中國沖壓機躋身世界前三：每分鐘15個破德國記錄

資料圖：濟南二機床為上海通用東岳汽車有限公司生產的沖壓生產線濟南二機床為福特提供的5條沖壓生產線，一條安裝在美國堪薩斯城的工廠中，其他4條安裝在福特公司總部的工廠中，取代其原有的23條老生產線。濟南二機床董事長、總經理張志剛是大型沖壓機這個“中國自主故事”的最佳講述者。

    編者按：13層樓高的8萬噸“大壓機”，鍛壓出飛機的起落架、主梁;上千個軟件組成的網絡控制系統，成為高鐵列車的大腦和神經;海上石油鉆井平臺，期待著挽起南海的浪濤;4000噸起重機，將為大型核電站揚起臂膀。

    重大裝備制造，事關國家命脈、國家安全。在這個領域默默付出的人們，當得起“國家工程師”之名。他們專注的，是代表國家核心制造能力的大國重器;他們的事業，撐起國民經濟的脊梁。

    在中華人民共和國成立65周年之際，新華網與《瞭望東方周刊》聯合推出大型報道《致敬!國家工程師》，向讀者介紹十個代表“中國創造”的重大技術裝備制造項目以及它們的核心團隊。

    世界第一大汽車制造國中國，終于在沖壓、焊接、涂裝、總裝四大汽車制造工藝中奪得一席之地--作為流程之首的沖壓技術，已被中國企業所研發、收獲。

    在山東煙臺的上海通用東岳汽車公司車間，一塊鋼板從進入沖壓機床到成為一扇車門，只需要4秒鐘。

    也就是說，這些帶有濟南二機床集團有限公司標識的機器，每分鐘可以生產15個包括車門在內的車身沖壓件。此前由德國提供給中國汽車企業的沖壓機床，最快的速度為每分鐘13.5個。

    到2014年夏天，中國境內的汽車生產企業中，80%的沖壓機床都來自濟南二機床。而其他3個工藝流程，所需高端設備均需從國外進口。

    作為濟南二機床的董事長、總經理，張志剛是這個“中國自主故事”的最佳講述者。與眾多裝備制造重大成就一樣，這也是一個與國家尊嚴有關的故事。但在張志剛看來，“大型快速高效全自動沖壓生產線”只是這個故事的開端。

    他提到2001年帶隊到伊朗競標：因為制裁，行業內最好的德國、日本企業都沒有參加。中國人原本覺得把握很大，結果卻是韓國企業中標。

    “韓國這個企業要說它的技術，我們也不服，企業規模也沒我們大。伊朗人告訴我，等有一天你看到我們德黑蘭大街上跑著中國品牌車的時候，你們中標就有戲了。”張志剛在回國的路上一直琢磨，“我們中國人應該爭口氣”。

    10年之后，濟南二機床在底特律贏得了福特汽車公司的第一條生產線，“中標以后，走在底特律大街上，看到川流不息的各國名車，我心中沒有感到自豪。”

    又過兩年，拿下福特公司在美國肯塔基工廠的第六條生產線后，張志剛“才感覺到驕傲和自豪”。但是，如他所說，這場塑造中國裝備制造形象的“國際大賽”，是一個巨大的挑戰。

資料圖：濟南二機床集團在美國福特公司堪薩斯工廠的生產線

    來自中國的“印鈔線”

    從構成來說，汽車通常分為發動機、底盤、車身以及電氣設備四部分;按照轎車制造流程，則分為沖壓、焊裝、涂裝以及總裝四大工藝。

    具體講，首先通過沖壓--將平整的鋼板料，按照相應的形狀要求，在4到5臺壓力機的作用下，去掉多余的部分，形成轎車的側圍、四門兩蓋等諸多覆蓋件。

    其次，焊接機器人將各類沖壓件組焊，形成車身;然后，經涂裝工藝對車身噴漆，起到防銹、美觀的作用;最后，將車身、輪胎、車燈、音響、座椅等所有零部件總裝，成為整車。 沖壓是第一步，包括車門、頂蓋、側翼板、立柱、發動機罩等等，車身70%以上的零部件由沖壓設備沖壓而成。沖壓機的壓力使鋼板發生拉伸或硬壓，為鋼板開孔，并切掉無用的部分。 作為汽車四大工藝之首，沖壓線又被稱為“印鈔線”，屬汽車制造裝備的關鍵設備。

