軸承智造 | 軸承行業發展現狀分析及智能製造案例

軸承行業是製造業的基礎行業，是裝備製造業中的關鍵性零部件，是國民經濟建設必不可少的「關節」，機械裝備的性能、質量和可靠性都取決於軸承的性能。

一、我國軸承行業發展現狀

軸承工業在全世界已經有一百多年的發展歷史。20世紀60年代以前軸承工業主要被歐美國家所壟斷；隨著日本汽車、摩托車、辦公自動化設備、家電、機床等行業的大力發展，20世紀60年代以後，日本在微、小型軸承領域已逐步取代了歐美國家的壟斷地位。

近年來我國軸承製造產業發展勢頭強勁，據統計，目前我國軸承產量達20億套以上，產值已超過200億元，年出口量逾7.7億套，出口創匯約達7億美元，世界排名第4，滿足國內所需產品品種的70%以上，滿足所需數量90%以上，出口量也以較高的比例遞增。軸承企業有1400多家，從業人員約30多萬人。雖然總體勢態向好，但與世界軸承工業強國相比，我國軸承行業還存在不小的差距。

雖說我國軸承行業經過多年的發展已經具備了相當的生產規模和生產技術，但當下中國軸承製造行業必須著眼提高產品檔次和降低製造成本，實現從「大」向「強」的戰略轉變。同時隨著我國城鎮化建設的不斷推進和戰略性新興產業的大力發展，我國工業企業轉型升級將不斷深化，由此促進我國軸承行業的市場規模將保持長期穩定增長的態勢。為此國家也出台一系列穩增長政策支持，隨著「一帶一路」、京津冀協同發展、長江經濟帶的戰略實施，以及高鐵和高端裝備製造業等加速發展，巨大的軸承市場正在打開。

二、軸承行業突出問題

當前我國軸承行業主要面臨三大突出問題：

第一，行業生產集中度低。世界軸承市場70%以上的份額，被十大跨國軸承集團公司所分享。其中佔全球市場23%的美國、21%的歐盟以及19%的日本基本由日本NSK 等五大公司、瑞典SKF 公司、德國FAG 等兩家公司、美國Timken 等幾家公司所主導。同時，世界軸承行業的高端市場被上述企業所壟斷，而中低檔市場則主要集中於中國。而我國瓦軸等10家最大的軸承企業，銷售額僅佔全行業的24.7%，前30家的生產集中度也僅為37.4%。

第二，研發和創新能力低。全行業基礎理論研究弱，參與國際標準制訂力度弱，少原創技術，少專利產品。目前，我國軸承行業高精度、高技術含量、高附加值、長壽命產品的比例普遍偏低、產品的穩定性和創新性有待進一步改進。當前我們的設計和製造技術基本上是模仿，產品開發能力低，在某些核心技術的研發領域甚至還是空白，表現在：雖然對國內主機的配套率達到80%，但高速鐵路客車、中高檔轎車、計算機、空調器、高水平軋機等重要主機的配套和維修軸承，基本上靠進口。

第三，製造技術水平低。我國軸承工業製造工藝和工藝裝備技術發展緩慢，車加工數控率低，磨加工自動化水平低，全國僅有200多條自動生產線。對軸承壽命和可靠性至關重要的先進熱處理工藝和裝備，如控制氣氛保護加熱、雙細化、貝氏體淬火等覆蓋率低，許多技術難題攻關未能取得突破。軸承鋼新鋼種的研發，鋼材質量的提高，潤滑、冷卻、清洗和磨料磨具等相關技術的研發，尚不能適應軸承產品水平和質量提高的要求。因而造成工序能力指數低，一致性差，產品加工尺寸離散度大，產品內在質量不穩定而影響軸承的精度、性能、壽命和可靠性。

現代軸承行業的製造生產，特別是中小型軸承的製造生產，其產品基本上具有少品種大批量的特點。因此，此類大批量軸承的生產線自動化程度很高，生產效率和設備利用率也很高。但只能加工生產線設計時對應的一種或幾種非常相似的產品。隨著如今產品的高速更新換代，客戶需求的不斷精細甚至定製，市場對多品種小批量軸承產品的需求越來越多。面對這樣的情況，這種「剛性」或低柔性的生產線要麼無能為力，要麼調整成本過高。因此，提升生產線的柔性，並保持大規模生產一樣的低成本——即高柔性大規模生產是未來軸承智能製造的一個重要挑戰。

