基于關聯矩陣方法的軸承產業技術壁壘分析

王 娟，賈現召，張 紀

（河南科技大學 a.機電工程學院；b.河南省機械設計及傳動系統重點實驗室；c.經濟學院，河南 洛陽 471003）

關聯矩陣法是常用的綜合評價法，主要是用矩陣形式表示各替代方案有關評價指標及其重要度與方案關于具體指標的價值評定量之間的關系。系統通常是多目標的，因此評價指標并不唯一，且衡量各個指標的尺度不全相同，系統評價問題的困難就在于此。根據具體評價系統，確定系統評價指標體系及其相應權重，然后對評價系統各個替代方案計算其綜合評價值，即求出各評價指標評價值的加權和。這是系統評價的綜合方法，應用關聯矩陣法的關鍵，在于確定各評價指標的相對重要度（即權重Wi）以及根據評價主體給定的評價指標的評價尺度，確定方案關于評價指標的價值評定量（Vji）［1］。

1 軸承產業目標重要度的計算

在明確軸承產業現狀，以及未來市場對產業產品和服務需求的基礎上，通過科學的統計及分析方法，凝練專家對產業未來發展方向的判定，確定了軸承產業目標［2］，見表1。

表1 產業目標要素

把8個目標分別填入判斷矩陣的第一行和第一列并兩兩比較其相對重要性，形成矩陣表。以C＝｜cij｜m×n表示由此形成需要優先發展的產業目標的重要度判斷矩陣。cij表示產業目標i相對于產業目標j的重要度。

表2 由層次分析法與加權評分準則求出的重要度

2 技術壁壘分析

技術壁壘也稱技術性障礙，是實現產業目標需要攻克的技術難點。技術壁壘分析是根據未來市場需求以及產業發展目標，分析影響產業目標實現的技術（包括工藝）壁壘。核心工作是從現存的技術壁壘中篩選出較難解決的關鍵技術問題。通過對這些技術壁壘的突破，帶動整個產業的技術升級，實現產業目標［5］。

2.1 技術壁壘要素的凝練

從帶動整個軸承產業的技術升級，實現軸承產業目標出發，依據市場需求與產業目標的要求，結合對文獻以及軸承企業的客戶訪談信息和專家意見，提出軸承產業技術難題，凝練軸承產業的技術壁壘要素，具體流程如圖1所示。

2.2 技術壁壘要素凝練過程

（1）分類。根據這些要素的共同點（如屬性等）共分為6大類：①產品設計；②材料與熱處理；③加工；④試驗與裝置；⑤檢測；⑥其他。

圖1 技術壁壘要素凝練流程

（2）歸納。合并概念相同或相近的相關內容并規范用詞。

（3）分析。刪除不構成軸承技術壁壘的相關項。

（4）召開專家座談會。召開專題會議，對是否成為技術壁壘要素，規范技術壁壘要素的表述、用詞等問題進行了充分的討論，并達成共識。

（5）征求專題組長意見。把通過分類、歸納和凝練整理出來的“軸承產業技術壁壘要素問卷”發給各專題小組組長，征求組長的意見。

（6）征求專家意見。把經過專題組長修改后的“軸承產業技術壁壘要素問卷”再發給各專家，征求專家的意見。

通過分類、歸納、分析、綜合、匯集專家的意見后，最終凝練成以下12個軸承產業技術領域的關鍵技術難點：（A）軸承滾道及擋邊表面淬火技術；（B）套圈材料的冶煉及鑄造技術；（C）大型軸承可靠性試驗方法；（D）材料無損檢測技術；（E）內、外齒圈淬火技術；（F）大型重載軸承套圈以車代磨技術；（G）零件鍛造技術研究；（H）大尺寸套圈、滾子精密加工技術；（I）精密磨削、超精數控機床；（J）試驗裝置設計制造技術；（K）保持架加工技術；（L）軸承試驗參數設計技術。

