大连市轴承、齿轮和传动部件制造行业中小企业数字化转型实践样本

目录 一、轴承、齿轮和传动部件制造行业中小企业发展情况.1 (一)行业定义与范围...........................1(二)行业中小企业发展现状与趋势...............2(三)行业中小企业业务痛点.....................3 二、轴承、齿轮和传动部件制造行业中小企业转型价值.4 三、轴承、齿轮和传动部件制造行业中小企业数字化转型场景 ..................................................6 (一)产品生命周期数字化.......................8 1.产品设计..............................82.工艺设计.............................123.营销管理.............................16 (二)生产执行数字化..........................21 4.计划排程.............................215.生产管控.............................276.质量管理.............................32 (三)供应链数字化............................37 7.仓储物流.............................37 一、轴承、齿轮和传动部件制造行业中小企业发展情况 (一)行业定义与范围 轴承、齿轮和传动部件制造行业（以下简称“轴承行业”）属于通用设备制造业，是机械工业的重要基础件行业。包括滚动轴承（球轴承、圆锥滚子轴承、圆柱滚子轴承和调心滚子轴承等）、滑动轴承等各类轴承及零部件，圆柱齿轮、圆锥齿轮、蜗轮蜗杆等各种类型的齿轮，以及齿轮箱、减速机等齿轮及齿轮传动装置及零部件，链条、链轮、联轴器、离合器等除轴承、齿轮之外的其他传动部件及其零部件等。 轴承产业链涵盖从研发设计、锻造、车加工、热处理、磨加工、装配到检测的全流程，并延伸至滚动体（钢球、滚子）、保持架、密封件等关键配件生产。 轴承产业链上游是直接用于轴承产品生产的原材料、辅助材料（磨料磨具、刀具、润滑、包装等）、专用设备（生产设备、检测设备等）及外协工序（锻造、车加工、热处理等），中游是轴承、齿轮和传动部件核心产品及零部件制造，下游是轴承、齿轮和传动部件产品应用的制造。 (二)行业中小企业发展现状与趋势 我国轴承工业目前已形成独立完整的工业体系，可生产约9万多个品种规格的各种类型轴承。2024年轴承行业实现营业收入2315亿元，产业规模稳居世界第三，仅次于欧盟和日本，已成为轴承制造大国。其中，轴承中小企业大多以保持架、滚动体、轴承内外圈等零部件加工，以及锻造、车加工、热处理、磨加工等单个或多个工序加工为主，大多设计能力薄弱，图纸多数来源于成品轴承生产企业，中小企业仅提供单种或多种零件的供给。 轴承行业目前逐渐呈现四大发展趋势。 一是高端轴承国产替代加速。在政策与技术双重推动下，高端轴承国产占有率快速提升，既降低下游供应链风险，也为企业开拓高附加值市场。 二是绿色制造与可持续发展成为主流。企业优化工艺、采用 环保材料减少排放，绿色设计融入研发，推动轴承向可回收、长寿命发展，契合全球低碳需求。 三是技术创新与数智化转型深度推进。企业加大材料与精密加工研发，提升产品性能；同时引入智能设备，实现制造自动化，提高生产效率与质量稳定性。 四是市场需求呈现多元化特征。新能源汽车、风电等新兴产业推动专用轴承需求增长，传统领域个性化定制需求增加，倒逼企业向多品类、定制化转型。 大连由于轴承产业起步较早，瓦房店地区截至2024年有轴承制造企业共830户，是国内大型/特大型轴承主要聚集区，是“中国轴承之都”、“国家高端轴承高新技术产业化基地”。