汽车企业减排技术的创新及生态设计研究

发表时间:2018/7/25   来源:《基层建设》2018年第17期   作者:柯亮
[导读] 摘要:技术创新是我国汽车企业的根本性战略目标。
        一汽-大众汽车有限公司佛山分公司  广东佛山  528237
        摘要:技术创新是我国汽车企业的根本性战略目标。技术创新的实施需要基于我国汽车产业的现实运作环境。实证性的研究发现,我国汽车企业的技术创新在整体上处于良性发展状态,产业趋势分析、资金供应、创意设计、节能减排技术开发与专业人才培育等创新要素发挥了积极的作用,而技术联盟的构建与汽车供应链改进尚未产生实质性的功能。
        关键词:汽车企业;技术创新;汽车供应链;节能减排;技术联盟
        技术创新的成败是制约我国汽车产业成长的关键性因素。我国是汽车生产规模大国,又是汽车生产技术弱国。我国汽车产业的成长主要依靠技术的引进,自主技术与品牌尚处于边缘性位置。一个世纪以来,世界汽车三巨头引领了世界经济发展的潮流。福特大量生产方式的出现使人类经济步入规模经济时代,而丰田的精益生产方式与通用的敏捷制造方式的出现,又使人类经济从规模经济时代进入到多样化时代。与欧美日等汽车强国相比,我国汽车业技术创新的路途还很漫长。
        1.汽车企业减排技术创新
        汽车产业是一种合成性的产业,是多种现代技术的有机组合,汽车制造是制造技术与管理技术结合的经典。二十世纪,大量生产方式、精益生产方式、敏捷制造和工业工程等改变世界的管理技术都源于汽车工业。1913年,福特汽车公司开发了世界第一条流水线,共生产了1500万辆汽车,创造了一个至今未打破的世界纪录,福特先生为此被尊为“为世界装上轮子的人”。1999年,《财富》杂志将老福特评为“20世纪商业巨人”,以表彰他和福特汽车公司对人类工业发展所做出的杰出贡献。因此,汽车产业从诞生的那一天起,就走上了永恒性的技术创新之路。
        基于现有的研究成果,结合我国汽车企业技术创新的实践,本研究认为我国汽车企业技术创新的主要路径包括如下七个策略:构建技术创新联盟、产业趋势分析、R&D投资、创意设计、供应链改造、节能减排技术研发与专业人才培育。汽车产业的运营环境不同,技术创新体系的要素也不同。我国汽车产业的成长环境具有一定的独特性,因此,技术创新要素的选择也不同于国外同行业。
        首次,技术创新联盟的构建是汽车企业技术创新发展的前沿性发展趋势。近二十年来,我国汽车企业沿循着技术引进之路,依靠国外的技术来支撑本国汽车工业的成长。这是一条迫不得已的缓冲之策,从长远看,将严重危害民族汽车工业的成长。目前,我国单个汽车企业的技术能力较为低下,自主技术开发尚有一定的难度,因此,合作性地进行技术开发是一条可行之策,并在许多汽车企业获得成功。技术创新联盟的构建是实施合作性技术开发的前提。
        其次,产业趋势分析是技术创新持续性开展的平台。根据国外汽车企业的成功经验,技术创新是一种战略,必须凭借合理的战略规划,而产业发展趋势的分析是制定合理的技术创新战略规划的基础。汽车产业是一个市场广阔的产业,同时也是一个变幻莫测的产业,市场需求受到多种因素的影响,而技术创新的实施必须在高度不确定的市场上寻求到主导性的创新方向,因此,产业趋势的预测、分析与决策至关重要。
        再次,R&D投资的充裕性是实施技术创新的保证。技术创新是汽车企业的一项重要经营行为,需要依靠持续性的资金支持,而这恰是我国汽车企业的薄弱环节。我国许多汽车企业的R&D投资量不足,资金不能按时到位,导致一些重要的研发活动不能开展,或者中途夭折。目前,我国汽车企业的R&D投资资金大部分依靠自己筹集,也有少部分由政府机构资助,但与欧美日汽车企业相比,仍然非常有限。
        第四,创意设计水平的提高是现代汽车生产竞争的必然要求。创意设计是技术创新的一项重要内容,在技术创新体系中的重要性日益显著。在国际市场上,汽车消费已逾越了功能消费的阶段,达到了个性化消费时代,而我国汽车市场上的汽车消费也正由标准化消费向个性化消费转变,可见,创意设计已不容回避,而我国汽车企业的创意设计仅处于起步阶段,尽管大多数汽车企业似乎已认识到创意设计的重要性与迫切性。