3 產業目標與技術壁壘關聯分析

產業目標與技術壁壘關聯分析的目的，是利用矩陣分析法建立產業目標與技術壁壘關聯分析矩陣，最終獲得與產業目標要素相關聯的技術壁壘要素的順序。

以確定出的主要產業目標要素為基礎，根據專家判斷得到的技術壁壘要素，構建分析矩陣，篩選出為實現產業目標需要優先發展的技術。見表3［6］。矩陣的橫向列為產業目標要素序列，由數字1，2，3，…，8代表；矩陣的縱向列為技術壁壘要素序列；由A，B，C，…，L代表。

表3 產業目標要素與技術壁壘要素關聯分析（一）

技術壁壘要素判斷值Vki是專家針對技術壁壘要素與產業目標要素的關聯性給出的判斷值，分為正、負兩類，可用多級指標表示。專家進行判斷的依據是實現某個產業目標時，技術壁壘對其阻礙程度，阻礙程度的大小分為+3，+2，+1，0，-1，-2，-3，由問卷調查及統計分析得到。

由表3數據進行關聯評價值計算得到表4。關聯評價值Gk＝∑（Vi×Vki）。

表4 產業目標要素與技術壁壘要素關聯分析（二）

把技術壁壘實現的難易程度排序結果以問卷形式再發給各專家，征求意見，并達成一致結果（表4）。由表4可以看出縱向的技術壁壘中所對應的橫向的產業目標要素，以排名第6為界，排名前6的表明該項關鍵技術難點對這8個產業目標阻礙程度較大，排名后6的表明該項關鍵技術難點對這8個產業目標阻礙程度不大。評價值的取得，是根據每一關鍵技術難點所對應的各項產業目標要素關聯后，綜合考慮各項值所得的最終值。從這一排序結果可知：在關鍵技術難點中，大型軸承可靠性試驗方法為最難解決的技術難點，因為它與各個產業目標要素的實現關聯性最大，其他類推。

4 分析

產業目標要素與技術壁壘要素關聯分析的結果，與我國現階段軸承產業的現狀基本吻合。

（1）大型軸承可靠性試驗方法。目前我國只有洛陽LYC軸承有限公司有相近的大型轉盤軸承的綜合性能試驗臺。未來幾年要著重建立相應的試驗臺進行軸承壽命試驗，提高可靠性。

（2）軸承試驗參數設計技術。由于與國外差距很大，通過選擇試驗方法，進行相似試驗研究及確定加載方式提高設計技術。

（3）試驗裝置設計制造技術。為了與先進水平國家縮小差距，關鍵從工況的模擬，狀態的檢測和試驗數據采集及處理3個方面去改進。

（4）零件材料的冶煉及鑄造技術。熱處理工藝不穩定，高精度、高可靠性的軸承材料還需要從國外引進是我國的現狀，通過冶煉及鑄造工藝研究以及基于材料的機械性能、加工性能、熱處理性能的淬硬性和淬透性研究，提高冶煉和鑄造技術。

（5）零件鍛造技術研究。目前我國鍛造工藝與國外有很大差別，幾個關鍵參數不穩定，因此進行仿真分析，確定鍛造工藝中的溫度、壓力、鍛造速度等關鍵參數是很必要的。

（6）軸承滾道及擋邊表面淬火技術。由于我國熱處理工藝不穩定，未來著重是設計合理的淬火裝置，確定最佳的調質工藝，選擇合理的熱處理工藝參數，提高軸承滾道及擋邊表面淬火技術。

（7）零件精密加工技術研究。自動化水平低，缺少大型數控機床和加工中心是我國的現狀，通過選擇合適的加工方法、確定合理的加工工藝參數，提高精密加工技術。

5 結束語

總之，軸承產業要突破技術壁壘，應循序漸進從重點需要突破。而其他非重點的技術壁壘，有選擇地進行突破，通過這樣一系列的突破，能帶動整個軸承產業的技術升級，實現軸承產業目標。