年产20万套乘用车电动助力转向系统生产线建设项目资金申请报告－推荐106页

- 一 项目背景 1.1 项目的提出 自08年金融危机以来，汽车行业首当其中受到冲击，国内整车及零部件企业产量下滑，销售不畅，效益下降。面对经济危机，国家推出了一系列的经济刺激计划，尤其是将汽车产业作为重要支柱产业，在汽车产业振兴规划中，也明确提出重点支持企业技术创新、技术改造和新能源汽车及零部件发展，实施新能源汽车战略等改革措施。因此，2008年我国零部件行业仍然表现出了强劲的增长势头。08年共实现主营业务收入9480.75亿元，比07年增长23.85%。销售产值9279.77亿元，比07年增长24%。零部件产值占整车的比例也从07年的72%上升到82.6%。 中国自1978年改革开放以来，走过了30个寒暑。在这30年间，中国汽车工业作为支柱产业也同样实现了高速的增长。中国目前已成为世界第三大汽车生产国。汽车产量占世界汽车产量的比重逐年上升，从2000年的3.6%上升到2007年的12%左右。伴随着整车的发展，虽然零部件行业也有了长足的进步，但是与整车产业相比，发展仍然较为滞后。 零部件行业的发展滞后主要表现在研发能力落后、利润水平低、企业规模小、行业综合实力弱等方面。我国汽车零部件的规模普遍较小，规模以上的零部件企业占总数的不到一半，真正能超过亿元的大型零部件企业更是仅有百余家。 面对新形势，我们的企业如何不在竞争中落伍，是我们每个企业决策者深切关心的问题。只有深入的了解市场，更多的了解新技术给我们带来的诸多有利和不利的影响，才能在市场竞争中立于不败之地。每个国家的汽车行业代表了该国在新技术应用、研究领域的窗口。我国的汽车行业在不断缩短同发达国家的差距，在新技术的应用和研究方面也逐步同国际接轨，更有部分研究领域处于国际前沿。利用自身的优势走出一条创新之路，才能在竞争中立于不败之地。 在此背景下，新航集团决定进行年产20万套乘用车电动助力转向系统生产线建设项目。 1.2 企业基本情况和财务状况 1.2.1公司概况 新航集团是中国航空工业集团公司所属大型企业集团，是河南省百户重点企业。集团拥有员工7000多名，各类专业技术人员2330人。主要从事各类飞机环境控制系统、液压系统、燃油系统、各类飞机和发动机热交换器的相关产品以及汽车动力转向器、汽车空调、汽车与内燃机机油滤、柴油滤、空气滤过滤设备及相关产品的开发和研制。是中国航空工业机载设备重点企业和国家定点研制生产汽车零部件的骨干企业。荣获中国汽车零部件百强企业称号，是中国颇具规模的汽车零部件研发生产基地。 新航集团秉承几十年航空产品的制造技术优势与品质，开发制造具有先进水平的汽车零部件产品，现已成为国内具有竞争实力的汽车零部件专业公司，集团拥有先进的生产线和国家级研究测试中心，先后通过了ISO/TS16949、QS9000、GB/T19001、ISO9001等质量体系认证和ISO14001环境管理体系认证。成功研制生产出轿车、客车、特种车等各类车用空调系列产品；越野车及中高档SUV车、中型客车、轻中型卡车、皮卡车用系列动力转向器和电动转向器；汽车、内燃机“三滤”、工程机械过滤器、电涡流缓速器、微粒捕集器等。新航集团汽车零部件产品现已为神龙公司、上汽集团、广州丰田、东风日产、厦门金龙、北方尼奥普兰、郑州宇通、中大汽车、郑州日产、南京依维柯、南京菲亚特、庆铃汽车、上汽集团、哈昌汽车、长丰猎豹、柳工、厦工、徐工、潍柴发动机、玉柴发动机、东风康明斯、曼海姆发动机、一汽、大柴、山推、山工、陕汽、济汽、川汽等几十家整车厂、发动机厂和工程机械厂提供批量配套和优质服务。 今年三月，中航工业与新乡市政府签订协议，共同推动新乡汽车零部件工业园的建设。 由新航集团控股的豫北（新乡）汽车动力转向器有限公司负责集团汽车转向系统的生产和销售，年产量达103万台（套）。居国内前三强，公司主要生产各类动力转向系统，包括循环球动力转向器、齿轮齿条动力转向器、电动助力转向系统，经过几十年的技术积累，目前已拥有13个系列产品100多个品种，产品覆盖轿车、中高档越野车，SUV、轻卡、中高档客车。公司拥有完善的机械加工设备，并从美、英、德、瑞士等国引进高精密度数控设备，公司学习国外先进的精益生产方式，引进日本光洋（Koyo）一流的测试设备，组建了高效的U型生产线。2008年共生产各类循环球、齿轮齿条转向器103万台/套，部分产品已出口海外多个国家和地区，循环球、齿轮齿条、电动助力转向系统自主研发能力、量产保证能力位居国内前茅。 1.2.2 公司财务状况 公司管理水平居同行领先地位，自从实行精益管理以来，在职工人数不断减少的情况下，转向器年产量由1999年的8.5万台攀升至2008年的103万台，经济效益持续增长。 公司近几年发展势头迅猛，财务状况良好，各项经济指标连年增长，已创历史最好水平。自金融危机以来，公司全面开展了降成本活动，为实现成本减半的目标而努力，2008年销售收入仍然实现了正的增长。全年销售收入达177848.79万元，实现利润5688.36万元。各项经济指标相比去年同期都有较大幅度的增长，企业发展后劲十足。 项目资本金占总投资额的30%，目前已全部到位。 