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汽車工業的（de）變革對機床行業的啟示（shì）

2023-10-9 來源：機床協會作者：-

編（biān）者按（àn）：本文編譯整理自（zì）日本（běn）機床製造商協會（huì）編製的（de）《日本機床工業（yè）願景2030》，文章講（jiǎng）述（shù）環保理念下汽車行業的變革以及（jí）對機（jī）床裝備產業帶來（lái）的（de）影響，並預測未來的市場趨勢。文章相關（guān）數據大（dà）多截至2020年（nián）。經兩協會友好商議，協會傳媒平台（tái）組織編（biān）譯、整理、轉發此文，僅（jǐn）供業（yè）界交流、參考。版權（quán）歸原作者所有。

世界汽車工業正在進入百年一遇的變革時期。在世界各國家和地區環保法規日趨嚴格的背景下，整車（chē）企（qǐ）業和零部件企業都（dōu）在努力引（yǐn）進高環保性能的車型，公司（車企）正加緊研發和製造行（háng）駛中二氧化碳零排放的車型（xíng），如電動車（以下簡稱EV）、燃料電池（chí）汽車（以下（xià）簡稱FCV）。2021年6月，日本鈴（líng）木（mù）董事長鈴（líng）木修在退休前接受采訪時說過，“汽車行業，包括零部件企業，將隨著電氣化（huà）而發生翻天覆地的變（biàn）化（huà）”。

基於2015年達成的《巴黎協定》，有效目標值主要由發達國家設（shè）定，此（cǐ）後（hòu）可以說汽車製造商開始（shǐ）根據《巴黎協（xié）定》采取具體行動。除了汽車的（de）電氣化，還應（yīng）該涉及到（dào）從汽車產業向（xiàng）出行產業的（de）轉變。

正如“車”向“出行”轉變一樣（yàng），出行的使用環境也將發生變化。一個很好的（de）例子是2020年豐田宣布的Woven City，該項（xiàng）目被定位為“未來城（chéng）市示範城市”，其目的是著（zhe）眼於向移動出行服務提供（gòng）商轉型，對自動駕駛、個人（rén）出行、機器人和人（rén）工智能（néng）（AI）技術等各個領（lǐng）域的新技術展開實證試驗。

以下將努力從不同於目前汽車產業分析的視角，推測2030年的汽車和出行產業情況。

1. 汽車（chē）行業對環境法規的響應

世界正朝著實現脫碳社會（huì）邁進，不僅世界各（gè）國政（zhèng）府已經宣布實現碳中（zhōng）和時間，各大企業也都在采取具（jù）體措施來實現這些（xiē）目標（biāo）。

各國都（dōu）在推動廢氣（NOx氮氧化物、PM顆粒物）法規的製定，在法規標準化進（jìn）程不斷推進的歐（ōu）洲，各大汽車零部件企業都在（zài）為2025年實施的新歐7排放標準而努力研發（fā）。符合歐洲法規的中國和瞄準歐洲法規的日（rì）本等汽車先進國家的汽車製造商和零（líng）部件製造商將采取與歐洲公司相（xiàng）同的措施。“環保合規”有可能成為行業的一（yī）大關鍵詞。

汽車電動化（huà）是汽車製造（zào）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，混合動力汽車（chē）（HEV）和插電式（shì）混合動力（lì）汽車（PHV）等車輛也是典型（xíng）的例子。在以往的內燃（rán）機車（chē）基礎上增加電動技術的HEV、PHV，搭載不（bú）同（tóng）驅動源的EV、FCV等，能夠減少行駛時CO2排放量的車輛的開（kāi）發從2010年（nián）代開始擴大。2020年代，尤其是隨著EV產銷量（liàng）的擴大，電氣化成為必不可少的（de）技術。

表1所示為2020年汽車（chē）銷量排名前10的國家，他們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（biǎo）1 主要（yào）國家電氣化政策

資料來源：IEA，2020年全球電動汽車展望，基於OICA的銷售數據。

2. 整車企業（yè）和零部件供應商爭相電動化（huà）

表2顯（xiǎn）示了主要汽車製造商引入電動汽車的趨勢。從截至2020年全球（qiú）銷量（liàng）前10的企業來看，不少企（qǐ）業（yè）已經宣布將在2030年後進軍電動汽車市場。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（cǐ）外，還設定了將在2030年每年1350萬輛電動汽車的全球銷售（shòu）目標。其中，作為高級計劃的（de）雷（léi）克薩斯已經演（yǎn）變為以EV為（wéi）中心的計劃，並設定了2035年EV占所有銷量的（de）目標。

