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日本碳纤维产业是如何崛起的?

  知识自动化  2019-10-20 00:00:00   野泽一博
一文解析日本纺织业激活路径。

本文由知识自动化(zhishipai)授权转载

改编者:南山工业书院的林雪萍

【编者按:一个地区的传统产业如何激活?日本纺织业给出一个很好的答案。2018年日本教授总结了碳纤维技术在日本北陆地区的发展过程,分析了如何将国家补贴与地方市区政策相结合,以实现当地产业的传统升级。这种实践对中国地方产业升级大有裨益。本文分三次刊发在《知识自动化》上,供大家思考。本文为上篇。】

为了振兴地区经济,各地都在采取措施,通过引进新技术来恢复已丧失竞争力的地区产业。为了增强日本北陆地区纺织业的竞争力,北陆地区以县为中心,充分利用国家的补助资金,积极开发碳纤维复合材料甘肃快三开奖购买。本报告阐述了在北陆地区开展的碳纤维复合材料开发情况和政策部署,分析了当地企业采用新技术的实用化措施。关于碳纤维复合材料,在石川县以大学为中心进行研究开发,不仅与企业相关联,而且实际应用范围也有所扩大。另一方面,在福井县以核心技术为基础,以公开试验研究机构为中心,正在努力实现实用化。碳纤维复合材料的开发,不仅使传统的纺织业得到高度发展,更有可能在将来成为飞机和汽车零部件等完全不同产业供应链的一部分。

区域腾飞大有可为

本研究以北陆地区的纺织业为例进行讨论,其中重点是碳纤维相关措施很活跃的石川县和福井县。在这两个县,有许多纺织业的公司和团体、研发机构、支持机构,毫无疑问是日本屈指可数的产业集群之一。2015年,福井县的两家企业与县外的一家大型企业共同开发碳纤维复合材料,相关产品被用作飞机引擎零部件,引起轰动;而石川县则连续获得政府的大型研发补助,碳纤维复合材料的开发措施倍受关注。北陆地区作为传统的纺织业生产中心,正通过引进碳纤维这一新技术,试图培育碳纤维复合材料这一新产业。

本文提到的案例,明确了各种政策与新技术、新产品的关系,石川县和福井县的纺织业集群措施,对于想要提升传统产业、实现高附加值的日本其他地区,具有示范作用。

北陆地区的纺织业是日本屈指可数的产业集群之一,因此积累了许多现有研究。甘肃快三开奖购买1976年竹田指出,北陆地区由人造丝产地转换为合成纤维产地,批量生产的大型纺织企业限制了当地的其他企业,贸易公司在当地形成广泛网络,抑制机械车间。1997年立川分析,日元升值引起福井县合成纤维产地的转型,为减少生产成本,开始多品种、小批量地生产,机械车间原有大、中、小型三种结构,中型机械车间产生分化,收缩为技术密集型的大型、中型机械车间和间隙型的小型机械车间。2000年松井介绍,纺织业不景气,部分企业被迫进入非服装领域,指出工业材料领域差别化的难度,以及支持新业务开展的必要性。2013年畠山描述了以北陆地区为主的“东丽合成纤维集群”的企业间的合作盛况,东丽在人力、技术和资金上的贡献很大。2004年中村明确石川县的工业发展机制,机械工业是纺织业的辅助产业,基于纺织技术而迅速发展,地区产业呈现多样化。

本研究中,从宏观观点“国家级、县级政策制度的变化”,和微观观点“企业级制度的运用、通过吸收技术实现实际应用”,进行具体描述。并验证“政策制度对地区和企业实现实际应用的影响”。

甘肃快三开奖购买为了明确大学的技术如何转移到企业,以及地方政府和企业如何从政府取得研究补助,从报纸、杂志和互联网的以往文献中收集国家、县的研究补助政策的相关内容,并对于这些文献调查确定的企业开发、研究人员,及人才培养机构的大学研究人员,负责实施政策的行政人员等,进行采访调查,收集研发、实际应用和成果的相关信息。

该报告通过描述碳纤维复合材料的技术特点和产业趋势,阐明这一新产业的基础理解。在概括北陆纺织业的现状后,详细描述石川县和福井县的碳纤维复合材料开发措施,通过微观分析,明确企业采取的措施。查找北陆碳纤维复合材料集群的相关特征和课题,研究政策制度和集群的变化。

碳纤维复合材料的产业趋势

碳纤维复合材料由于重量轻,强度是铁的10倍,因此是备受关注的新材料。最近被用于波音787客机的机身和机翼部分,碳纤维复合材料的使用比例占结构材料的50%左右。而上一代飞机波音777的使用比例只有百分之十几,与之相比使用比例大幅增加。碳纤维复合材料的制造主要是由东丽和三菱重工等日本企业负责,日本的高技术和高竞争力得到广泛宣传。