三、智能製造企業案例

1、瓦軸集團

作為曾產生新中國第一套工業軸承的老國企，瓦軸經過持續技術改造，自身關鍵製造裝備達到世界先進水平，智能化水平顯著提高。藉助國際市場「洗牌」的機會，瓦軸於2013年一舉收購德國有百年歷史的KRW公司。

作為遼寧省智能製造試點示範標杆企業，瓦軸集團穩步推進智能製造技術應用，建設智能車間和智能工廠。公司軌道交通軸承事業部貨車軸承工廠和汽車軸承事業部高端汽車軸承遼陽分公司已實現在線加工、檢測、裝備的全過程自動化。

瓦軸集團還聚焦高端化和專業化，加速技術研發平台建設和技術資源整合利用，全面提升企業的質量競爭力、技術競爭力和營銷競爭力，技術創新水平不斷提升。公司與國內科研院所及高校聯合建設大連市高端軸承創新中心，突破了系列高端軸承核心技術瓶頸；與中科院瀋陽自動化所和中科院金屬所開展全面戰略合作，為實現智能製造、高端製造增添了動力，企業核心競爭力不斷提升。

2、天馬軸承

在天馬軸承廠區5號廠房北側，全新的1000平方米玻璃房車間里，4條小型球軸承自動化生產線已投入使用。

車間內三四名員工正在認真操作，生產線採用智能控制，內圈、外圈零件從毛坯到成品，軸承所需的15道工序全部自動化完成，一條生產線，只需要1名放料工和1名檢修工。這條自動化生產線上，產生一個球軸承大約耗時30分鐘，要知道，這在以前，原來一道工序就得一名工人，從毛坯到成品耗時起碼3個鐘頭。

生產時間大大縮短、人工大大減少，小型球軸承自動化生產線在產品品質上也是得到了保證。大刀闊斧技改，帶來的是實實在在的效益。2017年以來，天馬軸承的產值已超3.5億元，同比增長超過15%，市場需求十分旺盛。與此同時，對天馬軸承而言，該車間的投產也是加快打造「智能工廠」的重要一步。目前，天馬軸承已實現了膜加工、小型球軸承加工等8條生產線實現了全自動化。

3、慈興軸承

慈興「軸承製造車間數字化改造提升試點項目」是寧波軸承行業首個智能化成套裝備試點專項，根據德國寶馬汽車專用軸承的需求，運用大數據、雲計算等技術，由單機自動化生產改造成自動化聯線生產模式，通過數據採集分析、流程模式匹配、資源在線優化，實現機器與機器、機器與人的多層次數字化閉環運作體系。

在慈興軸承的智能化車間里，四五名工人在顯示屏前熟練操作，就運轉起一整個車間的生產線。作為寧波"智能工廠"的樣板，試點車間3條智能化裝配線，目前，熱處理車間已實現智能化無人操作。整體完成後人員可減少30%左右。慈興通過打造「自動化+信息化」的智能工廠，推動產品、裝備工藝技術的升級，為「慈溪製造」轉型升級樹立了標杆。

此外，慈興集團工業機器人軸承打造智能製造「核芯」，短短兩年，連折「863」項目、國家標準起草單位、工業強基工程三個國字型大小桂冠。智造的全球高端汽車軸承，每套單價是普通軸承的12倍多，而萬元產值能耗則降低了50%以上，與國際品牌同質同價。

4、西北軸承

西北軸承已有五十二年的發展歷史，近年來，以信息化與工業化深度融合為主線，有序推進高端軸承產業基地建設，先後研發了地鐵軸箱軸承、鐵路貨車軸承、軍工裝備軸承、機床主軸軸承等新產品。形成年產軌道交通、風電、軍工、石油、冶金、礦山工程、重載汽車等高端配套軸承419萬套的能力，技術水平處於國內同行業前列。目前，西北軸承有限公司已被定為「國家兩化融合貫標單位」。

西北軸承廠（下稱「西軸」）偌大、安靜的車間內，一排排嶄新的軸承半成品排列整齊，正在等待進入機床進行下一步處理，從密封的機床內部傳出有節奏的打磨聲，上千平米的車間內只有十來個工人有條不紊地忙著。在經歷過舊日的輝煌和改革時代的坎坷後，西軸多年前「傻大黑粗」的生產車間已被今日國內一流的數字化、信息化、綠色化、智能化的軌道交通軸承車間取代。以前生產軸承都是一人一台機床靠單機作業，勞動成本高不說，產品質量也不是很穩定。經過智能化改造以後，以前用500多人完成的作業，現在只要幾十個人就完成了，產品質量也大幅提高。