汽車制造業(yè)與航空制造業(yè)異同淺談

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摘要：在“中國制造2025”戰(zhàn)略規(guī)劃的引領(lǐng)下，汽車工業(yè)與航空工業(yè)的快速發(fā)展是實(shí)現(xiàn)我國基礎(chǔ)制造業(yè)行穩(wěn)致遠(yuǎn)的必由之路，文章擬從二者的生命周期的角度出發(fā)，就材料工藝、生產(chǎn)制造、市場銷售、實(shí)際應(yīng)用等方面，對汽車制造業(yè)與航空制造業(yè)做出對比分析，以期闡明其各自的優(yōu)勢與劣勢，對我國制造業(yè)的發(fā)展建言獻(xiàn)策。

關(guān)鍵詞：汽車制造業(yè)；航空制造業(yè)；對比分析

1汽車制造業(yè)與航空制造業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

1.1汽車制造業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

自從上世紀(jì)五十年代開始，我國開始汽車產(chǎn)品的研發(fā)制造進(jìn)程，經(jīng)過了近七十年的發(fā)展，我國汽車制造總量增長顯著，已經(jīng)形成了一定規(guī)模的產(chǎn)業(yè)集群，同時(shí)汽車制造零部件工業(yè)也有了較大發(fā)展。近年來，受宏觀經(jīng)濟(jì)放緩、汽車市場趨向飽和、國六排放提前實(shí)施等多種因素影響，汽車制造業(yè)總體增速放緩，汽車制造業(yè)規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)經(jīng)營效益下滑，甚至出現(xiàn)負(fù)增長的情況。2020年初，我國新冠肺炎爆發(fā)，又對我國汽車制造業(yè)造成一定沖擊。站在2020新的時(shí)間節(jié)點(diǎn)上，一場錯(cuò)綜復(fù)雜又充滿新變量的行業(yè)巨變正在產(chǎn)生。但隨著科技變革加速、國家政策層面推進(jìn)與引導(dǎo)，汽車產(chǎn)業(yè)必將迎來新的復(fù)蘇，走向新的方向。

1.2航空制造業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

我國的航空制造業(yè)始于上世紀(jì)六十年代，歷經(jīng)測繪仿制、自行研發(fā)、國際合作等等階段，現(xiàn)已實(shí)現(xiàn)總量上增長迅速、技術(shù)上自主創(chuàng)新卓有成效，并已形成具有自主研制能力、相關(guān)產(chǎn)品配套比較齊全的工業(yè)體系，為航空制造業(yè)未來可持續(xù)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，但仍存在技術(shù)儲(chǔ)備不足，快速研發(fā)能力還較弱，航空新產(chǎn)品研發(fā)周期長等亟待解決的問題。目前，航空產(chǎn)業(yè)發(fā)展受到高度重視和廣泛關(guān)注，國家已將航空裝備列入戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重點(diǎn)方向，將促進(jìn)產(chǎn)業(yè)競爭和資源優(yōu)化配置，激發(fā)更大市場活力，助推中國航空全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展上升到新的水平，形成全面開放新格局。

2汽車制造業(yè)與航空制造業(yè)的相似性

2.1產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)帶動(dòng)效應(yīng)強(qiáng)

隨著中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展步入新常態(tài)以及在“中國制造2025”的驅(qū)動(dòng)下，中國制造業(yè)面臨著全新的內(nèi)外部形勢。汽車制造業(yè)與航空制造業(yè)毋庸置疑地均成為國家工業(yè)制造的核心產(chǎn)業(yè)，亦是系統(tǒng)高度集成、產(chǎn)業(yè)帶動(dòng)強(qiáng)、發(fā)展機(jī)遇巨大的高端裝備行業(yè)，是推動(dòng)我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整升級、促進(jìn)高端制造業(yè)發(fā)展、提升綜合國力的重要手段，在推進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)增長、保障國防戰(zhàn)略安全等領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用。二者產(chǎn)業(yè)鏈長、波及范圍廣、帶動(dòng)效應(yīng)強(qiáng)，上游涉及零部件、原材料及生產(chǎn)設(shè)備制造，中游涉及整車、整機(jī)的制造，下游涉及保險(xiǎn)、金融、售后、維修、物流等等領(lǐng)域。汽車制造業(yè)與航空制造業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的復(fù)雜性帶動(dòng)了我國工業(yè)、服務(wù)業(yè)的發(fā)展，推動(dòng)了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型和升級，提供了大量的直接、間接就業(yè)機(jī)會(huì)，拉動(dòng)了我國經(jīng)濟(jì)增長。并隨著二者不斷邁向高端化、智能化進(jìn)程，對我國整體實(shí)力的增強(qiáng)發(fā)揮著更為重要的作用。

