南京緊固件精密加工：緊固連接件冷成型之路
歲月更迭，經(jīng)過(guò)2年多的建設(shè)，克服了疫情等一系列不利因素后，位于雨花經(jīng)開(kāi)區(qū)的中機(jī)申億檢驗(yàn)檢測(cè)及高端零部件智能制造生產(chǎn)基地項(xiàng)目如今已正式投入運(yùn)營(yíng)。
對(duì)投資建設(shè)運(yùn)營(yíng)方湖南申億精密零部件股份有限公司來(lái)說(shuō)，這個(gè)全新的項(xiàng)目自誕生之初，就自帶“高、新、智”基因，肩負(fù)起顛覆行業(yè)現(xiàn)狀、填補(bǔ)湖南省內(nèi)行業(yè)空白的重任。
從最初的高起點(diǎn)謀劃設(shè)計(jì)，到背負(fù)起申億精密創(chuàng)新發(fā)展的愿望，再到以智能制造為主的智慧工廠的呈現(xiàn)，無(wú)一不在講述著這個(gè)緊固件項(xiàng)目的重要性。
這個(gè)項(xiàng)目究竟是怎樣一種創(chuàng)舉？申億精密是如何一步步成長(zhǎng)為國(guó)內(nèi)緊固件行業(yè)的先行者？智慧工廠又將如何引領(lǐng)行業(yè)風(fēng)向？走進(jìn)申億精密高端裝備零部件智能制造工廠，這些問(wèn)題都能一一得到解答。
一次顛覆行業(yè)的嘗試
從熱鐓到冷鐓
緊固連接件是人類發(fā)明最早的古老零部件，是機(jī)械工業(yè)不可或缺的關(guān)鍵基礎(chǔ)零部件。
在工業(yè)文明的發(fā)展進(jìn)程中，人類對(duì)金屬冶煉技術(shù)的得心應(yīng)手，加上機(jī)械設(shè)備不斷更新迭代，鍛造緊固件的工藝也變得豐富多元，熱鐓、溫鐓、冷鐓都是當(dāng)下主流工藝。
進(jìn)入新時(shí)代后，緊固件行業(yè)發(fā)展面臨著環(huán)境和市場(chǎng)的雙重變化。
先看國(guó)內(nèi)環(huán)境，我國(guó)“雙碳”戰(zhàn)略的提出，持續(xù)刺激企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，通過(guò)減少單件產(chǎn)品能源消耗量，從而減少碳排放，提高生產(chǎn)質(zhì)量。
再看市場(chǎng)變化，近年來(lái)，我國(guó)打造的大國(guó)重器挺起民族脊梁，而大國(guó)重器越大，零部件也相應(yīng)越大。如果采取傳統(tǒng)熱鐓工藝鍛制大型緊固件，不僅高能耗、質(zhì)量不穩(wěn)定、效率低，而且人工干預(yù)度高，材料利用率低。
“在可見(jiàn)的未來(lái)，大規(guī)格緊固件的需求將不斷增多，而且是個(gè)性化、定制化的?！泵鎸?duì)客觀現(xiàn)實(shí)，2020年，申億精密董事長(zhǎng)王凱波萌生了一個(gè)想法：通過(guò)運(yùn)用冷鐓工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)大規(guī)格緊固件的生產(chǎn)制造。
此前，行業(yè)內(nèi)鍛造大規(guī)格緊固件主要是熱鐓完成，即把材料加熱后沖壓成型，一致性差、效率低、能耗高。冷鐓工藝主要常見(jiàn)于標(biāo)準(zhǔn)化的小規(guī)格緊固件的生產(chǎn)，材料無(wú)需加熱，直接通過(guò)外力使材料物理變形，能耗低，損耗也少，效率高。
這意味著，申億精密要走的是一條“人煙稀少”的道路，是一條自我創(chuàng)造的艱辛之路，沒(méi)有同行者，更沒(méi)有引路人，一切都要自己摸著石頭過(guò)河，走進(jìn)緊固件行業(yè)的那片“無(wú)人區(qū)”。
利用冷鐓工藝規(guī)?；a(chǎn)，以保證產(chǎn)品的一致性，關(guān)鍵在于模具。
讓想法落地，才有可能趨向成功；讓規(guī)劃付諸行動(dòng)，才有可能夢(mèng)想成真。
說(shuō)干就干，申億精密從公司抽調(diào)了十余名技術(shù)骨干組建了設(shè)計(jì)研發(fā)團(tuán)隊(duì)，自主設(shè)計(jì)模具，并由經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師擔(dān)任負(fù)責(zé)人。
項(xiàng)目剛啟動(dòng)時(shí)，外界對(duì)此有異議，有疑問(wèn)，更有人從旁勸阻，“做這個(gè)投資太大，風(fēng)險(xiǎn)太高”“繼續(xù)搞傳統(tǒng)模式，也有飯吃”。面對(duì)如此種種聲音，申億精密負(fù)責(zé)人斬釘截鐵：“要么不做，做就要做成行業(yè)制高點(diǎn)。”
設(shè)計(jì)一個(gè)模具，要考慮氣流、壓力、溫度等多重因素對(duì)模具的影響，什么材料更耐磨、抗沖擊，適合大規(guī)格緊固件生產(chǎn)，都要一一去試驗(yàn)。
