也表明紧固件虽然是传统的产业,仍在与日俱进,在信息化时代仍发挥着不可替代的作用。
紧固件应用于各种装备制造、工程建设和日常生活中,从航空航天、高速铁路、新能源等高新技术装备到民用的一般机械和日用生活品,从大型桥梁、高层建筑到一般钢结构厂房,无处不见紧固件的身影。当下使用的大部分装备,无论其大与小,复杂与简单,基本上都是由若干个零部件或单元组合而成,紧固件连接是使用最多、最有效的连接方式,起到了不可替代的作用。紧固件产品虽身小价廉,却担负着重要使命,其作用不可低估。一辆小轿车使用各种类型的紧固件数千件,而一架中型飞机紧固件用量可达数百万件。由于用量大,市场需求多,专业化程度高,人们把紧固件称作工业之米。
按国内标准分类,紧固件产品包括:螺栓、螺柱、螺母、螺钉、木螺钉、自攻螺钉、垫圈、铆钉、销、挡圈、紧固件-组合件及连接副,以及其他(如焊钉、异形钉)12大类;按其主要结构特点又可分为螺纹紧固件和无螺纹紧固件,其中螺纹紧固件占比很高;按性能等级分类,一般把公称抗拉强度800MPa及以上的紧固件称为高强度紧固件,如8.8级及以上的钢制螺栓,8级及以上的钢制螺母等,绝大部分钢制高强度紧固件需要进行热处理和表面处理;行业中,把结构或性能不完全符合现行国家标准和行业标准的紧固件产品称为非标异形件,这些产品一般要求比较严格,有其个性特征,制造难度大,价格比较高,是一些有能力企业的关注焦点,也是错位竞争的理性选择。
出于历史原因和国际贸易需要,进出口紧固件产品按税号划分归类,主要有:方头螺钉、其他木螺钉、钩头螺钉及环头螺钉、自攻螺钉、其他螺钉及螺栓,不论是否带有螺母或垫圈、螺母、其他钢铁制螺纹制品、弹簧垫圈及其他防松垫圈、其他垫圈、铆钉、销及开尾销、其他钢铁制无螺纹制品。一些出口目的国的税号产品与国内不尽相同,关税也有区别,有些产品受到反倾销和反补贴贸易手段影响,在出口中应予以注意。
由于航空航天用紧固件与一般工业和民用产品无论材质还是性能要求都差异很大,特别是有一些特殊的使用要求,如环境条件、轻量化、可靠性要求等,所以,无论制造、标准化、认证以及贸易都自成体系。国际上,这部分产品的标准化由ISO TC20负责,而不是由紧固件标准化技术委员会ISO TC2负责,在国内也不属于全国紧固件标准化技术委员会业务范畴。在国内,分别由SAC/TC425全国宇航技术及其应用标准化技术委员会和SAC/TC435全国航空器标准化技术委员会归口,相应的标准数量不多,分别为国家军用标准(GJB)、航天工业行业标准(QJ)和航空工业行业标准(HB)。在其他领域,如船舶、石油等,也有个别具有特殊要求的紧固件产品,以往这些行业除了采用国家标准外,也有一些比较特殊的专用紧固件产品,由其行业内部的企业或进入配套目录的通用紧固件企业生产,一般使用国标产品或在国标结构基础上附加一些材质、热处理、表面处理等特殊要求,没有专用标准。近些年,向行业外企业开放度提高,社会供货量明显增加,为这些行业提供产品的企业,应关注相应产品标准和特殊要求。
紧固件多为成组使用,也就是一个节点用若干件(套)紧固件,为了降低成本,减轻质量,许多场合使用的紧固件达到精打细算的程度,紧固件规格选择预期最小。单件(套)使用的紧固件一旦失效,就会造成该节点紧固功能丧失,被连接紧固零部件解体或异位,直接引发整机或部分功能丧失,一般应慎重而为之。多件配套使用节点上的一个紧固件失效,其功能转嫁给同节点其他紧固件担当,加重其他紧固件的负担,常会引发多米诺效应。当多件紧固件失效时,最终造成整个节点被击垮。
当紧固件出现断裂或松脱解体,形成不受约束的金属残片时,其运动轨迹和落点不可预知,可能直接伤及设备和人员。残片若碰到高速运转的部件,就会被加速弹出,加大其杀伤力;若掉落到运动副和相对运动的两部件之间,会直接阻碍运动,使运动副破坏或卡死,从而影响机器运转,甚至造成停机;若掉到裸露的电力电子产品上,就可能因短路而影响电力供应或烧毁电子元件或产生非预期信号,造成供电中断,控制系统发出错误动作,引发系统性灾难。总之,一旦紧固件出现失效,轻者影响主机正常运转,重者造成停工停产,甚至导致重大人身财产损失。因紧固件失效引发的事故屡见不鲜,保证紧固件性能质量、安全性和可靠性应引起高度重视。
