零部件概念及分类

2.6.1　零部件概念及分类

（一）零部件概念

机械零部件：零件是不能拆分的单个组件，部件是实现某个动作或功能的零件组合；部件可以是一个零件，也可以是多个零件的组合体。组合体中往往有一个主要零件，实现既定的动作或功能，其他的零件只起到连接、紧固、导向等辅助作用。在通常情况下，把除机架以外的所有零件和部件统称为零部件。

电子元器件：电子元件指在生产加工时不改变分子成分的成品，如电阻器、电容器、电感器，又称无源器件。电子器件指在生产加工时改变了分子结构的成品，如晶体管、电子管、集成电路，又称有源器件。电子元器件可以认为是电子设备的主要零部件。

机电一体化：机电一体化技术是以机械、电子技术为主，由机械、电子、光学、计算机、控制、信息等多个学科技术相互渗透、有机结合而逐渐形成和发展的新兴技术；机电一体化产品通常由五大部件（对应特定功能）构成：机械装置（结构功能）、执行元件（驱动和能量转换功能）、检测与传感（测量与传送功能）、动力源（能量供给功能）、信息处理与控制（调控功能）。

上述概念都是同离散生产过程联系在一起的，零件、部件、产品间具有层次及装配关系。

（二）零部件常用分类

按零部件所属整机的行业分类^[12]，可将零部件分为金属制品业零部件，通用设备制造业零部件，专用设备制造业零部件，交通运输设备制造业零部件，电气机械及器材制造业零部件，通信设备、计算机及其他电子设备制造业零部件，仪器仪表及文化、办公用机械制造业零部件，共七大类。这种分类反映了零部件用途，但鉴于某些通用零部件往往用于不同的整机行业，不同的整机行业对同一类零部件会有不同的要求，用于不同整机的同类零部件在各项技术指标（如尺寸等）上可能会有很大差异，这种分类对区别零部件本身意义不大。

按零部件的标准化程度分类，可将零部件分为标准件和非标准件。其中，标准件是指结构、尺寸、画法、标记等各个方面已经完全标准化，并由专业厂生产的常用的零（部）件，如螺纹件、键、销、滚动轴承等等；广义的标准件还包括标准化的紧固件、连结件、传动件、密封件、液压元件、气动元件、轴承、弹簧等机械零件，也包括行业标准件，如汽车标准件、模具标准件等；狭义的标准件仅指标准化紧固件。零部件的标准化对制造业的专业化分工、对零部件行业的发展具有重要意义，标准化的零部件能够以其标准较容易地适配不同类型的整机，扩大零部件的应用面和企业的市场空间，为零部件厂商实现规模经济创造了条件，使其能够独立于整机厂商而得到发展。从这个意义上看，零部件的标准化是零部件行业提升的一个重要方向。同时必须注意的是，零部件的标准化是以相关零部件产品技术的成熟为基础的，其所适配的整机技术也一定是成熟并为同行业企业所广泛掌握的。但技术成长理论告诉我们，技术的发展是一个从变异、孕育到选择、保留的过程，变异和孕育阶段主导设计尚未出现，技术发展呈现不连续、多种技术设计竞争的局面，这两个阶段中技术远未成熟，整机技术的变化，特别是其核心技术主导设计的不确定，必然带来对零部件、特别是承载整机核心功能的关键零部件要求的不断变化，适应有关技术设计的非标准的零部件一定是这个时期整机厂商的必然选择；同时，由于零部件核心技术对整机厂商的重要性，整机厂商一般也不会在技术成长的较早阶段将相关零部件技术在业内广泛传播开去，这样，谈零部件，特别是发动机总成这样的部件的标准化就很不适宜了。

按零部件的技术性质分类，可分为机械零部件、电子元器件、机电一体化零部件。上述三类零部件的内涵在上文中已有表述，此处不再赘述。它们的工作原理、典型材料和生产工艺流程显著不同，如表2-6所示。

表2-6　机械零部件和电子元器件主要差异

资料来源：根据相关文献观点自行编制。

（三）对关键零部件的理解

首先，从零部件的分类方式可以看到零部件的多重属性。

零部件的行业属性。零部件是在整机系统中体现功能并发挥作用的，可按相关整机所属的行业对零部件进行分类，零部件因而具有了行业属性，但是，仅就装备制造业而言，就涉及7个大类56个中类202个小类，可以说种类繁多、差异巨大。例如飞机和汽车尽管都是交通工具，但也有很大差异，不同的功能、不同的结构造成了它们对零部件要求的巨大差异。为此，将某类整机的零部件界定为关键零部件显然欠妥。

零部件的质量特性。零部件的质量特性是与对零部件本身、加工过程和体系的要求有关的特性，包括外观（如表面的平整度、光洁度等）、结构尺寸、性能（如重量、膜层厚度和附着力、材质、使用寿命等）等。鉴于这些质量特性与相应的整机系统对零部件的要求有关，即便是同一类零部件，如轴承，由于其要发挥作用的整机不同，其质量特性也会有很大的差异。例如数控磨齿机中的主轴轴承和风力发电机（组）整机的主轴轴承，从外观、尺寸上看就有极大的差异，更别说性能等其他特性了。所以，质量特性对于研究关键零部件仅具有个体和局部的意义，不能作为判断零部件关键性的依据。

