汽車制造業與航空制造業異同淺談

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摘要：在“中國制造2025”戰略規劃的引領下，汽車工業與航空工業的快速發展是實現我國基礎制造業行穩致遠的必由之路，文章擬從二者的生命周期的角度出發，就材料工藝、生產制造、市場銷售、實際應用等方面，對汽車制造業與航空制造業做出對比分析，以期闡明其各自的優勢與劣勢，對我國制造業的發展建言獻策。

關鍵詞：汽車制造業；航空制造業；對比分析

1汽車制造業與航空制造業發展現狀

1.1汽車制造業發展現狀

自從上世紀五十年代開始，我國開始汽車產品的研發制造進程，經過了近七十年的發展，我國汽車制造總量增長顯著，已經形成了一定規模的產業集群，同時汽車制造零部件工業也有了較大發展。近年來，受宏觀經濟放緩、汽車市場趨向飽和、國六排放提前實施等多種因素影響，汽車制造業總體增速放緩，汽車制造業規模以上工業企業經營效益下滑，甚至出現負增長的情況。2020年初，我國新冠肺炎爆發，又對我國汽車制造業造成一定沖擊。站在2020新的時間節點上，一場錯綜復雜又充滿新變量的行業巨變正在產生。但隨著科技變革加速、國家政策層面推進與引導，汽車產業必將迎來新的復蘇，走向新的方向。

1.2航空制造業發展現狀

我國的航空制造業始于上世紀六十年代，歷經測繪仿制、自行研發、國際合作等等階段，現已實現總量上增長迅速、技術上自主創新卓有成效，并已形成具有自主研制能力、相關產品配套比較齊全的工業體系，為航空制造業未來可持續發展奠定堅實基礎，但仍存在技術儲備不足，快速研發能力還較弱，航空新產品研發周期長等亟待解決的問題。目前，航空產業發展受到高度重視和廣泛關注，國家已將航空裝備列入戰略性新興產業的重點方向，將促進產業競爭和資源優化配置，激發更大市場活力，助推中國航空全產業鏈發展上升到新的水平，形成全面開放新格局。

2汽車制造業與航空制造業的相似性

2.1產業關聯帶動效應強

隨著中國經濟發展步入新常態以及在“中國制造2025”的驅動下，中國制造業面臨著全新的內外部形勢。汽車制造業與航空制造業毋庸置疑地均成為國家工業制造的核心產業，亦是系統高度集成、產業帶動強、發展機遇巨大的高端裝備行業，是推動我國產業結構調整升級、促進高端制造業發展、提升綜合國力的重要手段，在推進國民經濟增長、保障國防戰略安全等領域發揮著重要的作用。二者產業鏈長、波及范圍廣、帶動效應強，上游涉及零部件、原材料及生產設備制造，中游涉及整車、整機的制造，下游涉及保險、金融、售后、維修、物流等等領域。汽車制造業與航空制造業產業鏈的復雜性帶動了我國工業、服務業的發展，推動了產業結構的轉型和升級，提供了大量的直接、間接就業機會，拉動了我國經濟增長。并隨著二者不斷邁向高端化、智能化進程，對我國整體實力的增強發揮著更為重要的作用。

2.2發展潛力巨大

新一輪科技革命和產業變革正加速滲透到各個領域，汽車制造業與航空制造業首當其沖。從驅動、形態到管理模式均迎來了大變革，汽車與航空產業均將迎來跨時代的發展。近年來，中國汽車產業已由快速增長期步入高質量發展期，雖然面臨著短期的車市負增長，但從整體來看，國內汽車產業仍處于普及期，千人汽車保有量僅160輛，遠低于發達國家水平，依然具有較大的增長空間，并且隨著新能源汽車、智能網聯汽車的高速發展，已成為我國汽車行業新的增長點，發展潛力巨大。航空制造業與汽車制造業相類似，同樣具有極大的發展潛力，近年來我國不斷擴大航權開放，有序開放低空領域，進一步激活了航空制造業的市場，許多民營企業也開始涉足航空制造業這一高科技產業。加之我國航空客運市場遠未飽和，據國際航空運輸協會（InternationalAirTransportAssociation，IATA）預計，2024年中國旅客需求將超過美國，成為全球最大的航空客運市場（根據飛抵、飛離該國及其國內客運量計算），2035年中國旅客數量將達到13億人次。在軍用領域，根據WorldAirForces數控顯示，2019年我國擁有軍用飛機3036架，軍機數量不足美國的四分之一，差距較大，未來具有較大提升。