    2011年這次競標的原因，就是福特公司希望替換德國沖壓公司早年為其生產的沖壓設備。

    濟南二機床為福特提供的5條沖壓生產線，一條安裝在美國堪薩斯城的工廠中，其他4條安裝在福特公司總部的工廠中，取代其原有的23條老生產線。

    這次改造，甚至比福特公司新建的工廠造價更貴。

    作為采購負責人，福特公司沖壓設備規劃主管在寫給濟南二機床的郵件里說，如果這個項目出了問題，他的職業生涯“將就此終結”。

    在保證質量的前提下，沖壓機床的生產效率是關鍵因素。

    濟南二機床為福特提供的5條沖壓生產線，一條安裝在美國堪薩斯城的工廠中，其他4條安裝在福特公司總部的工廠中，取代其原有的23條老生產線。濟南二機床董事長、總經理張志剛是大型沖壓機這個“中國自主故事”的最佳講述者。

    德國企業每分鐘13個的紀錄保持了近10年。雖然這次競標中韓國企業報出了更低的價格，但福特公司最終決定將沖壓線交給濟南二機床。很快，濟南二機床又獲得了另外4條生產線的合同。

    沖壓機床是整個流水線的核心。比如精度，直接決定車門能否完美閉合。沖壓機床的最高標準之一，就是讓產品與圖紙的誤差趨近于零。

    “現在普通的常規生產線，一天能生產4000到5000個覆蓋件，但我們的生產線，效率是普通生產線的兩倍。”濟南二機床壓力機及自動化公司副總經理李超說，成形過程中最難控制的就是沖壓力量。

    “速度要低，力量要平穩，同時還要提高生產效率。”他說，在一定的壓力下，速度越慢，沖壓質量越好;反之則容易導致鋼板被拽裂或起皺。

    利用壓力對金屬進行塑造，在工業制造中并不罕見。比如液壓機、水壓機，它們可以顯示出穩定的力量，拉伸效果好，但這種力量的完美控制，其代價是時間長、效率較低。在工業世界中，幾乎只有機械壓力可以滿足速度和效率的要求。

    2011年底，福特項目第一次驗收，對方提出四五百條問題和意見。中方人員不解，怎么會有這么多問題。對方說，你們應該感到滿足，德國人最初給福特干項目的時候，面對的是更多意見和追問。

    而到2014年6月，福特第六條生產線驗收時，對方只提出了40幾個問題。

    福特項目之后，奔馳、奧迪、克萊斯勒等世界級車企，紛紛到濟南二機床現場考察。

資料圖：濟南二機床集團工人正在進行大件吊裝

    汽車愛好者的改革

    張志剛出身部隊家庭，對國家與軍隊有特殊情感。除了承擔多項重大軍工項目，5000多人的濟南二機床還有一個預備役營，下轄4個連。

    “作為一個汽車愛好者，我幾乎開過所有品牌的汽車。”張志剛說，如果讓他選擇，性能是首要因素，“我喜歡起步時有推背感，當發動機達到3500轉以上時，仍然有強大扭矩的車。”

    1977年，張志剛在第一屆恢復高考時進入大學，學習機械制造專業。

    當時，中國的汽車工業正蹣跚而行，雖有解放、紅旗等品牌，但產量極低，“街上的汽車多數都是進口的。”張志剛說，直到幾十年之后站在底特律的大街上，他仍然無法平靜，因為那些穿梭的汽車中，沒有一點中國制造業的影子。

    早在1953年前后，在原機械工業部的指導下，濟南二機床開始進入刨床和沖壓領域。這家企業始建于1937年，曾是國民政府軍工廠，號稱中國機床工業史上“十八羅漢廠”之一。

    在“24馬力和40馬力柴油機、農用解放牌水車、洋灰攪拌機、鐵路道釘等產品”的基礎上，原稱濟南第二機床廠的車間里，于1953年誕生了中國第一臺大型龍門刨床。

    “造出龍門刨，打響第一炮”，成為那時濟南最響亮的口號。

    “那時技術都是來自蘇聯，200噸的壓力機已經是先進的了。”濟南二機床集團有限公司副總經理張世順告訴我們，雖然有蘇聯專家技術指導，但自己制造的過程仍然艱難。

    作為當時重大成就的壓力機床，多應用于拖拉機制造。從上世紀50年代到70年代，壓力機床如整個汽車工業一樣徘徊。

    “當時國內的汽車，不管是乘用車還是商務車，都沒有形成批量。”張世順說，“市場規模小，壓力機行業就很難支撐大規模的研發投入。”

