自主可控,中国碳纤维产业的全球竞争力崛起!

发布时间:

2024-05-23

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碳纤维是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量的新型纤维材料,是发展国防军工与国民经济的重要战略物资。随着科技的不断创新和社会的不断进步,碳纤维行业成为了全球经济的热门领域之一,素有“工业黑黄金”之称,1吨曾被炒到250万的天价。

碳纤维长期被日、美、欧企业垄断,但依靠长期自主研发,国内企业逐渐打破了国外技术及装备封锁。在“十五”至“十四五”期间,先后突破T300、T700、T800甚至T1000级别聚丙烯腈基碳纤维关键技术,实现规模化生产。随着国内碳纤维技术的不断成熟和产业链的完善,碳纤维行业将迎来更广阔的发展前景。

2021年中国首次超越美国成为全球碳纤维最大产能国,2021年国内碳纤维产能占全球总产能20.76万吨的31%;2022年中国碳纤维产能占比持续提升,已达到43%。2022年国内碳纤维需求来源61%来自于国产,进口比例降至39%,但仍存在较大进口替代空间。目前国内碳纤维行业已步入高速增长期,国产替代进行时,降本实现平价成为带动下游应用拓展的重要方式。通过管理数智化实现降本增效提升企业核心竞争力,成为行业企业发展的共识。

 

碳纤维产业链规模呈指数级增长

碳纤维产业链包含上游的原油化工产业得到丙烯,经氨氧化后得到丙烯腈,丙烯腈聚合和纺丝之后得到聚丙烯腈(PAN)原丝,再经过预氧化、低温和高温碳化后得到碳纤维,再制成碳纤维织物和碳纤维预浸料,成为生产碳纤维复合材料的原材料;碳纤维经与树脂、陶瓷等材料结合,形成碳纤维复合材料,最后由各种成型工艺得到下游应用需要的最终产品。

碳纤维无论是国内还是国外生产集中度较高,根据数据,2022年全球前五家公司合计产能(CR5) 14.48 万吨, 占全球总产能的 56%,国内的CR5产能集中度则超过了78%,而在中、下游的碳纤维厂商集中度就比较低,数量较多,行业规模也呈现指数级放大。

 

U9 cloud服务碳纤维全产业链管理数智化

用友U9 cloud(下文简称U9C)传承U9十余年的最佳实践,秉承“厚积薄发、臻于至善”的创新精神,运用移动互联网、大数据、物联网、人工智能等最新技术,全面服务制造企业实现管理数字化、生产智能化、管控精细化、运营敏捷化和经营全球化,为制造企业构建产业链协同管控平台,高效赋能组织变革和商业创新。

U9C基于服务碳纤维全产业链核心需求,立足于智能制造,以销售管理、研发管理、生产管理、质量管理、采购与供应商管理、计量管理、成本管理、模具管理、条码管理以及各部门的数据共享为锚点,构建了碳纤维产业的数智化应用全场景,满足不同类型、规模和制造模式的企业的升级需求。 

基于U9C平台,借助WMS、计量管理、按质计价等行业化应用,企业可建立研发、试制、生产与财务的一体化管理,实现原材料精准计量和收发,连接设备实现智能化投料管控,实现按质计价和精细化成本核算,支持原材料和产品的批次管理和精准追溯……以数字化、智能化赋能产业和企业发展。

 

上游

按制造原料不同,碳纤维产业已形成了黏胶基、沥青基和聚丙烯腈(PAN)三大原料体系,沥青基碳纤维具有较好的耐腐蚀性,而PAN基碳纤维则具有较高的强度和模量,而PAN基碳纤维兼具生产工艺简单、成本较低、碳化吸收率较高等特点是碳纤维发展和应用的主要品种,占到市场的91%以上。

碳纤维上游集中度非常高,厂商数量比较少,而且其生产过程主要是流程化生产,与锂电池行业锂资源生产有些类似,这类厂商虽然不是U9 cloud重点行业目标客户。但由于U9 cloud制造行业领先性,也吸引了部分行业领先企业选择用友U9 cloud。

陕西天策新材主要是为航天材料企业提供碳纤维材料,主营沥青基碳纤维(简称MPCF)研发、生产和推广应用,已成为中国MPCF发展的中坚力量。

随着企业多组织发展与管理精细化要求,客户选择了U9 cloud升级数智化管理平台,整合了OA系统,提高库存周转率30%,客户订单交货及时率提高30%,财务协同报销效率提高50%。

类似还有像济宁碳素集团,它是我国煤系沥青基新型炭材料专家和领导者。同样选择了U9 cloud建立了财务业务一体化的集团运营管理平台,全面整合物流、信息流和资金流,实现多组织协同,优化不同组织之间的业务流程,减少组织之间不增值的业务活动,通过与 MES 系统、地磅系统对接,自动采集数据、自动生单,大大提高了工作效率。

中游

碳纤维一般不是单独使用,而是以复合材料的形式被使用。复合材料指的是两种或两种以上材料复合而成具有一定的特殊功能和结构的新型材料,材料成分可以通俗化理解为基体材料+增强材料,其中基体材料多为树脂,陶瓷,金属,橡胶等材料,增强材料常为玻璃纤维或碳纤维。碳纤维主要以树脂基复合材料(CFRP)为主,占全部碳纤维复合材料市场份额的90%以上。碳纤维的复合与应用存在多种路径,“纤维-(复合)-预浸料-(成型)-制品”与“纤维-(成型)-预制体-(复合)-制品”是目前比较主流的两种工艺流程,前者作为结构材料多用于飞机结构、体育用品领域,基体材料以树脂为主;后者作为功能性结构材料多用于刹车副、热场材料、火箭发动机等领域,基体材料以碳为主。