2.3核心技術仍待突破

中國的工業制造業水平長期處于低中端，核心技術力量薄弱，研發力度不足，嚴重阻礙了產品高質量發展，削弱了中國在國際上的競爭優勢。近年來，受工業4.0、中國制造2025推動，汽車制造業和航空制造業開始向自動化、數字化、智能化轉型升級，但許多核心技術仍依賴進口。以汽車制造業為例，在發動機、變速箱、動力電池、燃料電池、智能網聯技術等方面，我國近些年取得了很大的進步，但仍存在發動機、燃料電池核心零部件依賴跨國公司；自主品牌自動變速器故障率過高；電驅動在涉及到新概念產品上沒有達到國際先進水平，絕緣柵雙極型晶體管（InsulatedGateBipolarTransistor，IGBT），等核心元器件90%以上依賴進口，電機功率密度有所差距；新能源汽車技術尚未實現“彎道超車”，高轉速電機依賴進口、電機原材料核心部件研發能力較弱，產品在高速系統、數據可靠性、估算精度上還有差距；智能網聯汽車領域，自動駕駛等級多處于L2，核心零部件像激光雷達、高清地圖等方面，我國也處于跟隨、追趕階段。航空制造業同樣受核心技術掣肘，以通用航空器制造為例，雖然我國目前也能生產一些通用航空器，但是與世界發達國家相比較，還存在著不小的差距，在我國空域運行的通用航空器還是以進口為主。

3汽車制造業與航空制造業的區別

3.1原材料要求不同

汽車制造業與航空制造業同屬于機械制造業，其原材料種類同為鋼板、鋼材（型材）、鑄鐵、有色金屬、工程塑料、復合材料、橡膠、玻璃、皮革、油漆以及鉻、鎢和木材等，但二者在實際運行工況、使用性能要求、技術標準等方面存在差異，設計人員往往根據實際需求使用不同比重的材料，甚至研究出專用的復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，鋼材料占據主要部分，使用比重達到了72%～88%[1]。與汽車制造業的均衡發展不同，航空制造業追求性能第一，對于輕型復合材料尤為青睞，要求材料應同時滿足高強度、剛度以及耐高溫、高抗疲勞性和抗腐蝕、提高飛行性能、降低運營成本方面的要求，飛機的基本結構材料大多采用鋁、鈦、鋼和硼碳纖維[2]。航空制造業還是先進復合材料技術率先實驗和轉化的戰場，復合材料的應用進一步促進了航空產業的發展。但近年來隨著消費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用于汽車制造當中，例如高強度鋼板、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，優化車身結構達到更精準的調校優化，帶來靈敏、穩定的操控感受，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

一個世紀來，世界制造技術重要的發明，如自動流水線、數控技術、多軸聯動技術、高速加工、柔性制造、敏捷制造、各種高效制造技術與精益生產等，大都發源于汽車和航空制造業，并且相互推進、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，飛機制造中采用不同于一般機械制造的協調技術（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具有準確的外形。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%，但飛機零部件大多為鍛件、鑄件，如機身加強框，機翼翼梁和加強肋，并在加工中和加工后多次進行熱處理和表面處理。在裝配過程中，飛機的焊裝要更為復雜，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，并且飛機裝配中各部件外形要靠型架保證，特別是要注意影響飛機氣動性的參數（如機翼安裝角、后掠角、上反角等）與飛機的對稱性，工藝復雜性遠超汽車制造。

