随着中国经济的快速发展,市场对载重汽车发动机的动力及排放等要求越来越高,这除了对产品研发提出了新的要求外,同时也向传统的发动机制造工艺提出了挑战。多年来,道依茨一汽(大连)柴油机有限公司坚持“欧洲标准、德国品质”,使核心制造技术满足市场竞争对质量和效率的要求,引领中国动力产业向欧洲动力标准迈进,使中国柴油机跃上一个世界级的动力平台,打破了行业垄断,令市场回归质量和成本的综合竞争。
AI:首先,请介绍一下道依茨一汽(大连)柴油机有限公司(以下简称“DDE”)的企业概况,目前主营的产品都有哪些?
汤明波先生:DDE是由德国道依茨股份公司(以下简称“道依茨”)与中国第一汽车集团公司(以下简称“一汽集团”)各按50%比例出资组建,于2007年8月成立,年生产能力20万台。DDE成立前,原一汽解放汽车有限公司大连柴油机分公司始建于1951年,是中国最早研制、生产柴油机的厂家之一。依托国际一流的研发体系,DDE秉持科学、严谨的德国品质基因,引领中国动力产业向欧洲动力标准迈进。
DDE凭借世界级的品牌影响力、研发体系、制造体系、动力平台、赢利模式和市场战略,全面满足国内与国际客户的多样化需求,引领主流市场的发展趋势,推动中国自主商用车及工程机械品牌的国际化发展。目前,DDE主导产品有C、E/F和DEUTZ三大产品平台,轻、中及重三大系列,功率覆盖80~340hp(59~240kW),各种变型和适应性产品300余种,产品具备先进、高效、可靠、节能且环保等显著优势,是各类中重型载货车、轻型车、客车和工程机械等的理想动力。目前,DDE产品不仅了满足中国市场需求,同时还面向欧洲、亚洲市场出口。
AI:随着中国载重卡车的快速发展,对发动机的动力要求越来越高,排放要求也越来越严格,您认为上述变化给发动机的制造技术带来了什么影响?以高质量、低成本参与国内外市场竞争,DDE是如何取胜的?
汤明波先生:现代发动机制造技术正朝着高精度、高可靠性、智能化、自动化、柔性化、信息集成和清洁化方向发展。从国内发动机企业的快速发展来看,我们能够深切地感受到这一明显的变化。
随着中国经济的快速发展,市场对载重汽车发动机的动力及排放等要求越来越高,这除了对产品研发提出了新的要求外,同时也向传统的发动机制造领域提出了挑战,要求制造过程质量除了满足符合性要求之外,还要有较高的一致性和稳定性。例如,在线测量/补偿、在线测试技术的大量应用,就是要最大限度地消除零部件的制造缺陷和实现对缺陷的可追溯性,从而保证发动机产品的装配质量,提高发动机产品在热试中的一次性通过率。
DDE在道依茨产品国产化道路上设定了严格的质量门制度,并将相应的控制要求在企业的管理文件和管理流程中进行了定义和规范,对道依茨产品从诞生到投产所设立的纵、横向质量控制节点和严格的控制标准,以及Q-Plan、APQP、FMEA和控制计划等有效工具的采用,使所有的零部件在生产准备、试生产和生产过程中,只有通过质量门才有资格装进主机,从而有效确保了产品的质量,提升了自己的市场竞争力。
AI:您如何看待先进制造装备与发动机产品制造水平和生产成本之间的关系?在实现我国汽车产业由大变强和自主发展的过程中,发动机制造企业应如何把握自己?