2.2發(fā)展?jié)摿薮?/p>

新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革正加速滲透到各個(gè)領(lǐng)域，汽車制造業(yè)與航空制造業(yè)首當(dāng)其沖。從驅(qū)動(dòng)、形態(tài)到管理模式均迎來了大變革，汽車與航空產(chǎn)業(yè)均將迎來跨時(shí)代的發(fā)展。近年來，中國汽車產(chǎn)業(yè)已由快速增長期步入高質(zhì)量發(fā)展期，雖然面臨著短期的車市負(fù)增長，但從整體來看，國內(nèi)汽車產(chǎn)業(yè)仍處于普及期，千人汽車保有量僅160輛，遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國家水平，依然具有較大的增長空間，并且隨著新能源汽車、智能網(wǎng)聯(lián)汽車的高速發(fā)展，已成為我國汽車行業(yè)新的增長點(diǎn)，發(fā)展?jié)摿薮?。航空制造業(yè)與汽車制造業(yè)相類似，同樣具有極大的發(fā)展?jié)摿?，近年來我國不斷擴(kuò)大航權(quán)開放，有序開放低空領(lǐng)域，進(jìn)一步激活了航空制造業(yè)的市場，許多民營企業(yè)也開始涉足航空制造業(yè)這一高科技產(chǎn)業(yè)。加之我國航空客運(yùn)市場遠(yuǎn)未飽和，據(jù)國際航空運(yùn)輸協(xié)會(huì)（InternationalAirTransportAssociation，IATA）預(yù)計(jì)，2024年中國旅客需求將超過美國，成為全球最大的航空客運(yùn)市場（根據(jù)飛抵、飛離該國及其國內(nèi)客運(yùn)量計(jì)算），2035年中國旅客數(shù)量將達(dá)到13億人次。在軍用領(lǐng)域，根據(jù)WorldAirForces數(shù)控顯示，2019年我國擁有軍用飛機(jī)3036架，軍機(jī)數(shù)量不足美國的四分之一，差距較大，未來具有較大提升。

2.3核心技術(shù)仍待突破

中國的工業(yè)制造業(yè)水平長期處于低中端，核心技術(shù)力量薄弱，研發(fā)力度不足，嚴(yán)重阻礙了產(chǎn)品高質(zhì)量發(fā)展，削弱了中國在國際上的競爭優(yōu)勢。近年來，受工業(yè)4.0、中國制造2025推動(dòng)，汽車制造業(yè)和航空制造業(yè)開始向自動(dòng)化、數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型升級，但許多核心技術(shù)仍依賴進(jìn)口。以汽車制造業(yè)為例，在發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱、動(dòng)力電池、燃料電池、智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)等方面，我國近些年取得了很大的進(jìn)步，但仍存在發(fā)動(dòng)機(jī)、燃料電池核心零部件依賴跨國公司；自主品牌自動(dòng)變速器故障率過高；電驅(qū)動(dòng)在涉及到新概念產(chǎn)品上沒有達(dá)到國際先進(jìn)水平，絕緣柵雙極型晶體管（InsulatedGateBipolarTransistor，IGBT），等核心元器件90%以上依賴進(jìn)口，電機(jī)功率密度有所差距；新能源汽車技術(shù)尚未實(shí)現(xiàn)“彎道超車”，高轉(zhuǎn)速電機(jī)依賴進(jìn)口、電機(jī)原材料核心部件研發(fā)能力較弱，產(chǎn)品在高速系統(tǒng)、數(shù)據(jù)可靠性、估算精度上還有差距；智能網(wǎng)聯(lián)汽車領(lǐng)域，自動(dòng)駕駛等級多處于L2，核心零部件像激光雷達(dá)、高清地圖等方面，我國也處于跟隨、追趕階段。航空制造業(yè)同樣受核心技術(shù)掣肘，以通用航空器制造為例，雖然我國目前也能生產(chǎn)一些通用航空器，但是與世界發(fā)達(dá)國家相比較，還存在著不小的差距，在我國空域運(yùn)行的通用航空器還是以進(jìn)口為主。

