董華，孫小淇，李默(青島科技大學經(jīng)濟與管理學院，山東 青島 266061)

0 引言

近年來，我國輪胎產(chǎn)業(yè)在技術(shù)創(chuàng)新、綠色發(fā)展、智能制造等方面進行了有益探索，但在高技術(shù)含量、高附加值產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn)方面仍有較大發(fā)展空間。當今，物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等新一代信息技術(shù)迅速發(fā)展，傳統(tǒng)制造業(yè)逐漸向數(shù)字化、智能化方向轉(zhuǎn)型。輪胎產(chǎn)業(yè)正面臨產(chǎn)品高端化、生產(chǎn)智能化、服務平臺化發(fā)展問題，技術(shù)創(chuàng)新在輪胎新材料研發(fā)、制造工藝升級、產(chǎn)品更新?lián)Q代等方面起到舉足輕重的作用。本文通過梳理我國輪胎產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，總結(jié)技術(shù)創(chuàng)新存在的問題，最后提出應對策略，以期為我國輪胎產(chǎn)業(yè)突破技術(shù)壁壘，實現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級提供參考。

1 輪胎產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新現(xiàn)狀

1.1 高性能新材料是輪胎產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的重點

輪胎原材料正在向多元化方向發(fā)展，更加綠色環(huán)保、耐用、強韌的高性能材料成為輪胎產(chǎn)業(yè)上游技術(shù)創(chuàng)新的重點。首先，天然橡膠和合成橡膠是輪胎制造的主要原材料，但國內(nèi)天然橡膠自主供應嚴重不足。2019我國天然橡膠產(chǎn)量僅為81.32萬噸，表觀消費量高達325.46萬噸。在天然橡膠需求總量中，輪胎制造需求占比超過80%。為應對國內(nèi)天然橡膠短缺的局面，部分龍頭輪胎企業(yè)聯(lián)合科研院所研發(fā)蒲公英橡膠、杜仲橡膠作為三葉天然橡膠的替代材料。但由于產(chǎn)量較少，目前實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的難度較大[1]。其次，橡膠助劑主要從原料純度和外觀形態(tài)兩方面進行材料創(chuàng)新。高純度、顆粒狀橡膠助劑已成為傳統(tǒng)橡膠助劑的升級換代品。相較于傳統(tǒng)的粉末狀助劑產(chǎn)品，預分散母粒具有無粉塵、易分散、適合自動稱量和自動連續(xù)低溫混煉、批次之間品質(zhì)穩(wěn)定、易儲存等優(yōu)點，已在輪胎生產(chǎn)線中被廣泛應用。最后，為滿足高性能輪胎的生產(chǎn)需求，人造絲和混紡纖維是目前輪胎用骨架材料技術(shù)創(chuàng)新重點[2]。

1.2 輪胎生產(chǎn)工藝流程不斷改進創(chuàng)新

工藝流程創(chuàng)新是提升產(chǎn)品性能，實現(xiàn)節(jié)能降耗的關(guān)鍵。我國輪胎生產(chǎn)在混煉工藝、自動上料、膠條纏繞技術(shù)方面不斷創(chuàng)新。目前眾多輪胎企業(yè)采用低溫連續(xù)高效一次法混煉工藝，既提高了生產(chǎn)效率又保證了產(chǎn)品質(zhì)量。環(huán)保節(jié)能的輻射預硫化技術(shù)、尼龍冠帶擠出覆膠技術(shù)等新型加工技術(shù)的應用也越來越廣泛。成型和硫化是生產(chǎn)子午線輪胎的關(guān)鍵工序。其中，成型工藝復雜，對設備加工和定位精度要求高。目前，工業(yè)自動控制技術(shù)被廣泛應用于子午線輪胎成型及老舊成型機自動控制系統(tǒng)改造中，生胎成型工序的自動化、智能化水平不斷提高。硫化工序方面，除了對硫化工藝管路進行配置優(yōu)化外，為了兼顧輪胎硫化過程生產(chǎn)效率和硫化后產(chǎn)品質(zhì)量，解決過熱水介質(zhì)硫化工藝生產(chǎn)效率低，直接蒸汽介質(zhì)硫化工藝生產(chǎn)要求高、產(chǎn)品性能不穩(wěn)定的問題，輪胎企業(yè)在硫化加熱介質(zhì)方式上不斷進行改進。