        第五,汽车生产离不开供应链的支持,是典型的供应链型企业。从零部件生产、到整车组装、再到产品销售,汽车供应链发挥着直接的作用。离开供应链的支持,任何一家汽车企业都将陷入停顿。在汽车生产行业,没有任何一家汽车企业能够独立完成从零部件生产、整车装配到产品销售的全过程。提高汽车新产品的开发速度并降低汽车产品的生产成本,已不是一个汽车企业自身的内部问题,而是一个全球化的网络供应链问题。
        第六,节能减排技术的研发是汽车企业发展的必由之路。汽车二氧化碳排放量占全球二氧化碳排放总量的17%,一辆轿车在一年内的废气排放量是其自身重量的4倍,可见,汽车产业不仅是高能源消耗的产业,也是高污染产业,在给人类带来舒适方便的同时也带来了环境恶化。2009年12月,联合国气候变化大会第十五次缔约方会议在哥本哈根召开,向世界各国提出了“2020年前所有车型的二氧化碳平均排放量至少降低25%”的要求,从而使世界各国不得不重新审视各自的汽车发展之路。
        最后,专业性的人力资本开发在我国汽车企业具有特殊的意义。我国汽车产业发展较快,但是我国汽车企业的人才培育没有同步发展,制约并阻碍了我国汽车企业与产业的成长,这已是有目共睹的事实。我国汽车企业除了对高端科研人员存在一定的需求之外,也对汽车实用型人才存在着大量的需求。根据国外汽车行业的经验,产学研联合已成为当今汽车行业人才培育的有效方式,是建立以企业为主体的技术创新体系的有效途径,值得我国汽车企业的学习与深思。技术创新是一个体系,包含诸多的创新要素,表现在技术、生产、营销、管理、协调与存储各个方面,融合于企业的各种运营环节之中。就现阶段的我国汽车企业而言,自有知识产权的增长是技术创新的核心性内容和标志。因此,本研究以汽车企业专利的增长率作为技术创新绩效的测度标准。
        2.车产品的生态设计
        2.1材料选取
        材料的选取可以从汽车的各个部件分别考虑,车身可采用铝合金框架并配以塑料外壳.车内零件尽可能使用可生物降解的聚合材料,以减少汽车重量和体积.降低汽车在使用过程中的能量消耗,节省能源。为便于获取再生利用的零部件材料.零部件的设计必须考虑可拆卸性,无法拆卸的产品既谈不上有效回收.更谈不上重新利用。纳米材料由于它具有优良的机械性能,必将得到广泛的应用。例如,利用纳米微粒材料良好的防腐性.对汽车蒙皮表面进行热喷涂.从而形成优质的防腐层,以此取代传统的金属覆盖工艺。这样处理,不仅成本低.而且寿命长。


        2.2再循环设计
        汽车工业产品的再循环设计的一个概念即模块化设计。所谓模块化设计,就是利用分离的功能件构成机械系统的设计制造技术。如果一个设计者能预测到某些设计的部件可能被改进、修理或替代,而其他部件可能不需要.那么可能改变的部件要设计成一个模块,目的是使它能单独地被替代或再循环利用。而且模块化设计有利于缩短生产制造的时间,降低开发费用和制造成本。设计时,最好将各个模块设计成可维修的,例如可将模块中易于损坏的零件放在最容易安装和拆卸的地方。此外,在设计零件时.应尽量做到简单化和标准化。
        2.3节能减排技术
        车空载时油耗比重很大,故减轻车体重量是节能的主要途径。一般车重减轻10%.可节油8%。新型材料的开发和应用。大大减轻了车体的重量。如使用高强度钢和耐蚀钢板、用轻型的铝合金、镁合金等有色金属代替钢铁,以塑料代替钢铁等。塑料由于重量轻、易成型、特别是热硬化塑料和玻纤强化塑料的开发成功,更拓宽了在汽车上的应用。资料显示:若采用综合轻型材料的超低油耗车,车体重减轻25%,可节油20%。
        2.4 建构污水再生利用体系
        水资源是不可再生资源,地球供给的水资源是有限的。应该加大污水处理再利用的举措,采取强有力的方法,建构污水再生利用体系,让珍贵的水资源得到重新再利用,高效利用有限的水资源。需要采取措施,提升污水再利用效率,还要确保污水处理后的安全性,确保使用安全。需要政策上支持,人们对再生水有足够的认识,因地制宜利用再生水,拓宽再生水利用途径。如工业、景观、农业用水等,均可使用再生水。建构完善的再生水利用体系,提升利用效率。
        3.汽车生产企业废气处理技术
        目前,对于汽车生产企业废气的处理方法有很多,具体包括变压吸附法、热破坏法、净化技术以及氧化处理等。