杭州幄肯新材料是一家专注于高端热场材料研发及生产的高科技企业,主要产品包括高纯碳纤维热场材料、高纯石墨材料、碳碳复合材料、SiC涂层产品及其他碳基复合材料等。

随着企业高速发展及上市要求,企业选择了U9C数智化升级平台,实现以计划为核心进行了多组织业务计划和业务的协同,促进幄肯协同供应链高效运转。解决了集团的各个组织的计划手工下达,各自组织自己的计划,导致生产不协同的问题,也使幄肯车间管理实现了透明化便于生产决策,条码运用,全场景业务覆盖、便捷可追溯,实现了降本增效。

与之相似的企业如上海晋飞碳纤成都鲁晨新材等都选择了U9C数智化升级平台作为其基础管理平台。

下游

从全球碳纤维的应用端来看,碳纤维材料总量一半以上应用在工业领域,风电叶片领域应用占比28.6%,航空航天领域应用占比15.4%,体育休闲领域占比14.4%,汽车工业领域占比11.7%,四个领域总计占比70.1%。近年来,国家出台了一系列关于碳纤维及碳纤维复合材料的产业支持政策,持续引导碳纤维材料的关键生产技术升级、产业化项目落地和应用领域拓展,推动碳纤维行业蓬勃发展。2022年国内碳纤维需求量占全球比重约为55.1%,中国已成为全球第一大碳纤维消费市场。市场需求的高速增长,推动碳纤维行业进入快速发展阶段。行业竞争进一步加剧,带动了行业企业数智化转型的升级速度。在我国,2022年体育器材碳纤维需求量占比约为30.9%,显著高于全球的17.8%,是我国碳纤维需求的压舱石。

厦门侨兴是世界最具规模网球拍工厂之一,专注于WILSON、PRINCE高端网球拍、羽毛球拍、BMC车架、安全帽、鞋板等碳纤维复合体育用品生产,长年代工世界一流选手球拍、自行车。

在用友U9C+PLM+智能工厂+BI投入运行后,工作效率提升约30%,订单交付周期缩短20%,管理人员减少20%,车间在制品减少30%,在成本压力逐年增加的市场环境下,提升了侨兴的市场竞争力。

同样来自厦门的鸿基伟业,产品涉及体育用品、高端装备、汽车轻量化等领域,在碳纤维复合材料领域技术处于领先地位,获得专授权60多项,是全球销量品牌-捷安特的指供应商。

面对市场压力选择了升级数智化管理平台,正如其IT总监朱焱龙所言,用友U9C+智能工厂+工业大脑三系统集成联动,实现销售订单可承诺日期管理,计划生产订单,确定开始和结束日期,并评估产能和满足最后期限的能力。在生产执行时通过实时反馈将计划传达给生产。每个单品全制程的生产加工或品质数据都可以通过移动终端或PC终端实时追溯。

同时,国内的航空航天的碳纤维应用需求占比仅为10%,低于全球的15%。其主要原因是,国内碳纤维生产技术仍在成长中,以前无法大批量供应T800强度以上的小丝束碳纤维。未来,随着国产技术提升,国产化替代进一步发展,我国碳纤维在航空航天等高端领域的拓展,碳纤维需求结构将向高端化迈进。

安泰复材就是一家专注航空级碳纤维复合材料结构件高科技企业,2018年5月全资收购了德国COTESA GmbH公司(空客波音复材供应商)和德国EC公司(欧美超豪车复材部件供应商)。现拥有三基地、两中心(德国Mittweida基地、德国Mochau基地、常州工厂、欧洲研发中心以及中德联合工程技术中心),业务覆盖空客、波音、中国商飞等民机转包业务,以及尖端领域的高端工业品应用。

作为一家初创的跨国经营企业,U9 cloud正是凭借产品行业成熟度与稳定性,让安泰复材毫不犹豫的选择了U9 cloud作为其数智化管理平台

在通用飞机领域,U9 cloud助力全球排名第三的中电科芜湖钻石飞机实现整机、部件单件追溯、生产过程追溯,项目维度统计成本,比对项目概算,分析项目盈利情况。国内轻型运动飞机龙头山河星航,通过U9 cloud实现了业财一体化,核算准确性提高40%,财务数据、供应链数据、生产数据等全程可追溯,达到数据流、信息流、资金流的互联互通。

结语

碳纤维产业链是一个代表中国突破西方封锁的创新联盟,它们拥抱数智化转型升级经验告诉我们,以U9 cloud为代表的数智化管理平台通过赋能并帮助企业构建更高层的核心竞争力凸显出其价值,领先数智化布局的企业能够在成长过程中表现出了更快的发展能力与更强的生命力,在数智化加持下企业能够兼顾合规运营与高效发展,并能不断发掘数据资产的价值、提高经营效率与降低企业运营成本。

 

U9 cloud数智化管理平台正成为碳纤维产业链创新企业的管理底座,助力它们在打破西方封锁,推动其在全球竞争中保持领先地位,在碳纤维行业实现中国逆袭。