我國鍛壓行業(yè)發(fā)展及典型企業(yè)智造案例

在國民經(jīng)濟生產(chǎn)和國防建設中，鍛壓行業(yè)是不可缺少的重要部分，它為各種機械產(chǎn)品和軍工裝備生產(chǎn)各種重要基礎零件。鍛壓設備在航空航天、汽車制造、交通運輸、冶金化工等重要工業(yè)部門得到廣泛應用。鍛件的質量直接決定主機的性能、整機質量、使用壽命、安全性和可靠性。



一、我國鍛壓行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

中國目前擁有萬噸以上自由鍛造液壓機25臺、萬噸以上模鍛液壓機8臺、萬噸以上擠壓機12臺，在建和建成的萬噸以上多向模鍛液壓機8臺；2016年，中國鍛件總產(chǎn)量1016.84萬噸位居世界第一。具有全套水電鍛件、航空、航天等高端裝備制造業(yè)大型模鍛件及精密環(huán)形鍛件的生產(chǎn)能力、各種鋁型材和合金銅材的生產(chǎn)技術，物理模擬實驗方法與手段日益豐富，高溫合金、鈦合金、耐熱不銹鋼等高端材料開始進行鍛造成形并交付使用。數(shù)字化、信息化工廠模式開始有應用嘗試，鍛造車間的現(xiàn)場管理得到很大改善，模具高速銑加工和鍛造自動化等先進技術進入推廣和普及階段。

我國鍛件產(chǎn)量雖已進入世界生產(chǎn)大國，但還不是鍛件生產(chǎn)強國，設備構成、等級、技術水平和所生產(chǎn)的鍛壓件品種、精度、工藝水平與國外相比有很大差距，尚需要改進提高。

首先，現(xiàn)在我國大型自由鍛件生產(chǎn)處于“過剩”與“短缺”的雙重壓力，一般性大鍛件供大于求，對技術含量和質量要求很高的大型自由鍛件，如百萬千瓦汽輪機高中低壓轉子、特大支承輥、大型高溫高壓容器筒體等，生產(chǎn)能力低或不生產(chǎn)尚需進口。一輛汽車超過80%零部件為鍛壓設備加工，汽車工業(yè)是最龐大的鍛壓設備消費產(chǎn)業(yè)之一。在汽車鍛件方面，現(xiàn)卡車用模鍛件全部由我國自己生產(chǎn)，還接受國外訂貨，但轎車模鍛件由于車型的知識產(chǎn)權不在我們手中，大部分仍需進口。

其次，我國目前鍛壓設備的發(fā)展尚不能完全滿足國內(nèi)鍛壓生產(chǎn)行業(yè)發(fā)展的需要，一些高端的鍛壓設備機會全部被發(fā)達國家的鍛壓設備企業(yè)所控制。長期以來，我國鍛壓裝備制造企業(yè)，向市場提供同質化的鍛壓裝備產(chǎn)品較多，而技術含量高、附加值高、個性化、專用的鍛壓裝備較少，造成同質化產(chǎn)品競爭嚴重，利潤率不高。在鍛造設備方面，目前還沒有一家企業(yè)能完整地、全系列、高質量地生產(chǎn)各種模鍛機械壓力機生產(chǎn)線。鍛壓設備性能和輔助設施的自動化、機械化水平偏低，影響鍛件產(chǎn)量和精度，尚需不斷提高。例如，我國熱鍛模壽命一般在4000~6000件，主要受工藝設計、鍛造設備、加熱、潤滑等因素影響，國外模具壽命在10000~15000件，模具壽命是影響鍛件成本的主要因素，提高鍛模的壽命是鍛造企業(yè)共同的使命。

此外，鋼廠未全面開發(fā)冷、溫鍛造專用鋼材，年輕的專業(yè)人才缺乏，材料數(shù)據(jù)庫的積累不足、數(shù)字化設計技術應用不廣等等。行業(yè)里對材料、鍛造、熱處理和機械加工工藝一體化研究體系認識和實施也不廣泛，鍛壓行業(yè)企業(yè)還沒有一套影響或制約材料供應商的標準體系。



二、未來行業(yè)發(fā)展方向

未來，研究和推廣鍛壓行業(yè)關鍵工藝和裝備，提升智能化制造水平將成為重點。其中，不斷提升我國鍛壓裝備行業(yè)中的裝備、工藝、模具、制造流程及服務耦合一體的智能化水平是關鍵。豐富的產(chǎn)品種類和行業(yè)飛速的新舊更替導致市場競爭激烈化。傳統(tǒng)的加工單一品種的剛性生產(chǎn)線已不適應目前市場發(fā)展的需要，高柔性和高效率的自動化鍛壓設備，已成為鍛造沖壓技術及裝備發(fā)展的主要潮流。