表2 主要汽車（chē）廠商電動（dòng）汽車情況（kuàng）介紹

注：排名第10的Stellantis是2020年FCA和PSA的合資（zī）企業。 EV公（gōng）告是Stellatis的目（mù）標值。

資料來源（yuán）：IEA，2020年全球（qiú）電動汽車展（zhǎn）望。

中國（guó）在2020年公布了《節能與新能源汽車路線圖2.0》，目標是到2030年將NEV（新能（néng）源汽車）在所有新車（chē）中的比例提高到50%。預計2030年產銷量將擴大（dà）至3800萬台，2035年將擴大至4千萬（wàn）台。如果其中一半（bàn）以上是新能源汽車，那麽超過1900萬（wàn）輛將是PHV或（huò）更高級別的電動汽車。中國的新能源汽車（chē）是包（bāo）含PHV、EV和FCV，HEV定位為節能汽車。（表3）。

表3 中國年（nián）度目標銷（xiāo）量（路線圖2.0）

資料來源：根據Marklines製作。

2020年全球（qiú）汽車銷量約為（wéi）7800萬輛（liàng），受COVID-19（新（xīn）冠疫情）影響較（jiào）上年下降約14%，但總銷量預計在2030年之前保持增長。多家（jiā）谘詢公司預測，2030年全球汽車銷量將超（chāo）過1億輛（liàng），其（qí）中50%為EV。僅在中國這個全球最大的（de）汽車市場，到（dào）2030年，新能源汽車銷量將近2000萬輛，預計電動汽車占全球汽車銷量的50%。

隨著這種汽車電動（dòng）化的轉變，汽車製造商（shāng）也開（kāi）始審查他們的生產係統（tǒng）。戴姆勒（德（dé）國）宣（xuān）布將（jiāng）減少其主機廠的產量和人員（yuán），以應（yīng）對內燃機車產（chǎn）量的下降。通用（yòng）汽車也表示（shì）將關閉美國的三個工廠。另一方麵，通用汽（qì）車不僅從轉向EV而開始重組，還開始建設新電池廠（在美國）。毫無疑問，到2030年，生產係統將進行重組，將（jiāng）創建（jiàn）新部門以加速向EV的轉變，並且電子和（hé）電氣零部件的生產將增（zēng）加。

在這些相關零部（bù）件中，下一代電池將成為2030年的關注焦點。為了擴大EV的使用範圍，共同課題是（shì）急需降低車輛成本和延長續航裏程。截至2020年，新一（yī）代電池中備受關注的全固（gù）態電（diàn）池研發才剛剛起步，不僅是電池廠商，汽車（chē）廠商也紛紛開（kāi）始參與研發（fā）（表4）。

表4 全固態電池研發進展情況

資料來（lái）源：根據各種（zhǒng）新聞材料製作（zuò）。

2020年，大陸（德國（guó））、馬勒（德國）、謝弗勒（德國）等主要汽車零部（bù）件企（qǐ）業（yè）都在全（quán）球（qiú）大幅裁員，並宣（xuān）布因（yīn）電動化而調（diào）整職位。比如不需要發動（dòng）機了，因此生產線工人（rén）也會變得不再需要。軟（ruǎn）件和IT部門的強化和（hé）重（chóng）組已（yǐ）經完成。

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

3. 多元企業進軍電（diàn）動汽車產業

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

電動化技術，以及支撐它（tā）的半導體（tǐ）、傳感器和（hé）嵌入式技術，將提高汽車的附加值。與此同時（shí），汽車正在從“自行出行”的交通工具演變為滿（mǎn）足用戶在（zài）各（gè）種情況下需求的出行物體。豐田在2018年宣布將其模式從“製造汽車的公司”轉變為“出行公司”。

表（biǎo）5 新企業進入電動汽車行業的市場拓展動向（xiàng）

資料來源（yuán）：由 Marklines創建。

表5中所列的（de）富士康等電子製造服務（EMS）公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（yǐ）經建立了自己的EV開發平台“MIH”，並開（kāi）始發展一項業務，在該業務中，它為使（shǐ）用該平台的其他公司承擔（dān）所有EV生產。