3.3能源結構有所區別

從1886年發明伊始，汽車便以汽油、柴油和電力作為其主要動力來源，在人們經歷了電動汽車的萌芽、發展、沒落到復興和烴類燃料的爆發和持續繁榮之后，汽車界正在迎來百年未有之大變局，采用包括電能、氫能、太陽能等非傳統能源在內的新能源汽車正在逐步擴大市場比例，例如：特斯拉的純電動汽車、豐田普瑞斯的混合動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展，在政府層面予以大力扶持，新能源在汽車上的應用必將大放異彩，并逐步取代傳統燃油。反觀航空業的能源結構，電能、氫能等新能源的應用尚未形成趨勢，航空制造業的節能減排方向多集中于進一步提升飛機和發動機設計與技術來降低能源消耗與排放。根據飛機的能源需求和飛行特點，目前在用或可用于飛機的新能源主要包括鋰電池、燃料電池、太陽能電池、超級電容，這樣的飛機也叫電動飛機，但是由于其能量密度與飛機燃油的能量密度相差巨大，新能源飛機的飛行里程較短，具有實際價值的電動飛機只有單座的超輕型飛機和雙座輕型運動飛機，并且多氣候適應能力不足和裝有光伏板的機翼的氣動彈性問題也是制約新型能源在飛機上的應用的重要因素[5]。

3.4品牌規模相去甚遠

航空制造業是門檻極高、難度極大的高端制造業，其投入大、研制周期長，技術難度高，并且產品產量低、價格和維護成本高，目前航空制造企業多集中在歐美發達國家，占據超過世界民用市場份額的80%以上，當前我國在航空整機與配套零部件的設計與制造能力仍與發達國家有較大的差距，以通用航空器為例，國產航空器僅占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或產品。總體來看，我國航空制業造品牌規模尚小，航空制造業整體還處于整機組裝水平，還有巨大的發展前景。反觀汽車制造業，技術準入“門檻”較低，產品易實現大規模、批量化生產，前期投入與風險相對較低，企業規模也可大可小。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模的“瘦身”，在將來，我國汽車制造企業必將由品牌規模優勢轉向汽車產品品質的整體提升。

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，各車企爭先恐后地推出新的產品，占領新的市場，而今隨著智慧互聯、電動新能源等方面的日漸崛起，許多互聯網企業和電池廠家也紛紛轉型改做汽車，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峻。反觀航空領域，由于其特殊的組織形式，“競品機”不似汽車行業那樣動輒十幾種，截至2018年底，中國共有60家運輸航空公司，其中上市企業僅有8家[6]。在這8家企業中，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，航空業內部的市場劃分以及生產規模都使非傳統飛機制造領域的企業難以涉足，沒有了外界的施壓，行業內部競爭也相對平緩，再加上政策法規的大環境整體利好，航空業的生存壓力要明顯小于汽車業。

4研究結論

面向新一輪科技革命，各國相繼提出了制造業轉型升級戰略，我國在中國制造2025等國家戰略的推動下，汽車制造業與航空制造業發展迅速，但與國外發達國家相比仍有一定的差距。為助力中國制造2025戰略目標實現，我們應正確認識汽車制造業與航空制造業的區別與聯系，因材致用，努力消除體制機制性障礙，加強行業之間、軍民之間的統籌協調，切實提高整合科技資源、組織重大科技活動的能力。并對汽車制造業與航空制造業的共性技術進行“協同集成”，切實提高我國的機械制造水平，實現大力振興裝備制造業、向創新型國家進軍的偉大目標。

參考文獻

[1]孫玉磊.汽車用鋼市場現狀與分析[J].山東冶金,2020,42(2):23-24+27.

[2]飛機材料[EB/OL].(2020-09-25).

[3]吳煒.新材料在模具設計及汽車制造工藝中的運用[J].南方農機,2020,51(16):144-145.

[4]陳長年.數控與高速加工技術在汽車與航空航天制造業的相互推進[J].金屬加工（冷加工）,2008(15):3-6.

[5]顧鄉.民用飛機新動力[J].大飛機,2015(4):48-51.

[6]劉修彤.油價、匯率和股價——基于我國航空上市公司的經驗實證[D].大連:大連海事大學,2020.

作者:雒勇 郭晶 單位:中國航空工業集團公司 西安航空計算技術研究所