表2-1 近三年企业主要数据和经济指标表 序号 项目 2006年 2007年 2008年 1 资产总额（万元） 285551 283727.05 319719.91 2 净资产（万元） 85468 87446.47 91132.78 3 年销售收入（万元） 149091.68 154023.76 177848.79 4 利润总额（万元） 3943.62 4668.04 5688.36 5 净资产利润率% 3.98% 4.28% 4.07% 6 固定资产原值（万元） 101853.74 98132.67 109048.24 7 负债总额（万元） 200082.71 196280.58 228587.13 8 资产负债率% 70.07% 69.18% 71.50% 9 出口创汇（万美元） 212 349 265 2.3 技改的必要性 根据汽车转向技术的发展趋势和市场需求的增加，企业经营范围不断扩大，新航集团现有的生产能力和生产品种已不能满足市场的需求，严重制约着公司的发展。因此，扩大生产能力、跟随世界先进水平，调整产业结构、缓解供需矛盾已成为企业当前急需解决的问题。新航集团根据自身发展的实际需要，经研究决定，通过购置大量国内外最先进的生产设备，引进先进的工艺技术，建成先进的EPS转向系统生产线，并根据生产线规模在厂区内新建厂房，以达到紧跟行业发展步伐，扩大生产规模，提高企业生产能力和产品档次，增强市场竞争力的目的。 （1）本项目的建设符合国家重点产业调整和振兴规划的支持方向。 进入21世纪以来，我国汽车产业高速发展，形成了多品种、全系列的各类整车和零部件生产及配套体系，产业集中度不断提高，产品技术水平明显提升，已经成为世界汽车生产大国。但是，产业结构不合理、技术水平不高、自主开发能力薄弱、消费政策不完善等问题依然突出，能源、环保、城市交通等制约日益显现。2008年下半年以来，随着国际金融危机的蔓延、加深和国际汽车市场的严重萎缩，国内汽车市场受到严重冲击，导致全行业产销下降、重点企业经济效益下滑。 应该看到，结构调整是产业进一步发展的必然要求。汽车产业在经历了多年的高速增长后，必然要进行一次大的调整，以解决内部结构和外部环境积累的诸多矛盾，国际金融危机只是引发了结构调整期的提前到来。目前，我国汽车市场正处在增长期，城乡市场需求潜力巨大，汽车产业发展的基本面没有改变。为积极应对国际金融危机，保持经济平稳较快发展，必须加快汽车产业调整和振兴。 汽车产业规划目标提出汽车关键零部件技术要实现实现自主化。发动机、变速器、转向系统、制动系统、传动系统、悬挂系统、汽车总线控制系统中的关键零部件技术实现自主化，新能源汽车专用零部件技术达到国际先进水平。今后三年在新增中央投资中安排100亿元作为技术进步、技术改造专项资金，重点支持汽车生产企业进行产品升级，提高节能、环保、安全等关键技术水平；开发填补国内空白的关键总成产品；建设汽车及零部件共性技术研制和检测平台；发展新能源汽车及专用零部件。综上所述，该项目的建设符合国家产业政策导向和专项资金安排原则。 （2）本项目的建设是提高我国汽车工业技术发展水平的需要。 入世后，我国汽车行业也迎来了新的机遇，经过7年的蓬勃发展，我国的部分大型汽车生产企业已初步具备了和其他国家汽车企业竞争的实力。但在激烈的竞争中如何保持这一强劲的势头，并带动其他小型汽车企业以及相关汽车零部件生产厂家快速参与到竞争中来，是我们汽车行业面临的重大问题。在竞争中求发展已成为目前每个企业发展要面对的不争事实。虽然汽车工业在连续的几年里已在量上实现了汽车生产大国的目标，但在汽车先进技术的应用方面还与发达国家存在很大差距。 汽车行业的激烈竞争促使新世纪的汽车向着电子化的方向发展，国家重点支持的环保电动汽车会得到迅速发展。工业化国家的汽车工业与电子业正在相互促进，共同发展。信息技术的大规模应用，为汽车业的全面革新提供了空前的历史机遇，而汽车业作为世界上最庞大的工业部门正为电子工业开辟广阔的市场空间。专家认为，随着全球性经济大变革及现代信息技术的普及，传统的汽车生产走向电子化已成为必然趋势，而电子业与汽车业的联姻将为这一趋势推波助澜。 该项目的实施，结合我国在电动转向领域的研究，更快的研发出属于我们自己的性能更好更稳定的新产品。使我国的汽车在新技术的应用上更上一层楼，并且可以有效带动了相关产业，促进了区域经济协调发展。综上所述，该项目的实施是我国汽车工业发展的需要。 （3）该项目的实施是适应行业发展方向，提高企业高新技术水平和核心竞争力，拓展业务范围，推动企业可持续发展的需要。 新航集团随着这几年的快速发展，公司在技术实力、人才储备、装备资源等方面具备了一定实力。然而针对新建20万套乘用车电动助力转向系统公司在设备资源和发展空间方面遇到了瓶颈。现有的设备从数量上来说，负荷已经很大，不具备加工其它产品的能力；现有车间面积也比较紧张，利用原有车间来实施本项目已经不具备条件。因此，为了实现公司产品结构调整需要，实现企业可持续发展，公司必须在原有厂区新建必要的生产车间，增加必要的生产设备及仪器。 本项目的实施旨在做EPS转向系统的领军人，在缩短同国际发达EPS技术的差距的同时，公司将集中人力、财力结合国内的研究成果加大在EPS领域的研究与生产，争取用最短的时间实现批量生产，打造自主品牌，逐步带动其他相关产业发展，弥补我国庞大的市场需求空缺，提高企业的高新技术水平和核心竞争力。 综上所述，本项目的实施，对提高我国汽车行业在国际市场的竞争力，对扩大EPS 领域的生产规模以及新兴行业的发展是很有必要的。 2.4 企业承办条件 2.4.1 公司建立了完善的质量保证体系 新航集团秉承几十年航空产品的制造技术优势与品质，开发制造具有先进水平的汽车零部件产品，现已成为国内具有竞争实力的汽车零部件专业公司，集团拥有先进的生产线和国家级研究测试中心，先后通过了ISO/TS16949、QS9000、GB/T19001、ISO9001等质量体系认证和ISO14001环境管理体系认证。公司管理科学、高效、务实、精干，公司领导班子团结一致、锐意改革、富于开拓和创新，这些都是本次技改顺利实施的重要保证。 