1.3 數(shù)字化技術(shù)融合應用加速輪胎產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級

隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等新一代信息技術(shù)的興起，信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)對我國輪胎產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展起到了巨大的推動作用。在產(chǎn)業(yè)融合背景下，輪胎企業(yè)將制造技術(shù)與數(shù)字技術(shù)、智能技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)集成應用于從產(chǎn)品設計、仿真實驗、工藝設計、計劃排產(chǎn)、制造執(zhí)行、倉儲物流到交付和服務等產(chǎn)品全生命周期，提升輪胎企業(yè)信息化和智能化水平，促進輪胎企業(yè)實現(xiàn)向智能工廠的升級轉(zhuǎn)型。例如，輪胎研發(fā)階段的3D打印技術(shù)(又稱增材制造技術(shù))能夠完成無模成型、個性化小批量生產(chǎn)，縮短新產(chǎn)品研發(fā)周期；利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)實現(xiàn)輪胎生產(chǎn)過程中材料/配方優(yōu)化、生產(chǎn)工藝流程監(jiān)測；借助物聯(lián)網(wǎng)、5G技術(shù)，供應鏈上下游企業(yè)之間高度協(xié)同，運營效率大幅提升；建立云服務智能平臺，打通門店、經(jīng)銷商、廠商全鏈路數(shù)字化營銷渠道，實現(xiàn)輪胎產(chǎn)業(yè)鏈數(shù)字服務一體化。數(shù)字化技術(shù)加速輪胎產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級，提升輪胎企業(yè)內(nèi)部研發(fā)、制造、經(jīng)營與管理服務水平，對輪胎企業(yè)實現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展具有重要意義。

1.4 企業(yè)更加重視自主研發(fā)和知識產(chǎn)權(quán)保護

我國輪胎企業(yè)專利申請大致經(jīng)過三個階段，1985—2006年為萌芽期，專利總數(shù)不超過100件；2007—2010年為發(fā)展期，專利數(shù)量有所增長；2011年后，隨著我國汽車工業(yè)的快速發(fā)展，輪胎技術(shù)領域?qū)＠暾埩看蠓鲩L，為迸發(fā)期。截至2018年國內(nèi)輪胎領域?qū)＠暾埩恳殉^3 000余件[3]。如圖1所示，與外資輪胎企業(yè)相比，近兩年國內(nèi)輪胎企業(yè)專利申請數(shù)量增長較快，尤其是2020年，玲瓏輪胎和賽輪集團專利申請數(shù)同比增長率分別為126%、196.4%，創(chuàng)歷史新高。這一趨勢表明，國內(nèi)輪胎企業(yè)越來越重視自主技術(shù)研發(fā)和知識產(chǎn)權(quán)保護，將知識產(chǎn)權(quán)保護擺在企業(yè)發(fā)展的重要位置。目前，東營市已成立“輪胎產(chǎn)業(yè)知識產(chǎn)權(quán)保護聯(lián)盟”，規(guī)避潛在知識產(chǎn)權(quán)風險，維護輪胎企業(yè)合法權(quán)益。

圖1 2011—2020年國內(nèi)外輪胎企業(yè)專利申請數(shù)量

2 輪胎產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新存在的問題

2.1 特種胎技術(shù)研發(fā)起步晚，高端產(chǎn)品研發(fā)能力有待提高

特種胎包括農(nóng)業(yè)、采礦業(yè)、林業(yè)、工業(yè)和航空業(yè)用的各種輪胎產(chǎn)品。通過加快輪胎引進技術(shù)的消化吸收和創(chuàng)新進度，我國特種胎生產(chǎn)技術(shù)不斷走向成熟。但我國特種胎在新材料應用、配方開發(fā)、機械裝備等方面與國際品牌相比差距較大。巨型工程輪胎、農(nóng)業(yè)子午線輪胎、航空輪胎發(fā)展相對緩慢。例如，農(nóng)業(yè)輪胎子午化率低，只有2.5%左右，但許多歐洲國家拖拉機輪胎子午化率已達到85%以上。其原因主要包括以下三點：一是我國特種輪胎技術(shù)研發(fā)起步較晚，缺乏技術(shù)成果的積累，技術(shù)研發(fā)水平偏低；二是輪胎行業(yè)過多地依賴技術(shù)引進，技術(shù)吸收能力較弱。很多國內(nèi)輪胎企業(yè)停留在模仿創(chuàng)新階段，自主創(chuàng)新能力較弱；三是外資輪胎企業(yè)在國內(nèi)建廠生產(chǎn)的產(chǎn)品類型主要是乘用胎、輕卡胎。例如法國米其林特種胎生產(chǎn)廠全部在美國、德國和法國，特種胎制造技術(shù)外溢效應難現(xiàn)。同時，國外有能力制造航空子午線輪胎的企業(yè)都對航空子午線輪胎成型機組的研發(fā)進行技術(shù)封鎖，導致國內(nèi)開發(fā)特種輪胎配套專用裝備難度大。

