汽车制造业与航空制造业异同浅谈

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摘要：在“中国制造2025”战略规划的引领下，汽车工业与航空工业的快速发展是实现我国基础制造业行稳致远的必由之路，文章拟从二者的生命周期的角度出发，就材料工艺、生产制造、市场销售、实际应用等方面，对汽车制造业与航空制造业做出对比分析，以期阐明其各自的优势与劣势，对我国制造业的发展建言献策。

关键词：汽车制造业；航空制造业；对比分析

1汽车制造业与航空制造业发展现状

1.1汽车制造业发展现状

自从上世纪五十年代开始，我国开始汽车产品的研发制造进程，经过了近七十年的发展，我国汽车制造总量增长显著，已经形成了一定规模的产业集群，同时汽车制造零部件工业也有了较大发展。近年来，受宏观经济放缓、汽车市场趋向饱和、国六排放提前实施等多种因素影响，汽车制造业总体增速放缓，汽车制造业规模以上工业企业经营效益下滑，甚至出现负增长的情况。2020年初，我国新冠肺炎爆发，又对我国汽车制造业造成一定冲击。站在2020新的时间节点上，一场错综复杂又充满新变量的行业巨变正在产生。但随着科技变革加速、国家政策层面推进与引导，汽车产业必将迎来新的复苏，走向新的方向。

1.2航空制造业发展现状

我国的航空制造业始于上世纪六十年代，历经测绘仿制、自行研发、国际合作等等阶段，现已实现总量上增长迅速、技术上自主创新卓有成效，并已形成具有自主研制能力、相关产品配套比较齐全的工业体系，为航空制造业未来可持续发展奠定坚实基础，但仍存在技术储备不足，快速研发能力还较弱，航空新产品研发周期长等亟待解决的问题。目前，航空产业发展受到高度重视和广泛关注，国家已将航空装备列入战略性新兴产业的重点方向，将促进产业竞争和资源优化配置，激发更大市场活力，助推中国航空全产业链发展上升到新的水平，形成全面开放新格局。

2汽车制造业与航空制造业的相似性

2.1产业关联带动效应强

随着中国经济发展步入新常态以及在“中国制造2025”的驱动下，中国制造业面临着全新的内外部形势。汽车制造业与航空制造业毋庸置疑地均成为国家工业制造的核心产业，亦是系统高度集成、产业带动强、发展机遇巨大的高端装备行业，是推动我国产业结构调整升级、促进高端制造业发展、提升综合国力的重要手段，在推进国民经济增长、保障国防战略安全等领域发挥着重要的作用。二者产业链长、波及范围广、带动效应强，上游涉及零部件、原材料及生产设备制造，中游涉及整车、整机的制造，下游涉及保险、金融、售后、维修、物流等等领域。汽车制造业与航空制造业产业链的复杂性带动了我国工业、服务业的发展，推动了产业结构的转型和升级，提供了大量的直接、间接就业机会，拉动了我国经济增长。并随着二者不断迈向高端化、智能化进程，对我国整体实力的增强发挥着更为重要的作用。

2.2发展潜力巨大

新一轮科技革命和产业变革正加速渗透到各个领域，汽车制造业与航空制造业首当其冲。从驱动、形态到管理模式均迎来了大变革，汽车与航空产业均将迎来跨时代的发展。近年来，中国汽车产业已由快速增长期步入高质量发展期，虽然面临着短期的车市负增长，但从整体来看，国内汽车产业仍处于普及期，千人汽车保有量仅160辆，远低于发达国家水平，依然具有较大的增长空间，并且随着新能源汽车、智能网联汽车的高速发展，已成为我国汽车行业新的增长点，发展潜力巨大。航空制造业与汽车制造业相类似，同样具有极大的发展潜力，近年来我国不断扩大航权开放，有序开放低空领域，进一步激活了航空制造业的市场，许多民营企业也开始涉足航空制造业这一高科技产业。加之我国航空客运市场远未饱和，据国际航空运输协会（InternationalAirTransportAssociation，IATA）预计，2024年中国旅客需求将超过美国，成为全球最大的航空客运市场（根据飞抵、飞离该国及其国内客运量计算），2035年中国旅客数量将达到13亿人次。在军用领域，根据WorldAirForces数控显示，2019年我国拥有军用飞机3036架，军机数量不足美国的四分之一，差距较大，未来具有较大提升。