零部件的可分性。总体而言，零部件物理上的可分性是机械零部件的重要特性。从定义看，在机械学范畴内，只要是实现某个动作的零件的组合就被称为部件，零部件是对零件和部件的总称。从某个装备产品的实际看也是这样，比如发动机是汽车的重要部件之一，但发动机又是由配气、曲柄连杆组两个机构和燃料供给系、冷却系、润滑系、点火系、启动系五大系统组成的，火花塞、分电器是构成点火系的零部件。一个整机被拆分成一级部件、二级部件直至零件，部件的层次数不是固定的；同时，某个特定的零部件在A整机中可能属于一级部件，在B整机中就可能属于二级部件。鉴于零部件是一个与上一级部件或整机联系的相对概念，研究某个层次的零部件是不现实也是不必要的，同样也不能依据零部件所处的层次确定其是否关键。

零部件的技术属性。零部件的机械或电子属性某种程度决定了零部件的工作方式和功能。从国民经济行业分类看，轴承、齿轮、传动和驱动部件、金属密封件、紧固件、弹簧、钢铁铸件、锻件及粉末冶金制品等可视为机械类零部件；而电子真空器件、半导体分立器件、集成电路、光电子器件、电子元件和组件、印制电路板、电力电子元器件、变压器、整流器、电感器、电容器等可视为电子类元器件；作为数控机床重要部件的数控系统，大多由工控主板、功率模块、主轴驱动控制单元、伺服电机、芯片、电解电容等组成，是机械类和电子类零部件的综合体。可见，随着技术的进步和装备工业的发展，整机系统既包括纯机械系统、纯电子系统，也有了更多的机电一体化系统。机械类和电子类的零部件往往是按照一定的设计要求紧密联系在一起，在一个系统中分工合作，难以区分。同时，虽然整机系统的某种功能一般是由某种类型的零部件承担的，如集成电路芯片往往承担控制功能，功能上的确也有重要和不重要之分，但是由于各类系统结构和功能的巨大差异，在总体上武断地将执行某种功能的零部件界定为关键零部件并不符合实际。

总之，从零部件分类角度只能对我们认识关键零部件的某些属性起到一定作用，并不能用以界定零部件的关键程度；使我们看到零部件空间极其复杂，研究关键零部件突破有必要从需求出发确定某个角度或一些标准，以便能够避免在某些非关键因素上浪费时间。上述分析也使我们看到，零部件是在整机系统中体现功能并发挥作用的，是与整机联系在一起的一个相对的概念，对其关键性的判定应主要由相关联的整机厂商作出。从整机厂商角度看待零部件，或能为从整体上把握关键零部件提供思路。

其次，从整机厂商角度看零部件的关键性。

鉴于零部件承担整机系统的特定功能，其对整机系统而言是不可或缺的。在整机所需的数量巨大的零部件（一辆乘用车的零部件数量在15 000种左右）中选择关键零部件，整机厂商一定会依据零部件对整机产品的重要程度作出判断。这种重要性可以从三个方面加以讨论：

一是功能上的重要性。例如，机电一体化系统中控制部分是系统的“大脑”，一般而言，承担该功能的主要零部件——集成电路芯片自然具有比较重要的地位；又如，滚珠丝杠是承担机床旋转运动功能的关键零部件。但是，功能上的重要性会随着整机系统的结构等技术的变化而发生变化。仍以滚珠丝杠为例，为排除利用滚珠丝杠进行机械传动带来误差对加工精度的影响，1993年开始在机床上应用直线电机直接驱动，滚珠丝杠不再是此类机床中零部件。在产品和技术生命周期不断缩短的条件下，功能上的重要性具有更多的不确定性。为此，功能上的重要性可以作为零部件关键性判定的一个因素，但不应作为最主要因素。

二是经济上的依赖性。如果某些零部件的价格构成整机价格的较大部分，或者取得零部件的成本对整机生产成本有很大影响，即这些零部件的价格及其取得方式对整机厂商的经济利润具有较大影响，也就是整机厂商的经济收益依赖于某些零部件的价格及其取得方式，那么理性的厂商一定会认为这些零部件是关键零部件并力求在该零部件上有所突破。由此，经济上的重要性可能作为整机厂商判定零部件关键性的主要因素。

三是相关技术的垄断性。从理论上讲，整机厂商可以通过权衡自行生产和市场采购的成本，选取关键零部件的最佳的获得途径，以降低其在整机成本构成中的比重，进而提高整机产品利润。但是，市场采购的成本由零部件价格和交易成本两部分组成，如果零部件厂商由于具备相关核心技术的技术能力，包括生产能力、投资能力和创新能力，生产出极具特色的产品而建立了稳固的市场地位，使得整机厂商的转换成本很高，整机厂商在零部件的讨价还价能力上就处于劣势，只要通过市场采购就无法大幅降低成本。如果整机厂商自行生产，由于可减少由交易数量、交易次数、交易摩擦等造成的交易成本，对降低零部件相关成本有利，但自行生产要求整机厂商具备与该零部件相应的核心技术能力，必须在保证零部件技术性能的同时实现规模经济以较好地控制成本，并不断满足整机发展的需要。整机厂商不具备较高的有关某种零部件的技术能力就无法自行组织生产，零部件厂商因为具备较高的相关技术能力而具有市场力量。可见，有关零部件的核心技术能力应当成为决定零部件关键性的主要因素。

综上所述，从零部件若干属性看零部件的关键性，尽管行业属性、质量特性、技术属性等能够帮助我们认识零部件，但无法用以界定零部件的关键性；零部件的关键性与整机紧密联系在一起，从整机厂商角度看零部件，能够找到关键零部件之所以关键的一些共性特征，零部件在功能上的重要性和经济上的依赖型是其判断零部件关键与否的主要因素，而最根本的决定因素还是零部件相关技术的垄断性，拥有零部件相关核心技术能力的厂商拥有更多的市场力量。为了找到关键零部件突破的规律性，有必要和可能将关键零部件作为一个整体来看待，但在规律性指导下的具体实践，或应与行业、技术等属性及具体的市场环境相结合。