经过多年的积累和发展，近些年来，一些中小轴承企业聚焦于大型/特大型风力发电机组轴承、冶金轧机轴承、轨道交通轴承、石油机械轴承、精密机床轴承、矿山机械轴承、工程机械轴承和港口机械轴承、国防装备轴承等重点领域，向专业化、精细化、特色化方向发展，成功进入了各细分市场，并打破了国外的市场垄断和技术封锁，逐步实现国产化替代。 (三)行业中小企业业务痛点 一是自主创新能力薄弱。由于中小企业长期处于产业链配套环节，被动执行主机厂的技术标准，缺乏自主创新的动力和空间。同时，受到资金短缺、人才匮乏、市场不确定性及管理理念滞后，以及行业共性技术研究体系缺失等因素的影响，放大了单个企业 的创新难度。 二是产业结构不尽合理。中低端轴承产品产能过剩、高端轴承产品供给能力不足的矛盾十分突出，同质化竞争激烈，贸易摩擦不断。专业化程度低，具有国际竞争力的大型企业集团和具有知名品牌的企业群体相对较少。 三是产品总体水平偏低。轴承成品性能和质量与主机用户的需求之间还有一定差距，仍存在质量不稳定问题，精度保持性和可靠性低，轴承使用寿命仅为国外同类产品的1/2到2/3，产品生产过程的精度一致性与国外同类产品水平相比差距明显。 四是生产工艺装备落后。优质、高效、节能、节材的先进基础制造工艺和自动化、数字化装备的普及程度不高，能源消耗、材料利用率及污染排放与国际先进水平相比差距较大。 二、轴承、齿轮和传动部件制造行业中小企业转型价值 轴承行业中小型企业受限于数字化知识欠缺、资金不足等现状，需要专业的数字化服务商提供“总包式”“小快轻准”的轻量化解决方案，通过渐进式数字化转型，为企业带来多维度的潜在价值。 一是提升产品创新能力，破解设计与工艺管理难题。通过产品设计管理系统，实现轴承整套图纸的分类管理、版本控制、权限管理及共享协同，避免零部件或单工序外协等来图加工企业因图纸混乱导致的错发与返工问题；借助工艺管理系统，将工艺编制从传统办公软件转为信息化、系统化管理，提高编制效率、缩 短审核周期，且在工艺变更时可通过系统实现信息实时传递，避免关键点遗漏。 二是提高生产效率，优化生产计划与执行管理。利用生产计划管理系统，整合销售订单、库存、设备产能等数据，生成合理的生产计划，解决物料预测不准、设备利用率不均等问题，减少库存积压或短缺；通过生产执行管理系统，实时跟踪生产任务分配、进度反馈及异常处理，替代纸质或电子表格管理，避免员工漏报、多报等情况，确保企业精准掌握生产进度。 三是强化质量数据管理，降低质量管控成本。通过质量管理系统，实现质量数据的数字化采集，替代依赖生产者经验的传统模式，规范工艺环节留量控制，减少废品损失与返修成本。同时支持质量数据的高效存储与查询，便于追溯问题源头，提升质量问题分析与解决效率。 四是优化市场销售与客户管理，增强市场竞争力。通过营销管理系统，整合客户基础信息、销售订单、价格方案等数据，解决营销依赖纸质记录或简单表格导致的库存动态、销售趋势把控不足问题，为经营决策提供数据支撑。 五是改善供应链与采购协同，提高产购销协同能力。借助物料需求计划系统，融合销售、生产、库存、生产周期等关键要素，精准计算物料需求量，解决仅靠安全库存预警导致的采购计划失准问题，避免生产停滞或库存积压。应用仓储管理系统，替代纸质或电子表格管理，实现库存实时跟踪、出入库自动记录，解决 数据更新滞后、盘点耗时、错漏记等问题。 三、轴承、齿轮和传动部件制造行业中小企业数字化转型场景 轴承、齿轮和传动部件制造行业的高端轴承国产替代加速、绿色制造与可持续发展、技术创新与智能化转型、市场需求多元化趋势，对中小企业在产品创新协作、供应链管理、生产制造精密化及质量合规等方面提出了更高的要求。 为更好地应对这些挑战并取得发展突破，轴承、齿轮和传动部件制造行业中小企业，重点聚焦产品设计、工艺设计、营销管理、计划排程、生产管控、质量管理和仓储物流等领域，开展了大量探索实践。 (一)产品生命周期数字化 1.