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大塊頭有大智慧

中國制造的新名片——濟南二機床

  2015年07月17日  

 

  走進濟南二機床集團有限公司(濟南二機床),一排古樸的紅墻矮瓦房上,“1937”的標志透露了這家老廠的年齡和它經歷過的歷史滄桑。

  機聲隆隆的車間里卻是另外一番景象。幾臺6層樓高的重型機器正在接受最后的檢驗。它們即將奔赴汽車工廠行使使命。

  這些讓人仰視的龐然大物是濟南二機床的一大拳頭產品:數控沖壓設備。別小看它們,配備高精科技的大塊頭也擁有大智慧。

  在汽車制造的沖壓、焊裝、涂裝和總裝4大工藝中,沖壓是關鍵的第一步。按照模具的形狀,平整的鋼板依次在3到5臺沖壓機的作用下,被硬壓、剪裁或開孔,形成車身部件。一輛汽車的車身中,70%以上的零部件都是沖壓而成。

  2013年,紀錄片《大國重器》風靡熒屏。在談到濟南二機床時,片中說道,“2009年,中國成為全球最大汽車生產國。其中80%以上的外覆蓋件是由中國制造的沖壓設備生產的。這使得汽車制造的成本大為降低,讓轎車至少提前3年大規模進入了普通百姓的家庭。”

  對此,濟南二機床機械優化室副主任徐洪平頗有感觸。“20多年前,一輛桑塔納轎車的售價約20萬元,而當時濟南地區的人均月收入只有大約100元。而現在,汽車夢對中國人來說早已不像當年那么遙不可及。”他表示。

  “目前在國內,汽車制造的四大工藝中,只有沖壓設備實現了國產化,這在很大程度上是因為濟南二機床。”他自豪地說。

  攜手20年

  從最初的小小兵工廠,到現在世界前三的汽車沖壓設備制造商,濟南二機床的成功并非一蹴而就。2003年之后,國內汽車市場開始突飛猛進,濟南二機床迎來了騰飛的機遇。但能抓住這個機遇,依靠的是多年來通過集成創新和自主創新打下的深厚“內功”。其中西門子同樣扮演了不可或缺的角色。

  西門子與濟南二機床結緣自1996年。當時西門子的840D數控系統開始安裝在濟南二機床生產的機床上。隨著合作的深入,西門子的全集成自動化(TIA)系統越來越多地集成到濟南二機床生產的汽車沖壓設備里。從PLC(可編程邏輯控制器)、運動控制系統到驅動系統,西門子的產品和解決方案幫助提高了沖壓線的效率和可靠性。

  隨著汽車工業更新換代加快,市場競爭日益激烈,汽車工廠對沖壓線的精度、效率和柔性化的要求也在不斷提高。要應對這些挑戰,數字技術就顯得尤為關鍵。

  2010年起,濟南二機床開始使用西門子PLM(產品生命周期管理)軟件,由此邁出了數字制造的堅實一步。

  沖壓線結構日趨復雜,設計難度加大,單臺壓力機涉及的零件數量高達1萬多種。相比濟南二機床原先的二維設計軟件,西門子專門針對機械行業開發的三維設計軟件Solid Edge更直觀、實用,設計效率也更高。而Teamcenter軟件則用于產品生命周期的數據流管理。

  “我們已經使用二維設計軟件30年了,過去積累的許多現成的設計模塊可以拿來就用。而轉向三維設計需要從零開始,不斷積累。盡管如此,我們仍在大力推行Solid Edge,因為它代表了虛擬設計的發展趨勢。”濟南二機床機械設計師李正爽說。

  據機械優化室副主任徐洪平介紹,濟南二機床曾經花了2年時間廣泛考察,最終才選定了西門子的PLM軟件。“除了產品本身,我們看中的是西門子涵蓋產品設計、生產規劃、生產工程、生產實施和服務的全面解決方案。這對我們部署覆蓋全產品生命周期的數字制造產業鏈將大有幫助。”他說。

