董金华，陆辉仲
（共享装备股份有限公司，宁夏 银川 750021）
铸造行业，作为国家制造业的核心支柱产业，已有着接近5 000 年的发展历史。虽然历史悠久，技术成熟，但在进入新时代以后，随着发展的需求和更高的环境要求，高耗能，重污染成为了无法避免的劣势。自2015 年国家《中国制造2025》纲要提出以来，对铸造行业有了更高、更具体的要求；
相继后续每年都有相关的政策发布：《工业物联网发展行动计划（2018-2020）》，《智能制造发展规划（2016-2020 年）》等，对铸造行业更加趋于工业数字化，智能化，在《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035 年远景目标纲要》（以下简称：“十四五规划”）中，提出产业链发展，促进工业产业链上下游协同。因此，产业链发展模式作为工业未来发展模式的主要方向，也是铸造行业未来的重点发展方向。
产业链是产业经济学中的一个概念，是各个产业部门之间基于一定的技术经济管理，并依据特定的逻辑关系和时空布局关系客观形成的链条式关联关系形态。产业链的本质是用于描述一个具有某种内在联系的企业群结构，包含了价值链，企业链，供需链和空间链四个维度的概念。随着《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划》（以下简称十四五规划）发布以来，对于制造业提出了新的要求，要求巩固壮大实体经济根基，深入实施制造强国战略，并且就产业链价值链优化进行了单独讨论，强调引导产业链关键环节留在国内，补短板锻长板，产业链建立要自主可控、安全高效。要提高产业核心竞争力，推进产业集群（园区）内的企业以产业特性作联结，在企业之间实行专业分工和协作，引导企业的专业化发展。结合国内国外的产业发展情况，我国在铸造行业仍处于价值链定位的低端行业，这同时影响了我国在各个产业链中核心竞争力和产业链匹配度的维持与提升。铸造业作为多个产业的基础行业，因此对铸造行业产业链发展的研究，决定了我国制造业在国际竞争中核心竞争力的建立，值得讨论与研究。表1 为产业链与价值链不同对比。
表1 产业链与价值链
2.1 我国铸造业铸件产量
据中国铸造协会自2000 年起统计，我国铸件年产量已连续20 年居全球首位，与其后第二至第十位的国家铸件产量总和相当，2020 年铸件产量达5 195 万t，占全球总产量的40%以上，已成为名副其实的铸造大国（见图1）.
图1 2001～2020 年中国铸件产量及增长率变化情况
十三五期间，受下游主机行业波动和中美贸易摩擦等因素的影响，铸件产量增长持续放缓，2012～2020 年平均增速仅为2.6%，但铸件产量规模仍保持平稳发展。
2.2 铸造行业发展现状
在十三五期间，下游行业对铸件需求增速放缓，铸造行业市场竞争加剧。另外，国家强化了工业领域的污染防治，在市场竞争加剧和环保要求日益严格的环境下，我国铸造行业呈现两级分化走势。部分企业持续加强技改提升和环保安全治理，行业内陆续形成了一批具有国际竞争力龙头骨干企业，部分企业在环保的压力下也加快了退出。近几年铸造产业集群规范发展有了很大提升，产业园区化建设提速，产业集中度明显提高，也形成了特色铸造产业发展模式。目前，我国铸造企业数量较“十三五”初期有了显著减少，企业平均规模有了较大幅度提高。但现有2 万多家铸造工厂仍呈现出数量偏多、平均规模偏小，企业间发展水平严重失衡，仍有一批企业在工艺装备、产品质量及环保治理水平方面相对落后。
2.3 铸造产业及集群分析
根据中国铸造协会最新数据，2020 年我国铸件总产量为5 195 万t，其中铸铁件3 700 万t，占比70%以上，铸钢件635 万t，占比12%；
结合2020 年下游行业各类铸件需求吨位，目前，汽车行业用量最高为1 500 万t，占比28%，其次为铸管及管件行业，占比16.4%，轨道交通行业220 万t，占比11%.