2.4.2 公司为本项目成立专门的组织 本项目成立项目建设领导小组，实行总经理负责制，建立扁平、高效的管理机构。 （1）实行工程质量终身负责制。对项目建设工程质量负主要责任的领导、参建单位的领导和直接责任人，实行工程质量终身追究制度。 （2）项目建设过程中，聘请有资格的监理单位和人员，对项目建设进行监理，抓好工程进度，提高工程质量，降低成本。 （3）严格项目资金管理。企业制定有效的资金管理计划，对项目资金实行专帐管理。 2.4.3 公司拥有先进的管理模式 公司从2001年开始至今，不间断的学习日本丰田公司的管理模式，积极开展5S现场管理活动。在新技术应用、设备自动化改造、防错技术创新等方面创造出许多奇迹，6年共完成改善成果4393项，涌现出改善明星37名，命名改善项目34个，表现出职工巨大的创造能力，为工厂的进步发展产生了巨大的效益和深远影响。2003年开始对传统的生产方式进行变革，按零件的工艺流程组成U型精益生产单元，实行一个流标准作业；同时在生产工人中提倡一专多能、一人多机，评选“三星岗位标兵”和“全线通”；生产方式变革的同时对生产管理方法、计划下达、计划考核方法进行变更，生产管理试行看板拉动，改善物流管理，大大提高了生产效率，在工厂人员没有增加的情况下，转向器的产量增加了10多倍；2006年工厂开展全员设备保全（TPM）为基础，以指标分解（TPI）为手段，以精益生产（TPS）为目标的活动，2007年底，工厂TPM达到第3阶段，TPS也取得较好的效果，使工厂的现场管理达到新的水平；2008年9月公司正式导入非生产环节精益改善项目。项目聚焦在精益思想导入，精益流程改进，精益驱动建立三个层面上，实现公司管理改进。经过半年运行，公司逐步建立了周月质询、绩效达成会议制度、预警管理制度、问题PK制度、YCYA制度，同时针对目前制约公司发展的6个方向的浪费，梳理、改善为6大流程，并在高层领导的带动下推进实施，形成推进公司战略和个人绩效相结合的相关政策和管理办法。 2.4.4 公司拥有良好的人才优势 公司处于劳动人口密集区域，具有较高的人力资源优势。拥有职工7408人，其中本科以上学历892人，11人为硕士研究生，专业技术人员2647人，具有高级职称的322人。具有完整的研发、生产、物流、检验等系统。拥有设备6528台，高精度设备、数控设备504台。各类产品生产线28条。尤其是近年来引进了多种数控加工中心、精密内外圆磨床、三座标测量仪、多用途焊接炉、真空炉等一批具有国际先进水平的设备，使集团的综合加工生产能力具备了更强的竞争力。拥有国防科技工业颗粒度一级计量站、国防科技工业二级流量计量站以及通过检测和校准实验室能力认可的汽车动力转向系统实验室。 2.4.5 公司具备扎实的技术基础 （1）成果来源及知识产权情况 成果来源 面对国外巨头垄断和封锁EPS汽车电动转向技术的局面，自2003年以来，做为国内为数不多的汽车动力转向系统的专业研发、制造厂商，公司利用积累多年的科技研发优势，开始致力于EPS电动转向系统的研究开发工作，并列入2003年国家军转民“数字化汽车电动助力转向器开发和研制”项目。经过艰苦努力，在EPS产品核心技术取得巨大的突破，于2004年开发出EPS电动转向系统，在此基础上又进行了ECU控制器软硬件开发，目前开发的ECU控制器功能、体积、电磁兼容等方面均达到国际先进水平。 知识产权情况 ECU控制器软、硬件、管柱及齿轮齿条转向器均为我公司独立设计、自主开发，其外观获国家专利，ECU控制器软件在中国版权保护中心获得国家“汽车电动助力转向系统控制器程序”证书。知识产权归我公司所有。 2008年申请并获批准专利两项： 《汽车电动助力转向系统》外观设计专利权； 《汽车电动助力转向器扭矩传感器调中测量电路》使用新型专利权。 2007年取得《汽车电动助力转向系统控制器程序软件V1.0》著作权登记证书，登记编号：软著登字号084498号。 （2）已完成的研究开发工作及产前试验情况和鉴定年限 已完成的研究开发工作 ECU控制器硬件设计： 在收集了国内外EPS工作原理、结构设计、制造和试验的相关资料文献及标准的基础上，进行CPU处理器选型，外围电路设计，采集信号电路模块设计研究，确定了控制器硬件模块分为点火电源控制模块、扭矩传感器信号调理电路、车速发动机信号调理电路、PWM波发生控制电路、H桥功率转换电路、电流反馈放大电路等，分析计算了各个模块的信号幅频特性和滤波、放大电路的相关计算。发动机、车速信号失真整形技术研究，CPU防死机功能开发。主信号电路设计，信号、电源、接地布线方案、干扰屏蔽设计。电机驱动单元电路控制设计、电路散热基材研究，强电与弱电防窜绕设计，大电流布线设计、大功率器件散热问题研究。 ECU控制器软件开发： 公司在消化吸收国外先进技术的基础上，利用自身的航空技术和航空控制系统产品配套体系，与国内专业电子控制器件研究所联合完成了电控单元（ECU）的设计、开发。根据顾客的要求确定了软件功能指标，完成了软件结构设计，划分为基本助力、信号采集、故障诊断、电流反馈、对外通讯、异常复位等模块。基本助力模块按照车速的不同，自动在11条不同的助力特性曲线中选择，对助力大小进行控制，车速越高则最大助力电流就越低，保证高车速的转向稳定性和低速时的转向轻便性；信号采集采用了主辅信号对比滤波的方法，避免了干扰杂波对信号的影响，设计了故障诊断模块，当控制器扭矩信号、发动机、车速信号、电流信号产生异常时，具备自诊断及通信功能；对基本助力模块进行优化，根据电机转子惯性的大小，增加了惯性补偿因子，进行程序模块流程编制，测试了软件各单元的功能，最后结合系统进行了整体功能合成测试工作，ECU控制器软件2007年10月在中国版权保护中心获得国家“汽车电动助力转向系统控制器程序”证书。 