2.2 研發(fā)戰(zhàn)略不清晰，前沿輪胎技術(shù)優(yōu)勢有待加強

如圖2、圖3、圖4所示，國內(nèi)輪胎企業(yè)研發(fā)投入資金不足，專利技術(shù)含量不高，輪胎產(chǎn)業(yè)整體研發(fā)實力較弱。2019年普利司通、米其林、固特異三大外資輪胎企業(yè)研發(fā)支出穩(wěn)居世界前三，排名前十的中國大陸輪胎企業(yè)共投入23.8億元，卻不足固特異一家公司的研發(fā)支出。截至2020年底米其林公司在我國申請專利總量已超過5 000件，其中發(fā)明專利占比89.6%。外資輪胎企業(yè)更關(guān)注核心技術(shù)研發(fā)，專利技術(shù)含量整體偏高。國內(nèi)輪胎企業(yè)在專利申請數(shù)量、專利布局方面存在明顯不足。此外，目前世界輪胎產(chǎn)業(yè)主要出現(xiàn)五大技術(shù)熱點，分別是輪胎發(fā)電新技術(shù)、可淘汰備胎的跑氣保用輪胎(非充氣輪胎技術(shù))、無人駕駛汽車胎壓遠程檢測技術(shù)、輪胎節(jié)能新技術(shù)、智能傳感新技術(shù)。大部分輪胎企業(yè)對前沿輪胎技術(shù)的研究比較缺乏，僅有個別龍頭企業(yè)處于新技術(shù)研發(fā)起步階段?？傮w來看，國內(nèi)輪胎企業(yè)研發(fā)布局不合理，難以形成技術(shù)優(yōu)勢，導致輪胎產(chǎn)業(yè)整體技術(shù)進步緩慢。

圖2 全球輪胎企業(yè)2019年研發(fā)費用、研發(fā)費用占銷售額比例示意圖

圖3 截至2020年底國內(nèi)外輪胎企業(yè)專利申請分布情況

圖4 2019年度中國輪胎企業(yè)專利排行榜(前十)

2.3 與新一代數(shù)字化技術(shù)融合不夠，智能化水平有待提升

智能化輪胎工廠是輪胎產(chǎn)業(yè)與新一代信息技術(shù)融合發(fā)展的產(chǎn)物，可以實現(xiàn)智能設計、智能工藝、智能生產(chǎn)、智能管理與服務[4]。整體來看，我國輪胎產(chǎn)業(yè)與新一代數(shù)字化技術(shù)尚未形成深度融合狀態(tài)，發(fā)展空間較大。產(chǎn)業(yè)融合度低的原因主要包括四點：首先，輪胎產(chǎn)業(yè)屬于技術(shù)密集、資本密集型產(chǎn)業(yè)，固定資產(chǎn)投資大。眾多輪胎企業(yè)尤其是中小型企業(yè)，面對數(shù)字化、智能化改造前期較大的資金投入，在未能看到明確的商業(yè)回報模式和效益之前，大多處于觀望狀態(tài)；其次，多數(shù)輪胎制造企業(yè)的工業(yè)基礎較差，自動化、信息化水平不高，影響智能化輪胎工廠的建設進程；再次，高素質(zhì)技能人才儲備不足。輪胎企業(yè)缺乏熟練操作、維護智能設備的一線人員，急需培養(yǎng)高技能人才。最后，由于數(shù)據(jù)安全體系尚未健全，企業(yè)對核心工業(yè)數(shù)據(jù)共享后的安全性存在擔憂，導致互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)與輪胎制造企業(yè)無法實現(xiàn)深度合作，加大了國內(nèi)輪胎產(chǎn)業(yè)智能化轉(zhuǎn)型的難度。