按照我国主要产业集群统计，主要铸造企业集中在环渤海五大省（北京、天津、辽宁、河北、山东），长三角区域（上海、江苏、浙江、安徽），珠三角区域（广东、香港、澳门）及西部川陕渝金三角区域（四川、陕西、重庆）四大地区。
虽然，我国在总量及企业数量上都位居世界前茅，但没有形成具备高附加值，有核心竞争力的产业链，仍停留在铸造企业聚集、“扎堆”的低水平状态，不具备产业链核心竞争力的维持与提升。
结合公司50 余年的铸造行业经验与实践，形成了以企业集团形式的传统铸造及转型发展产业链，探索在新的制造业发展背景下，铸造行业应如何迎合时代发展，创新产业链结构，探索产业链发展新道路。
3.1 高端装备制造产业链
基于传统铸造行业，从事高端装备配套的关键基础零部件的研发、生产及销售，公司已经发展配套成熟的集团内产业链结构。
产业链上游：采购铸造材料，集团内部配套生产模具。商务公司集中对集团所有铸造公司及模具公司的原材料进行采购，包括造型材料（陶力砂，硅砂，特种砂，树脂，固化剂等），熔炼材料（合金），其他（冒口，瓷管，刀具，纸浇道等），模具（木模，消失模，金属模）。集中大批量采购，从产业链上端降低采购成本，减少生产公司业务流程，增强产业链竞争力。
产业链中游：由铸铁，铸钢及加工公司，形成集铸造加工交付一体的主要生产节点，集中在矿山机械，水轮机，蒸汽轮机铸件；
加工吨位每年2.5 万t以上，年产值超1.5 亿元。自形成产业链结构以来，公司年产量以每年10%的速度增长，年产值增长超过10%。相比同行业，以高质量，准交付的原则，与国际知名企业形成稳定供应关系，例如：GE，上海电气，东方电气，哈电集团，等。同时，以铸造配套加工的形式辐射周边地区，带动当地铸造，加工水平及行业的技术提升，配套生产外协厂家超过20 家，辐射产值超20 亿元。
产业链下游：目前对铸件装配交付产值较低，超90%铸件由客户负责装配安装。
经过分析高端装备铸造产业链配套的企业成本、产量变化，自形成产业链集团以来，公司在同行业竞争对手中，成本下降明显，产量持续增长，竞争能力持续增强，并且带动地区水平提升，带动地区及相关行业竞争能力增加。
3.2 智能铸造装备产业链
随着国家《十四五智能制造发展规划》，《关于推动先进制造业和现代服务业深度融合发展的实施意见》，《关于推动创新创业高质量发展，打造“双创”升级版的意见》等相关规划政策的提出，对于制造业转型升级，及制造业未来如何发展，需要提出新的发展模式。公司在早期开始部署探索铸造行业转型升级有一定的经验积累，结合产业链发展，对智能铸造装备也提出产业链发展模式。
产业链上游：对于智能铸造装备使用的原材料，包括打印用砂，树脂，固化剂等，由商务公司统一采购，基于铸造原材料供应商进行采购，降低成本；
对于智能装备使用的核心硬件，由开发设计人员选定，由多家供应商报价进行采购，由于国内目前智能装备制造发展呈起步趋势，与配套供应商签订战略协议，降低采购成本。在设备运行软件开发上，由公司培养软件人员，降低软件授权采购成本。
产业链中游：在市场调研及讨论后，在3D 打印技术，FDM 打印技术，工业机器人研发制造上，进行产业转型。
3D 打印技术是基于数字模型文件，使用树脂、固化剂对打印用砂材料逐层粘结成型来构造物体的方式，目前研发的主要方向为铸造用砂3D 打印，使用的原材料为铸造砂、树脂、固化剂。目前，3D 打印成型尺寸最大2 600 mm×2 000 mm×1 000 mm，主要使用于铸造用3D 砂芯打印技术，减少传统铸造工序，快速提升铸造生产效率，已在全国多地建立示范打印基地推广使用。
FDM 打印技术是Fused Deposition Modeling 的简写形式，即熔融沉积成型技术，通过高温将成型材料融化为液态，通过打印头挤出后固化，在立体空间上形成立体实物的技术，主要使用的材料为PLA 树脂，主要使用于多种组合模具生产制造中，减少模具制造工序，降低模具制造成本。
图2 高端装备制造产业链
图3 智能装备制造产业链