2.3核心技术仍待突破

中国的工业制造业水平长期处于低中端，核心技术力量薄弱，研发力度不足，严重阻碍了产品高质量发展，削弱了中国在国际上的竞争优势。近年来，受工业4.0、中国制造2025推动，汽车制造业和航空制造业开始向自动化、数字化、智能化转型升级，但许多核心技术仍依赖进口。以汽车制造业为例，在发动机、变速箱、动力电池、燃料电池、智能网联技术等方面，我国近些年取得了很大的进步，但仍存在发动机、燃料电池核心零部件依赖跨国公司；自主品牌自动变速器故障率过高；电驱动在涉及到新概念产品上没有达到国际先进水平，绝缘栅双极型晶体管（InsulatedGateBipolarTransistor，IGBT），等核心元器件90%以上依赖进口，电机功率密度有所差距；新能源汽车技术尚未实现“弯道超车”，高转速电机依赖进口、电机原材料核心部件研发能力较弱，产品在高速系统、数据可靠性、估算精度上还有差距；智能网联汽车领域，自动驾驶等级多处于L2，核心零部件像激光雷达、高清地图等方面，我国也处于跟随、追赶阶段。航空制造业同样受核心技术掣肘，以通用航空器制造为例，虽然我国目前也能生产一些通用航空器，但是与世界发达国家相比较，还存在着不小的差距，在我国空域运行的通用航空器还是以进口为主。

3汽车制造业与航空制造业的区别

3.1原材料要求不同

汽车制造业与航空制造业同属于机械制造业，其原材料种类同为钢板、钢材（型材）、铸铁、有色金属、工程塑料、复合材料、橡胶、玻璃、皮革、油漆以及铬、钨和木材等，但二者在实际运行工况、使用性能要求、技术标准等方面存在差异，设计人员往往根据实际需求使用不同比重的材料，甚至研究出专用的复合材料以解决可靠度、耐用度、安全性、油耗等问题。在汽车制造过程中的冲压、焊装、涂装、总装四大工艺流程中，钢材料占据主要部分，使用比重达到了72%～88%[1]。与汽车制造业的均衡发展不同，航空制造业追求性能第一，对于轻型复合材料尤为青睐，要求材料应同时满足高强度、刚度以及耐高温、高抗疲劳性和抗腐蚀、提高飞行性能、降低运营成本方面的要求，飞机的基本结构材料大多采用铝、钛、钢和硼碳纤维[2]。航空制造业还是先进复合材料技术率先实验和转化的战场，复合材料的应用进一步促进了航空产业的发展。但近年来随着消费者对操控性能以及油耗、排放等方面的重视程度越来越高，汽车厂商也开始更多地将车身制造工艺向航空航天科技靠拢，越来越多的新型材料被应用于汽车制造当中，例如高强度钢板、泡沫合金板、铝合金材料、新型塑料等[3]，以提高汽车车身抗腐蚀、车体抗疲劳的能力，优化车身结构达到更精准的调校优化，带来灵敏、稳定的操控感受，为车辆的安全性、耐用性提供了极高的保障。

3.2工艺流程存在差异

一个世纪来，世界制造技术重要的发明，如自动流水线、数控技术、多轴联动技术、高速加工、柔性制造、敏捷制造、各种高效制造技术与精益生产等，大都发源于汽车和航空制造业，并且相互推进、相辅相成[4]，但汽车制造与航空制造仍存在一定的差异。与汽车制造不同，飞机制造中采用不同于一般机械制造的协调技术（如模线样板工作法）和大量的工艺装备（如各种工夹具、模胎和型架等），以保证所制造的飞机具有准确的外形。在零部件制造过程中，汽车零部件以冲压工艺为主，锻件占比约为17%～19%，但飞机零部件大多为锻件、铸件，如机身加强框，机翼翼梁和加强肋，并在加工中和加工后多次进行热处理和表面处理。在装配过程中，飞机的焊装要更为复杂，精度要求也更高，与汽车焊装工艺常采用的电阻电焊与激光焊不同，飞机零件连接方式以铆钉连接为主，这种连接方法简便可靠，但是钻孔、铆接多是手工操作，工作量大，并且飞机装配中各部件外形要靠型架保证，特别是要注意影响飞机气动性的参数（如机翼安装角、后掠角、上反角等）与飞机的对称性，工艺复杂性远超汽车制造。