管柱的设计、开发： 对管柱减速机构、扭矩传动结构进行了方案论证、分析及工艺性可行性分析，完成电动助力转向器二维、三维设计图纸，关键部件涡轮、蜗杆、涡轮轴的强度计算、有限元分析，进行了DFMEA失效模式展开、按照欧洲菲亚特公司及日本光洋公司标准制定了厂内技术规范、试验大纲。 零件工艺方案、设备调研采购： 对关键零件壳体、涡轮、蜗杆、涡轮轴、总成装配试验、控制器板级检测技术、性能老化试验方案分析、评审，根据各关键零件的功能要求、加工精度，调研采购了国内外加工、检测方法及设备。 ECU控制器检测技术开发： 依据ECU控制器各模块功能、信号参数的特性，及总成的性能要求，开发了电路板信号加电测试技术，制定了板级信号检测的试验项目及检测标准，并联合某大学开发了板级信号检测设备，该技术的开发成功，为确保总成性能的稳定、可靠性打下了良好基础。 总成装配、试验方法研究： 总成装配中自行开发了目前国内领先的内外管柱筒压入力无损控制技术，在管柱筒压合过程中，就可自动检测出压入力是否过大或过小。开发了扭矩传动机构自动对中配钻技术，保证了涡轮轴传感器调中角度对称度精度的要求，试验方面开发了正逆转、电流特性检测技术及总成预磨合技术，很好的保证了总成性能的稳定性。 完成管柱、控制器模具设计与制造： 根据电动转向管柱及控制器研制要求，以提高模具表面质量和定位精度为目标，成功实现了模具的设计与制造。自制工装和工位器具100余套，购买测量工具40多套，具备了中小批量的质量保证能力。 技术标准的制定： 在消化吸收日本KOYO公司及欧洲菲亚特标准要求的基础上，汲取了工厂多年来生产动力转向器的经验和教训，使制定的技术标准既符合国情，又不落伍，也适合公司的实际情况。做到了技术先进、经济合理、安全可靠。 结合用户车辆的技术要求，公司编写、发布、实施了以下三个技术标准：Q/20D03.95.1-2006《ES-3A电动转向系统性能标准》，此标准规定了ES-3A电动转向系统的性能标准；Q/20D03.95.2-2006 《ES-3A电动转向系统可靠性标准》，此标准规定了ES-3A电动转向系统台架可靠性试验的项目； Q/20D03.95.3-2006 《ES-3A电动转向系统性能和可靠试验方法》，此标准规定了ES-3A电动转向系统性能试验方法和台架可靠性试验的方法。 产前试验情况和鉴定年限 ES-3A电动助力转向系统按照欧洲、日本标准完成了性能及10万次正转耐久、100万次逆转耐久、高温、低温、跌落、静扭、湿热交变、冲击、振动、盐雾、电磁兼容等28项试验； 2005年10月，我公司生产的ES-3A电动转向系统顺利通过了重庆重型汽车研究所进行的台架鉴定试验，并取得合格的试验报告； 2007年4月，ES-3A型控制器在天津国家轿车质量监督检验中心顺利通过了“电磁辐射抗干扰性试验”、“无线电干扰特性试验”及“静电放电的电干扰试验”； 2007年2月生产的12台ES-3A汽车电动转向系统在双环红星“小贵族”轿车上成功进行小批量试装； 2007年4月生产的ES-3A汽车电动转向系统在五菱汽车公司顺利通过道路试验； 2008年5月通过国防科工委关于汽车数字化电动助力转向器技术开发项目验收； 达成开发意向的厂家有：昌河铃木、奇瑞、江淮、长城、五菱、海马、哈飞、双环红星； 已经完成或正在进行道路试验的厂家有：五菱、海马、长城、江淮、双环红星； 正在小批试装的厂家有：五菱、海马、长城、江淮； 已经批量配套的厂家：双环红星。 2.4.6 本项目产品具有先进性 （1）降低了燃油消耗，采用了绿色能源“电力”，实现了汽车的节能与环保。液压助力转向系统需要发动机带动转向油泵不停地转动，不管是否转向都要工作；而电动转向系统只是在需要转向时才给电动机提供能量，并且实现了“按需供能”。对发动机燃油消耗较液压动力转向平均降低3%，在高速行驶情况下降低了5.5%。 电动转向没有液压装置，以电力作为能源，不存在液压助力系统漏油；也没有软管、油泵和密封件，避免了液压系统使用的聚合物不能回收给环境造成污染的缺点，所以说实现了汽车的节能和环保。 （2）增强了转向跟随性。液压助力系统具有转向迟滞效应；而在电动转向系统中，旋转力矩产生于电机，通过助力机构直接 作用于转向轴，增强了转向随动性能。 （3）提供了可变的转向助力，改善了转向回正特性，提高了操纵稳定性，保证了汽车的安全性。 电动转向系统通过软件编程和硬件控制，无论是停车、低速或高速行驶都能提供可靠的覆盖整个车速的可变转向力。该系统可以通过调整设计参数和灵活的软件编程获得最佳的转矩特性，这种转矩特性使得该系统能显著提高转向能力，从而提高了操纵稳定性，也保证了行车安全。 （4）系统具有良好的模块化设计，提供了极大的设计灵活性且系统结构简单，占用空间小，布置方便，而且没有了液压转向系统中液流的噪声。 3 市场研究 3.1国内外汽车转向系统现状与技术发展趋势 汽车转向系统依次经历了机械式转向系统、液压动力转向系统、电控液压动力转向系统等阶段，电动助力转向系统已逐渐成为乘用车转向系统的主流。 在国外，各大汽车公司对汽车电动助力转向系统（Electric power steering-EPS）的研究有20多年的历史。随着近年来电子控制技术的成熟和成本的降低，EPS越来越受到人们的重视，并以其具有传统动力转向系统不可比拟的优点，迅速迈向了应用领域，部分取代了传统液压动力转向系统（Hydraulic power steering，简称HPS）。 自1953年美国通用汽车公司在别克轿车上使用液压动力转向系统以来，HPS给汽车带来了巨大的变化，几十年来的技术革新使液压动力转向技术发展异常迅速，出现了电控式液压助力转向系统( Electric Hydraulic Power Steering,简称EHPS)。