日本电产制造的极限与巅峰

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导读

日本电产(日语:日本電産株式会社,英语:NidecCorporation),由董事长CEO永守重信创立,从四个人的梦想,到世界第一的综合马达制造商,日本电产的发展历程堪称商业教科书一般。

我有幸在日本电产工作多年,在日本电产工作的这段时间里,为我在自动化领域奠定了坚实的基础。我在日本电产工作的部门并不是产品生产部门,而是机械装置设计部门,当时在这个部门的中国面孔并不太多见。

日本电产(日语:日本電産株式会社,英语:NidecCorporation),由董事长CEO永守重信创立,从四个人的梦想,到世界第一的综合马达制造商,日本电产的发展历程堪称商业教科书一般。

日本电产发展历程

年4月公司始创,年仅28岁的现任集团董事长CEO永守重信怀揣着“要成为世界第一”的雄心壮志,与三位志同道合之士以万日元的注册资金在京都市创办了日本电产株式会社,当时公司主要以生产精密小型AC马达为主要产品。

年开始在美国设立办事处。

年至年前后,随着PC市场的发展,日本电产开始专注于硬盘驱动器马达,以及办公自动化设备应用的马达,开始实现了飞跃式的大发展。年,日本电产收购美国托林公司的轴流风扇部门,这也是日本电产的首次并购,通过并购,日本电产迅速扩展了其轴流风扇产品组合,并完成了在美国的市场布局,此后的几年间日本电产分别在日本和全球各地设立了生产线和分支机构,让公司一跃成为全球知名企业。

年设立大连工厂。之后,日本电产逐渐在中国展开事业。先后在平湖、东莞设立工厂和研发中心。

年,日本电产在纽交所上市(截至年5月),自此之后公司开始尝试多元化的扩展,包括收购日本伺服株式会社等动作。

年4月24日日本电产斥资10.8亿美元现金,收购惠而浦旗下压缩机业务恩布拉科(Embraco)

年11月入股台湾老牌散热厂超众科技,年12月3日再度宣布将持有股份从49.01%提高至53.48%。

日本电产株式会社Nidec与超众科技皆为电子产品原件的重要供应商。而此次Nidec投资超众,是为超众于散热模组上的技术能力;对于超众来说,Nidec亦可为散热模组提供马达、风扇元件,双方可望借由产品互补的优势,因应5G、物联网发展趋势带来的新兴应用,于5G手机、自驾车市场抢得先机。

年4月16日日本电产斥资亿日圆(约70亿港元),收购欧姆龙旗下车用电子子公司欧姆龙汽车电子(OMRONAutomotiveElectronics,简称OAE)的全部股权。该公司从事马达控制系统和汽车传感器等业务。

年4月22日,日本电产其两家子公司NidecEuropeBV和NidecAmericasHolding把日本电产全部压缩机业务出售给由Orlando管理的ESSVPIV基金。

不同寻常的接盘侠

日本电产株式会社(NidecCorporation)于年2月5日宣布,将以约亿日元(约18亿元)的价格收购三菱重工机床。本次业务收购涉及的公司不仅有三菱重工集团的全资子公司三菱重工机床,还包括日本以外地区成立的3家机床公司和9家综合业务公司中的机床相关部门,收购计划于年5月完成。收购完成后,三菱重工机床将成为日本电产的第三项主要业务。

日本电产NIDEC公司是名副其实的接盘侠。

从年2月收购美国托林公司轴流风扇部门的第一例并购开始,到年11月收购美国Robotec公司为止,日本电产在这35年中实施了66起并购,而其中超过半数的并购对象是海外企业,以英美德法意企业居多,也不乏针对中国企业的收购案例。如此长期、持续地实施M&A战略的企业,在日本并不多见。

虽然在年4月新冠疫情首次冲击日本时,因为无法预见疫情的蔓延趋势,一直秉承“现金为王”理念的永守重信采取了谨慎的投资态度。“在前景不明朗的情况下,轻易不要投资。”时下这一观念得到了相当多的经营者的认同和追随。但令人颇感意外的是,年在日本新冠病毒感染疫情不断扩大甚至严重的背景下,日本电产再次实施M&A战略。“立即做,必须做,做成为止做”让这家行业巨头永远充满并购热情。年2月5日,日本电产正式宣布收购多年历史的三菱重工业的子公司——三菱重工工作机械株式会社,据悉收购价格约为亿日元。日本电产如此大规模的收购,目的是将其重点事业——电动汽车驱动马达(EV)推向竞争的据点,抢占商机。

事实上,在年的M&A的舞台上,日本电产虽然沉寂,但从未缺席。当年10月,日本电产在决算会议上就已经宣布了要“再次启动M&A”,其背景是因为公司业绩得到了恢复。而日本电产之所以能在新冠疫情的侵袭下逆势盈利,恰恰得益于疫情来袭之前的年五起M&A中的两起——对美国著名家电企业惠而浦公司冰箱零件事业的并购,和对欧姆龙(广州)汽车电子有限公司车载事业的并购。这两起M&A案例中,日本电产分别投资了亿日元,经过战略整合后,公司盈利显著提升,同时资金效率也得到大幅改善。