        3.1变压吸附分离与净化技术
        气体组分可以吸附在固体材料,变压吸附分离和净化技术的特点是基于使用专业废气分离和净化设备,气体的设备,压力会发生一些变化,压力的变化的主要驱动力是它的废气处理系统。该技术采用物理方法实现汽车生产企业废气的处理和净化,其主要材料是沸石分子筛。该材料具有吸附容量和吸附选择性两种优点。在一定的压力下,沸石分子筛能有效吸附废气中的有机组分,并将剩余的气体转移到下一个环节。沸石分子筛经有机分子吸附后,经过一定的工艺改造,保证了吸附剂的再生能力,可以重新投入使用。该工艺循环,可实现汽车生产企业尾气净化效果。随着工业技术在中国的发展,这种技术逐渐被应用,并对气体的分离产生了强烈的影响。同时,技术成本低,能耗低,操作简单,能减少环境污染,具有广阔的市场前景。
        3.2热破坏法
        热损伤主要是汽车生产企业废气或助燃剂的直接燃烧,或催化剂的使用,快速保证废气的化学反应,其目的是减少废气、有机物的含量减少对废气的危害。在汽车生产企业浓度低的情况下,热破坏法具有良好的效果。一般来说,热破坏法分为直接燃烧和催化燃烧。直接燃烧法可达到99%的处理率;利用催化剂加速化学反应可以缩短处理时间和效率。金属或金属盐通常作为催化剂使用,技术相对成熟,但这些金属价格昂贵。近年来,中国一直在研究使用非贵金属作为催化剂,并取得了良好的进展。作为载体,对汽车生产企业的有效催化处理可以提高催化活性和稳定性。
        3.3生物处理法
        基于加工原理,生物处理主要利用微生物的生理特性和过程,将有害物质的挥发性有机化合物有效地转化为无机物质,主要包括水、二氧化碳等。生物处理是一种无害化处理其他处理的方法。一套完整的生物处理方法包括三个步骤:第一,汽车生产企业尾气中的污染物溶解在水中,迅速溶解;其次,当液体浓度较低时,液体膜中的有机物逐渐扩散,最终扩散到生物膜中,吸收生物膜中的微生物吸收。第三,汽车生产企业废气中的有机废气被微生物吸收,通过生物体本身的生物过程,逐渐降解转化,最终转化为一种简单的无机物。
        3.4变压吸附分离与净化技术
        PSA分离和净化技术是利用气体组分的特征可以吸附在固体材料,有机废气中分离和净化厂PSA技术主要应用物理定律,通过物理方法实现有机废气净化,使用材料主要是沸石分子筛。沸石分子筛在吸附选择性和吸附容量方面具有一定的优势。在一定的温度和压力下,沸石可以吸收有机废气中的有机成分,然后将剩余的气体转移到下一个环节。在有机废气的吸附后,通过一定的工艺将其转化为保持和改善吸附剂的再生,使吸附剂再次使用,重复步骤过程,反复循环,直至有机废气的净化。近年来,该技术已应用于工业生产中,对气体分离效果良好。该技术的主要优点是:低能耗、低成本、自动工艺操作、分离纯化后纯度高、环境污染小。该技术对天然气的回收和处理具有良好的效果,市场前景广阔,是有机废气治理技术的未来发展方向。
        结论
        技术创新联盟的构建是我国汽车企业在未来的一段时间内实施技术创新的必经之路,因为我国汽车产业不能再继续依靠国外的技术供给。目前,国内汽车企业对技术创新联盟重要性的认识还存在不足,合作动机不强,合作力度不大,导致竞争大于合作。当然,竞争是市场机制的法则,然而,竞争不是放任的和无条件的。我国大多数汽车企业的技术研发能力本来就严重不足,无目标的盲目竞争或封锁极易导致双方均裹足不前。
        参考文献:
        [1]张同健,孔胜,李迅.我国中小型企业技术创新战略模型研究[J].技术经济与管理研究,2009,(6):28-30.
        [2]张同健,李迅,孔胜.互惠性企业环境下知识转化的经验性研究[J].技术经济与管理研究,2010,(2):90-93.
        [3]李迅,孔胜,张同健.基于因子分析的企业技术创新体系实证研究[J].兰州石化职业技术学院学报,2010,(1):33-36.
        作者简介:
        柯亮(1983.9-),男,江西九江人,硕士,2008年6月毕业于华南理工大学,主要从事企业清洁生产审核、节能减排工作。
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