“試驗(yàn)就是一個(gè)不斷試錯(cuò)的過(guò)程，許多意料之外的問(wèn)題不斷發(fā)生?！必?fù)責(zé)人回憶起研發(fā)過(guò)程，當(dāng)初的碰壁景象歷歷在目。但經(jīng)過(guò)7個(gè)月的反復(fù)嘗試，申億精密不僅設(shè)計(jì)出了合適的模具，并不斷將模具升級(jí)迭代，如今已是第四代。
一位標(biāo)準(zhǔn)制定的主力
從引進(jìn)到自制
從一個(gè)想法到一個(gè)團(tuán)隊(duì)，再到一個(gè)項(xiàng)目，申億精密的愿望變得飽滿，也變得觸手可及。2021年底，申億精密投資15億元建設(shè)中機(jī)申億檢驗(yàn)檢測(cè)及高端零部件智能制造生產(chǎn)基地項(xiàng)目。這是申億精密在雨花經(jīng)開(kāi)區(qū)的第三次投資。
從雨花經(jīng)開(kāi)區(qū)智新路拐入上述項(xiàng)目，是申億精密建設(shè)的檢驗(yàn)檢測(cè)中心，一樓擺放著十余臺(tái)2米多高的設(shè)備。全省唯一一臺(tái)的“500T萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)”更是讓人眼前一亮，主要用于金屬材料的拉伸、壓縮、彎曲、剪切等試驗(yàn)，最大拉力達(dá)500噸。
此前，在關(guān)鍵零部件領(lǐng)域，核心基礎(chǔ)材料、先進(jìn)制造工藝和安全可靠性等共性技術(shù)缺乏標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用研究的統(tǒng)一平臺(tái)，且國(guó)內(nèi)長(zhǎng)期簡(jiǎn)單引進(jìn)、引用國(guó)外技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，缺乏獨(dú)立自主的試驗(yàn)驗(yàn)證，標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)匱乏。
面對(duì)現(xiàn)實(shí)和困境，申億精密借助自身積攢的深厚產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)和強(qiáng)大研發(fā)實(shí)力持續(xù)在努力，在突圍。
2019年，申億精密與中機(jī)生產(chǎn)力促進(jìn)中心合作共建了檢驗(yàn)檢測(cè)平臺(tái)——中機(jī)申億檢測(cè)中心，并協(xié)同國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)新基地驗(yàn)證分中心平臺(tái)建立“標(biāo)準(zhǔn)、檢測(cè)、認(rèn)證”三位一體的機(jī)械設(shè)備及零部件第三方檢測(cè)中心，不僅提供專業(yè)檢測(cè)服務(wù)，還致力于先進(jìn)制造工藝及關(guān)鍵零部件應(yīng)用驗(yàn)證、國(guó)家級(jí)標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)證檢驗(yàn)等一體化服務(wù)。湖南中機(jī)申億檢測(cè)技術(shù)有限公司也被認(rèn)證為“湖南省產(chǎn)業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)公共服務(wù)平臺(tái)”。
作為標(biāo)準(zhǔn)件行業(yè)服務(wù)模式引領(lǐng)者，中機(jī)申億檢測(cè)中心瞄準(zhǔn)核心零部件和工程機(jī)械領(lǐng)域檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)化方向，為區(qū)域制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)和新興產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略布局提供技術(shù)研發(fā)、技術(shù)服務(wù)、產(chǎn)業(yè)孵化、人才引育等全鏈條、綜合性支撐。
這個(gè)投資5000萬(wàn)元的檢驗(yàn)檢測(cè)中心，經(jīng)過(guò)幾年發(fā)展，現(xiàn)有國(guó)際一流設(shè)備400余臺(tái)套，檢測(cè)能力在國(guó)內(nèi)名列前茅。
2020年，申億精密推出了自主研發(fā)的金相自動(dòng)識(shí)別與分析系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了金相組織的智能檢測(cè)，能自動(dòng)識(shí)別多種常見(jiàn)的金相組織，識(shí)別率逾95%，定量評(píng)級(jí)正確率優(yōu)于99%，還能延長(zhǎng)產(chǎn)品使用壽命，處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。