    到80年代初期，隨著改革開放，濟南二機床開始與美國一家沖壓企業合作。在張世順看來，對方已經意識到中國將是一個非常巨大的市場。

    大學畢業后，在張志剛作為設計工程師的最初10年，中方提供市場、美方提供技術的合作模式，讓濟南二機床迅速發展。上海大眾桑塔納、廣州標致都使用了濟南二機床的生產線。

    到90年代初期，中國汽車工業提速，濟南二機床引進了美國的全套技術。當時，那就是世界最先進的沖壓技術。“我們從三輪車時代，一下跨入了轎車時代。”張世順說。

    在這前后，濟南二機床為一汽奧迪提供了第一條生產線。

    進入新世紀，中國汽車工業逐漸繁榮，而在濟南二機床工作近20年后，張志剛從一名工程師、外貿主管，到2003年成為這家企業的“掌門人”。

    彼時，在90年代后期震撼整個國家的國企改革高潮將過，但張志剛上任后仍然進行了針對干部隊伍的改革。

    通過聘任制、競爭上崗，原來擁有130名干部編制的濟南二機床，只剩下70名干部。如今，張志剛仍不愿提及當時近半干部“下崗”帶給他的壓力。

    改革，是后來推動濟南二機床沖擊世界沖壓領域的重要事件：技術干部的重要性被提到空前高度，如今8位高管中有7位是技術出身。

資料圖：濟南二機床生產的國內首條全自動沖壓生產線。

    一點一滴的細節

    隨著中國工業實力提升，濟南二機床這樣的企業，已很難與國外企業合作--過去對方更看重他們的成本優勢，后來逐漸轉入競爭層面。

    比如位于煙臺的東岳沖壓線，一號線、二號線都是濟南二機床與德國企業合作的結果。到2002年通用公司打算更新第三條生產線時，德國企業意識到威脅的存在，拒絕繼續合作。“到第四條線，就是我們單獨做的產品了，第五條也是。”張世順說，目前除了韓系汽車，國內的汽車廠商都是濟南二機床的客戶。

    20世紀90年代，濟南二機床拿到美國機床技術時，每小時生產不到200個車身沖壓件，平均每分鐘大約3個。

    進入新世紀，國內壓力機床行業“群雄并起”，“我們是美國的技術，還有一些企業引進了日本的技術。”張世順說，雖然當時多家企業都在做，思路相似。只有濟南二機床掌握了技術，其他企業只是拿到圖紙。

    到2009年，濟南二機床的沖壓速度提高到每分鐘12個。

    “拿下福特的生產線，不是一日之功，整個過程是由一點一滴的細節構成的。”早在2004年，福特公司就派人來考察，“總體印象還可以，但如果讓他購買，當時顯然不實際。”張世順說。

    東岳4號線建成后的2009年底，福特巴西工廠和澳大利亞工廠分別派人到中國考察。張世順覺得，那時候，對方的態度就是“可以購買”了。

    2010年，福特公司再次派人到濟南考察。這時濟南二機床已有兩個優勢：成本低，交貨期更短。 此前在2009年，中國第一次超過美國成為全球第一大汽車生產國。其中80%以上的汽車外覆蓋件，產自濟南二機床制造的沖壓設備。

    國內的自主知識產權裝備進展，大大拉低了汽車制造成本。也有觀點認為，國產化重壓設備等帶來的低價、高效生產，讓轎車至少提前3年大規模進入普通中國家庭。

    雖然身為“世界三大沖壓設備制造商之一”，但沖壓機床只是濟南二機床的一類產品--金屬成型機床，即通過金屬變形達到可以使用的目的;另一類是金屬切削機床，也就是對部件進行切削加工。

    張志剛希望，數控切削機床可以成為濟南二機床下一個躋身國際前列的產品。因為它們也是國防軍工、航空航天、裝備制造等重要領域極其關鍵的設備。

1000t重型伺服壓力機

圖為濟南二機床數控機床裝配現場

濟南二機床集團有限公司研制的全自動快速柔性沖壓生產線，工作臺面尺寸4.5×2.5米，滑塊行程1.2米，滑塊行程次數10~17次/分，最大裝模高度1.4米，裝模高度調節量0.7米，拉伸墊噸位4000千牛，全線生產節拍12~14次/分，換模時間5分鐘。該生產線應用了一種全新的快速柔性汽車外覆蓋件塊速傳輸技術——整線支持快速橫桿送料技術，可將多工位壓力機的高生產率和串聯式壓力機的靈活性相結合。