不难看出,日本电产的并购之路并没有充斥着“爆买”的土豪气,恰恰相反,具有“历史长、数量多、金额高”这三个显著特点的并购历程,彰显了“步步为营”的智谋——围绕企业核心技术产业,日本电产通过缜密的M&A战略收购海内外多家企业或其关联事业,并对它们进行积极整合,使得M&A与企业发展相辅相成、甚至相得益彰,不失为M&A的经典范例。

推倒重来再设计

日本电产绝对是硬盘马达的王者,全球市场份额达到80%以上。电脑里面经常听见的嘎吱嘎吱声音,就是从硬盘而来。电产年财年收入大约亿人民币,包括精密小型马达、大型电机、以及家电汽车专用马达这三大业务。

机械硬盘的内部结构说来并不复杂,最核心的三大件就是主轴马达、磁头和盘片。主轴马达基本被日本垄断,日本电产尼得科是绝对的霸主,后面厂商则是同样来自日本的美蓓亚Minebea。

尼得科的马达攻克了一个制造上的难题。在PC机小型化、薄型化的过程中,最大的挑战就是内置设备的薄片化。年前后正是“轻薄笔记本电脑”的天下,日本东芝也是其中一大品牌,它带有的希捷硬盘正是采用了尼得科的马达。彼时,笔记本电脑中使用的硬盘主流产品的厚度为7mm,而内置的主轴马达厚度约为磁盘厚度的70%左右,约5mm。这么薄的缝隙,很难确保支撑转子的轴承与磁道之间留下足够的空间,小型化走向了绝路。

尼得科反向考虑,抛开内部挡块小型化的方法,而是将设计大而化之到马达之外的驱动。它将马达技术与驱动器、传感器等捆绑在一起,整体设计。就像当前半导体非常热门的技术SoC,强调集成制造。

设计方案被根本性的改变。整体制造也发生了变换,于是它一举突破市场瓶颈,在年就可以量产支持7mm厚的硬盘驱动器,后续则进一步缩小到5mm厚。

现在电动车领域,电产正在再次复制“整体设计”的思维。它将分立的逆变器整合其中,形成包括牵引电机、变速箱以及逆变器在内的牵引电机系统(E-Axle)。又是一体化设计,极大简化了零部件之间的外部布线,实现了驱动系统的小型化和轻量化。重量非常轻。日本电产驱动马达E-Axle在中国扩大供给已供的6种车型,包括广汽新能源、吉利几何C等。这个产品正在成为电产的新拳头,年期望达到60亿元人民币的销售额。而到了年,则意图在新能源汽车用驱动马达市场的全球份额达到35%。

笔记本电脑硬盘驱动器的传奇,正在电动汽车这一全新的市场上重新生长。

这背后还要得益于工业软件的使用。

独立开发仿真软件

自年起,尼得科就开始量产用于硬盘驱动器的液态轴承。随着硬盘驱动器在数据存储密度方面的惊人进步,传统的滚珠式轴承在原理上已经无法做到让每一颗滚珠的大小都完全一致。为了探索液态轴承的最佳结构,尼得科逐渐走上了自主研发建模与仿真软件之路。

在产量从几万台、几十万台上升至几百万台的过程中,采用检查少量试制品生产中的品质管理方法显然已经不合时宜。因为要检查到异常现象,往往需要制作个以上的试制件来代表不同的模式,耗时耗力,成本也相当高。

如何让这项工作从车间转向设计室?尼得科决定采用仿真软件CAE进行测试,从而改变传统“创意、修改和再设计”的试错式检测流程,一次设计对。然而,市场上通用的仿真软件,针对这种特殊产品应对乏力,于是尼得科决定在公司内部开发独有的解析软件。这样最大的好处是,可以将范围锁定为液体动压轴承的特有机能,用二维模型定义三维模型,降低振动模型的自由度,仅以设计上特别需要的现象作为对象,进行建模并实施计算。这样就可以在有限的计算能力内,进行必要的刚性和衰减性的仿真计算。

有了仿真计算,就可以随时将轴和轴承之间的间隙参数变更为~不同的模式,也能在几十分钟内迅速得出计算结果。最后,这种技术也陆续用在使用液压动态轴承的风扇以及鼓风机上。而随着社会再电气化的发展,汽车、家电等产品对高效率、静音、低振动等的要求也愈来愈高,这种针对性极强的CAE技术正在逐渐发挥更大的作用。

从零件设计到模块和单元设计,一直到安装有模块或单元的壳体侧的结构设计,尼得科都可以通过CAE技术自主地完成。从一家马达、轴承供应商逐步进化成一个OEM厂商所依赖的关键战略伙伴,其中自主研发的CAE软件起到了重大作用。

