分析｜我國鍛壓行業發展及典型企業智造案例

在國民經濟生產和國防建設中，鍛壓行業是不可缺少的重要部分，它爲各種機械產品和軍工裝備生產各種重要基礎零件。鍛壓設備在航空航天、汽車製造、交通運輸、冶金化工等重要工業部門得到廣泛應用。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、我國鍛壓行業發展現狀

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、航天等高端裝備製造業大型模鍛件及精密環形鍛件的生產能力、各種鋁型材和合金銅材的生產技術，物理模擬實驗方法與手段日益豐富，高溫合金、鈦合金、耐熱不鏽鋼等高端材料開始進行鍛造成形並交付使用。數字化、信息化工廠模式開始有應用嘗試，鍛造車間的現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。

我國鍛件產量雖已進入世界生產大國，但還不是鍛件生產強國，設備構成、等級、技術水平和所生產的鍛壓件品種、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，現在我國大型自由鍛件生產處於“過剩”與“短缺”的雙重壓力，一般性大鍛件供大於求，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，生產能力低或不生產尚需進口。一輛汽車超過80%零部件爲鍛壓設備加工，汽車工業是最龐大的鍛壓設備消費產業之一。在汽車鍛件方面，現卡車用模鍛件全部由我國自己生產，還接受國外訂貨，但轎車模鍛件由於車型的知識產權不在我們手中，大部分仍需進口。

其次，我國目前鍛壓設備的發展尚不能完全滿足國內鍛壓生產行業發展的需要，一些高端的鍛壓設備機會全部被髮達國家的鍛壓設備企業所控制。長期以來，我國鍛壓裝備製造企業，向市場提供同質化的鍛壓裝備產品較多，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能完整地、全系列、高質量地生產各種模鍛機械壓力機生產線。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共同的使命。

此外，鋼廠未全面開發冷、溫鍛造專用鋼材，年輕的專業人才缺乏，材料數據庫的積累不足、數字化設計技術應用不廣等等。行業裏對材料、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，鍛壓行業企業還沒有一套影響或制約材料供應商的標準體系。

二、未來行業發展方向

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

國內鍛壓企業應該從提高產品的質量、產品的一致性、產品精度等多方面着手，改變“製造大國”而不是“製造強國”的現狀。減少低水平重複性投入，加大專業化設備的投入，建設綠色環保的鍛壓產業。

快速換模裝置、封閉高度快速調整裝置、步進梁機械手的開發、高性能滑動軸承的開發以及高性能加熱設備的開發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，開發智能鍛壓制造系統，應用MES重點開發其中的計劃與調度、工藝與執行、過程質量控制以及設備管理與遠程診斷等模塊；開發企業資源管理系統（ERP）,針對用戶需求訂單下達生產計劃，並接受生產反饋以及處理與存儲相關信息。同時，採用工業以太網實現基礎層、執行層與管理層的互聯互通。

此外，鍛壓行業需要建立標準體系，制定和完善各類標準。以鍛壓制造過程的智能化爲戰略目標，當前應以數字化設計與製造爲關鍵手段，在平臺建設、材料及工藝環境數據庫完善和典型件應用等方面着重推進，逐步建立鍛壓行業不同細分領域的工藝及模具數字化設計與製造平臺及工程應用中心，從而提高全行業工藝及模具設計的科學化和智能化水平。

三、典型企業智造案例

揚力集團是實力雄厚的數控壓力機、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製造商。揚力多年堅持創新帶動企業實現轉型發展，領航我國成型機牀產學研結合之路，研發成果層出不窮。截至今年一季度，揚力集團累計申請專利419項，其中發明專利62項。