碳纤维复合材料除了用于飞机部件之外,也被广泛用于体育器材。另外,还广泛用于跑车等特殊车辆,以及风力发电叶片等多种用途。在2009年雷曼事件发生时,碳纤维复合材料的产量短暂下滑到2.9 万吨,但到2011年又稳步增长到3.7万吨。对未来市场预测,2020年将大幅增长到13.7万吨,包括汽车在内的工业用途将有望进一步扩大。日本的碳纤维产业通常被视为全球具有竞争力的产业。实际上,东丽、帝人的子公司东邦Tenax、三菱Rayon这三家公司拥有陕西快三QQ群 主页|界上的大部分产能,在2010年占比接近70%,而市场占有率呈下降趋势(见图2-a)。在各地区的产能方面,这三家日本企业的生产设备投资,不仅在日本国内,而且在国外也在不断扩展。随着美国和亚洲地区的不断发展,日本的产能占有率不到30%(见图2-b)。

东丽、帝人的子公司东邦Tenax、三菱Rayon这三家公司拥有陕西快三QQ群 主页|界上的大部分产能

活跃的日本地方之火

碳纤维复合材料的实际应用产品包括体育器材、飞机、风力发电叶片等。飞机结构件是由大型重工制造商积累加工技术,将其从上游到下游垂直整合,在公司内部生产的。产地主要是欧美,特别是德国,除了飞机之外,还在汽车工业、风力发电机叶片等领域具有庞大市场规模的出口。欧美的碳纤维本身的制造开发并没有优势,但欧洲在增强塑料复合材料制造方面积累了长期的经验,具有竞争力。作为碳纤维复合材料的开发方法,欧洲的定位是将碳纤维用作塑料复合材料的强化材料。而日本主要的定位是开发碳纤维,在实际应用领域方面,开发出混合树脂的碳纤维塑料复合材料。因此,在开发的定位上有所不同。

在日本,有望实现汽车和飞机等零部件加工方面的持续增长,但除了大型制造商参与了加工之外,还有大量的加工技术的专业知识没有扩展。日本企业在上游的碳纤维制造中占有很高比例,但在产品加工的中游及下游却落后于欧美。因此,尽管日本的碳纤维产业方面具有很强实力,但只是在碳纤维的长丝生产工艺上具有竞争力,而且在碳纤维复合材料产地方面日本并不具有竞争力。

不仅是北陆地区,日本各地都在进行碳纤维复合材料的研究和产业推广。名古屋大学为了成为碳纤维复合材料的国际基地,利用经济产业省2010年度创新基地支持项目,于2013年春季成立了国家复合材料中心。岐阜县于2009年通过了科学技术振兴机构的产学研联合研究基地的建设项目,在岐阜县工业技术研究所内设立了岐阜技术创新中心,以开发复合材料。作为地方政府的产业振兴战略,由于广岛县的汽车工业非常繁荣,三菱人造纤维Rayon工厂也位于县内,所以实施了“碳纤维加工产业孵化项目”。

在日本的碳纤维制造商中,如上所述的东丽碳纤维制造基地位于爱媛县和石川县。帝人和东邦Tenax的碳纤维相关基地位于静冈县、爱媛县、岐阜县。三菱Rayon工厂的碳纤维相关设施位于爱知县丰桥市和广岛县大竹市。拥有中间基材和预浸料制造技术的企业,以及预浸料制造设备的制造商,较多位于福井县和石川县。

为促进产地之间的联系,2014年,以中部经济产业局为中心,成立了“东海北陆联合企业”,促进东海地区和北陆地区的碳纤维复合材料相关机构及企业开展合作,每年举办一次协商会进行交流。在福井县开发的可冲压片材已被名古屋大学、岐阜大学应用于面向汽车的大型项目中采用的座椅,其开发和生产网络正扩大到产地以外。

小记

日本在碳纤维的开发和制造方面,看上去已经名传天下。但其实这种名声,主要还是以东丽大型纺织品制造商和三菱重工等大型装备制造商为中心获得竞争力。但实际上,由于碳纤维复合材料的开发和制造是由大型企业在公司内部进行,因此向地区企业提供的技术很少,并没有形成具有竞争力的产地。这是非常奇特的一个产业特征。拥有碳纤维复合材料成型技术的企业,虽然出现在原来纺织业蓬勃发展的地区,但还不能称之为碳纤维复合材料的产地。而日本北陆地区的中小企业的崛起,正在一点一点改变这种特征。这样,就可以形成从中游到下游的具有成型加工技术的产业集群基地。

心思缜密的日本工业界很少会留下任何一个产业缝隙,而从纺织业到碳纤维的鸿沟,日本正在逐渐填满它。

作者简介野泽一博:爱媛大学社会共创学部副教授

原文标题:日本碳纤维的兴盛(上)

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