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《致敬!国家工程师》之汽车冲压线崛起者张志刚

2015/2/9 12:14:14
文章来源:网络

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  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。

  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。

  在美国的福特公司,已经有五条完成的冲压线来自济南二机床。(史兆仁摄)

  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。

  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。

  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。

  汽车爱好者的改革

  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。

  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。(记者葛江涛/山东济南报道)

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