1988年2月日本铃木公司首先在其Cervo车上装备C-EPS，随后又应用在Alto汽车上；1993年本田汽车公司在爱克NSX跑车上装备EPS并取得了良好的市场效果；1999年奔驰和西门子公司开始投巨资开发EPS。上世纪九十年代初期，日本铃木、本田、三菱、美国Delphi汽车公司、德国ZF等公司相继推出了自己的EPS。TRW公司继推出EHPS后也迅速推出了技术上比较成熟的带传动EPS和转向柱助力式C-EPS，并装配在Ford Fiesta和Mazda 323F等车上，此后EPS技术得到了飞速的发展。在国外，EPS已进入批量生产阶段，并成为汽车零部件高新技术产品，而我国汽车转向系统目前绝大部分采用机械转向或液压助力转向，EPS的研究开发处于起步阶段。 目前，电动助力转向系统（EPS）是现代汽车转向系统的发展方向，已成为各国在汽车新技术领域研究、应用竞争的重要环节，已被我国列为高新科技产业项目之一。我国汽车产量快速递增，尤其是国家对环保要求的不断提高，新能源和电动汽车得到迅速增长，再加上短期内世界能源的紧张局势不会缓解，国内从2009年1月1日起，取消养路费实行燃油税改革，按照发展趋势，今后微型车和轿车都将大部分采用具有节能和环保优势的电动助力转向系统，因此，电动助力转向系统的市场前景十分广阔。电动助力转向系统是现代汽车转向系统发展的必然趋势。 该系统在国外已进入批量生产阶段，并成为汽车零部件的高新技术产品。其技术包括电子、电动驱动、控制器、传感器、计算机、软件、机械和安全工程等八大技术领域；其应用现代汽车电子和信息技术以后创造出的转向系统，是具有节能、环保、高性能、低成本、高效率等新特点的产品。目前，在全世界汽车行业中，电动助力转向系统每年正以9%-10%的增长速度发展，年增长量达130万-150万套。按此速度发展，用不了几年的时间，电动转向将会完全占领轿车市场，并向微型车、轻型车和中型车扩展。目前，电动转向已成为国际汽车零部件行业的新热点。 3.2 市场预测 3.2.1 上游汽车市场分析 根据权威统计，2006年中国汽车实现产销700万辆，中国超过德国成为仅次于美国和日本的世界第三大汽车生产国。在国民经济明年继续保持较快增长的态势下，2007年中国汽车工业仍将稳步上升。2008年即使经济危机带来了严重的影响，中国汽车产销量分别达到938.05万辆和934.51万辆，预计2009年汽车产销量仍有5%的涨幅，将有可能达到1000万辆。 如下图表： （1）2000年～2008年汽车产销量数据图 （2）2009年一季度汽车生产完成情况 （3）2009年一季度汽车销售完成情况 （4）2008年度较2007年汽车销量增长率变化情况表 从以上表格可以看出我国汽车产销量连年增长。虽然受2008年经济危机影响，汽车产销增长幅度有所下降，但受国家经济刺激计划及产业政策的影响，预计未来几年我国汽车产销保持5%的增长不成问题。2009年一季度我国汽车产量已达全球第一，随着国家经济刺激计划的不断出台，未来5-10年我国汽车产业的发展将空前繁荣，市场前景看好。这势必会带动汽车零部件行业的蓬勃发展，市场机遇良好。 3.2.2 产品市场预测 国际上的电动转向系统核心技术主要掌握在美国、欧洲、日本几个发达国家手中，不仅国际电动转向系统市场快速发展，国内对电动转向系统的需求也在快速增加。随着汽车工业的发展，电动转向技术在我国发展迅速，控制器、传感器、电机及机械传动技术不断取得进步，但产品品种、生产规模、生产设备、开发能力等方面的综合水平仍处于初级阶段，与国际发达国家相比差距较大。 目前，我国对电动转向系统的研究还不广泛，更缺乏深度。市场的潜力是巨大的，但市场的开发要有个过程。在国内生产电动转向还有许多小厂，机械化程度低，规模较小，技术力量薄弱，产品性能低，质量不稳定，很难形成市场竞争优势，要走出国门与国外一流转向系统生产企业竞争需要投入更大力气，需要整个行业合力共同开拓，更需要一个具有技术、资金、研发优势的领军机构带动行业快速发展。 EPS是一种机电一体化的新一代汽车智能助力转向装置。在不同车况下汽车转向时，电子控制器控制转向助力电机，提供所需的辅助助力，达到操纵稳定、转向轻便、行驶安全，使驾驶员行车有良好的舒适感。该产品结构紧凑、节能、环保等特点，是汽车助力转向发展的趋势。 紧凑型轿车（0.8L－1.6L）均可以装配电动转向系统，预计今年该类轿车销量在200多万辆。预示着电动转向器(EPS)产品的市场需求与轿车需求的提速有着互助的关系，市场潜力巨大。目前21个汽车厂家的43个车型均可装配电动助力转向器(EPS)产品，其中有6个厂家8个车型在今年一季度销售上万辆。这些厂家分别是：重庆长安：奥拓、羚羊；吉利：美日、豪情；上海奇瑞：奇瑞QQ；天津丰田：威驰；悦达起亚：千里马；东南汽车：菱帅。 同时研制中大排量轿车电动转向系统势在必行。我国目前年产轿车约300多万辆，其中适合装配电动转向的约有150万辆，为满足市场需要，需要从国外进口电动转向系统60-80万套。并且越来越多的国内小型轿车厂家寻求装备电动转向系统，形成了巨大的电动转向市场空间。 该项目产品针对市场主要有：奇瑞、长城、江淮、五菱、海马、昌河、哈飞。 电动助力转向系统是现代汽车转向系统的先进水平，已被我国列为高新科技产业项目之一。其环保和节能性都远远高于传统的液压转向器，是适应当前发展的趋势的高技术产品。随着汽车工业振兴规划的推出，节能、环保、高效成为汽车产业发展的主题，广大汽车厂家也逐渐将视线转移到电动车和混合动力汽车身上。电动助力转向系统发展前景是光明的，市场潜力也会渐渐发挥出来。