2020年，蘋果（美國）和穀歌（美國）就已經宣布有意（yì）進軍電動汽車市場。出行行業不（bú）僅與出行對象（作為產品的出行）本身相關聯，而且還與構建共享經濟（CASE中的（de）S）和MaaS相關聯。這裏的業務不是（shì）一個出行的對象，而是聚集在那裏的海量出行（háng）大數據，以及由此誕生的新價值。IT公司、電信運（yùn）營商、智慧城市建（jiàn）設等各類供（gòng）應商都將搶占這一領域。

4. 機床行業應隨機（jī）而動

當承接代（dài）工企業的存在變得普遍時，傳統（tǒng）汽車行業的“垂直（zhí）整合”型製造向“橫（héng）向分工（gōng）”型製造轉變，產業結構本身也會發生變化。換句話說，它有可能表現為客戶群的變化。在機床行業，最顯（xiǎn）著的變化（huà）不僅是產業結構的變化，還有製造業本（běn）身的（de）變化，比如汽（qì）車是如（rú）何製造的。

如上所述，如果（guǒ）假設2030年（nián）將售（shòu）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。這個數字隻（zhī）是2020年代初的一個假設，根據各國（guó）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（kě）想而知的。

（1）內燃機（jī）占所有汽車（chē）（出行）銷量一半的情況

內燃機車將繼續存在的事實意味著發動（dòng）機（jī）當然是必不可少的部分。但是，即（jí）使保留一半，各汽車製造商也會（huì）從2000年代（dài）到2020年大幅減少發動機類型。這（zhè）是因（yīn）為這（zhè）些公司將投資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（yǐ）日（rì）本整車企業為例，豐田從1998年的25種車型整（zhěng）合到2017年的19種，馬自達也從11種車型整合到4種。其他企業也有類似（sì）趨勢，而且到2030年這種趨勢（shì）會更加明顯。

另一（yī）方麵，需要注意（yì）的是，內燃機汽車也需要具備（bèi）環保性。與傳統發動機相（xiàng）比，需要提高熱效率和減少（shǎo）廢氣中顆粒物的技（jì）術，而這種（zhǒng）性能對於2030年將部署（shǔ）的發動（dòng）機至關（guān）重要。因此（cǐ），要生產附加值高於以往的發動機（jī），就需要生產製造設備的支持。

（2）EV、FCV等電動汽車占多數（shù）的情況

電動汽車和機動性所需的零部件及材料自然會比（bǐ）發（fā）動機零部件增加。還應考慮到，將使用許多具有化學產品特性的零件和材料，例如電池。表6是一個例子，預計這些新安裝部件的生產需要新的設備和機械（xiè）。

表6 EV和FCV不需要的零件和（hé）新零（líng）件

出（chū）處：日本機床製造商協會《汽車（EV）電動化對機床行業的影（yǐng）響和變化的調查報告》

這些（xiē）新增及增產零件需要什（shí）麽樣的機床“產品”？或（huò）者需要什麽樣的“加工（gōng）功能”？例如（rú），電（diàn）氣化必不可少的電機由鐵芯材料和線（xiàn）圈等零部（bù）件產品組成，其生產加工需要塑料加工技術（shù）。此外，與一般電機不同，EV電機需要高精度的鐵（tiě）芯（xīn）材料（liào），通常使用精密板材壓力機進行加工。

除（chú）了新（xīn）零件，還需關注用於出行的（de）材（cái）料產品的變化。例如，電動汽車配備電池和電機等重（chóng）型部件，即使沒有同樣沉重的發動機，也需（xū）要進一步減輕重量以（yǐ）提高機動性的駕駛性能，因此CFRP（碳纖維（wéi）增強塑料）等新材料正在被采用。成型CFRP需要技（jì）術來控製（zhì）加壓所需的時（shí）間和壓力，擅長控製這些東（dōng）西的伺服折（shé）彎機未來需求量有望增加（jiā）。雖然這裏隻提到了一部分需求場（chǎng）景，但各種出行產品的開發和（hé）生產將會（huì）擴大，對新機（jī）床的需求將會增加。另（lìng）一方麵，出行性豐富多樣的事實（shí）意味著可能不得不考慮適（shì）合小批（pī）量生產的製造，而不是汽車等大批量（liàng）生（shēng）產的產（chǎn）品。在這種情況下，可能（néng）需要引入與機床不同（tóng）理念的（de）技術，例如AM（增材製（zhì）造）技術。

來源：日本機床製造商協會（作者太田誌乃，名城大學副（fù）教授）編譯：協會傳媒平台責編：黃韶娟

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