產(chǎn)學(xué)研緊密結(jié)合促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展與人才培養(yǎng)

文/夏巨諶，鄧?yán)?，王新云·華中科技大學(xué)

近10 多年來，華中科技大學(xué)、湖北三環(huán)鍛造有限公司、武漢新威奇科技有限公司根據(jù)教育部和科技部有關(guān)產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的精神，積極開展校企產(chǎn)學(xué)研合作，回顧三方的合作發(fā)展過程，可歸納為：一般技術(shù)咨詢→形成合作機(jī)制→建立合作平臺→形成長期而穩(wěn)定的合作關(guān)系→促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展與人才培養(yǎng)。

三方基本狀況及優(yōu)勢

華中科技大學(xué)

主要合作方是材料學(xué)院，該院在汽車、軍工、航空航天飛行器及工程、礦山機(jī)械關(guān)鍵零部件精鍛成形工藝及其計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD/CAPP）、鍛模結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)及其計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造（CAD/CAM）、模鍛工藝優(yōu)化及數(shù)字化成形技術(shù)、鍛件及鍛模系列藍(lán)光精密三維測量技術(shù)及裝備、熱鍛模3D 打印制造與再制造技術(shù)及新型熱鍛模焊接材料等方面的研究，取得一系列重要理論及可實(shí)際應(yīng)用的成果；有院士、長江學(xué)者、國家杰出青年基金獲得者與資深教授領(lǐng)銜的中青年骨干教師及研究生組成的研發(fā)團(tuán)隊(duì)；擁有國際先進(jìn)水平的材料性能與精密塑性成形工藝實(shí)驗(yàn)研究儀器和設(shè)備。

湖北三環(huán)鍛造有限公司

湖北三環(huán)鍛造有限公司是三環(huán)集團(tuán)有限公司的子公司，是采用模鍛工藝生產(chǎn)鋼質(zhì)模鍛件和有色金屬模鍛件專業(yè)廠家，集模具設(shè)計(jì)制造、鍛造、熱處理、機(jī)械加工和裝配于一體。目前是國內(nèi)最大的大型中重型汽車轉(zhuǎn)向節(jié)生產(chǎn)廠家，高新技術(shù)企業(yè)，工信部首批智能制造專項(xiàng)項(xiàng)目單位、“制造業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)融合發(fā)展 ”試點(diǎn)示范企業(yè)、國家工業(yè)強(qiáng)基工程承辦單位；被省政府授予“第七屆長江質(zhì)量獎(jiǎng)”；被省經(jīng)信委評選為“湖北省首批支柱產(chǎn)業(yè)細(xì)分領(lǐng)域隱形冠軍”示范企業(yè)；被省知識產(chǎn)權(quán)局認(rèn)定為“湖北省知識產(chǎn)權(quán)示范企業(yè)”。公司第1048840 號商標(biāo)被國家工商總局認(rèn)定為“中國馳名商標(biāo)”。

公司現(xiàn)擁有以德國進(jìn)口的8000t、6300t 電動(dòng)螺旋壓力機(jī)為代表的17 條智能鍛造線，以可控氣氛網(wǎng)帶式熱處理爐為主體的15條熱處理線，以德國、日本、韓國加工中心為主體的27 條機(jī)加線和19 條模具加工線。已具備年產(chǎn)鍛件10 萬噸，主導(dǎo)產(chǎn)品汽車轉(zhuǎn)向節(jié)300 萬件的生產(chǎn)能力，年產(chǎn)銷規(guī)模12 億元。

武漢新威奇科技有限公司

武漢新威奇科技有限公司長期從事新型鍛壓設(shè)備及其計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的研發(fā)及推廣應(yīng)用工作。先后研制成8MN、16MN 和45MN 等CNC 快鍛液壓機(jī)組，實(shí)現(xiàn)了大型鍛件的自動(dòng)化生產(chǎn)；成功研發(fā)系列液壓螺旋壓力機(jī)和數(shù)控電動(dòng)螺旋壓力機(jī)以及以數(shù)控電動(dòng)螺旋壓力機(jī)為主機(jī)、機(jī)器人操作的自動(dòng)化鍛壓生產(chǎn)線技術(shù)，在國內(nèi)建立汽車、工程機(jī)械及軍工關(guān)鍵零部件自動(dòng)化精鍛生產(chǎn)線70 余條，為我國精鍛技術(shù)裝備的發(fā)展作出了較大貢獻(xiàn)，獲國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)3 項(xiàng)、國家發(fā)明三等獎(jiǎng)1 項(xiàng)、省部級一、二、三等獎(jiǎng)10 余項(xiàng)，是湖北省高新技術(shù)企業(yè)，連續(xù)多年被中國鍛壓協(xié)會評為優(yōu)秀鍛壓裝備供應(yīng)商。

由三方基本情況及優(yōu)勢介紹不難看出，三方在技術(shù)方面屬一個(gè)專業(yè)范圍，所以，在建立產(chǎn)學(xué)研合作關(guān)系時(shí)有著很自然的共同需求。