國內(nèi)鍛壓企業(yè)應該從提高產(chǎn)品的質量、產(chǎn)品的一致性、產(chǎn)品精度等多方面著手，改變“制造大國”而不是“制造強國”的現(xiàn)狀。減少低水平重復性投入，加大專業(yè)化設備的投入，建設綠色環(huán)保的鍛壓產(chǎn)業(yè)。

快速換模裝置、封閉高度快速調(diào)整裝置、步進梁機械手的開發(fā)、高性能滑動軸承的開發(fā)以及高性能加熱設備的開發(fā)都是非常熱門的方向。材料專家、鍛造工藝專家、熱處理專家以及模具設計、質量管理、企業(yè)管理、體系維護、模具加工中心操作和三維造型與編程等都是急需的人才。

同時，開發(fā)智能鍛壓制造系統(tǒng)，應用MES重點開發(fā)其中的計劃與調(diào)度、工藝與執(zhí)行、過程質量控制以及設備管理與遠程診斷等模塊；開發(fā)企業(yè)資源管理系統(tǒng)（ERP）,針對用戶需求訂單下達生產(chǎn)計劃，并接受生產(chǎn)反饋以及處理與存儲相關信息。同時，采用工業(yè)以太網(wǎng)實現(xiàn)基礎層、執(zhí)行層與管理層的互聯(lián)互通。

此外，鍛壓行業(yè)需要建立標準體系，制定和完善各類標準。以鍛壓制造過程的智能化為戰(zhàn)略目標，當前應以數(shù)字化設計與制造為關鍵手段，在平臺建設、材料及工藝環(huán)境數(shù)據(jù)庫完善和典型件應用等方面著重推進，逐步建立鍛壓行業(yè)不同細分領域的工藝及模具數(shù)字化設計與制造平臺及工程應用中心，從而提高全行業(yè)工藝及模具設計的科學化和智能化水平。



三、典型企業(yè)智造案例

揚力集團是實力雄厚的數(shù)控壓力機、折彎機、剪板機、液壓機、激光切割機、熱模鍛壓力機和金屬板材一體化解決方案的制造商。揚力多年堅持創(chuàng)新帶動企業(yè)實現(xiàn)轉型發(fā)展，領航我國成型機床產(chǎn)學研結合之路，研發(fā)成果層出不窮。截至今年一季度，揚力集團累計申請專利419項，其中發(fā)明專利62項。



以市場為導向精準研發(fā)

2017年底，海爾集團第一智慧云廚房互聯(lián)工廠在青島海爾工業(yè)園區(qū)建成，同時海爾第一條由揚力自主研發(fā)的高端“云廚”設備生產(chǎn)的吸油煙機智能聯(lián)線裝備在海爾工廠下線。面對海爾互聯(lián)工廠高端制造的創(chuàng)新理念，揚力集團充分進行現(xiàn)代信息技術與高端制造深度融合，為海爾集團量身定制了符合國際互聯(lián)工廠和智能型“云廚”高端制造柔性沖壓生產(chǎn)線。這一具有國際領先水平的高端裝備，由7臺揚力自主研制的龍門雙點壓力機、8臺全伺服液壓機、13臺六軸機器人、5臺桁架機械手、3套翻轉式工作臺、4套廢料集成裝置及1套視覺檢測系統(tǒng)、1套成品升降式輸送機和23套模具組成，實現(xiàn)了產(chǎn)品從各種合金鋼原料自動上線，到多點沖壓、自動傳遞、自動翻轉、成品輸送、廢料收集、模具快速更換、到產(chǎn)成品在線視覺檢測等全自動無人沖壓作業(yè)。

“十二五”以來，揚力集團密切關注國家產(chǎn)業(yè)發(fā)展動向，緊密圍繞我國汽車、船舶、電力、航天航空、軌道交通、新能源等國民經(jīng)濟支柱產(chǎn)業(yè)，針對高端成形機床國產(chǎn)化迫切需求，圍繞高端數(shù)控沖床、折剪機、激光切割機、伺服液壓機、大噸位閉式多點多工位壓力機、熱模鍛壓力機等8大系列產(chǎn)品體系，開發(fā)研制出TE42500型抗偏載閉式四點多工位壓力機、HFP1350型熱模鍛壓機、WL2404F型大幅面激光切割機等具有國內(nèi)領先、局部達國際先進水平的新產(chǎn)品80多項，這些“重器”代表了我國成型機床轉型發(fā)展、趕超國際先進水平的顯著成就。其中由揚力自主研發(fā)的TS4－1500型閉式四點多工位壓力機出口世界500強的美國伊萊克斯公司，使我國高精密多工位壓力機實施由進口到出口的重大歷史性轉折。以YL234C-2500型液壓機打頭的6200噸大型液壓機+機器人全自動沖壓生產(chǎn)線填補我國空白，替代進口，投放上海大眾汽車覆蓋件制造廠。

