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研究日本發動機幾十年,為何我國還仿不出?一顆螺帽,決定了差距

研究日本發動機幾十年,為何我國還仿不出?一顆螺帽,決定了差距

如果問起如今哪個國家制造業實力最強,可能并不是限制高端晶片、光刻機出口的美歐等國,而是因一顆螺帽都需要返廠安裝的日本。

一位幹了30年汽車維修的老師傅說起一個故事。曾有一台豐田車的發動機發生異響,用了各種工具也沒能檢測出問題來。最後和車主商量,準備拆開發動機。為了妥善起見,老師傅每一個拆卸動作都用手機錄像,友善到時候再還原回去。

拆到後來,發現是一個齒輪出現了嚴重磨損。于是老師傅聯系豐田發送原廠的配件,并準備重新裝回去。不過就在這個過程中,一顆螺帽卻始終無法複原。最後,車主将發動機送回了原廠,老師傅也一起跟了去。僅用1天發動機便被修好了,而且性能完好如初。當問起日本工程師是如何安裝時,對方回答:這是機密。

研究日本發動機幾十年,為何我國還仿不出?一顆螺帽,決定了差距

一、日本精密制造的崛起

二戰結束後,無法以戰養戰的日本面臨經濟蕭條、失業率突起等諸多問題。是以,作為一個資源匮乏、人口卻高達1億的島國,日本開始通過發展如汽車、半導體、精密制造等産業提高産品附加值。

到了上世紀60年代左右,為了加強在海外的部署,美國開始對日本提供技術支援,美國的機床制造技術就是在此時被引入到了日本,而發展機床工業也被日本列為經濟發展的首要任務。在此後短短十幾年的時間裡,日本工業實力快速崛起,并逐漸成為除美國外的世界第二大經濟體,直到2010年被中國取代。可以說,強大的機床制造工業是日本經濟崛起的基石,而日本精湛的汽車發動機技術也源于此。

一般而言,一台發動機由幾千個零部件組成,小到螺絲、螺母、螺帽全部依靠機床制造,而日本發動機之是以敢出口給其他國家,不怕别人模仿,關鍵點就在于,日本發動機零部件超高的精密度。

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零部件有公差是常見現象,即便是如今全部數控化、自動化的精密機床,依然可能存在±0.001毫米的公差。日本發動機的優勢則在于,其零部件之間的正負公差可以互相抵消,達到最佳“公差配”。這也是為何之前提到的,修車的老師傅因為一顆螺帽也要傳回原廠的原因。

那麼,日本發動機的零部件是如何實作最佳“公差配”的?

二、仿也仿不出的日本發動機

模仿别人産品常用的技術叫“逆向研發”,與之對應的原創技術則稱為“正向研發”。以發動機為例,一台發動機的上千個零件哪個零件先裝、哪個後裝,都有明确的順序。精密的機床制造技術讓日本發動機的每個零部件實作無縫銜接,完美搭配。

也是這種無縫銜接,使得很多中國同行在對其進行逆向研究後,隻能習得皮毛,無法100%還原日本發動機的精湛工藝。比如在對日本發動機進行拆解、組裝等逆向研究後,輕則導緻發動機性能銳減,重則徹底損壞發動機。很多國産生産商對此表示:日本制造業厲害之處在于,拆下來讓你仿,也仿不出來。日本永不松動的螺絲公司總裁曾說:“我把圖紙給你,你都弄不出來”,螺絲都這麼難,更别說整機了。

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發動機也叫内燃機,1712年由英國人托馬斯 紐科門發明,并就此掀起了第一次工業革命。然而在發動機問世的300年來,其工作原理一直都未改變,都是通過燃燒,将氣體膨脹,進而推動活塞做功。但如何盡可能地提高發動機功率,減少能量消耗,延長壽命,卻是發動機行業工作者300年來孜孜不倦追求的目标。而這也不是簡單某一環節實作技術變革就能完善的。

日本發動機産業從上遊的礦石原材料、中遊的設計、研發,下遊的制造與銷售,經過百年的發展,都已達到全球産業鍊的先進水準。是以,這種技術和産業的沉澱,不是其他國家單靠仿制,就能快速追趕上的。

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三、缺乏基礎創新的中國制造業

由于日本發動機起步早,再加上對知識産權的重視和保護,在發動機領域,很多設計、耗材等方面的專利,都被日本企業申請了。選擇一條繞開日本專利,放棄現有成熟技術,走一條100%自主研發的道路非常困難,且少有成功。目前,國内除了濰柴動力研發的柴油機WP4.6N做到熱效率50%以上,趕超了美日德等國的技術,再未聽到有哪家中國公司在國産發動機領域取得突破。

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比亞迪創始人王傳福曾說,一項技術,60%來自公開文獻,30%有現成的樣品,5%依靠原材料,隻有最後的5%有專利限制,需要自己研發。這句話簡單概括,即:給模仿就模仿,不給模仿的就自研。很多如今在制造業風生水起的商業大佬,當年就是靠着這種思路起家的。

我們并非認為這種思路不正确,在特殊的曆史階段,留給處于全球産業鍊底端的中國制造業能走的路并不多。“先模仿、再創新”這條路能走出來,說明這條路是符合時代發展需要的。但這條路在一定程度上,也給中國制造業铐上了一副無形的枷鎖——缺乏基礎創新的“匠人精神”。

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時至今日,很多國産制造業依然等着别人将落後的專利開源,或者購買淘汰的技術,再或者直接對競品産品的外觀、使用者體驗等一些不受專利保護的設計,采取全盤的“拿來主義”。甚至隔了幾年,還會回頭嘲諷“原創者”沒有創新,或者指責對方沒有向我們開放技術,全然沒有作為抄襲者的羞恥心。

四、結語

日本的發動機技術給了中國制造業一個警示,并非所有的技術都能模仿,也并非所有的技術,我們都模仿得像。做代工廠、做山寨貨隻是中國制造業特定階段的産業需求,掌握核心科技,才是中國制造業奮鬥的終極目标。

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