在技術(shù)咨詢中形成合作機(jī)制

自2011 年以來，三方就開始進(jìn)行產(chǎn)學(xué)研合作，在開始3 ～4 年時(shí)間階段，三方主要是技術(shù)咨詢。三環(huán)鍛造主要是在轉(zhuǎn)向節(jié)鍛件內(nèi)部質(zhì)量及關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)有時(shí)達(dá)不到用戶的需求，熱鍛模使用壽命低，如何開發(fā)精鍛近/凈成形工藝來提高鍛件的材料利用率等關(guān)鍵問題向校方進(jìn)行技術(shù)咨詢，武漢新威奇也主要是熱精鍛工藝及模具方面的問題，此外，還有針對閉式模鍛和擠壓工藝如何從力與能即噸位與鍛擊能力兩個(gè)方面來造螺旋壓力機(jī)的規(guī)格問題，因?yàn)橛脩粢延刹少忞妱?dòng)螺旋壓力機(jī)轉(zhuǎn)向交鑰匙工程，即為用戶建設(shè)可生產(chǎn)出所需精密鍛件的生產(chǎn)線。三方在近4 年的技術(shù)咨詢中形成了如下原則性的合作機(jī)制。

⑴建立較為明確合理的知識產(chǎn)權(quán)機(jī)制，即合作成果共享，成果、發(fā)明專利排名等方面，尊重首創(chuàng)者的權(quán)益和貢獻(xiàn)大小，同時(shí)又適度共享。

⑵建立宏觀上明確與微觀上模糊，量化與協(xié)商來解決項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)及獎(jiǎng)勵(lì)與酬金的分配機(jī)制。

⑶提倡照顧彼此關(guān)切，向前看，顧大局，尊重對方的勞動(dòng)與貢獻(xiàn)，提倡友好合作風(fēng)格與人格等。

每條原則性機(jī)制下面又有若干條定量化與定性化的細(xì)則，既全面又合理。

建立合作平臺，形成長期而穩(wěn)定的合作關(guān)系

自2015 年起至今，三環(huán)鍛造同華中科大建立了“院士專家工作站”“智能塑性近/凈成形技術(shù)創(chuàng)新研發(fā)中心”和“研究生創(chuàng)新實(shí)踐基地”及“本科生專業(yè)實(shí)習(xí)基地”等。武漢新威奇公司在原來同材料學(xué)院合作的基礎(chǔ)上，又進(jìn)一步建立了精鍛技術(shù)、模具技術(shù)及快速三維精密測量技術(shù)等方面的合作平臺。

這三個(gè)平臺主要圍繞戴姆勒公司國外高端商用車所需結(jié)構(gòu)極為復(fù)雜的盤式轉(zhuǎn)向節(jié)，帶有側(cè)向彎曲臂的轉(zhuǎn)向節(jié)及144 型高性能轉(zhuǎn)向節(jié)的精鍛成形技術(shù)、專用模具裝置與高精高效精鍛設(shè)備的理論基礎(chǔ)與關(guān)鍵技術(shù)，采用經(jīng)典塑性成形理論與現(xiàn)代智能塑性成形技術(shù)相結(jié)合的方法進(jìn)行研發(fā)，為企業(yè)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。學(xué)校材料學(xué)院則為三環(huán)鍛造建立了技術(shù)骨干培訓(xùn)中心，該中心附屬在校內(nèi)“智能塑性近/凈成形技術(shù)創(chuàng)新研發(fā)中心”內(nèi)，其宗旨是結(jié)合轉(zhuǎn)向節(jié)鍛件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)著重從經(jīng)典塑性成形理論、現(xiàn)代數(shù)字化智能化成形技術(shù)、模具3D 打印制造與再制造技術(shù)及快速精密測量技術(shù)等方面來校培訓(xùn)，根據(jù)技術(shù)人員的基礎(chǔ)及特點(diǎn)來安排，時(shí)間一般為一個(gè)月或長一些，結(jié)束前根據(jù)自己在生產(chǎn)中碰到的技術(shù)難題或鍛件質(zhì)量問題，采用所學(xué)知識撰寫分析報(bào)告作為培訓(xùn)結(jié)束。

促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展與人才培養(yǎng)

產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展效益好

產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，既要有市場的需求，更要有技術(shù)的支撐。近五年來三環(huán)鍛造通過校企合作，通過技術(shù)創(chuàng)新得到了跨越式發(fā)展，圍繞國內(nèi)外高速重載高端商用車轉(zhuǎn)向節(jié)，這個(gè)被國外用戶視為最關(guān)鍵的汽車保安件的精鍛技術(shù)進(jìn)行研發(fā)，取得了多項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)成果，其代表性成果有：

⑴盤式轉(zhuǎn)向節(jié)立式小飛邊精鍛。

精密鍛件如圖1所示，同傳統(tǒng)的（大飛邊）模鍛工藝比較，材料利用率由72%左右提高到88%以上，且鍛件的內(nèi)在質(zhì)量更好。

⑵帶臂轉(zhuǎn)向節(jié)整體精鍛。

精密鍛件如圖2（a）所示，同傳統(tǒng)的組合結(jié)構(gòu)圖2（b）比較，單件減重約5 千克，且承載能力更強(qiáng)，對汽車零部件輕量化起到了示范和促進(jìn)作用。