以市場爲導向精準研發

2017年底，海爾集團第一智慧雲廚房互聯工廠在青島海爾工業園區建成，同時海爾第一條由揚力自主研發的高端“雲廚”設備生產的吸油煙機智能聯線裝備在海爾工廠下線。面對海爾互聯工廠高端製造的創新理念，揚力集團充分進行現代信息技術與高端製造深度融合，爲海爾集團量身定製了符合國際互聯工廠和智能型“雲廚”高端製造柔性衝壓生產線。這一具有國際領先水平的高端裝備，由7臺揚力自主研製的龍門雙點壓力機、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、1套成品升降式輸送機和23套模具組成，實現了產品從各種合金鋼原料自動上線，到多點衝壓、自動傳遞、自動翻轉、成品輸送、廢料收集、模具快速更換、到產成品在線視覺檢測等全自動無人衝壓作業。

“十二五”以來，揚力集團密切關注國家產業發展動向，緊密圍繞我國汽車、船舶、電力、航天航空、軌道交通、新能源等國民經濟支柱產業，針對高端成形機牀國產化迫切需求，圍繞高端數控衝牀、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大系列產品體系，開發研製出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領先、局部達國際先進水平的新產品80多項，這些“重器”代表了我國成型機牀轉型發展、趕超國際先進水平的顯著成就。其中由揚力自主研發的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+機器人全自動衝壓生產線填補我國空白，替代進口，投放上海大衆汽車覆蓋件製造廠。

目前揚力投放市場的主機設備及自動化聯線裝備，廣泛配套應用於華晨寶馬以及通用、大衆等國內外品牌汽車製造商。順應家電行業應用需求，開發研製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衝壓生產線，廣泛應用於海爾、美的、長虹、TCL等國際知名家電製造業巨頭。揚力以市場爲導向的產品研發戰略，爲我國成形機牀開拓國內外市場贏得了主動權，企業的產銷規模也進一步刷新了歷史紀錄。今年1～3月，揚力實現銷售額5.59億元，其中整機銷售5.02億元，實現工業增加值1.56億元，各項經濟技術指標繼續在全國同行業保持領先地位。

深化互聯網“智造”

互聯網作爲新一代信息技術與現代工業融合發展催生的新生事物，是實現生產製造領域全要素、全產業鏈、全價值鏈的關鍵支撐，是工業經濟數字化、網絡化、智能化發展的重要載體。

早在“十二五”期間，揚力集團就在精機制造公司率先部署PLM生命週期管理與AMPC敏捷製造執行系統，實現資源配置與生產調度。2015年揚力集團在我國鍛壓機牀行業率先推出P-MES製造執行系統，標誌着“互聯網+揚力衝壓設備”已進入大數據應用平臺。2016年以來，揚力在全行業率先推進數字化車間與智能型工廠建設。通過傳感技術與控制系統，實施產品製造體系信息化與大數據處理，試行外銷設備在用戶生產過程的監控及使用故障遠程診斷與處理，努力向數字化車間與智能型工廠邁進，對提升智能化設備製造，推動企業創新轉型發揮了重大推動作用。

爲了加快“互聯網+先進製造”步伐，揚力目前推出了“設備在網上，服務在掌上，數據在雲上，管理在線上”的四步走戰略目標。第一步：設備在網上。通過MES、ERP的有效集成，自動採集生產現場的實時數據，實現生產的自動化管理，精確掌握生產流程，提高生產過程的可控性，減少生產線上人工干預，推進工業智能升級。第二步：服務在掌上。通過運行監控及遠程管理，實現閒置資源調配，業務資源匹配，維修資源配套的網絡化運作，提高企業的網絡運行程序。第三步：數據在雲上。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字網絡化空間，建立超大規模的海量數據分析系統，集成RCT大數據、雲空間、人工智能、虛擬技術，形成大數據、雲計算、移動互聯三大技術支撐體系。第四步：管理在線上。通過企業鏈、價值鏈、供需鏈和空間鏈的優化配置與提升，打通上下游之間的各個環節，實現企業競爭力提升，使產業鏈上下游實現提高效率、降低成本的多贏局面，最終實現我國鍛壓設備智能製造少人及無人操作的控制目標。