同时利用自身优势，跻身国际市场，参与全球化竞争，扩大市场占有率，提高企业自身竞争力。 3.2.3 市场份额 项目达产后，我公司成为国内同行业首家将EPS大批量应用的厂家，EPS年产将达到20万台，国内1.6L以下车型EPS市场占有率达到25%，将有力的推动EPS零部件及相关行业产业化的快速发展，为提高进一步研发更先进的EPS技术打下良好基础。 表3-1 主要配套厂家 序号 配套厂家 车型 目前进展 年产量 1 昌河 北斗星 正在道路试验 8万 2 长城 G08轿车 小批装车 5万 3 江淮 A0轿车 道路试验完成 8～10万 4 五菱 V1电动轿车 道路试验完成 5万 5 海马 M1电动轿车 道路试验完成 5万 6 奇瑞 QQ 达成合作意向 13万 7 哈飞 路宝 达成合作意向 3万 8 双环 小贵族 批量配套 0.5 4 生产纲领和生产协作 4.1 生产纲领 项目建成投产后年产汽车电动助力转向系统20万套，年销售收入达到35000万元。 项目建设期2.0年，2010年达产。生产纲领详见表4-1： 表4-1 生 产 纲 领 表 序号 产品名称 型号及主要规格 年产量(辆) 产值(万元) 备注 单价 总价 1 电动助力转向系统 ES-3A 100000 0.175 17500 2 电动助力转向系统 ES-2A 50000 0.17 8500 3 电动助力转向系统 ES-3C 50000 0.18 9000 合计 35000 4.2 产品主要特点 4.2.1技术特点 （1）EPS的结构及工作原理 电动助力转向系统在不同车上的结构部件尽管不尽一样，但是基本原理是一致的。它一般是由扭矩（转向）传感器、电子控制单元ECU,电动机、电磁离合器以及减速机构构成，其机构示意如图1所示。 图1 EPS结构示意图 其基本工作原理是：当转向轴转动时，扭矩传感器将检测到的转矩信号转化为电信号送至电子控制单元ECU，ECU再根据扭矩信号、车速信号、发动机转速信号等进行计算，得出助力电动机的转向和助力电流的大小，完成转向助力控制，EPS系统控制框图如图2所示。 图2 EPS系统控制框图 （2）EPS的电流控制技术 助力控制是在转向过程（转向角增大）中为减轻转向盘的操纵力，通过减速机构把电机转矩作用到齿轮齿条转向器上的一种基本控制模式。 步骤如下： 输入由车速传感器测得的车速信号； 输人由转向盘转矩传感器测得的转向盘力矩大小和方向； 根据车速和转向盘力矩，由助力特性得到电动机目标电流； 通过电动机电流控制器控制电动机输出力矩。在这一基本控制过程中，助力特性曲线确定系统的控制目标，决定着EPS系统的性能。EPS的助力特性曲线属于车速感应型，输入相同转向盘力矩值，对应的电机目标电流随车速的增加而降低，能较好地兼顾原地转向轻便性与高速路感的要求。 （3）回正控制技术 当汽车以一定速度行驶时，由于转向轮主销后倾角和主销内倾角的存在，使得转向轮具有自动回正的作用。随着车速的提高，回正转矩增大，而轮胎与地面的侧向附着系数却减小，二者综合作用使得回正性能提高。驾驶员松开转向盘后，随着作用在转向盘上的力的减小，转向盘将在回正力矩的作用下回正。在转向盘回正过程中，有两种情况需要考虑：a.回正力矩过大，引起转向盘位置超调；b.回正力矩过小，转向盘不能回到中间位置。对前一种情况，可以利用电动机的阻尼来防止出现超调。后一种情况需要对助力进行补偿，以适当增加回正能力。 根据转向盘转矩和转动的方向可以判断转向盘是否处于回正状态。回正控制的内容有：低速行驶转向回正过程中，EPS系统H桥实行断路控制，保持机械系统原有的回正特性；高速行驶转向回正时，为防止回正超调，采用阻尼控制。 （4）阻尼控制技术 阻尼控制是针对汽车高速直线行驶稳定性和快速转向收敛性提出的。汽车高速直线行驶时，如果转向过于灵敏、“轻便”，驾驶员就会有通常说的 “飘”的感觉，这给驾驶带来很大的危险。为提高高速行驶时驾驶的稳定性，提出在死区范围内进行阻尼控制，适当加重转向盘的阻力，最终体现在高速行驶时手感的“稳重”。汽车高速行驶时，由于路面偶然因素的干扰引起的侧向加速度较大，传到方向盘的力矩比低速行驶时要大，为了抑制这种横摆振动，必须采用阻尼控制；此外，转向盘转向后回到中间位置时，由于电机的惯性存在，在不加其他控制情况下，助力系统的惯性比机械式转向系统的惯性大，转向回正时不容易收敛，此时，也需采用阻尼控制。采用阻尼控制时，只需将电机输出为制动状态，就可使电动机产生阻尼效果。 （5）关键部件技术特点 产品总体要求是可靠性高、重量轻、各部件综合匹配性能好，各部件主要特点如下： 扭矩传感器：灵敏度高，系统匹配要求高； 电控单元（ECU）：多参数、智能化、可靠性高、抗电磁干扰能力强； 助力电机：低转速、大扭矩、小惯量、微型化； 电磁离合器：转力大、抗磨损、微型化、响应快； 减速机构：传动比大、传动精度高、双向受力、体积小、耐磨损； 齿轮齿条转向器：传动精度高、抗磨损； 安全吸能管柱：具有吸收因意外事故产生的冲击能量，保护驾驶员的安全。 4.2.2 主要参数 电动助力转向系统主要由ECU控制器、转向管柱、齿轮齿条转向器、扭矩传感器、直流电机、中间轴组成。