3汽車制造業(yè)與航空制造業(yè)的區(qū)別

3.1原材料要求不同

汽車制造業(yè)與航空制造業(yè)同屬于機(jī)械制造業(yè)，其原材料種類同為鋼板、鋼材（型材）、鑄鐵、有色金屬、工程塑料、復(fù)合材料、橡膠、玻璃、皮革、油漆以及鉻、鎢和木材等，但二者在實(shí)際運(yùn)行工況、使用性能要求、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等方面存在差異，設(shè)計(jì)人員往往根據(jù)實(shí)際需求使用不同比重的材料，甚至研究出專用的復(fù)合材料以解決可靠度、耐用度、安全性、油耗等問題。在汽車制造過程中的沖壓、焊裝、涂裝、總裝四大工藝流程中，鋼材料占據(jù)主要部分，使用比重達(dá)到了72%～88%[1]。與汽車制造業(yè)的均衡發(fā)展不同，航空制造業(yè)追求性能第一，對于輕型復(fù)合材料尤為青睞，要求材料應(yīng)同時(shí)滿足高強(qiáng)度、剛度以及耐高溫、高抗疲勞性和抗腐蝕、提高飛行性能、降低運(yùn)營成本方面的要求，飛機(jī)的基本結(jié)構(gòu)材料大多采用鋁、鈦、鋼和硼碳纖維[2]。航空制造業(yè)還是先進(jìn)復(fù)合材料技術(shù)率先實(shí)驗(yàn)和轉(zhuǎn)化的戰(zhàn)場，復(fù)合材料的應(yīng)用進(jìn)一步促進(jìn)了航空產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。但近年來隨著消費(fèi)者對操控性能以及油耗、排放等方面的重視程度越來越高，汽車廠商也開始更多地將車身制造工藝向航空航天科技靠攏，越來越多的新型材料被應(yīng)用于汽車制造當(dāng)中，例如高強(qiáng)度鋼板、泡沫合金板、鋁合金材料、新型塑料等[3]，以提高汽車車身抗腐蝕、車體抗疲勞的能力，優(yōu)化車身結(jié)構(gòu)達(dá)到更精準(zhǔn)的調(diào)校優(yōu)化，帶來靈敏、穩(wěn)定的操控感受，為車輛的安全性、耐用性提供了極高的保障。

3.2工藝流程存在差異

一個(gè)世紀(jì)來，世界制造技術(shù)重要的發(fā)明，如自動(dòng)流水線、數(shù)控技術(shù)、多軸聯(lián)動(dòng)技術(shù)、高速加工、柔性制造、敏捷制造、各種高效制造技術(shù)與精益生產(chǎn)等，大都發(fā)源于汽車和航空制造業(yè)，并且相互推進(jìn)、相輔相成[4]，但汽車制造與航空制造仍存在一定的差異。與汽車制造不同，飛機(jī)制造中采用不同于一般機(jī)械制造的協(xié)調(diào)技術(shù)（如模線樣板工作法）和大量的工藝裝備（如各種工夾具、模胎和型架等），以保證所制造的飛機(jī)具有準(zhǔn)確的外形。在零部件制造過程中，汽車零部件以沖壓工藝為主，鍛件占比約為17%～19%，但飛機(jī)零部件大多為鍛件、鑄件，如機(jī)身加強(qiáng)框，機(jī)翼翼梁和加強(qiáng)肋，并在加工中和加工后多次進(jìn)行熱處理和表面處理。在裝配過程中，飛機(jī)的焊裝要更為復(fù)雜，精度要求也更高，與汽車焊裝工藝常采用的電阻電焊與激光焊不同，飛機(jī)零件連接方式以鉚釘連接為主，這種連接方法簡便可靠，但是鉆孔、鉚接多是手工操作，工作量大，并且飛機(jī)裝配中各部件外形要靠型架保證，特別是要注意影響飛機(jī)氣動(dòng)性的參數(shù)（如機(jī)翼安裝角、后掠角、上反角等）與飛機(jī)的對稱性，工藝復(fù)雜性遠(yuǎn)超汽車制造。

3.3能源結(jié)構(gòu)有所區(qū)別

從1886年發(fā)明伊始，汽車便以汽油、柴油和電力作為其主要?jiǎng)恿碓?，在人們?jīng)歷了電動(dòng)汽車的萌芽、發(fā)展、沒落到復(fù)興和烴類燃料的爆發(fā)和持續(xù)繁榮之后，汽車界正在迎來百年未有之大變局，采用包括電能、氫能、太陽能等非傳統(tǒng)能源在內(nèi)的新能源汽車正在逐步擴(kuò)大市場比例，例如：特斯拉的純電動(dòng)汽車、豐田普瑞斯的混合動(dòng)力電池汽車以及上汽榮威的氫燃料電池汽車等，加之世界各國高度重視新能源汽車的發(fā)展，在政府層面予以大力扶持，新能源在汽車上的應(yīng)用必將大放異彩，并逐步取代傳統(tǒng)燃油。反觀航空業(yè)的能源結(jié)構(gòu)，電能、氫能等新能源的應(yīng)用尚未形成趨勢，航空制造業(yè)的節(jié)能減排方向多集中于進(jìn)一步提升飛機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)與技術(shù)來降低能源消耗與排放。根據(jù)飛機(jī)的能源需求和飛行特點(diǎn)，目前在用或可用于飛機(jī)的新能源主要包括鋰電池、燃料電池、太陽能電池、超級電容，這樣的飛機(jī)也叫電動(dòng)飛機(jī)，但是由于其能量密度與飛機(jī)燃油的能量密度相差巨大，新能源飛機(jī)的飛行里程較短，具有實(shí)際價(jià)值的電動(dòng)飛機(jī)只有單座的超輕型飛機(jī)和雙座輕型運(yùn)動(dòng)飛機(jī)，并且多氣候適應(yīng)能力不足和裝有光伏板的機(jī)翼的氣動(dòng)彈性問題也是制約新型能源在飛機(jī)上的應(yīng)用的重要因素[5]。