近年来,我国已成为全球紧固件制造第一大国,也是紧固件进出口大国,出口额大于进口额,处于贸易顺差状态。据中国机械通用零部件工业协会紧固件分会统计数据显示,2014年我国紧固件出口量278万t,出口额50.6亿美元,主要出口国家前10位的是:美国、俄罗斯、日本、德国、土耳其、阿联酋、巴西、韩国、印度和澳大利亚。2014年进口至我国的紧固件为30.4万t,进口额32.7亿美元,主要进口国家和地区前10位的是:日本、德国、韩国、中国台湾、美国、意大利、法国、西班牙、捷克和荷兰。在欧盟对中国紧固件反倾销以后,我国出口欧盟地区总量大减。
冷战结束后,国际经济格局发生了巨大变化。国际合作加强,中低端制造业向发展中国家和地区转移,一些发达国家将注意力转向盈利更高的虚拟经济和高端制造,争夺市场先机,传统制造业大大削弱,因此,有人将传统制造业称为夕阳产业。2008年爆发的金融危机敲响了警钟,美国的先进制造业伙伴计划、工业互联网,德国的工业4.0,日本的《产业技术竞争力强化法》等,无不直接指向制造业的发展与竞争力提升,意在抢占实体经济的制高点。
我国通过实施改革开放政策,承接制造业产业转移,释放人口红利,以较大的环境资源代价换取了持续多年的快速增长,成为制造业大国,积累了一些财富,取得了令世人瞩目的成就。与此同时,我国制造业大而不强,受到自主创新能力、产业结构水平、资源利用效率、信息化程度和质量效益等制约日益显现,大力发展战略新兴产业是推动转型升级、实现跨越发展的重要举措。党的十八大以后,党中央国务院审时度势,全面调整发展思路,科学应对新常态,提出一系列战略措施,推进实现强国梦。
2015年5月,国务院发布《中国制造2025》,这是动员全社会力量、力争到2025年中国制造业进入强国行列的行动纲领,是我国制造强国战略第一个十年行动纲领。《中国制造2025》开篇就明确指出“制造业是国民经济的主体,是立国之本、兴国之器、强国之基”,提出了以“创新驱动、质量为先、绿色发展、结构优化、人才为本”20字的基本方针,指明了实施制造强国战略的目标和任务,将强化工业基础能力列入战略任务之一,紧固件制造业将迎来新的机遇和挑战。随着我国装备制造业向高端迈进,对紧固件等基础件的要求越来越高,受劳动用工难、劳动力成本持续升高、环境承载能力紧缩、原材料价格低迷等影响,企业利润空间明显受到挤压,产业继续转移不可避免,紧固件产业面临新的挑战和机遇,转型升级迫在眉睫。
我国装备制造业虽然取得了可喜的进步,在国民经济中的主力作用显而易见,也为制造业乃至国民经济发展做出了巨大贡献,但自主创新能力不足,高端装备空心化严重,仍然是制造业发展的“瓶颈”和“短板”,基础件是“短板”中的“短板”。2010年工业与信息化部发布《机械基础零部件产业振兴实施方案》,2011年又发布了《机械基础件、基础材料及基础制造工艺“十二五”发展规划》,2013年开始实施强基工程,连续三年陆续支持了一批项目,还将继续实施若干年。
从《中国制造2025》和近些年实施工业强基工程情况看,政府十分关注核心基础零部件(元器件)、先进基础工艺、关键基础材料和产业技术基础(以下统称“四基”)等工业基础能力建设,逐步加大对基础共性研究、公共服务平台和基础设施建设的投入力度,基础件将支持重点聚焦在目前供给能力差距大的液压件、轴承和齿轮等方面,紧固件能力落实的项目相对少些。政府支持的项目以引导、攻关和示范作用为主,项目数量少,参与企业少,惠及面有限,更多的还需要行业、企业审时度势,抓住机遇,应对挑战,发挥自身优势,借力政府(包括中央和地方政府)相关政策支持和上下游协同,关注绿色制造和智能制造技术发展,适时做好转型升级,不断提升竞争力,才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。
我国紧固件制造业是一个国民经济和社会发展不可或缺的富有生命力的行业。紧固件制造业服务于国民经济各个领域,紧固件产品随处可见,全国几千家企业,几乎各个省市都有分布,为近百万产业工人提供了就业岗位,每年创造700多亿元销售额,30多亿美元的外汇收入。整个紧固件制造业出现了连续十几年高速增长,在金融危机和国际贸易保护主义影响下,还是取得了相对较高的增长速度,由于产业结构和产品结构不断完善,紧固件行业表现出了很强的生命力。但是,受市场需求总量和结构特点的限制,紧固件制造业总体规模不大,中小型企业占比大,龙头企业规模也不大。
