摘要 资料图:济南二机床为上海通用东岳汽车有限公司生产的冲压生产线济南二机床为福特提供的5条冲压生产线,一条安装在美国堪萨斯城的工厂中,其他4条安装在福特公司总部的工厂中,取代其原有的2...
资料图:济南二机床为上海通用东岳汽车有限公司生产的冲压生产线
济南二机床为福特提供的5条冲压生产线,一条安装在美国堪萨斯城的工厂中,其他4条安装在福特公司总部的工厂中,取代其原有的23条老生产线。济南二机床董事长、总经理张志刚是大型冲压机这个“中国自主故事”的最佳讲述者。
编者按:13层楼高的8万吨“大压机”,锻压出飞机的起落架、主梁;上千个软件组成的网络控制系统,成为高铁列车的大脑和神经;海上石油钻井平台,期待着挽起南海的浪涛;4000吨起重机,将为大型核电站扬起臂膀。
重大装备制造,事关国家命脉、国家安全。在这个领域默默付出的人们,当得起“国家工程师”之名。他们专注的,是代表国家核心制造能力的大国重器;他们的事业,撑起国民经济的脊梁。
在中华人民共和国成立65周年之际,新华网与《瞭望东方周刊》联合推出大型报道《致敬!国家工程师》,向读者介绍十个代表“中国创造”的重大技术装备制造项目以及它们的核心团队。
世界第一大汽车制造国中国,终于在冲压、焊接、涂装、总装四大汽车制造工艺中夺得一席之地--作为流程之首的冲压技术,已被中国企业所研发、收获。
在山东烟台的上海通用东岳汽车公司车间,一块钢板从进入冲压机床到成为一扇车门,只需要4秒钟。
也就是说,这些带有济南二机床集团有限公司标识的机器,每分钟可以生产15个包括车门在内的车身冲压件。此前由德国提供给中国汽车企业的冲压机床,最快的速度为每分钟13.5个。
到2014年夏天,中国境内的汽车生产企业中,80%的冲压机床都来自济南二机床。而其他3个工艺流程,所需高端设备均需从国外进口。
作为济南二机床的董事长、总经理,张志刚是这个“中国自主故事”的最佳讲述者。与众多装备制造重大成就一样,这也是一个与国家尊严有关的故事。但在张志刚看来,“大型快速高效全自动冲压生产线”只是这个故事的开端。
他提到2001年带队到伊朗竞标:因为制裁,行业内最好的德国、日本企业都没有参加。中国人原本觉得把握很大,结果却是韩国企业中标。
“韩国这个企业要说它的技术,我们也不服,企业规模也没我们大。伊朗人告诉我,等有一天你看到我们德黑兰大街上跑着中国品牌车的时候,你们中标就有戏了。”张志刚在回国的路上一直琢磨,“我们中国人应该争口气”。
10年之后,济南二机床在底特律赢得了福特汽车公司的第一条生产线,“中标以后,走在底特律大街上,看到川流不息的各国名车,我心中没有感到自豪。”
又过两年,拿下福特公司在美国肯塔基工厂的第六条生产线后,张志刚“才感觉到骄傲和自豪”。但是,如他所说,这场塑造中国装备制造形象的“国际大赛”,是一个巨大的挑战。
资料图:济南二机床集团在美国福特公司堪萨斯工厂的生产线
来自中国的“印钞线”
从构成来说,汽车通常分为发动机、底盘、车身以及电气设备四部分;按照轿车制造流程,则分为冲压、焊装、涂装以及总装四大工艺。
具体讲,首先通过冲压--将平整的钢板料,按照相应的形状要求,在4到5台压力机的作用下,去掉多余的部分,形成轿车的侧围、四门两盖等诸多覆盖件。
其次,焊接机器人将各类冲压件组焊,形成车身;然后,经涂装工艺对车身喷漆,起到防锈、美观的作用;最后,将车身、轮胎、车灯、音响、座椅等所有零部件总装,成为整车。 冲压是第一步,包括车门、顶盖、侧翼板、立柱、发动机罩等等,车身70%以上的零部件由冲压设备冲压而成。冲压机的压力使钢板发生拉伸或硬压,为钢板开孔,并切掉无用的部分。 作为汽车四大工艺之首,冲压线又被称为“印钞线”,属汽车制造装备的关键设备。