挑战巅峰:不同寻常的制造

设计理念的突破和设计工具的使用,大大地拓展了制造的疆土。这使得传统制造也跟着进入了全新的视野。许多天才设计师不拘一格的想象力,给制造工程师留下了很多的难题。如苹果的设计师,总是在挑战工程师的神经。许多设备制造商,在拿到苹果的新一代设计方案的时候,第一个反应都是,“这不可能”。

日本电产的设计视角独特,一般不是局限于单个产品的性能,而是考虑平台化支撑、系列化产品。它往往是在同时考虑未来几代产品线的设计突破,这无疑也将制造能力逼到极限。经常会让设备供应商很紧张。市面销售的标准机器开始变得笨拙起来。它们通常适合加工常规任务,而不是用来接受设计的挑战。如电动汽车比以往需要更低的静音效果,齿轮需要很高的精度,这使得马达、变频器、减速器等构成的驱动系统,走向一体化的加工。而在这样的背景下,汽车零部件厂商的上游加工设备和技术,就要开始做出更改,为模块化和系统化的用户迈出新的步伐。

但制造商没有坐等机器供应商来提供方案。它一定要拥有跟出色设计能力相匹配的加工能力。苹果选择了与设备制造商共同攻克,掌握设备技术但不参与制造。而更多有雄心的制造商,开始挑战专业化分工,建立自己的设备制造能力,用自己制造的机器来完成自己设计师的创意。日本电产就走上了这样的深度制造的路径。

这就是电产为什么会非常钟情于机器制造的本身。正如格力电器投资建立格力机床,美的收购机器人KUKA一样,电产在冲压机等工厂自动化设备方面,非常注意形成产业链条。

这一次,三菱重工集团旗下机床业务整体转让给日本电产集团,包括中国常熟工厂。日本的机床厂,一般比较长寿,这是从机械时代走过来的历史产物。这家机床也有80年的历史,曾开发出世界最大级别的龙门机。目前的业务主要集中在齿轮机、大型龙门机的综合解决方案。这类专有机床最大的特点就是要保障一站式的服务能力。国内齿轮机床翘楚,陕西秦川机床有一个观点就是,“做好用户的工艺师、装备师”,说的就是这个道理。只有研发、生产之间相互协作,并且能够理解用户的声音,这种专用机床,才可能形成畅销品。

而三菱重工机床,作为制造汽车齿轮的机床,拥有日本同类设备市场60%的份额。日本电产的这一收购,形成从马达到齿轮的完整动力链条。作为电动汽车的完整牵引解决方案提供商,Nidec正在全力备战,它甚至为年前规划了亿美元的投资预算。

日本电产的方法最能表明一种全新的潮流,那就是反向整合供应链,以制造能力制胜。这种反向收购供应链的方式,对于强调分工的日本公司,不同寻常。但对于日本电产而言,这是一条长盛不衰的路。

发力新能源汽车驱动电机

年5月,日本电产株式会社(Nidec)向媒体表示称,准备将在年生产一千万个牵引电机。目前,OEM已经订购了超过万辆汽车,但这只是开始,因为计划是每年生产万辆汽车。

在前段时间,日本电产株式会社(Nidec)在其电动汽车牵引电机系列产品中增加了两款新产品:用于D和E级车型(大型家用轿车和全尺寸/行政轿车)的kW牵引电机以及用于A级车型(微型/城市/轻型轿车)的50kW牵引电机。

这两款产品都基于该公司原有的kWE-Axle(全球首个完全集成式量产牵引电机系统,包括电机、减速齿轮箱和逆变器)而打造。随着两款新产品的加入,该公司的E-Axle牵引电机系统可用于约98%的电动乘用车。

其中,kW的驱动马达系统是专为广汽新能源汽车的“AionS”及“AionLX”配套的产品。与畅销海内外的kW驱动马达系统(正在批量生产)相比,该产品不仅保持了原有的高能效、结构紧凑、重量轻等特点,马达与减速机尺寸也得到了改进,功率提升了30%,重量95公斤,仅比kW款增加了9%。另一款50kW驱动马达系统的特点是将马达中的减速机从原来的三轴改为一轴,大幅缩小了产品体积(宽mm,高mm,进深mm)。该款产品的定位是面向日本市场中的小排量汽车(总排量不高于cc)及东南亚市场的汽车。这两款牵引电机将分别于年和年开始量产。

近期为进一步扩大电动车动力总成的产能,日本电产计划投入约亿日元(18亿美元)用于电动车动力总成的研发和生产,这笔资金将投入其包括中国大连在内的全世界三大工厂,从而进一步扩大电动车动力总成的产能。目前日本电产在为中国广汽乘用车及PSA等多家车企提供电动车驱动电机,之前日本电产曾公开了其未来五年的计划,当中提到公司将专注于研发电动车动力系统以及并购电机技术领域的专业公司。

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