  今年已是徐洪平在濟南二機床工作的第30個年頭。他剛參加工作時,正好趕上二維設計軟件取代繪圖板、三角板和鉛筆,給機械設計帶來了第一次質的飛躍。

  “當時在電腦上做設計是個非常時髦的事情。現在干了大半輩子了,也要順應大趨勢,朝更加前沿的三維發展。”他說。

  “虛擬實驗室”

  為保證沖壓線高效安全,測試環節必不可少。過去,沖壓線的調試是“真槍實彈”的實景操練。一個微小的誤差就可能導致設備損壞。現在,西門子沖壓線仿真軟件(PLS)搭建了一個“虛擬實驗室”,能幫助優化沖壓的節奏和送料設備的運動軌跡,提高整線效率。

  2013年,在引進西門子PLS軟件框架后,濟南二機床便聯合西門子和上海通用汽車共同開始軟件的二次開發,使其更好地滿足實際需求。

  西門子技術工程師徐麗華便是這個三方開發團隊中的一員。2014年,她曾多次前往濟南和上海為合作伙伴提供技術支持。遇到棘手的技術問題,討論到深夜也是常事。

  在PLS投入使用后,濟南二機床能將調試時間與設計瑕疵大大減少。仿真數據還能導入生產系統,糾正生產參數。

  “PLS能幫助濟南二機床和上海通用汽車對沖壓線進行整線仿真,這在國內還是第一次。”她說。

  “更重要的是,有了PLS,設備廠商和最終用戶在設計階段就可以進行仿真,對一些特殊工藝更容易通過仿真找出規律并修改設計,大大縮短新產品上市的時間,真正體現了數字制造的核心優勢。”西門子數字化工廠集團工廠自動化部金屬成形行業發展經理周曉東表示。

  造船出海

  濟南二機床的雄心壯志并不局限于國內。2011年,與美國福特汽車公司的“聯姻”標志著它真正踏上了國際舞臺。這一年,福特就下了5條沖壓線訂單。

  制造完成后,這些設備被拆分成近2000個大型包裝箱,經過60多天的海運和陸路的長途旅行,到達福特在堪薩斯和底特律的2個工廠。

  從中國到美國,這兩萬公里的跨洋之路走得并不容易。擁有百年歷史的福特選擇“聯姻對象”向來苛刻,必須“名”當戶對。這也是福特近20年來首次將繡球拋給德國之外的沖壓設備制造商。

  從接到訂單那刻起,濟南二機床上上下下便進入一級備戰狀態。而福特沖壓設備規劃主管更是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”。

  事實證明,濟南二機床在海外的崛起并非曇花一現。2011年至今,濟南二機床已先后拿到福特7條沖壓線的訂單。在設計過程中,它們都采用了西門子Solid Edge軟件,并集成西門子電氣設備來保證穩定、高效的運行。

  據濟南二機床副總經理張世順介紹,這幾條線代表了世界最高水平,能每分鐘沖壓15件大型汽車覆蓋件。沖壓線效率的提高,猶如百米賽跑,每提高半秒都無比艱難。

  “從以前的12次線到15次線的技術跨越,如同‘動車’到‘高鐵’的飛躍。”張世順表示。

  “汽車產業發展瞬息萬變。濟南二機床能夠滿足不斷變化的市場需求,很重要的原因在于對數字制造理念的貫徹實施。而與西門子的合作正使我們的數字化之路越走越寬。”他補充道。

  濟南二機床生產的沖壓線在汽車工廠正常運行

  由濟南二機床的沖壓設備沖壓而成的車殼部件

  西門子沖壓線仿真軟件(PLS)的仿真界面

  2014年12月,西門子技術工程師徐麗華(左一)在汽車工廠提供技術服務

  如需了解更多信息,請訪問西門子工業官網 

標簽:西門子創贏 Solid Edge軟件 機床工具我要反饋
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