3.3能源结构有所区别

从1886年发明伊始，汽车便以汽油、柴油和电力作为其主要动力来源，在人们经历了电动汽车的萌芽、发展、没落到复兴和烃类燃料的爆发和持续繁荣之后，汽车界正在迎来百年未有之大变局，采用包括电能、氢能、太阳能等非传统能源在内的新能源汽车正在逐步扩大市场比例，例如：特斯拉的纯电动汽车、丰田普瑞斯的混合动力电池汽车以及上汽荣威的氢燃料电池汽车等，加之世界各国高度重视新能源汽车的发展，在政府层面予以大力扶持，新能源在汽车上的应用必将大放异彩，并逐步取代传统燃油。反观航空业的能源结构，电能、氢能等新能源的应用尚未形成趋势，航空制造业的节能减排方向多集中于进一步提升飞机和发动机设计与技术来降低能源消耗与排放。根据飞机的能源需求和飞行特点，目前在用或可用于飞机的新能源主要包括锂电池、燃料电池、太阳能电池、超级电容，这样的飞机也叫电动飞机，但是由于其能量密度与飞机燃油的能量密度相差巨大，新能源飞机的飞行里程较短，具有实际价值的电动飞机只有单座的超轻型飞机和双座轻型运动飞机，并且多气候适应能力不足和装有光伏板的机翼的气动弹性问题也是制约新型能源在飞机上的应用的重要因素[5]。

3.4品牌规模相去甚远

航空制造业是门槛极高、难度极大的高端制造业，其投入大、研制周期长，技术难度高，并且产品产量低、价格和维护成本高，目前航空制造企业多集中在欧美发达国家，占据超过世界民用市场份额的80%以上，当前我国在航空整机与配套零部件的设计与制造能力仍与发达国家有较大的差距，以通用航空器为例，国产航空器仅占28%，其余72%为国外或合资品牌，在核心零部件特别是核心零部件方面，也需大量依赖国外技术或产品。总体来看，我国航空制业造品牌规模尚小，航空制造业整体还处于整机组装水平，还有巨大的发展前景。反观汽车制造业，技术准入“门槛”较低，产品易实现大规模、批量化生产，前期投入与风险相对较低，企业规模也可大可小。目前我国拥有世界上最多的汽车车企与汽车品牌，但随着中国车市的调整，车企的淘汰速度也在加快，许多三线自主品牌逐渐边缘化，市场化加速了汽车品牌市规模的“瘦身”，在将来，我国汽车制造企业必将由品牌规模优势转向汽车产品品质的整体提升。

3.5市场竞争千差万别

就市场竞争方面而言，汽车市场的竞争始终处于激烈状态，各车企争先恐后地推出新的产品，占领新的市场，而今随着智慧互联、电动新能源等方面的日渐崛起，许多互联网企业和电池厂家也纷纷转型改做汽车，造车新势力如雨后春笋一般相继冒出，汽车市场的形势变得更加严峻。反观航空领域，由于其特殊的组织形式，“竞品机”不似汽车行业那样动辄十几种，截至2018年底，中国共有60家运输航空公司，其中上市企业仅有8家[6]。在这8家企业中，排名第一的中国国航的市值约为排名第八的中信海直的32倍，且“三大航”的市值总额占比超过73%[6]，由此可见，航空业内部的市场划分以及生产规模都使非传统飞机制造领域的企业难以涉足，没有了外界的施压，行业内部竞争也相对平缓，再加上政策法规的大环境整体利好，航空业的生存压力要明显小于汽车业。

4研究结论

面向新一轮科技革命，各国相继提出了制造业转型升级战略，我国在中国制造2025等国家战略的推动下，汽车制造业与航空制造业发展迅速，但与国外发达国家相比仍有一定的差距。为助力中国制造2025战略目标实现，我们应正确认识汽车制造业与航空制造业的区别与联系，因材致用，努力消除体制机制性障碍，加强行业之间、军民之间的统筹协调，切实提高整合科技资源、组织重大科技活动的能力。并对汽车制造业与航空制造业的共性技术进行“协同集成”，切实提高我国的机械制造水平，实现大力振兴装备制造业、向创新型国家进军的伟大目标。

参考文献

[1]孙玉磊.汽车用钢市场现状与分析[J].山东冶金,2020,42(2):23-24+27.

[2]飞机材料[EB/OL].(2020-09-25).

[3]吴炜.新材料在模具设计及汽车制造工艺中的运用[J].南方农机,2020,51(16):144-145.

[4]陈长年.数控与高速加工技术在汽车与航空航天制造业的相互推进[J].金属加工（冷加工）,2008(15):3-6.

[5]顾乡.民用飞机新动力[J].大飞机,2015(4):48-51.

[6]刘修彤.油价、汇率和股价——基于我国航空上市公司的经验实证[D].大连:大连海事大学,2020.

作者:雒勇 郭晶 单位:中国航空工业集团公司 西安航空计算技术研究所