市場規模
一、2016-2018年航空航天專用刀具行業市場規模
圖表:2016-2018年航空航天專用刀具行業市場規模
來源:中研普華研究院
圖表:2016-2018年航空航天專用刀具行業市場國產刀具消費規模
來源:中研普華研究院
二、航空航天專用刀具產品年度消耗量
近幾年,先進制造業列為我國重點優先領域,數控機床與基礎制造技術被列入16個重大專項之一,各種政策、措施也著實讓人對數控機床產業的發展充滿了希望。然而,建設制造強國,不僅需要數控機床,同樣需要先進的刀具,機械加工過程中,真正與被加工對象產生直接作用的是刀具,我國是用刀大國,刀具增長潛力非常看好。我國擁有的先進機床若全部使用高性能陶瓷刀具,年消耗量將達到500萬片以上。這只是機床用刀而已,我國汽車工業、航空航天工業生產等對刀具產品需求也日益旺盛。
三、航空航天專用刀具市場區域分布
航空航天刀具市場主要還是被國外的廠家所占領,如瑞典、以色列、美國等,在航空發動機領域90%以上都是使用進口刀具,國產刀具很少。在飛機領域情況稍好一些,這兩年國產刀具開始占領市場。刀具作為一種耗材,不能實現國產化,對國家安全造成了很大的威脅。航空航天刀具大量依賴進口,將會帶來經濟性和戰略性隱患。所以,國產刀具必須重視基礎研究,如切削機理等;必須進行刀具的多學科優化與專業化開發;必須重視應用推廣,例如,刀具廠家角色的轉變;重視標準及專利;重視基礎數據的積累,如建立切削數據庫等。
未來,航空航天國產刀具可以利用仿真技術,進行切削機理研究,知其所以然;加強新工藝的應用,重視刀具、參數、工藝系統的結合。
航空航天制造領域,目前仍然大部分被國外硬質合金刀具廠商占領;然而在國家高檔數控基礎及基礎制造裝備科技重大專項等課題支持下,目前國內刀具廠商與高校、航空航天制造企業合作,研發替代進口刀具的高性能刀具,已經取得初步進展。例如,北航與西南工具、株鉆、廈門金鷺等國內主要刀具企業開展針對航空發動機零件的專用刀具研制,目前已經取得了很大的進展,所研發的刀具已經部分替代進口刀具,即將進入產業化生產階段。
四、影響航空航天專用刀具行業市場規模的因素
航空工業屬于高端制造業,對產品加工提出了更高的要求,多年以來,中國的航空工業在刀具使用上處于領先地位,但遺憾的是依賴進口居多,國產刀具處于明顯弱勢地位。一些大的飛機廠或發動機廠,每年刀具消耗上億元,但是國產刀具所占的市場份額微乎其微,而且國產刀具帶來的一系列問題讓很多工藝專家不敢輕易使用。圍繞刀具標準化需求,下面從三個部分探討航空航天刀具自主保障的未來模式。
(一)航空領域標準的價值
航空領域是一個高端裝備制造領域,飛機整體結構件、飛機核心部件如航空發動機、傳感器等都屬于高精尖產品。這些產品往往在工藝和性能上有著苛刻的要求。航空領域所實現的都是軍工上突破常規的性能指數,因此相比于一般的軍工產品,性能要求更高。首先是高精度,飛機、發動機結構十分復雜,是由數以百萬計的零件裝配而成,從而對精度的要求遠超其他的民用行業。其次是高可靠性,飛機的壽命要求必須具備足夠好的疲勞性能,進行批產時也必須要保持產品的前后一致性。新材料、新結構、新技術在航空航天加工中的應用,使航空航天零部件加工難度越來越大,需要大量使用高性能的標準刀具和專用刀具。要滿足這些需求,必須要制定先進的制造標準進行支持。
國外的“工業4.0”,標準化列在首位,先定義架構,而國內對于智能制造的定義,“工業4.0”的門檻,大部分人可能也有一個模糊的概念,但是實際上很多東西都沒有形成共識。如果標準化沒有定義,連“工業4.0”的概念都不清晰,甚至不清楚現在是“工業2.0”還是“工業3.0”,就不知道該往哪個方向努力。