汤明波先生:DDE的制造体系全面采用国际领先的数字化生产制造系统,汇集了英国LANDIS磨床、美国IMPCO抛光机、德国GEHRING、NAGEL珩磨机、德国HELLER加工中心、德国CROSS-HUELLER自动线以及瑞典ABB装配线等国际一流设备,应用了德国SIEMENS、Balluff的刀具监控、德国HOMMEI、意大利Marposs的在线检测以及瑞典ABB的防错技术,实现了生产效率与产品品质的完美统一。
没有先进的制造装备,肯定制造不出高质量的发动机产品,但是有了先进的制造装备,也不一定就能制造出高水平的发动机产品。发动机的质量是由制造系统整体决定的,制造装备只是其中最为关键和重要的一环。由于发动机是由众多零部件组成的,所以制造技术的提高不仅局限于主机厂,还涵盖了所有配套外购零部件供应体系。就国内目前的状况来看,后者制造技术的提高对于发动机的质量同样起到关键性的作用。例如,国内有些主机厂或大型零件制造商生产的主要零件可以出口到欧洲,但自身同样用这些零件生产的发动机,无论是性能还是可靠性等方面都与国外同类产品有着一定的差距,其主要原因之一亦在于此。
目前,国内主要汽车企业的关键设备绝大多数还要从国外进口。采用高效先进的装备和刀具的意义在于,能够带来产品质量的提高,生产效率的提高,不合格品率的降低、市场索赔的降低、市场竞争力的提高以及市场占有率的提升,使企业综合成本降低,从而使企业更具竞争力和发展后劲。但一般来讲,先进的制造装备无论是初期的投资,还是后期的使用、管理和维护费用也都相对比较高,直接体现的生产成本也相对较高。
要想在国际市场上形成竞争优势,实现我国汽车产业由大变强和自主发展,发动机制造必须突破关键部件的技术壁垒,掌握核心的制造工艺。我们看到,当今国内汽车企业在规划采购设备时,已经不再是一味地选择国外进口,而是优先考虑采用国产设备,逐渐掌握了自主发展的主动权。目前,国内主流发动机企业从国三产品生产线规划的以整线引进为主,到国四生产线规划时国产设备和引进设备互补共存的转变就是一个例证。
AI:请对您所了解的国内外先进的发动机制造技术进行点评。
汤明波先生:近年来,国内发动机制造工艺和技术,特别是机加工技术取得了长足的进步与发展。国内主要的汽车企业在单项制造技术方面,大多数已基本与国外同步。在此,介绍几种我所了解的先进制造技术。
1. 气缸孔喷涂珩磨技术
该技术是在珩磨之前在缸孔内表面喷涂一层耐磨、耐高温材料,然后再进行珩磨。其特点是既节省贵重材料,又达到提高缸孔寿命的效果,甚至在缸孔寿命期后,还可利用该技术进行再制造。目前,该技术在国外已有少量应用,
2. 气缸盖座圈锥面加工中心车削技术
该技术是通过能够实现径向涨缩的专用刀具,以及在加工中心主轴内增加的伺服电动机控制芯轴来实现加工的。其特点是既实现了以往专机具备的车削质量优点,又实现了柔性加工,这对气缸盖加工来说有着比较重要的意义,因为气缸盖气门座圈是在变型产品中经常改变的部位。
3. 主轴孔铰珩技术
这是一项成熟且应用较多的技术,它的特点是加工效率高、刀具寿命长且质量稳定性高,特别是对孔形状精度和表面粗糙度改善明显。对于难加工材料,当使用其他刀具寿命短、表面粗糙度等质量无法保证时,应用该技术是很好的解决办法。
4. 柔性制造技术
这是一项综合性技术,有从专机与加工中心相结合向完全由加工中心组成的发展趋势,这主要是得益于高效刀具、高速加工中心技术的发展,使以前只能或适合在专机上加工的工序内容,也能够适用到加工中心上。柔性制造对于更好地参与越来越多样化、个性化的市场竞争,适应多品种、小批量生产有着重要的意义。
此外,连杆激光涨断工艺、CBN高速磨削工艺、轴类零件内外铣工艺以及下凹凸轮磨削工艺等新技术,也已被发动机制造业广泛采用。
如今,一些国内主流发动机企业已开始或准备采用柴油机冷试工艺在生产应用方面进行试验、研究和积累,预期在今后会向着消除和大幅度减少柴油机热试的方向发展。
AI:通过合理规划生产线,通过工艺优化、质量管理等手段,有效提高生产效率和产品质量,能否谈谈您个人的心得体会与建议?