2.4 產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同創(chuàng)新力不足，創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)尚未形成

多年來，我國輪胎產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新一直面臨創(chuàng)新分割的問題，產(chǎn)業(yè)鏈橫向、縱向各環(huán)節(jié)協(xié)同創(chuàng)新力不足。輪胎產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新仍局限在企業(yè)層面，生態(tài)系統(tǒng)層面的技術(shù)創(chuàng)新仍未能突破。首先，校企合作是輪胎企業(yè)進行技術(shù)研發(fā)、保證人才儲備的有效途徑。目前高校與科研院所的專利申請主要集中在對橡膠硫化機及其零件的設計改進以及橡膠原材料等方面， 這類專利主要涉及輪胎制造的上游領域，導致產(chǎn)出的科技成果難以匹配市場需求。同時，由于評價機制、利益導向不同，大學、科研院所和輪胎企業(yè)之間難以建立真正有效的合作，產(chǎn)學研協(xié)同創(chuàng)新程度較弱，不利于技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展[5]。此外，面對新能源汽車產(chǎn)業(yè)變革，汽車產(chǎn)業(yè)“新四化”(電動化、網(wǎng)聯(lián)化、智能化、共享化)對輪胎產(chǎn)品技術(shù)性能提出了更高要求。輪胎動力學和整車動力學聯(lián)系密切，但以往卻存在脫節(jié)的情況[6]?？傮w看，輪胎產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的主體和方向已發(fā)生變化，技術(shù)創(chuàng)新主體不再是簡單的、一對一的線性合作，而呈網(wǎng)絡狀分布，創(chuàng)新主體間存在復雜交織的產(chǎn)業(yè)組織關(guān)系，共同形成技術(shù)創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)。目前，輪胎企業(yè)并未緊跟數(shù)字時代發(fā)展趨勢，尚未形成良好的創(chuàng)新生態(tài)。

3 輪胎產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展對策

3.1 加強前沿輪胎技術(shù)研發(fā)，推動輪胎產(chǎn)業(yè)高端化創(chuàng)新發(fā)展

技術(shù)領先型企業(yè)進一步發(fā)力特種輪胎研發(fā)，利用其技術(shù)沉淀推動整體技術(shù)進步。一方面可聯(lián)合科研院所主攻民用航空子午線輪胎、農(nóng)業(yè)子午線輪胎等特種輪胎的技術(shù)研發(fā)；另一方面與新能源汽車企業(yè)合作，主攻新能源電動汽車輪胎、免充氣輪胎、智能輪胎等新型輪胎產(chǎn)品開發(fā)，逐步提高產(chǎn)品附加值，實現(xiàn)輪胎高端化創(chuàng)新發(fā)展。此外，人才是企業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的源動力。輪胎企業(yè)要加強技術(shù)人才隊伍建設，既注重人才培養(yǎng)，也重視人才引進；既要培養(yǎng)輪胎技術(shù)專業(yè)型人才，也要引進跨界融合的高端復合型技術(shù)人才。企業(yè)可對接高校為企業(yè)定向培養(yǎng)人才，并為企業(yè)員工提供進修培訓和技術(shù)輔導，共建校企實訓基地。

3.2 明確研發(fā)戰(zhàn)略方向，加強研發(fā)資金管理和知識產(chǎn)權(quán)保護

自主創(chuàng)新能力的培養(yǎng)需要長期積累，持續(xù)的資金保障必不可少。國外領先企業(yè)通過連續(xù)多年較高的研發(fā)資金投入，積累了大量關(guān)鍵核心技術(shù)。為攻克產(chǎn)業(yè)技術(shù)難題，輪胎企業(yè)要加強研發(fā)資金管理。一方面要做到?？顚Ｓ茫袑嵃蜒邪l(fā)資金用于輪胎發(fā)明專利類技術(shù)創(chuàng)新方面，逐步提高自主創(chuàng)新力；另一方面，資金分配上應加大產(chǎn)品研發(fā)資金投入，保障企業(yè)可持續(xù)健康發(fā)展。同時，為提高企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新積極性，應繼續(xù)加強輪胎產(chǎn)業(yè)知識產(chǎn)權(quán)保護。政府層面上，加大對知識產(chǎn)權(quán)犯罪懲治力度，不斷完善專利侵權(quán)法律制度，尤其關(guān)注數(shù)字網(wǎng)絡環(huán)境下侵權(quán)的新特點，保護企業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的積極性。企業(yè)層面上，專門成立企業(yè)內(nèi)部知識產(chǎn)權(quán)保護職能部門，全面布局知識產(chǎn)權(quán)保護策略。通過創(chuàng)新成果的不斷積累與沉淀，助力輪胎產(chǎn)業(yè)技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展。

