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汽車工業（yè）的變革對（duì）機床行業的啟示

2023-10-9 來（lái）源：機床協會作（zuò）者：-

編者按：本文編譯整理（lǐ）自日（rì）本機（jī）床（chuáng）製造商協會編製的《日本機床工業願景2030》，文章講述環保理念下汽車行業的變革以及對機床裝備產業（yè）帶（dài）來的影（yǐng）響，並預測未來的市場趨勢。文章相關數據大多截至2020年。經兩協會友好商議，協會傳媒平台組織編譯、整理、轉發此文，僅供業界交流、參考。版權歸原作者所有。

世（shì）界汽車工業正在進入百年一遇的變革時期。在世界各國家和（hé）地區環保法規日趨嚴格的背景下，整車企（qǐ）業和零部件企業都在努（nǔ）力引進高環保性能的車型，公司（車企）正加（jiā）緊研（yán）發（fā）和製造行駛中二氧化（huà）碳零排（pái）放的車型，如電動車（chē）（以下簡稱EV）、燃料電池（chí）汽車（以下簡稱（chēng）FCV）。2021年6月，日本鈴木董事長鈴木修在退休前接受采訪時說過，“汽車行業（yè），包括零部件企業，將隨著電氣化而發生翻（fān）天覆地的變化”。

基於2015年達成的《巴黎協（xié）定》，有效目標值主要由發達國家設（shè）定，此（cǐ）後可以說汽（qì）車製造商開始根據《巴黎協定》采取具體行動。除了汽車（chē）的（de）電氣（qì）化，還應該涉及到從汽車（chē）產業（yè）向出行產業的轉變。

正如“車”向（xiàng）“出行”轉變一（yī）樣，出行的使用環境也將發生變化。一個很好的例子是（shì）2020年豐田宣（xuān）布的Woven City，該項目（mù）被定位為“未來城市示範城市”，其目的是著眼於向移動出行服務提供商轉型，對自（zì）動駕駛、個人出行、機器人和人工智能（AI）技術等各個領域的新技術展開實證試驗。

以下將努力從不同於目（mù）前（qián）汽（qì）車產業分析的視角，推測2030年的汽（qì）車和（hé）出行產業情況。

1. 汽車行業對環境法規的響應

世界正朝著實現脫碳社（shè）會邁進，不僅世界各（gè）國政府已經宣布實現碳（tàn）中和時間，各大企業（yè）也都在采取（qǔ）具體措施（shī）來實現這些目標。

各國（guó）都在推動廢氣（NOx氮氧（yǎng）化物、PM顆粒物）法規（guī）的製定，在法規標準（zhǔn）化進（jìn）程不（bú）斷推進的歐洲，各（gè）大汽車零（líng）部件企業都在為2025年實施的新歐7排放（fàng）標準而努力研發。符合歐洲法規的中國和瞄準歐洲法規的日本等汽車先（xiān）進國家的汽車製造（zào）商和零部件製造商將采取與歐洲公（gōng）司相同的措施。“環保合規（guī）”有可能成為行業的一大關鍵詞。

汽車電動化是汽車製造商為應對日益嚴格的環保法規而采取的措施。除了EV和FCV之外，混（hún）合動力汽車（HEV）和插（chā）電式混合動（dòng）力汽車（PHV）等車輛（liàng）也是典型的例子（zǐ）。在以往的內燃機車基礎（chǔ）上增（zēng）加電動技術的HEV、PHV，搭載不同驅動源的EV、FCV等，能夠減少（shǎo）行駛時CO2排（pái）放量的車輛的開發從2010年代開始擴大。2020年（nián）代，尤其是隨著EV產（chǎn）銷量的擴大，電氣化成為（wéi）必不可少（shǎo）的技術。

表1所示（shì）為2020年汽車銷量排名前10的國家，他們（men）的銷量占全球銷量的70%以上。鑒於這些國家正在推進電動化，可以預見2030年汽車行業的電動化率將大幅提升。

表1 主要國（guó）家電氣化政策

資料來（lái）源：IEA，2020年全球電動汽車展望，基（jī）於OICA的銷售數據。

2. 整車企業和零（líng）部件（jiàn）供應商爭（zhēng）相電動化

表2顯示（shì）了（le）主要汽車製造商引入電動汽車的趨（qū）勢。從截至2020年全球（qiú）銷量前10的企業來（lái）看，不少企業已經宣布將在2030年後進軍電動汽車（chē）市場。以HEV技術著稱的（de）豐田也在2021年底公布了EV戰略，宣布到2030年將開發30款EV車型。此外，還（hái）設定了將在2030年每年1350萬輛電動汽車的全球銷售目標。其中，作為高級計劃的雷克薩斯已經演變為以EV為中心的計劃，並設定了2035年EV占所有銷（xiāo）量（liàng）的目標。