作为最基础、最通用的机械基础件,紧固件产业对战略性新兴产业有着举足轻重的作用,高端紧固件也是战略性新兴产业的重要组成部分。战略性新兴产业需要大量的装备和设施来支撑,离不开各种紧固件。作为战略性新兴产业的节能环保产业、高效节能技术装备及产品、新一代信息技术产业的信息网络基础设施和新一代移动通信设备、生物产业的先进医疗设备、高端装备制造产业的航空装备、空间基础设施、卫星、轨道交通装备、海洋工程装备、智能制造装备、新能源产业的新一代核能技术和先进反应堆、风电技术装备、新能源汽车产业的混合动力汽车、纯电动汽车等都需要大量使用紧固件,紧固件性能质量将直接影响这些产业产品的性能和质量。紧固件制造业在为战略性新兴产业服务的同时,也需要高效、节能、低耗、低排放、高智能化的高端制造装备和新材料,从而成为战略性新兴产业的服务对象。
从我国紧固件进出口统计数据可以看出,大量高端紧固件进口比例很高,高端装备空心化现状在紧固件产业表现也十分突出。究其原因,主要有以下几个方面:一是创新资源不足,社会资源缺失,公共产品和公共服务供给不配套,低水平重复开发严重,多年的模仿生产,企业将关注焦点和技术力量主要集中在生产上,创新投入低;二是创新机会不多,紧固件只是品种规格繁多的产品,客户按现成技术产品设计要求类比设计,一般不做深入研究,大部分生产企业主要按标准或客户要求组织生产,基本没有机会参与产品的原创设计;三是受到外资排斥,一些引进技术和外资企业直接将国外设计拿来,由于地缘关系采购原企业配套商的产品,也不乏因为文化差异和对中国企业了解不够,对中国制造产品不放心或抵触;四是国内市场需要净化,由于市场无序竞争,个别企业诚信度低,采取非正常手段抢占市场,甚至弄虚作假,影响了产业整体形象;五是质量竞争意识差,关注细节不够,“快吃萝卜不洗泥”,“差不多就行”的认识很普遍,出现问题时想办法过关,努力减轻自己的责任。
解决上述问题,需要政府、社会、行业、企业和机构的多方努力,攻坚克难,协同推进。
要发挥市场在资源配置中的主导地位,充分利用社会资源和市场经济杠杆,特别应该注意的是质量强企,改变中国制造的形象。2015年7月,工业和信息化部发布《高强度紧固件行业规范条件》,这虽然是一个非强制性的措施,相信对引导紧固件产业健康、有序和可持续发展,遏制低水平恶性竞争,确保装备和人身安全,保护企业技术研发投入积极性,提高产品质量和绿色制造应用水平,满足主机产业对优质高强度紧固件产品需求,加快我国紧固件产业的转型升级能起到积极的推动作用。
当今世界正发生复杂深刻的变化,世界多极化、经济全球化、文化多样化、社会信息化的潮流不可逆转,各国面临的发展问题依然严峻,国际金融危机深层次影响持续发酵,世界经济复苏缓慢,经济社会发展分化,国际投资贸易格局和多边投资贸易规则酝酿深刻调整。为了促进经济要素有序自由流动、资源高效配置和市场深度融合,推动沿线各国实现经济政策协调,开展更大范围、更高水平、更深层次的区域合作,共同打造开放、包容、均衡、普惠的区域经济合作架构,习近平主席于2013年首次提出了“一带一路”的战略构想。
“一带一路”是“丝绸之路经济带”和“21世纪海上丝绸之路”的简称。是合作发展的理念和倡议,是依靠中国与有关国家既有的双多边机制,借助既有的、行之有效的区域合作平台,旨在借用古代“丝绸之路”的历史符号,加强政策沟通、道路联通、贸易畅通、货币流通、民心相通,高举和平发展的旗帜,主动发展与沿线国家的经济合作伙伴关系,共同打造政治互信、经济融合、文化包容的利益共同体、命运共同体和责任共同体。
在金融危机后,特别是受欧美反倾销的不利影响,一些企业试探到东南亚国家设厂投资,在其他一些地方设立分支企业和寻找合作伙伴,试图通过走出去度过眼前的难关,受政治、文化等差异及当地政策等影响,成功的案例不多,效果不理想,但这种探索还要继续下去,紧固件企业要抓住“一带一路”行动落地的机遇,搭船出海,抱团取暖,国际产能合作、沿线基础设施建设、中国装备走出去等举措和相关政策,都需要大量的紧固件,将形成新的增长点。