申億機(jī)械應(yīng)用研究院則依托國(guó)家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)新基地平臺(tái)，打造了國(guó)家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)新基地標(biāo)準(zhǔn)件驗(yàn)證分中心、湖南省工程機(jī)械緊固件連接技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新中心、湖南申億零部件質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)中心等技術(shù)創(chuàng)新平臺(tái)等多個(gè)科研創(chuàng)新平臺(tái)。
公司是國(guó)家緊標(biāo)委委員單位，擁有專業(yè)技術(shù)委員2人，先后參與多項(xiàng)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)制修訂。
申億精密之所以能夠多次參與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)修訂，企業(yè)負(fù)責(zé)人表示，一是申億深耕緊固件行業(yè)，熟悉市場(chǎng)客戶個(gè)性化需求；二是企業(yè)產(chǎn)品體系豐富，涉及40多個(gè)大類、數(shù)萬(wàn)種產(chǎn)品；三是申億通過(guò)整理、匯集各類產(chǎn)品樣件，加以判斷分析，并形成預(yù)防和處置方案，建立了失效產(chǎn)品資料庫(kù)，所以能夠有實(shí)力在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)制定時(shí)發(fā)表中國(guó)聲音。
一個(gè)引領(lǐng)全國(guó)的工廠
從制造到智造
對(duì)申億精密來(lái)說(shuō)，用最低的成本、最高的效率為市場(chǎng)提供最好的產(chǎn)品，就是建設(shè)上述項(xiàng)目的初衷。
為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，申億精密試圖打造一個(gè)可實(shí)現(xiàn)柔性制造和敏捷生產(chǎn)的“燈塔工廠”。一臺(tái)設(shè)備就是一條產(chǎn)線，采用工藝集成的先進(jìn)模式進(jìn)行全封閉式生產(chǎn)，這不僅在申億精密是頭一回，更是行業(yè)內(nèi)首個(gè)“吃螃蟹的人”。
處于項(xiàng)目B棟的智慧工廠，車間布局采用產(chǎn)線全閉環(huán)設(shè)計(jì)，分為三個(gè)區(qū)域：冷鐓成形區(qū)、產(chǎn)品暫存區(qū)和熱處理區(qū)。
當(dāng)中最打眼的當(dāng)屬一臺(tái)超大冷成型機(jī)。這臺(tái)型號(hào)為“HBF-536UL”的多工位零件冷鐓成型機(jī)，鐓鍛力850噸，為全球首臺(tái)，一舉將冷成型產(chǎn)品由單件重量2200克提升到5000克。冷鐓機(jī)中內(nèi)嵌的成套模具全部由申億精密自主研發(fā)設(shè)計(jì)。
“這臺(tái)冷鐓機(jī)可生產(chǎn)直徑達(dá)42毫米的桿類零件，一分鐘設(shè)計(jì)產(chǎn)能60個(gè)，產(chǎn)品將廣泛用于塔機(jī)、風(fēng)電、高鐵和核電等關(guān)鍵部位。”申億精密智慧工廠有關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，與既有分步式生產(chǎn)方式比較，該設(shè)備占地面積僅僅為20%，能耗降低了70%，用工15%，而單位時(shí)間產(chǎn)出高出8至10倍，極大地提高了單位面積產(chǎn)出效率，材料利用率提高8%。
位于智慧工廠北部的馬扎克智能機(jī)床，可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜零件的一次性加工成型，零件尺寸直徑可達(dá)0.5米，加工長(zhǎng)度可達(dá)2.5米，精度比同類產(chǎn)品提高兩個(gè)等級(jí)。
筆者走訪發(fā)現(xiàn)，申億精密智慧工廠的“智慧”遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止體現(xiàn)在設(shè)備上。
整個(gè)智慧工廠生產(chǎn)全過(guò)程的每一個(gè)環(huán)節(jié)都在監(jiān)控當(dāng)中，通過(guò)傳感器采集產(chǎn)程中各項(xiàng)指標(biāo)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)娇刂浦行倪M(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，保證了設(shè)備的正常運(yùn)行和產(chǎn)品的質(zhì)量一致性，同時(shí)也邁出申億精密數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要一步。