表2 主要汽車廠（chǎng）商電動汽車情況介紹

注：排名第10的Stellantis是2020年FCA和PSA的合資企業。 EV公告是Stellatis的目標（biāo）值。

資料（liào）來源（yuán）：IEA，2020年全球電動汽車展望。

中國在2020年公布了《節（jiē）能與新能源汽車路線圖2.0》，目標（biāo）是到2030年將（jiāng）NEV（新能源汽車）在所有新車（chē）中的比（bǐ）例提（tí）高到50%。預計（jì）2030年產銷量（liàng）將擴大至3800萬（wàn）台，2035年將（jiāng）擴大至（zhì）4千（qiān）萬（wàn）台。如（rú）果其中一半以上是新能源汽車，那麽超過1900萬（wàn）輛（liàng）將是PHV或更高級別的電動汽車。中國的新能源汽車是包含PHV、EV和FCV，HEV定位為節能汽（qì）車。（表3）。

表3 中國年度目標銷量（路線圖（tú）2.0）

資料來源：根據Marklines製作（zuò）。

2020年全球汽車銷量約為7800萬輛，受COVID-19（新冠疫情）影響較上年下降約14%，但總銷（xiāo）量預計在2030年之前保持（chí）增（zēng）長。多家谘詢公司預（yù）測，2030年全球汽車銷量將超（chāo）過1億輛，其（qí）中50%為EV。僅在中國這（zhè）個全球最大的汽車市場，到2030年，新能源汽車銷量將近2000萬輛，預計電動（dòng）汽車占全球（qiú）汽車銷量（liàng）的50%。

隨著這種汽車電動化的轉變，汽車製造商也開始審查他們的生產（chǎn）係統。戴姆勒（德國）宣布將減少其（qí）主機廠的產量和（hé）人員（yuán），以應對內燃機車產（chǎn）量的下降。通用汽車也表示將（jiāng）關閉美國的（de）三個工廠。另一（yī）方麵，通（tōng）用汽車不僅從轉向EV而開始重組，還開（kāi）始建設新電池廠（chǎng）（在（zài）美國）。毫無疑問，到2030年，生產係統將（jiāng）進行重組，將創建新（xīn）部門以加速（sù）向EV的轉變（biàn），並且電子和電（diàn）氣零部件的生產將（jiāng）增加。

在這些相關零部件中，下（xià）一代電池將成為（wéi）2030年的關注焦點。為了擴大EV的使用範圍，共同課題是急需降低（dī）車輛成本和延長續（xù）航裏程。截（jié）至2020年，新一代電池中備受關注的全（quán）固態電池研（yán）發才剛剛起步，不僅是電池廠（chǎng）商，汽車廠商也紛紛開始參與研發（表4）。

表4 全（quán）固態電（diàn）池研發進展情（qíng）況

資料來源：根（gēn）據各種新聞材料製（zhì）作。

2020年，大陸（德國）、馬勒（德國）、謝弗勒（德國（guó））等（děng）主要汽車零部件企業都在全球大幅裁員，並宣布因電動化而調整職位。比如（rú）不需要發動機了，因此生產線工人也會變得不再需要。軟件和IT部門的強化和（hé）重組已經完成。

向EV的轉變、汽車自動駕駛技術的引入以及CASE（Connected，Autonomous，Shared & Service，Electric）和MaaS（Mobility as a Service，出行即服務）等環境變化意味著將能夠（gòu）比以往任（rèn）何時候都更快地響應正在開發的創新。因此，生產設施的投資（zī）有望進一步增加。

3. 多元企業進軍電動汽車產業

除了電動化之外，2030年汽車產業的關鍵（jiàn）詞還有CASE和MaaS。CASE的C，Connected是指安裝在車輛上的通信設備連接到（dào）電（diàn）話線或互聯網，或者使用其他通信無線電波連（lián）接到周圍的車輛，或者連接到信號等基礎設施。由於5G的發展，始終連接到（dào）互聯網的（de）車輛有（yǒu）望普及到普通大眾，預計到 2030年將有一定數（shù）量的（de）車輛作為聯網汽車運行。此外，如果所有車輛都具有聯網汽（qì）車的（de）功能，則可以運行自動駕駛功（gōng）能。如果5G應用在車輛上，車輛（liàng）就能（néng）夠掌握周圍的情況（kuàng），如果車輛的自動刹車和油（yóu）門功能有效發揮作用，就可（kě）以建立自（zì）動駕駛汽車運行的環境。假設由於法律製定的困難，到2030年（nián）無法及時在車輛中安裝自動駕（jià）駛係統，但圍繞（rào）汽車（chē）的各種技術將變得更加可行。

電動化技術，以及支（zhī）撐它的半導（dǎo）體（tǐ）、傳感（gǎn）器和嵌入式技術，將提（tí）高汽車的附加值。與此同（tóng）時，汽車正在從“自行出行”的交通工具演變為滿足用（yòng）戶在各種情況下需求的出行物體。豐田在（zài）2018年宣布將（jiāng）其模式從（cóng）“製造汽車的公司”轉變（biàn）為“出（chū）行公司”。

表5 新企業進入電動汽車行業的市場拓展動向

資料來源：由 Marklines創（chuàng）建（jiàn）。

表5中所列的富士康等（děng）電子製造服務（EMS）公（gōng）司也開始生產電動汽車。雖然該公司是全球最大的EMS，但它已經建立了自己的EV開發平台“MIH”，並（bìng）開始發展一（yī）項業務，在（zài）該業務中，它為使用該（gāi）平台的其他公司承擔所有EV生產。

