制約鍛造自動(dòng)化發(fā)展的因素

文／湯曉東，宋銀生，張駿，郁東·江蘇大洋精鍛有限公司

近年來，我國(guó)工業(yè)產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，對(duì)產(chǎn)品的產(chǎn)能和質(zhì)量提出了更高的要求，需要更加先進(jìn)、柔性及高效的自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備。同時(shí)，當(dāng)前科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，產(chǎn)品的多方位發(fā)展速度加快，生存周期逐漸縮短，相關(guān)產(chǎn)業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)越來越激烈。對(duì)于鍛造行業(yè)而言，需要與時(shí)俱進(jìn)，加大對(duì)鍛造自動(dòng)化生產(chǎn)工藝技術(shù)的研發(fā)力度，從而生產(chǎn)出高技術(shù)含量、低價(jià)格及高質(zhì)量的產(chǎn)品，更好地滿足市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)需求。然而現(xiàn)階段鍛造自動(dòng)化發(fā)展中面臨著一些制約因素，需要鍛造產(chǎn)業(yè)從業(yè)者進(jìn)行深入分析，并提出行之有效的應(yīng)對(duì)措施。

鍛造自動(dòng)化發(fā)展的必要性

當(dāng)前我國(guó)人力成本呈逐年上升的趨勢(shì)，國(guó)內(nèi)人口紅利也大大降低，尤其是在鍛造企業(yè)。鍛造企業(yè)的生產(chǎn)環(huán)境比較差，生產(chǎn)人員每天都身處于高溫且充斥著噪聲、灰塵的環(huán)境中進(jìn)行作業(yè)，加上生產(chǎn)人員幾乎都在40 歲以上年齡，有的生產(chǎn)人員的年齡甚至超過45歲，圖1 為某鍛造企業(yè)的人員年齡結(jié)構(gòu)統(tǒng)計(jì)情況。所以，目前我國(guó)鍛造企業(yè)普遍面臨著人工難找、人工貴等問題，為能夠改變這一現(xiàn)狀，鍛造企業(yè)就必須盡快轉(zhuǎn)變自身的發(fā)展模式，大力推進(jìn)鍛造自動(dòng)化發(fā)展。同時(shí)，我國(guó)提出了“中國(guó)制造2025”發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)，為鍛造企業(yè)今后的發(fā)展指明了方向，也就是朝著精密化、市場(chǎng)化、綠色化及自動(dòng)化的方向發(fā)展。精密化主要指未來高精密鍛件將會(huì)成為市場(chǎng)主流，鍛造設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)無出入的準(zhǔn)確精密生產(chǎn)；市場(chǎng)化指通過有效利用先進(jìn)設(shè)備，生產(chǎn)出更加精密化、優(yōu)質(zhì)化的高精密鍛件；綠色化主要指通過運(yùn)用綠色環(huán)保的設(shè)備，減少能耗，降低污染；自動(dòng)化主要指通過全自動(dòng)化的生產(chǎn)線來節(jié)省大量的人工與時(shí)間，減少企業(yè)的資源投入，提高生產(chǎn)效益。

圖1 某鍛造企業(yè)的人員年齡結(jié)構(gòu)統(tǒng)計(jì)情況

鍛造自動(dòng)化發(fā)展的優(yōu)勢(shì)：⑴節(jié)省人工成本，通過應(yīng)用鍛造自動(dòng)化設(shè)備，能夠完成一鍵操作，提高鍛造生產(chǎn)的自動(dòng)化程度，能夠在一定時(shí)間內(nèi)用更少的人工來生產(chǎn)出更多高質(zhì)量的鍛件，圖2 為我公司兩條鍛造自動(dòng)化生產(chǎn)線；⑵確保產(chǎn)品的精準(zhǔn)度，鍛造自動(dòng)化設(shè)備通過運(yùn)用各種高精度檢測(cè)技術(shù)、生產(chǎn)技術(shù)等，來有效保證鍛件的精準(zhǔn)度；⑶提高生產(chǎn)效率，鍛造自動(dòng)化設(shè)備的運(yùn)行周期較為嚴(yán)謹(jǐn)和規(guī)律，能夠達(dá)到快速交貨的目的，并減少原材料的損耗，促進(jìn)鍛造企業(yè)的高速發(fā)展。可以說，通過推動(dòng)鍛造自動(dòng)化發(fā)展，能夠解決鍛造企業(yè)招工難、人工貴、效率低等諸多問題。