3.3 依托工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，助推輪胎產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型

數(shù)字技術(shù)驅(qū)動下，產(chǎn)業(yè)發(fā)展已經(jīng)由“互聯(lián)網(wǎng)+”向“數(shù)字+”方向轉(zhuǎn)變。產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型成為產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的主要路徑之一?；跀?shù)字技術(shù)構(gòu)建的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是信息通信技術(shù)與工業(yè)系統(tǒng)深度融合形成的一種新興業(yè)態(tài)與應用模式。依托工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，借助大數(shù)據(jù)、人工智能等現(xiàn)代信息技術(shù)，輪胎產(chǎn)業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)從設計、研發(fā)、生產(chǎn)、銷售到服務等各個環(huán)節(jié)的交互貫通，實現(xiàn)工業(yè)全系統(tǒng)、全產(chǎn)業(yè)鏈的泛在深度互聯(lián)，構(gòu)建起數(shù)據(jù)驅(qū)動的智能化工業(yè)生產(chǎn)制造服務體系，有助于輪胎產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展目標。此外，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)打破傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)組織方式，加速了創(chuàng)新資源及技術(shù)信息的流動和互通，創(chuàng)新主體更為多元，創(chuàng)新協(xié)作更為廣泛。當前，國家出臺多項政策保障工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)建設與發(fā)展。輪胎企業(yè)要借助國家政策導向和資金力量，促進產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

3.4 打通科技成果轉(zhuǎn)化通道，實現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同創(chuàng)新

基礎研究方面，圍繞橡膠新材料、輪胎智能制造等關(guān)鍵技術(shù)領域，支持企業(yè)、科研院所、高校協(xié)同開展以應用為導向的基礎研究，增強原始創(chuàng)新能力。同時，積極探索輪胎產(chǎn)業(yè)科技成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化的有效機制與模式，提升科技成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化的規(guī)模與質(zhì)量。工藝流程創(chuàng)新方面，地方政府需重點推進輪胎企業(yè)進行生產(chǎn)裝備智能化升級改造，提高密煉、成型、硫化等生產(chǎn)工序的自動化、信息化水平，實現(xiàn)輪胎生產(chǎn)工藝流程創(chuàng)新發(fā)展。產(chǎn)業(yè)組織創(chuàng)新方面，依托數(shù)字化技術(shù)，鼓勵頭部企業(yè)逐步打通輪胎生產(chǎn)制造全流程數(shù)據(jù)鏈，形成開放合作、資源共享、能力協(xié)同的產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展體系。通過研發(fā)創(chuàng)新協(xié)同、生產(chǎn)制造協(xié)同、市場行為協(xié)同推動輪胎全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同創(chuàng)新發(fā)展。

4 結(jié)語

輪胎企業(yè)正面臨國內(nèi)市場逐漸飽和、國際貿(mào)易壁壘高企的雙重壓力，技術(shù)創(chuàng)新是推動輪胎產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級和持續(xù)發(fā)展的源泉和動力。未來，橡膠原材料、輪胎產(chǎn)業(yè)、汽車產(chǎn)業(yè)等全產(chǎn)業(yè)鏈將實現(xiàn)協(xié)同創(chuàng)新發(fā)展，更多的數(shù)字化技術(shù)將應用于輪胎產(chǎn)業(yè)智能研發(fā)、智能生產(chǎn)和智能服務等領域，國內(nèi)輪胎產(chǎn)業(yè)發(fā)展迎來重大機遇與挑戰(zhàn)。我國輪胎企業(yè)應把握輪胎技術(shù)的革新方向，加大企業(yè)科研投入和產(chǎn)品創(chuàng)新力度，研發(fā)出更多具有自主知識產(chǎn)權(quán)的特種胎生產(chǎn)技術(shù)和高性能輪胎，不斷提高產(chǎn)品附加值和品牌知名度，在創(chuàng)新轉(zhuǎn)型中重塑輪胎產(chǎn)業(yè)發(fā)展新優(yōu)勢。