2020年，蘋果（美國）和穀歌（美國）就已（yǐ）經宣布有意進軍電動汽車市場。出行行業不僅與出行對（duì）象（作為產品的出行）本身相關聯，而且還與構建共享經濟（CASE中（zhōng）的S）和MaaS相（xiàng）關聯。這裏的業（yè）務不是一個出行的（de）對象，而是聚集在那裏的海量出行大數據，以及（jí）由此誕（dàn）生的新價（jià）值。IT公司、電信運營商、智慧城市建設等各類供應商都將搶占（zhàn）這（zhè）一（yī）領（lǐng）域。

4. 機（jī）床（chuáng）行業應隨機而動

當承接代工企業的存在變得普遍時，傳統汽車（chē）行業的“垂直整合”型製（zhì）造向“橫向分工”型製造轉（zhuǎn）變，產業結構本身也會（huì）發生變化。換句話說，它有可能表現為（wéi）客戶群的變化。在機床行業，最顯著的變化不僅是產業結（jié）構的變化，還有製造業本身的變化，比如汽車是如何製造的。

如上（shàng）所述，如果（guǒ）假設2030年將售出約1億輛汽車（出行），其中一半為傳統內燃機車，即發動機產量將保持5000萬台（tái）。這個數字隻（zhī）是2020年代初的（de）一個假設，根據各國環保法規的發展情況，極有可能會更小，銷量停滯不前也是可想而知的。

（1）內（nèi）燃（rán）機（jī）占所有汽車（出（chū）行）銷量一半的情況

內（nèi）燃機車將繼續存在的事實意味著（zhe）發動機（jī）當然是必不（bú）可少的部分。但是，即使保留一半（bàn），各汽車製造商也會（huì）從2000年代到2020年大幅減少發動機類型（xíng）。這是因為這些公司將投資（zī）從發動機研發轉移到了其他領域，而且他們傾向於共享所生產車輛的（de）發動機型號。以日本（běn）整車企業（yè）為例，豐田從1998年的25種車型整合到2017年的（de）19種，馬自達也從（cóng）11種車型整合到4種。其他企業也有類似趨勢，而且到2030年這種趨勢會更加明顯（xiǎn）。

另一方麵，需（xū）要注意的是（shì），內燃機汽車（chē）也需要（yào）具備環保（bǎo）性。與傳統發（fā）動機相比，需（xū）要提高熱（rè）效率和減少廢氣中顆粒（lì）物的技術，而（ér）這種（zhǒng）性能對於2030年將部署的發（fā）動機至關重要。因此，要生產（chǎn）附（fù）加值高於以往的發動機，就需要生產製造設備的支持。

（2）EV、FCV等電動汽車占多（duō）數的（de）情況

電動汽車和機動性所需的零部件及材料自（zì）然會比發（fā）動機（jī）零部件增加。還應考（kǎo）慮到，將使用許多具（jù）有化學產品特性的零件和（hé）材料，例如電池。表（biǎo）6是一個例子，預計這些新安裝部（bù）件的生產需要新的設備和機械。

表6 EV和FCV不需要的零件和新零件

出處：日本機床製造商協會《汽車（EV）電動化對機床行業的影響和變化（huà）的（de）調查報告》

這些新增及增產零件需要什麽樣的機床“產品”？或者需要什麽樣的“加工功能”？例如，電氣化必不可少的電機由鐵芯材料和線圈等零部件產品組成，其生產加工需要（yào）塑料加工技術。此外，與一般電機不（bú）同，EV電機需要高精度的鐵芯材料，通常使用（yòng）精密板材壓力機（jī）進行加工。

除了（le）新（xīn）零（líng）件，還需關注用於（yú）出行的材（cái）料產品的變化。例如，電動汽車配備電池和電機等重型部件，即使（shǐ）沒有同樣沉重的發動機，也需要進一步減（jiǎn）輕重量以提高機動性的駕駛性能，因此CFRP（碳纖維增強塑料）等新材料正在被采用。成型CFRP需（xū）要技（jì）術來（lái）控製加壓所需的時間和壓力，擅長控製這些東西的伺服折彎機未來需求量有（yǒu）望增加。雖然這裏隻提到了一部分（fèn）需求場景，但各種出行產品的開發和（hé）生產將會擴大，對新（xīn）機床的（de）需求將（jiāng）會增加。另一方麵，出行性豐富多樣的事實意味著（zhe）可能不得不考（kǎo）慮適合小批量生產的製造，而不是汽車等（děng）大批量生產的產品。在（zài）這（zhè）種情況（kuàng）下，可能需要（yào）引入與機床不同理念的技術，例如AM（增材製造）技術。

來源：日本機（jī）床製（zhì）造（zào）商協會（作（zuò）者太田誌乃，名（míng）城（chéng）大學（xué）副教授）編（biān）譯：協會（huì）傳媒平（píng）台責編：黃韶娟

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