目前揚力投放市場的主機設備及自動化聯(lián)線裝備，廣泛配套應用于華晨寶馬以及通用、大眾等國內(nèi)外品牌汽車制造商。順應家電行業(yè)應用需求，開發(fā)研制的大型液晶電視機背板、電冰箱門殼，洗衣機、微波爐箱體等自動柔性沖壓生產(chǎn)線，廣泛應用于海爾、美的、長虹、TCL等國際知名家電制造業(yè)巨頭。揚力以市場為導向的產(chǎn)品研發(fā)戰(zhàn)略，為我國成形機床開拓國內(nèi)外市場贏得了主動權，企業(yè)的產(chǎn)銷規(guī)模也進一步刷新了歷史紀錄。今年1～3月，揚力實現(xiàn)銷售額5.59億元，其中整機銷售5.02億元，實現(xiàn)工業(yè)增加值1.56億元，各項經(jīng)濟技術指標繼續(xù)在全國同行業(yè)保持領先地位。



深化互聯(lián)網(wǎng)“智造”

互聯(lián)網(wǎng)作為新一代信息技術與現(xiàn)代工業(yè)融合發(fā)展催生的新生事物，是實現(xiàn)生產(chǎn)制造領域全要素、全產(chǎn)業(yè)鏈、全價值鏈的關鍵支撐，是工業(yè)經(jīng)濟數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化發(fā)展的重要載體。

早在“十二五”期間，揚力集團就在精機制造公司率先部署PLM生命周期管理與AMPC敏捷制造執(zhí)行系統(tǒng)，實現(xiàn)資源配置與生產(chǎn)調(diào)度。2015年揚力集團在我國鍛壓機床行業(yè)率先推出P-MES制造執(zhí)行系統(tǒng)，標志著“互聯(lián)網(wǎng)+揚力沖壓設備”已進入大數(shù)據(jù)應用平臺。2016年以來，揚力在全行業(yè)率先推進數(shù)字化車間與智能型工廠建設。通過傳感技術與控制系統(tǒng)，實施產(chǎn)品制造體系信息化與大數(shù)據(jù)處理，試行外銷設備在用戶生產(chǎn)過程的監(jiān)控及使用故障遠程診斷與處理，努力向數(shù)字化車間與智能型工廠邁進，對提升智能化設備制造，推動企業(yè)創(chuàng)新轉型發(fā)揮了重大推動作用。

為了加快“互聯(lián)網(wǎng)+先進制造”步伐，揚力目前推出了“設備在網(wǎng)上，服務在掌上，數(shù)據(jù)在云上，管理在線上”的四步走戰(zhàn)略目標。第一步：設備在網(wǎng)上。通過MES、ERP的有效集成，自動采集生產(chǎn)現(xiàn)場的實時數(shù)據(jù)，實現(xiàn)生產(chǎn)的自動化管理，精確掌握生產(chǎn)流程，提高生產(chǎn)過程的可控性，減少生產(chǎn)線上人工干預，推進工業(yè)智能升級。第二步：服務在掌上。通過運行監(jiān)控及遠程管理，實現(xiàn)閑置資源調(diào)配，業(yè)務資源匹配，維修資源配套的網(wǎng)絡化運作，提高企業(yè)的網(wǎng)絡運行程序。第三步：數(shù)據(jù)在云上。未來全球競爭模式進入離線的物理世界和實時連線的比特世界與數(shù)字網(wǎng)絡化空間，建立超大規(guī)模的海量數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，集成RCT大數(shù)據(jù)、云空間、人工智能、虛擬技術，形成大數(shù)據(jù)、云計算、移動互聯(lián)三大技術支撐體系。第四步：管理在線上。通過企業(yè)鏈、價值鏈、供需鏈和空間鏈的優(yōu)化配置與提升，打通上下游之間的各個環(huán)節(jié)，實現(xiàn)企業(yè)競爭力提升，使產(chǎn)業(yè)鏈上下游實現(xiàn)提高效率、降低成本的多贏局面，最終實現(xiàn)我國鍛壓設備智能制造少人及無人操作的控制目標。