主要参数如下： 表4-2 EPS系统计数参数表（基本型） 部件名称 参数类别 参数 EPS系统 助力电流特性曲线 对称度 ≥90% 迟滞(Nm) ≤1.2 冲击试验(性能) 电流响应时间（ms） ≤10ms 方向盘转角 ≤3 正逆转试验 空载力矩(Nm) ≤1.2 波动量(Nm) ≤0.29 直流电机 类型 永磁型 额定电压(V) DC12 额定扭矩(Kg.cm) 16 额定电流(A) 30 额定转速（rpm） 1050 噪声(dB) ≤68 非工作状态（Nm） 空载转矩 ≤2 波动量 ≤0.05Nm 输入、输出扭矩特性曲线对称度 ≥98% 电磁兼容等级 A级 ECU控制器 控制方式 单片机 额定电压(V) DC12 工作电压范围(V) 9～16 过载保护电压（V） 16 输出控制信号对称度 ≥95% 自检、报警功能 过流、过温、过压、欠压及各部件输入信号异常等 故障代码存储形式 EEPROM 电流反馈响应时间（ms） ≤3ms 电磁兼容等级 ≥Ⅱ级 齿轮齿条转向器 行程mm 134.4 传动比 40.12 模数mm 2.117 管柱减速机构 模数mm 2 速比 16.5：1 蜗杆头数 2 压力角 1430′ 4.3 物料需求与供应 本项目所需原材料与外购件如表4-3所示： 表4-3 主要原材料及外购件表 序 号 名 称 单位 数量 主要供应单位 备注 1 钢材 吨 19111.1 宝钢、大冶 2 电机 万件 20 乐清吴林电器有限公司 3 扭矩传感器 万件 20 福州世新电子有限公司 4 下传动轴 万件 20 无锡格尔顿传动轴有限公司 5 壳体 万件 20 荆门航特有色金属铸造有限公司 6 齿条 万件 20 上海北特汽车零部件有限公司 7 中部球头节组件 万件 40 索密克汽车配件有限公司 8 外部球头节组件 万件 40 索密克汽车配件有限公司 9 密封件 万个 140 安徽中鼎密封件股份有限公司 5 项目内容和建设方案 5.1 项目组成和主要内容 本项目主要建设汽车电动助力转向系统生产线，建设内容包括新建7200㎡的钢结构厂房作为EPS项目厂房；购置国内外先进生产设备、检测和试验仪器274台/套。 5.2 工艺方案和关键设备 5.2.1 工艺原则和工艺流程 （1）本生产车间分上下两层，不设空中起重运输设备。 （2）在新增设备选型方面，力求先进、高效与适用、经济相结合，综合考虑工艺设备投资的实用性和经济性。 （3）工艺流程 ECU控制器装配试验工艺 外观检查→烧写分模块测试程序→主电路板上电检测→副电路板上电检测→接插件电装→总成电装→子功能模块性能测试→烧写老化测试程序→高温老化试验→烧写最终程序→出厂性能试验→PCB表面涂装→终检→包装 电动助力转向系统管柱 1）EPS蜗轮加工工艺路线： 数控车→清洗→蜗轮压入→滚齿加工→数控车端面去毛刺→磨合试验→清洗→分组试验 2）EPS输出轴加工工艺路线： 研中心孔→磨外圆→8条滚道滚齿加工→热处理→磨外圆→滚外花键→滚螺纹→镗轴套孔→镗扭杆孔→测P点→精磨滚道→磁力探伤→清洗 3）EPS壳体加工工艺路线： 立加加工蜗杆腔→立加加工传感器腔→攻丝→攻丝→攻丝→攻丝→清理内腔→清洗 4）装配 清洗→轴套压入→蜗轮蜗杆分组→扭杆配钻→组滑块→对中配钻→输入轴注塑→安装座注塑→后装配→电压调中→磨合试验→正逆转试验→综合性能试验→噪音试验→外观综合检查→装箱 电动助力转向系统齿轮齿条 1）壳体 两端孔及调整孔加工→齿轮孔加工→安装孔加工→外径车削→交叉部抛光→清洗 2）上壳体 端面加工→内径精加工→端面精加工→安装孔座窝加工→油孔加工→去毛刺→清洗→内径辊光→清洗→高压清洗→气密性试验 3）齿条 Φ12深孔加工→一端加工→另一端加工→两端切槽加工→Φ4孔加工→活塞槽加工→去毛刺→轴部淬火前清洗→轴部高频淬火→轴部校直→外径粗加工→外径精加工→铣齿顶面→齿部加工→去毛刺→齿部淬火前清洗→齿部淬火→全部回火→齿部校直→齿背抛光→轴部精磨→磁力探伤→旋压→砂带抛光→清洗 4）齿轮 研中心孔→滚齿→去毛刺→剃齿→去毛刺→清洗→高频淬火、回火→校直→磨外圆→抛光大端轴承外圆→大端钻孔、车端面→铰内孔、铰孔→滚丝→钻铰销子孔→去毛刺→探伤→清洗 5）装配 齿轮总成、上壳体组件清洗→皮碗压入→轴承压入→扭杆件压入→支撑套总成组装→齿条筒压入→铆压→安装座套压入→壳体齿条筒组件清洗→齿条筒皮碗压入→壳体轴承压入→齿条涂油→齿条清洗插入→前装配→气密性试验→磨合→间隙调整→耐压试验→正逆转试验→比例负荷试验→刻字→后装配→终检 5.2.2 工艺说明和设备选用 （1）车间任务：本车间负责20万套乘用车电动助力转向系统的加工、检测试验、装配任务。 （2）工作制度和年时基数 本车间生产采用两班工作制，全年工作251天，每班工作8小时；工人年时基数1830h，设备年时基数3820h。 （3）车间组成 车间一层布置EPS管柱蜗杆线、上盖、蜗轮线、输出轴线、壳体线、EPS齿轮齿条上壳体线、壳体线、齿轮线、齿条、齿条套筒线、转向轴线及齿条线等加工生产线；二层布置ECU装配、检测、试验线、管柱装配线、齿轮齿条装配线、物流中心及办公室、工具室等辅助部门。 （4）其它工艺说明 通过本次建设新建EPS管柱装配、蜗轮、蜗杆、上盖、壳体、输出轴加工线；EPS齿轮齿条上壳体、壳体、齿轮、齿条、齿条套筒、轴套、转向轴、对中配钻、装配试验共14种零（组）件生产线。重点解决蜗轮、蜗杆齿部加工精度和效率；壳体两端孔及调整孔、上壳体内孔的尺寸精度和位置精度；齿轮齿条齿部加工精度和热处理强度；ECU控制器的检测、调试形成模块化设计、配套。 1）蜗杆轴的材料为40Cr，齿部精度、粗糙度要求高，渐开线花键为外联接尺寸，它的加工质量直接影响到扭矩传感器的输出力矩。 2）蜗轮组件为尼龙齿内塑压45钢套组成。对蜗轮的齿形和粗糙度有较高的要求，且塑压为特殊工艺，不能有填充不满和气孔等缺陷。 3）壳体类零件的材料为铸铝，毛坯外形结构复杂，位置度要求高，内孔配合紧凑，加工精度要求高。安装孔和安装平面为外联尺寸，也是整个壳体的加工基准，它的加工质量直接影响到其它工序的加工质量和最终尺寸的保证；齿条孔和齿轮孔为相交空间，形位公差要求高。 