2011年这次竞标的原因,就是福特公司希望替换德国冲压公司早年为其生产的冲压设备。
济南二机床为福特提供的5条冲压生产线,一条安装在美国堪萨斯城的工厂中,其他4条安装在福特公司总部的工厂中,取代其原有的23条老生产线。
这次改造,甚至比福特公司新建的工厂造价更贵。
作为采购负责人,福特公司冲压设备规划主管在写给济南二机床的邮件里说,如果这个项目出了问题,他的职业生涯“将就此终结”。
在保证质量的前提下,冲压机床的生产效率是关键因素。
济南二机床为福特提供的5条冲压生产线,一条安装在美国堪萨斯城的工厂中,其他4条安装在福特公司总部的工厂中,取代其原有的23条老生产线。济南二机床董事长、总经理张志刚是大型冲压机这个“中国自主故事”的最佳讲述者。
德国企业每分钟13个的纪录保持了近10年。虽然这次竞标中韩国企业报出了更低的价格,但福特公司最终决定将冲压线交给济南二机床。很快,济南二机床又获得了另外4条生产线的合同。
冲压机床是整个流水线的核心。比如精度,直接决定车门能否完美闭合。冲压机床的最高标准之一,就是让产品与图纸的误差趋近于零。
“现在普通的常规生产线,一天能生产4000到5000个覆盖件,但我们的生产线,效率是普通生产线的两倍。”济南二机床压力机及自动化公司副总经理李超说,成形过程中最难控制的就是冲压力量。
“速度要低,力量要平稳,同时还要提高生产效率。”他说,在一定的压力下,速度越慢,冲压质量越好;反之则容易导致钢板被拽裂或起皱。
利用压力对金属进行塑造,在工业制造中并不罕见。比如液压机、水压机,它们可以显示出稳定的力量,拉伸效果好,但这种力量的完美控制,其代价是时间长、效率较低。在工业世界中,几乎只有机械压力可以满足速度和效率的要求。
2011年底,福特项目第一次验收,对方提出四五百条问题和意见。中方人员不解,怎么会有这么多问题。对方说,你们应该感到满足,德国人最初给福特干项目的时候,面对的是更多意见和追问。
而到2014年6月,福特第六条生产线验收时,对方只提出了40几个问题。
福特项目之后,奔驰、奥迪、克莱斯勒等世界级车企,纷纷到济南二机床现场考察。
资料图:济南二机床集团工人正在进行大件吊装
张志刚出身部队家庭,对国家与军队有特殊情感。除了承担多项重大军工项目,5000多人的济南二机床还有一个预备役营,下辖4个连。
“作为一个汽车爱好者,我几乎开过所有品牌的汽车。”张志刚说,如果让他选择,性能是首要因素,“我喜欢起步时有推背感,当发动机达到3500转以上时,仍然有强大扭矩的车。”
1977年,张志刚在第一届恢复高考时进入大学,学习机械制造专业。
当时,中国的汽车工业正蹒跚而行,虽有解放、红旗等品牌,但产量极低,“街上的汽车多数都是进口的。”张志刚说,直到几十年之后站在底特律的大街上,他仍然无法平静,因为那些穿梭的汽车中,没有一点中国制造业的影子。
早在1953年前后,在原机械工业部的指导下,济南二机床开始进入刨床和冲压领域。这家企业始建于1937年,曾是国民政府军工厂,号称中国机床工业史上“十八罗汉厂”之一。
在“24马力和40马力柴油机、农用解放牌水车、洋灰搅拌机、铁路道钉等产品”的基础上,原称济南第二机床厂的车间里,于1953年诞生了中国第一台大型龙门刨床。
“造出龙门刨,打响第一炮”,成为那时济南最响亮的口号。
“那时技术都是来自苏联,200吨的压力机已经是先进的了。”济南二机床集团有限公司副总经理张世顺告诉我们,虽然有苏联专家技术指导,但自己制造的过程仍然艰难。
作为当时重大成就的压力机床,多应用于拖拉机制造。从上世纪50年代到70年代,压力机床如整个汽车工业一样徘徊。