产品设计 痛点需求：在轴承产品的研发过程中，图纸管理不善，极易出现丢失、错发等状况，后续的生产、维护等工作都会陷入困境，可能导致项目停滞，延误交付时间。错发图纸的情况对生产环节的影响极为严重。例如，对于轴承内外圈、保持架、滚动体等零部件来图加工的企业，常面临同一产品对应不同图纸的复杂情况，再加上图纸管理混乱无序，错发图纸后，产品按错误图纸生产完工，只能进行二次返工，极大地增加了生产成本，包括人力成本、原材料成本以及时间成本等，还会降低企业的生产效率，在市场竞争中处于不利地位。此外，图纸查询不便也给工作推进带来极大阻碍，工程师们在查找特定图纸时，可能要耗费大量时间在众多图纸资料中翻阅查找，严重影响工作效率，无法及时为生产、研发等环节提供有效的图纸支持。 应用场景： 一级：轴承CAD初步建模、CAE工况有限元分析。运用CAD（计算机辅助设计）软件对轴承进行初步建模。在设计新型号轴承时，工程师能够借助CAD软件快速构建轴承的外形轮廓，精确设定内外径、厚度等尺寸参数，相较于传统手工绘图，极大地提高了绘图效率与精度。同时，结合CAE（计算机辅助工程）软件，对轴承在不同工况下的受力情况进行有限元分析。例如模拟轴承在高速旋转、承受重载时的应力分布，提前发现可能出现 的结构弱点，为后续设计优化提供依据，减少物理样机试验次数，降低研发成本。 二级：轴承产品PDM/PLM设计与版本管理。引入PDM（产品数据管理）或PLM（产品生命周期管理）信息化系统，有效规范轴承产品设计及版本管理。企业可将各类轴承产品的设计图纸、三维模型、设计BOM（物料清单）以及技术更改记录等信息，统一存储于该系统中。通过系统的权限管理功能，严格限制不同人员对图纸的访问级别，只有经过授权的人员才能查看、下载特定图纸，防止图纸错发与随意传播，保障图纸的安全性。当图纸需要更新时，系统自动生成新版本，并详细记录变更历史，方便追溯。例如，若某款轴承因客户需求变更，需要修改设计图纸，设计人员在PDM/PLM系统中进行修改操作后，系统记录下修改人、修改时间以及修改内容，后续相关人员可随时查看图纸的变更历程。 三级：轴承零部件标准库构建、多部门设计协同。构建典型轴承零部件标准库和设计知识库，将常见型号轴承的参数化模型集中管理，同时纳入轴承材料选型、不同工况下的工艺信息等数据。在接到新的轴承订单时，研发人员可快速从标准库中调用相似型号轴承的设计方案，根据实际需求进行参数调整，大幅缩短设计周期，提高开发效率。例如，设计一款新的汽车发动机轴承，可参考标准库中已有的同类型轴承设计，结合新发动机的具体性能要求，修改相关参数，如尺寸、公差、材料等，避免从头开始 设计的繁琐过程，减少重复性错误。通过知识库，研发、工艺、质量等部门能够实现信息共享与协作。工艺部门可根据知识库中的工艺信息，制定合理的生产工艺；质量部门可依据设计要求和历史质量数据，制定质量检测标准，共同助力复杂项目的精准设计迭代与验证。 四级：轴承关键指标多物理场仿真优化、云端协同设计。运用多物理场仿真等仿真软件高级功能，对轴承的外观、结构、NVH（噪声、振动与声振粗糙度）、热管理等关键指标进行深度验证与优化。例如，在设计高速电机用轴承时，通过多物理场仿真，综合考虑电磁力、热应力、机械应力等多种因素对轴承性能的影响，优化轴承的结构设计与材料选择，提高轴承在复杂工况下的稳定性与可靠性。同时，借助云端设计协作平台，与上下游企业如主机厂、原材料供应商等开展多方协同设计。主机厂可实时反馈对轴承性能的需求，供应商可提供材料特性等信息，轴承企业根据各方信息及时调整设计方案，共享设计、测试、制造相关数据，打破信息壁垒，进一步缩短研发周期，提升整体产品质量，增强企业在市场中的竞争力。 典型案例：光扬轴承以PDM系统驱动产品设计 案例背景：大连光扬轴承制造有限公司作为传统制造企业，面临产品设计效率低、数据管理不规范等问题，亟须通过数字化手段提升设计协同与数据准确性。 具体举措：通过引入光扬轴承智慧工厂系统，构建以物料主 数据为核心