3.4品牌規(guī)模相去甚遠(yuǎn)

航空制造業(yè)是門檻極高、難度極大的高端制造業(yè)，其投入大、研制周期長，技術(shù)難度高，并且產(chǎn)品產(chǎn)量低、價(jià)格和維護(hù)成本高，目前航空制造企業(yè)多集中在歐美發(fā)達(dá)國家，占據(jù)超過世界民用市場份額的80%以上，當(dāng)前我國在航空整機(jī)與配套零部件的設(shè)計(jì)與制造能力仍與發(fā)達(dá)國家有較大的差距，以通用航空器為例，國產(chǎn)航空器僅占28%，其余72%為國外或合資品牌，在核心零部件特別是核心零部件方面，也需大量依賴國外技術(shù)或產(chǎn)品?？傮w來看，我國航空制業(yè)造品牌規(guī)模尚小，航空制造業(yè)整體還處于整機(jī)組裝水平，還有巨大的發(fā)展前景。反觀汽車制造業(yè)，技術(shù)準(zhǔn)入“門檻”較低，產(chǎn)品易實(shí)現(xiàn)大規(guī)模、批量化生產(chǎn)，前期投入與風(fēng)險(xiǎn)相對較低，企業(yè)規(guī)模也可大可小。目前我國擁有世界上最多的汽車車企與汽車品牌，但隨著中國車市的調(diào)整，車企的淘汰速度也在加快，許多三線自主品牌逐漸邊緣化，市場化加速了汽車品牌市規(guī)模的“瘦身”，在將來，我國汽車制造企業(yè)必將由品牌規(guī)模優(yōu)勢轉(zhuǎn)向汽車產(chǎn)品品質(zhì)的整體提升。

3.5市場競爭千差萬別

就市場競爭方面而言，汽車市場的競爭始終處于激烈狀態(tài)，各車企爭先恐后地推出新的產(chǎn)品，占領(lǐng)新的市場，而今隨著智慧互聯(lián)、電動(dòng)新能源等方面的日漸崛起，許多互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)和電池廠家也紛紛轉(zhuǎn)型改做汽車，造車新勢力如雨后春筍一般相繼冒出，汽車市場的形勢變得更加嚴(yán)峻。反觀航空領(lǐng)域，由于其特殊的組織形式，“競品機(jī)”不似汽車行業(yè)那樣動(dòng)輒十幾種，截至2018年底，中國共有60家運(yùn)輸航空公司，其中上市企業(yè)僅有8家[6]。在這8家企業(yè)中，排名第一的中國國航的市值約為排名第八的中信海直的32倍，且“三大航”的市值總額占比超過73%[6]，由此可見，航空業(yè)內(nèi)部的市場劃分以及生產(chǎn)規(guī)模都使非傳統(tǒng)飛機(jī)制造領(lǐng)域的企業(yè)難以涉足，沒有了外界的施壓，行業(yè)內(nèi)部競爭也相對平緩，再加上政策法規(guī)的大環(huán)境整體利好，航空業(yè)的生存壓力要明顯小于汽車業(yè)。

4研究結(jié)論

面向新一輪科技革命，各國相繼提出了制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級戰(zhàn)略，我國在中國制造2025等國家戰(zhàn)略的推動(dòng)下，汽車制造業(yè)與航空制造業(yè)發(fā)展迅速，但與國外發(fā)達(dá)國家相比仍有一定的差距。為助力中國制造2025戰(zhàn)略目標(biāo)實(shí)現(xiàn)，我們應(yīng)正確認(rèn)識(shí)汽車制造業(yè)與航空制造業(yè)的區(qū)別與聯(lián)系，因材致用，努力消除體制機(jī)制性障礙，加強(qiáng)行業(yè)之間、軍民之間的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，切實(shí)提高整合科技資源、組織重大科技活動(dòng)的能力。并對汽車制造業(yè)與航空制造業(yè)的共性技術(shù)進(jìn)行“協(xié)同集成”，切實(shí)提高我國的機(jī)械制造水平，實(shí)現(xiàn)大力振興裝備制造業(yè)、向創(chuàng)新型國家進(jìn)軍的偉大目標(biāo)。

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作者:雒勇 郭晶 單位:中國航空工業(yè)集團(tuán)公司 西安航空計(jì)算技術(shù)研究所