工业机器人，是用于制造生产的机器人系统，包括焊接，装配，搬运等多方面工作。基于目前国内制造业转型升级需要，相比国外，工业机器人应用仍处于落后的地步，在未来很长一段时间内将有很大市场需求。目前，已经开发投入使用的工业机器人涉及AGV 搬运机器人，桁架机器人，微波烘干系统，热法再生系统等。
产业链下游：结合3D 打印，FDM 打印和工业机器人，对传统铸造行业引起了颠覆性的变革。相比传统木模制造，使用3D 打印和FDM 打印模具，在尺寸精度上提升0.2 mm～0.3 mm，40%以上；
表面光洁度提升50%以上；
使用寿命增加；
制造周期缩短80%以上；
制造成本降低30%以上。同时，以3D 打印为代表的快速铸造，绿色铸造模式也开始广泛应用，使用3D 打印机为主体，结合砂处理模块，自动清砂吹砂模块，AGV 模块，立体库模块等组成的组合流水线，实现了3D 打印全流程自动处理。相比传统流程，节省90%以上人力成本，实现铸造行业的可持续发展。除铸造行业使用以外，在工艺品制造，特殊材料行业，实现工业互联网等多个方面，都实现了重大突破。
经过分析智能铸造装备产业链上中下游发展模式：首先，降低了企业在研发过程中前期资金的投入，基于已有的行业基础，对原材料的供应成本能做到最大程度的降低；
其次，基于铸造行业经验，能快速提出研发方向，及时成果转化，投入成本实现快速产出，减少研发成本压力，以自身行业基础引领，快速推广，产生效益；
最后，使用新技术，占据成本优势，开拓市场，实现行业核心竞争力快速提升，通过产业链的建立，反馈研发部门，继续研发新产品，实现良性循环。
3.3 智能铸造服务产业链
自2017 年11 月《国务院关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》印发以来，工业互联网及其相关服务正式上升为国家战略，为促进工业互联网发展，国家及各省市也相继出台政策，结合智能制造及产业链发展趋势，建立智能铸造服务产业链。
产业链上游：随着《十四五规划》出台，对国内基础行业技术水平要求提升，各行各业都面临新的发展态势，尤其在制造业，对智能制造系统解决方案市场规模逐年上升，2020 年将达到2 380 亿元规模，整体市场需求及增长速度激烈，在铸造行业背景基础下，可以为同行业提供更全面的方案，客户及市场需求有保障。
产业链中游：提供以工业软件和技术服务两方面为主的智能铸造服务解决方案。
工业产品包括：铸造执行系统（MES），全流程虚拟铸造系统（VCS），成形智能单元（FIU），熔炼智能单元（MIU），精整智能单元，加工智能单元（PIU），压铸智能单元，离心智能单元，实验室管理系统（LIMS），远程运维，供应链管理（SRM），客户关系管理（CRM）等基于铸造行业工业软件及系统。
图4 智能铸造服务产业链
技术服务包括：智能制造系统实施及集成，智能工厂/数字化车间建设方案规划设计，智能工厂/数字化车间建设项目总包实施，物联网实施，智能制造能力成熟度诊断服务，标准化服务等一系列帮助企业转型升级的整体解决方案。
产业链下游：提供系统维护，技术服务，方案维保等售后服务工作。
智能铸造服务产业链是基于高端装备制造产业链，智能铸造装备产业链，结合国家工业互联网建设政策，保障传统行业转型升级，促进国家制造业发展，提升产业链供应链现代化水平的无形保障。目前，已在国内多个地区，形成示范工厂，实施效果显著。
建立产业链发展模式，以链式关系，带动产业链上下游企业共享产业政策及增值服务。以产业链的发展模式，不仅带动整个产业结构升级，同时对大量行业岗位的升级也有直接影响，直接带动提升岗位附加值，进一步对经济发展奠定更高的基础。相比以前劳动力成本及工作环境，整体产业链的升级，极大的提升了人力资源工作环境，降低人员成本，在人口红利逐渐下降的情况下，提升企业核心竞争力。产业链的打造是一个系统的过程，不仅要有行业的基础作为支撑，也需要培养相应的人才，投入资金支持，经过多年的探索，在铸造行业产业链发展模式上，已经初具成效，也将持续引领行业内企业基于自身情况，探索发展方向，提供技术支持，实现铸造从“傻大黑粗”到“窈窕淑女”的转变，引领铸造行业更好发展。
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