圖2 鍛造自動(dòng)化生產(chǎn)線

制約鍛造自動(dòng)化發(fā)展的主要因素

鍛造企業(yè)自身因素

通過相關(guān)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，我國(guó)大多數(shù)鍛造企業(yè)在推進(jìn)鍛造自動(dòng)化發(fā)展的過程中，普遍遇到了以下幾個(gè)困難：⑴鍛造設(shè)備的穩(wěn)定性、可靠性與精準(zhǔn)度低；⑵鍛造生產(chǎn)線長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的可靠性低；⑶鍛造生產(chǎn)線不同部分的集成與獨(dú)立運(yùn)行；⑷缺乏自動(dòng)化思維和足夠的自動(dòng)化人才；⑸由于缺乏明確實(shí)施自動(dòng)化的目的，或是沒有根據(jù)自身產(chǎn)品特征與生產(chǎn)技術(shù)等要求對(duì)自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行充分考慮，導(dǎo)致產(chǎn)品特性、多樣性和鍛造自動(dòng)化生產(chǎn)線適應(yīng)性之間相矛盾。針對(duì)上述問題，我國(guó)鍛造企業(yè)必須注重提高自身產(chǎn)品生產(chǎn)過程的一致性，除了要實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)節(jié)拍的高效性，還要充分考量鍛造生產(chǎn)線的有效生產(chǎn)時(shí)間。

同時(shí)，制約鍛造企業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化發(fā)展的核心問題在于：整線和部分生產(chǎn)工藝的匹配不足，鍛造與輔助機(jī)械能力不足，操作人員的綜合素養(yǎng)不足。當(dāng)前我國(guó)逐步引進(jìn)了國(guó)外先進(jìn)的鍛造生產(chǎn)線技術(shù)，并對(duì)這些技術(shù)進(jìn)行了消化與吸收，使我國(guó)鍛壓裝備企業(yè)的技術(shù)水平取得了明顯的進(jìn)步，傳統(tǒng)以單機(jī)為主的市場(chǎng)發(fā)展模式為了順應(yīng)時(shí)代發(fā)展的需求，開始不斷嘗試整機(jī)工藝自動(dòng)化集成，并加大了技術(shù)創(chuàng)新力度，在整體設(shè)計(jì)中重點(diǎn)關(guān)注設(shè)備參數(shù)對(duì)工藝的適應(yīng)性，針對(duì)部分無法滿足生產(chǎn)工藝需求的結(jié)構(gòu)，需要加大創(chuàng)新和優(yōu)化力度，以此來有效提高鍛造企業(yè)的自動(dòng)化生產(chǎn)水平。

鍛造生產(chǎn)設(shè)備因素

⑴熱模鍛與螺旋壓力機(jī)。熱模鍛和螺旋壓力機(jī)難以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的主要原因是產(chǎn)品與工藝特性、模具冷卻和潤(rùn)滑系統(tǒng)、夾鉗設(shè)計(jì)和制造、步進(jìn)梁、機(jī)器人、資金與物流等。現(xiàn)階段這兩類壓力機(jī)在我國(guó)鍛造領(lǐng)域中已得到較為廣泛的應(yīng)用，尤其是螺旋壓力機(jī)。近年來一些成功的自動(dòng)化案例就是關(guān)于該壓力機(jī)的運(yùn)用，可以說，目前我國(guó)螺旋壓力機(jī)自動(dòng)化生產(chǎn)線技術(shù)已相對(duì)完善和成熟，通過對(duì)這一設(shè)備的有效應(yīng)用和探索，研發(fā)出了萬噸壓力機(jī)、小型伺服直驅(qū)壓力機(jī)等，顯著提高了鍛造行業(yè)的自動(dòng)化生產(chǎn)水平。