產品質量不光只看材料和工藝,還包括三個核心的要素——標準、計量、合格判定。技術和能力成熟到了一定程度,形成了完善的系統程序和標準,可以靠標準來約束外協廠商,甚至還能控制成本。
大多數企業已經意識到,刀具如果沒有國產化的保障,全依賴進口,成本和風險會大大增加。這說明刀具企業的門檻較低,入門容易,但是后期的持續能力、研發能力和創新能力非常有限。做技術做項目的過程中,形成不了自己的系統標準,就提煉不出來自己的核心能力,所依賴的只能是模仿外形加工,試著去推廣市場,試著去占領一部分市場份額,這是完全沒有核心競爭力的,對于大型企業,戰略眼光應該更高一點。
(二)航空領域刀具標準化現狀
刀具標準包含在工裝標準的體系框架內,HB7840-2008對工裝的定義:產品制造過程中所用的各種工具總稱。包括刀具、夾具、模具、量具、檢具、輔具、鉗工工具和工位器具等,簡稱工裝。專用工藝裝備指僅適用于航空產品制造過程中零件加工、裝配或與外形相關的工裝。包括標準工裝、裝配工裝、鈑金沖壓工裝、機械加工焊接工裝、生產試驗及測試設備、地面輔助設備、檢驗工裝、冶金及非金屬件工裝、樣板等,簡稱專用工裝。
在現有的工裝標準體系框架內,刀具有500多項標準,占16.65%,但是這些標準很多都是針對高速鋼系列的老標準,現在幾乎沒法使用。當前標準存在的問題具體表現為:形式滯后、內容陳舊;規格不全、系統不夠;使用不方便、設計選型輔助效果差。新材料、新結構帶來更高的技術、性能和壽命要求。因此我國急需針對航空新材料和新結構還有一些新性能的生產要求,整體修訂和制定新的標準,彌補目前缺乏的刀具標準、測試標準等,開展對刀具本身的評價和控制研究。
缺乏有效的刀具標準、測試標準導致了一系列不良后果:一是型號生產過分依賴進口刀具,無法自主保障,研制風險加大,產品一旦定型,再出現供應商惡意調價的情況,將會十分被動;二是大量資金用于高價進口刀具的采購,成本無法控制,直接影響員工的福利待遇,進而影響積極性;三是國內外產品和技術差距擴大,基礎產業危機四伏,甚至威脅到國防安全,導致軍工行業面臨極大的壓力,自主研發十分迫切;四是國產大品牌產品相對低端,產品市場混亂,存在惡意競爭和利益驅動,非常規手段影響正常采購程序,導致管理成本和風險加大。
針對上述問題,提出以下幾點解決方案:
1、規范市場,用數據說話,合理客觀評價產品。
2、通過標準帶動刀具制造領域的行業水平升級,標準倒逼產品升級。例如,按照前20%的高水平來建立標準,達不到標準的不能進采購名錄。
3、優化采購管理程序,大幅度降低產品額外成本。
(三)未來標準化發展模式及建議
首先是標準規劃。航空航天刀具的標準不同于國標和機械標,航空產品有自身的特色與定位。其次是標準內容的制定,我國必須針對不同的加工對象、不同的先進刀具材料、不同的技術要求來制定,不能過于宏觀和寬泛。再者是標準類別必須系統化,諸如管理類、技術類、測試類、軟件類等分類還要進行系統化的集成。最后是標準形式,首先重點與工具協會開發相關團體標準,然后選取優秀的團體標準發展提升為行業標準,希望更多的軍工與民營企業能參與我國的工作。
五、2019-2025年航空航天專用刀具行業市場規模及增速預測
圖表:2019-2025年航空航天專用刀具行業市場規模及增速預測
來源:中研普華研究院
未來一定時期內,隨著國內高端制造等行業快速發展,對刀具行業將產生一定推動作用,預計2019-2025年,航空航天專用刀具行業增速保持在12%-15%之間。
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2019-2025年航空航天專用刀具行業市場調研和發展趨勢預測報告
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