⑶房車轉(zhuǎn)向節(jié)整體鍛模與壓彎復(fù)合精密成形。

精密鍛件如圖3 所示。為國內(nèi)外首創(chuàng)，節(jié)材節(jié)能及輕量化效果顯著。

⑷144 型高性能轉(zhuǎn)向節(jié)精鍛。

精密鍛件如圖4 所示。采用損傷理論及其模擬技術(shù)，成功解決了傳統(tǒng)預(yù)鍛件設(shè)計(jì)方法存在的問題，使得所生產(chǎn)的終鍛件達(dá)到了國外用戶的技術(shù)要求。

⑸熱精鍛模具3D 打印制造與再制造。

如圖5 所示，同傳統(tǒng)制造與修復(fù)技術(shù)比較，提高制造效率3.1 倍，降低制造與修復(fù)率75%，提高鍛模使用壽命4.47 倍。

近5 年來，武漢新威奇公司已得到了較快發(fā)展，其一，電動(dòng)螺旋壓力機(jī)系列產(chǎn)品向更大的噸位延伸，目前正在研制6300t。公司研制的首臺2500t 和首臺4000t 均被三環(huán)鍛造采用，兩臺電動(dòng)螺旋壓力機(jī)安裝使用以來，運(yùn)行平穩(wěn)，所生產(chǎn)的轉(zhuǎn)向節(jié)鍛件尺寸精確、質(zhì)量好，己成為公司鍛件生產(chǎn)的主導(dǎo)設(shè)備；其二，電動(dòng)螺旋壓力機(jī)及其自動(dòng)化鍛造生產(chǎn)線出口到印度、巴基斯坦、非洲與我國臺灣地區(qū)，用戶反映好；其三，成功地開發(fā)了160t ～1600t 直驅(qū)式電動(dòng)螺旋壓力機(jī)（圖6），受到用戶好評；其四，創(chuàng)新性地研發(fā)出160t ～1000t 伺服液壓機(jī)（圖7），滿足了用戶的個(gè)性化要求，需求旺盛。

三環(huán)鍛造本科生產(chǎn)實(shí)習(xí)基地運(yùn)作方式及效果

三環(huán)鍛造自2016 年建立華中科大材料學(xué)院本科生生產(chǎn)實(shí)習(xí)基地以來，每年7 月，部分材料加工工程專業(yè)學(xué)生到基地實(shí)習(xí)一個(gè)月，公司高度重視，為學(xué)生制定周密的實(shí)習(xí)計(jì)劃，采用理論與實(shí)踐相結(jié)合的模式，每天上午由公司安排資深的工程技術(shù)人員為學(xué)生講解汽車轉(zhuǎn)向節(jié)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、功能與模鍛工藝知識，下午在相關(guān)車間現(xiàn)場詳細(xì)見習(xí)，由車間各工段長對流水線上各工序逐一講解，并現(xiàn)場答疑。實(shí)習(xí)結(jié)束時(shí)采用閉卷考試的方式對實(shí)習(xí)效果進(jìn)行檢驗(yàn)。

實(shí)習(xí)期間，公司免費(fèi)提供食宿和出行工具，讓學(xué)生能夠感受到像在家一樣的溫暖。實(shí)習(xí)期滿后，有些學(xué)生對公司的企業(yè)文化和發(fā)展前景產(chǎn)生了濃厚的興趣，畢業(yè)后愿意到公司工作，公司高度重視來公司工作的學(xué)生發(fā)展，不僅為其提供豐厚的安家費(fèi)及月薪，同時(shí)為學(xué)生提供廣闊的發(fā)展空間，讓來公司工作的學(xué)生真正做到“學(xué)有所用”。目前來公司工作的華科學(xué)生已有25 人，其中有4 名已經(jīng)進(jìn)入高管團(tuán)隊(duì)。今年7 月底的實(shí)習(xí)，考慮到新冠疫情的影響，三環(huán)鍛造主導(dǎo)、華中科技大學(xué)與武漢理工大學(xué)參加，聯(lián)合開發(fā)“鍛云平臺”實(shí)現(xiàn)了視頻實(shí)習(xí)，其效果不亞于現(xiàn)場實(shí)習(xí)的效果。

結(jié)束語

本文所述產(chǎn)學(xué)研緊密結(jié)合是在先進(jìn)制造技術(shù)的相同專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)，將高校的專業(yè)理論基礎(chǔ)、研究院所的研發(fā)創(chuàng)新能力和產(chǎn)業(yè)部門即公司的實(shí)踐能力與對新技術(shù)和新產(chǎn)品的需求相結(jié)合，切實(shí)體現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ)，可有效縮短新技術(shù)與新產(chǎn)品的開發(fā)周期，降低成本，增強(qiáng)市場競爭能力，創(chuàng)造了良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。