⑵電液錘。電液錘難以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的主要原因是產(chǎn)品與工藝特性、模具冷卻與潤(rùn)滑系統(tǒng)、物流與能力控制、前后序匹配及電液錘動(dòng)作可靠性。基于電液錘的特點(diǎn)，其成形過程導(dǎo)致其實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的難度很大。當(dāng)前遠(yuǎn)程控制技術(shù)逐漸在模鍛錘上得到廣泛應(yīng)用，在很大程度上降低了設(shè)備的操作難度，然而該設(shè)備對(duì)操作技術(shù)能力依然有著相對(duì)較高的要求，加上粘上模、反復(fù)打擊等因素的影響，導(dǎo)致電液錘很難適應(yīng)機(jī)器作業(yè)。

實(shí)現(xiàn)鍛造自動(dòng)化發(fā)展的有效策略

加大鍛造工藝核心技術(shù)的研發(fā)力度

在推進(jìn)鍛造自動(dòng)化發(fā)展過程中，鍛造企業(yè)需要充分認(rèn)識(shí)到鍛造自動(dòng)化發(fā)展的關(guān)鍵在于工藝與模具，只有確保工藝的科學(xué)性與先進(jìn)性，才能夠延長(zhǎng)模具的使用粘性，尤其是多工步成形自動(dòng)化生產(chǎn)線，只有合理分配成形工步中的材料(圖3)，才能夠保證自動(dòng)化生產(chǎn)的順利實(shí)現(xiàn)。為此，鍛造企業(yè)需要加大對(duì)產(chǎn)品各種工藝成形控制技術(shù)、模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)、模具冷卻和潤(rùn)滑系統(tǒng)與夾鉗制造技術(shù)、弱點(diǎn)控制技術(shù)等方面的研究，通過不斷改進(jìn)和優(yōu)化這些技術(shù)來提高鍛造自動(dòng)化生產(chǎn)的穩(wěn)定性與可靠性。

圖3 合理分配成形工步中的材料

注重鍛造自動(dòng)化人才的培養(yǎng)

在鉆研自動(dòng)化制造技術(shù)的同時(shí)，鍛造企業(yè)應(yīng)積極響應(yīng)我國(guó)政府關(guān)于鍛造高素質(zhì)人才培養(yǎng)的號(hào)召，加強(qiáng)與本地或是外地院校和科研機(jī)構(gòu)的合作，共同建立產(chǎn)學(xué)研合作基地與大學(xué)生就業(yè)創(chuàng)業(yè)基地。結(jié)合我國(guó)鍛造產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求和企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)，編制科學(xué)、有效的鍛造自動(dòng)化人才培養(yǎng)計(jì)劃，從而為企業(yè)輸送更多優(yōu)秀的自動(dòng)化人才。同時(shí)，企業(yè)需要加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)有鍛造生產(chǎn)操作人員的教育培訓(xùn)，定期安排其前往國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的鍛造生產(chǎn)企業(yè)學(xué)習(xí)和交流，從而不斷提高操作人員的業(yè)務(wù)能力和技術(shù)水平。通過上述措施，即可從根本上解決目前我國(guó)鍛造企業(yè)自動(dòng)化發(fā)展中存在的人才短缺現(xiàn)象。

政府提供必要的幫扶

為更好地實(shí)現(xiàn)鍛造自動(dòng)化，政府有關(guān)部門需要為鍛造企業(yè)提供一定的幫扶，具體如下：舉辦關(guān)于鍛造技術(shù)交流和產(chǎn)品座談會(huì)、展覽；舉辦鍛造自動(dòng)化、智能化相關(guān)技術(shù)培訓(xùn)；構(gòu)建“頭腦風(fēng)暴”專家?guī)?，為鍛造企業(yè)提供市場(chǎng)觀察、技術(shù)咨詢等服務(wù)。

結(jié)語

綜上所述，在新時(shí)期背景下，我國(guó)鍛造行業(yè)由于受到人工貴、效率低等多方面因素的影響，導(dǎo)致其在向著自動(dòng)化、智能化的方向發(fā)展時(shí)，面臨著諸多的問題和困難。為此，鍛造企業(yè)首先要從自身找原因，不斷優(yōu)化和創(chuàng)新自動(dòng)化生產(chǎn)工藝技術(shù)，并與多方合作，加大自動(dòng)化人才培養(yǎng)力度，而有關(guān)部門也應(yīng)在行動(dòng)上給予幫助和支持，從而共同推動(dòng)我國(guó)鍛造行業(yè)的自動(dòng)化發(fā)展。