“当时国内的汽车,不管是乘用车还是商务车,都没有形成批量。”张世顺说,“市场规模小,压力机行业就很难支撑大规模的研发投入。”
到80年代初期,随着改革开放,济南二机床开始与美国一家冲压企业合作。在张世顺看来,对方已经意识到中国将是一个非常巨大的市场。
大学毕业后,在张志刚作为设计工程师的最初10年,中方提供市场、美方提供技术的合作模式,让济南二机床迅速发展。上海大众桑塔纳、广州标致都使用了济南二机床的生产线。
到90年代初期,中国汽车工业提速,济南二机床引进了美国的全套技术。当时,那就是世界最先进的冲压技术。“我们从三轮车时代,一下跨入了轿车时代。”张世顺说。
在这前后,济南二机床为一汽奥迪提供了第一条生产线。
进入新世纪,中国汽车工业逐渐繁荣,而在济南二机床工作近20年后,张志刚从一名工程师、外贸主管,到2003年成为这家企业的“掌门人”。
彼时,在90年代后期震撼整个国家的国企改革高潮将过,但张志刚上任后仍然进行了针对干部队伍的改革。
通过聘任制、竞争上岗,原来拥有130名干部编制的济南二机床,只剩下70名干部。如今,张志刚仍不愿提及当时近半干部“下岗”带给他的压力。
改革,是后来推动济南二机床冲击世界冲压领域的重要事件:技术干部的重要性被提到空前高度,如今8位高管中有7位是技术出身。
资料图:济南二机床生产的国内首条全自动冲压生产线
一点一滴的细节
随着中国工业实力提升,济南二机床这样的企业,已很难与国外企业合作--过去对方更看重他们的成本优势,后来逐渐转入竞争层面。
比如位于烟台的东岳冲压线,一号线、二号线都是济南二机床与德国企业合作的结果。到2002年通用公司打算更新第三条生产线时,德国企业意识到威胁的存在,拒绝继续合作。“到第四条线,就是我们单独做的产品了,第五条也是。”张世顺说,目前除了韩系汽车,国内的汽车厂商都是济南二机床的客户。
20世纪90年代,济南二机床拿到美国机床技术时,每小时生产不到200个车身冲压件,平均每分钟大约3个。
进入新世纪,国内压力机床行业“群雄并起”,“我们是美国的技术,还有一些企业引进了日本的技术。”张世顺说,虽然当时多家企业都在做,思路相似。只有济南二机床掌握了技术,其他企业只是拿到图纸。
到2009年,济南二机床的冲压速度提高到每分钟12个。
“拿下福特的生产线,不是一日之功,整个过程是由一点一滴的细节构成的。”早在2004年,福特公司就派人来考察,“总体印象还可以,但如果让他购买,当时显然不实际。”张世顺说。
东岳4号线建成后的2009年底,福特巴西工厂和澳大利亚工厂分别派人到中国考察。张世顺觉得,那时候,对方的态度就是“可以购买”了。
2010年,福特公司再次派人到济南考察。这时济南二机床已有两个优势:成本低,交货期更短。 此前在2009年,中国第一次超过美国成为全球第一大汽车生产国。其中80%以上的汽车外覆盖件,产自济南二机床制造的冲压设备。
国内的自主知识产权装备进展,大大拉低了汽车制造成本。也有观点认为,国产化重压设备等带来的低价、高效生产,让轿车至少提前3年大规模进入普通中国家庭。
虽然身为“世界三大冲压设备制造商之一”,但冲压机床只是济南二机床的一类产品--金属成型机床,即通过金属变形达到可以使用的目的;另一类是金属切削机床,也就是对部件进行切削加工。
张志刚希望,数控切削机床可以成为济南二机床下一个跻身国际前列的产品。因为它们也是国防军工、航空航天、装备制造等重要领域极其关键的设备。
2013年济南二机床召开“福特汽车肯塔基工厂冲压线项目启动会暨新闻发布会”,继2011年囊括福特汽车美国堪萨斯和底特律两个工厂全部5条大型冲压生产线订单之后,再次赢得福特汽车美国肯塔基工厂大型冲压线项目。
1000t重型伺服压力机
图为济南二机床数控机床装配现场