4）齿轮材料为42CrMo，为助力转向系统的主要受力和传动部件，与齿条啮合输出转向力，并将车轮受力信息传导至ECU，齿部强度、韧性、齿面粗糙度要求高，其性能的好坏直接影响转向系统的可靠性。 5）齿条材料为S45C，为助力转向系统的主要受力和传动部件，与齿条啮合输出转向力，并反馈车轮受力信息，齿部强度、韧性和齿面粗糙度要求高，其性能好坏直接影响到转向系统的可靠性；外圆粗糙度要求高，其加工精度直接影响车辆转向的平稳性。 6）ECU控制器是电动转向系统的核心部件，所有的助力指令都从控制器发出，其性能和稳定性直接关系到转向系统的助力效果和总体质量，需要多次检测、试验，提前发现制造缺陷。 （5）设备选用 本项目选择设备坚持以下原则： 实用型原则，首先考虑选用的设备在生产过程中能否完成生产任务，保证产品质量并且能够在一定范围内应对产量变化。 可靠性原则，选用设备认真考虑三个方面：一是设备能够稳定工作，故障率低。二是设备性能好，精度高，能充分保证产品质量的可靠。三是具有良好的售后服务。 可发展性原则，考虑选用设备能够有较大的升级空间，能够在相对长的时间内满足新技术的应用，不至于很快过时。 经济性原则，选用设备时要考虑下列两方面，一是设备本身具有良好的性价比，二是设备的能耗低，节约能源，降低成本。 通过对设备的选型、比较并经过对许多同行生产企业所采用的工艺设备使用情况的调研，本项目根据企业发展规划，结合电动助力转向系统生产线规模和电动助力转向系统工艺流程，共购置国内外先进生产设备274台（套），其中国产设备234台（套），进口设备40台（套），设备购置明细详见附表1。主要设备购置理由如下表： 表5-1 主要国产设备购置理由表 序号 设备名称 型号及规格 数量 用于生产线 选用理由 1 数控滚齿机 Y3116CNC 1 蜗轮加工线 内齿精度、粗糙度要求高，该设备加工效率高，可以保证生产节拍 2 数控磨床 MK1620350 2 蜗杆加工线 蜗杆下端外圆粗糙度要求0.8，齿面精度要求较高，齿底圆同轴度要求0.01 3 数控磨床 MK1620350 6 输出轴线 从工艺路线可知，输出轴热处理前需要磨外圆；输出轴与蜗轮内孔配合处外圆圆柱度0.01、同轴度0.02，必须精磨；内部轴承孔尺寸公差为0.011。为保证生产节拍，以上三个工位各需要2台设备 4 高频淬火机组 专机 1 输出轴线 输出轴需要进行高频淬火，根据生产节拍及零件尺寸选用 5 管嘴焊接 专机 1 齿条筒线 为保证齿条筒和管嘴的联接强度，防止产生焊接裂纹 6 高频淬火回机 专机 1 齿条线 因为齿条受力情况恶劣，需要进行整体淬火，保证必要的强度，回火以提高龄间的切削加工型 7 齿部淬火回火机 SO-850H(T) 1 齿条线 由于齿条齿部要求硬度较高，心部韧性良好，需要对齿部进行淬火，满足使用性能 8 砂带抛光机 B2K7002 1 齿条线 齿条要求啮合平稳，捏合间隙小，并且耐磨损，需要专业的抛光设备完成加工 9 高频淬火机组 专机 1 轴套线 轴套材料为45钢，需要进行高频淬火，提高综合性能，满足使用要求，为满足年产20万台需求，同时订购2台 10 高频淬火机组 专机 11 滚齿机 16A 1 转向轴线 转向轴输入花键为外联尺寸，齿部强度、精度要求高 12 高频淬火回机组 专机 1 转向轴线 转向轴需要进行轴部高频淬火，以提高综合性能，满足使用要求 13 高效数控外圆磨床 MK1620350 1 转向轴线 外圆与油封、轴承配合，要求比表面粗糙度0.4、外圆跳动0.03 14 磨槽、磨平面专机 专机 1 转向轴线 与轴套配合处需要先进行粗磨，达到尺寸后再与轴套配磨 15 滚齿机 Y3116 1 齿轮加工线 齿轮受交替应力作用，尺部强度、硬度、齿节局要求高 16 中频或超音频淬、回火机 专机 GCLDO545 1 齿轮加工线 齿部受力恶劣，需要进行淬火、回火以提高齿面强度 17 数控磨床 MKS1320 1 齿轮加工线 与轴承、油封配合外圆精度、粗糙度精度要求高 18 综合性能试验台 专机 1 装配试验 为实现电动转向系统的高可靠性，需要进行多项试验、验证，不断改进产品性能，提高系统使用寿命 19 扭杆耐久试验台 专机 1 20 正逆转试验台 专机 1 21 回正试验台 专机 1 22 磨合试验台 专机 1 23 电机性能试验台 专机 1 24 静扭试验台 专机 1 表5-2 主要进口设备购置理由表 序号 设备名称 型号及规格 数量 用于生产线 选用理由 为什么进口 1 立式加工中心（带第四轴） HGP1000P 11 管柱壳体加工线4台 蜗轮蜗杆中心距要求0.015，精度要求高 国产设备精度、稳定性不好，加工节拍无法保证 机械转向器壳体加工线5台 壳体定为基准加工，两交叉孔位置度、内孔圆度、同轴度要求高，且加工效率低 国产设备精度、稳定性不好，加工节拍无法保证 机械转向阀壳加工线2台 阀壳各内孔同轴度、圆度要求精度高，且效率低 国产设备精度、稳定性不好，加工节拍无法保证 2 数控蜗杆磨床 GS30 1 管柱蜗杆加工线 蜗杆齿形误差、齿向误差、表面粗糙度要求高，需要磨削 国产设备磨削精度达不到要求，表面粗糙度差 3 数控滚道磨床 GTG2 2 输出轴加工线 滚道螺旋升角比较大29度，轮廓度0.006，粗糙度0.4 国产设备刚性不足，机床稳定性不好，磨削精度不足 4 加工中心（带第四轴） TC-S2A 3 转向轴加工线 用于加工转向轴菱形扁、花键R槽、输入端铣平，提高位置精度，满足生产节拍 国产设备加工效率低，刚性差 5 数控车床 专机 1 齿条加工线 齿条两端部螺纹、内孔、端面一次加工成形 国产设备稳定性不好，刚性差，加工的零件一致性不好，同轴度不足 6 立式珩