汤明波先生:生产线规划水平的高低,从根本上决定着其将来投产后的生产效率和质量水平,如果当初规划不合理,在投产后想通过后天优化改进是十分困难的,而且成本也会成倍增加。生产线的合理规划包括设备选型及加工方法正确、工艺安排合理、参数选用合理以及过程质量控制设置合理等。
现代的生产线过程质量越来越注重过程控制,包括在线自动测量、自动控制和SPC(统计过程控制)预防控制等,这些都大大提高了过程质量控制水平,最大限度地保持了过程质量的稳定,降低了劳动强度,同时也提高了有效的生产效率。
近年来,SPC在汽车制造业越来越受到重视,并被大量应用,它有别于单纯的检测,起到的作用是在事前而不是事后。要想使SPC应用起到实效,首先要深刻领会其理论知识,其次是要建立合适的硬件及软件环境,再者是做好企业内部沟通和培训,最后是根据企业自身实际不断在实践中总结改进。建立适合自己企业特点的SPC控制方法,这点尤为重要。
但是所有上述工艺优化、质量管理等手段都应在规划方案时就仔细讨论,并在详细的过程设计阶段中认真研究和贯彻,至少是要为日后的优化和改进留有空间,而不是等到生产线投产后再去优化和改进。
AI:作为汽车的核心部件,发动机的质量十分重要,根据您的经验和分析,您认为影响发动机质量的主要因素有哪些?对于质量和成本的关系,您是如何理解的?
汤明波先生:影响发动机质量的因素有很多,“人、机、料、法、环、测”各环节都有影响。在此,主要谈谈以下几个因素:
最重要和基础性的还是设备,质量始终是加工出来的,没有任何工艺可以脱离设备单独发挥作用,所以“工欲善其事,必先利其器”,好设备是好质量的基础。此外,设备的维护保养也很关键,特别是关键工序的设备预防性维修和保养。
毛坯和材料是影响发动机制造质量的重要因素和制约因素,尤其是现代发动机研发秉承着轻量化的设计理念,同样的设备、同样的操作者等条件相同的情况下,采用国产毛坯与进口毛坯,无论是加工质量还是刀具寿命、生产效率等方面经常会出现较大差异。所以,应重视毛坯和材料质量的提高。
在实际生产中,还有一个比较容易忽视的因素是温度变化,包括设备、切削液、工件和周围环境等整个系统的温度变化,尤其对精度要求高、工序能力要求高的质量特性影响尤为明显,应给予足够重视。
质量和成本是现代生产企业最为关心的两大主题。事实上,成本可以划分为由设计和制造技术所决定的必然成本和质量代价两部分。在试图降低生产成本时,生产企业的必然成本是不可能降低的,可以降低的只有质量代价那一部分,也就是说,降低成本的出路在于提高质量。当一种新产品或新技术问世后,可能在技术和质量上拥有暂时的垄断优势,价格不是由市场竞争决定的,但是随着行业整体的逐渐进步和成熟,垄断终将被打破,回归质量和成本的综合竞争。
如何在制造过程中提升产品质量,我认为,国内企业需要从以下几个方面来努力:
1. 要在细节上下功夫,竞争发展到一定阶段后,企业要更加注重细节,因为细节决定成败。在很多方面我们欠缺的就是细节,而不是硬件基础的问题。
2. 要注意技术经验积累,这里指的是企业的积累,而不是某个人的积累,需通过制度变个人的积累为企业的积累,只有这样才能不断进步和成功,企业才能拥有核心竞争力。
3. 要完善和创新各类试验手段,所有的应用性技术都需要通过各类试验去验证、去模拟及去改进。
4. 要加强行业内的合作,尤其是与各专业公司的合作,发挥各自长处,共同进步,合作共赢。
5. 要加强与国内、外,主要是国内装备行业的合作,合作开发新工艺、新技术,共同提高我国的制造技术水平。
AI:“十二五”期间,DDE是否还有新的项目投建计划?请谈谈DDE的发展目标和规划。
汤明波先生:“十二五”期间,DDE将新建和改造完成多条生产线,导入一汽集团CA4DD、CA4(6)DH和道依茨TCD2013、TCD2012/TCD2013 Tier3发动机,形成完整的产品升级格局,扩大现有联合厂房产能和投资新建联合厂房新生产基地相结合,总产能达到30万台,全面生产国四产品系列柴油机,并具备国五产品系列柴油机生产的潜能。
在实现产品升级换代的同时,实现企业整体工艺装备及技术水平在国内处于前列,部分达到国际先进水平的目标。即,生产设备高低配置合理、国内与国外相结合,专机与加工中心相结合,实现高度的自动化,极大地提高生产效率;实现稳定可靠的过程质量,大量采用在线检测、SPC控制等先进过程质量控制手段,所有的关键特性质量能力C≥1.33以上;实现相当程度的柔性水平和扩展空间,能够满足国五及后续变型产品的生产;实现有竞争力的低成本运行,不断降低制造成本。
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