此外，在同一個(gè)車間里完成從材料到成品的全流程，各生產(chǎn)區(qū)間的產(chǎn)品轉(zhuǎn)運(yùn)和工藝鏈接由智能AGV完成，優(yōu)化了轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)線，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了產(chǎn)出效率，充分實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)線最短、效率最高的目標(biāo)。
值得一提的是，申億精密車間頂部還采用了太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)，余熱循環(huán)再利用，外墻也采用環(huán)保輕質(zhì)材料，降低了能源消耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降碳綠色生產(chǎn)。
申億精密負(fù)責(zé)人表示，申億要建設(shè)的是一個(gè)世界一流的企業(yè)，一個(gè)技術(shù)領(lǐng)先、品質(zhì)穩(wěn)定、節(jié)能高效可持續(xù)發(fā)展的新型零部件制造領(lǐng)域的燈塔工廠，一個(gè)運(yùn)用模擬仿真、數(shù)字孿生、智通網(wǎng)聯(lián)、新能源技術(shù)的企業(yè)典范，用科技的力量引領(lǐng)行業(yè)進(jìn)步，促進(jìn)行業(yè)的整體提升。
一次無(wú)悔入園的選擇
從進(jìn)口到國(guó)產(chǎn)
自進(jìn)駐雨花經(jīng)開(kāi)區(qū)以來(lái)，申億精密一直致力于做一件事：自主研發(fā)，實(shí)現(xiàn)進(jìn)口緊固件的國(guó)產(chǎn)替代。
此前，高端緊固件30%仍依賴進(jìn)口，尤其是用于核電、高鐵上關(guān)鍵緊固件仍受制于人，不能自主可控。
多年來(lái)，申億精密依托以申億研究院為核心的團(tuán)隊(duì)，經(jīng)過(guò)多年不懈探索和自主研發(fā)，已實(shí)現(xiàn)工程機(jī)械關(guān)鍵部位的關(guān)鍵核心緊固件進(jìn)口件替代，配套率超過(guò)90%。
當(dāng)前，申億精密正在承擔(dān)實(shí)施工信部立項(xiàng)的“裝備用高性能緊固件產(chǎn)品開(kāi)發(fā)”和“重點(diǎn)緊固件產(chǎn)品、工藝‘一條龍’應(yīng)用示范方向”兩項(xiàng)重大攻關(guān)項(xiàng)目。
申億精密提供的產(chǎn)品廣泛運(yùn)用于工程機(jī)械、航空航天、高鐵橋梁等重點(diǎn)領(lǐng)域，在鑄造全球最大噸位履帶起重機(jī)、全球首臺(tái)永磁電機(jī)驅(qū)動(dòng)盾構(gòu)機(jī)等“大國(guó)重器”過(guò)程中提供了高性能緊固連接件解決方案。
一個(gè)個(gè)產(chǎn)品案例、一個(gè)個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景，一個(gè)個(gè)研發(fā)項(xiàng)目，更在見(jiàn)證著申億精密的創(chuàng)新實(shí)力和為湖南發(fā)展作出的巨大貢獻(xiàn)。
而雨花經(jīng)開(kāi)區(qū)對(duì)申億精密的全方位支持和精準(zhǔn)幫扶，更讓企業(yè)卸掉包袱，輕松上陣。
你看，形式很多樣，線下走訪、線上聯(lián)絡(luò)，不敢松懈；
你看，服務(wù)很多元，既承擔(dān)土地報(bào)建、項(xiàng)目申報(bào)等服務(wù)，也提供疫情防控、市場(chǎng)渠道開(kāi)拓等指導(dǎo)；
你看，辦事很高效，既幫助申億完成兩項(xiàng)政策申報(bào)，牽線銀行、解決企業(yè)資金需求，又促成申億精密與中建三局集團(tuán)戰(zhàn)略合作。
從申億精密的熱情介紹可以看出，多年來(lái)，申億精密愿意在雨花經(jīng)開(kāi)區(qū)扎根深耕，不斷給園區(qū)投出“信任票”；園區(qū)也持續(xù)用真心和貼心服務(wù)企業(yè)，換來(lái)企業(yè)與園區(qū)同生共長(zhǎng)的繁榮景象。
如今，中機(jī)申億檢驗(yàn)檢測(cè)及高端零部件智能制造生產(chǎn)基地的正式投產(chǎn)，也讓雨花經(jīng)開(kāi)區(qū)的未來(lái)有了更多憧憬和想象空間。
我們能夠期待的是，未來(lái)會(huì)有更多像申億精密一樣的企業(yè)進(jìn)駐園區(qū)，共同肩負(fù)起打破國(guó)外壟斷，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品資源自主可控，實(shí)現(xiàn)中國(guó)制造領(lǐng)先世界的夢(mèng)想。
