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珠海装备智造升级 机床和机器人占领高地

2015年07月20日 09:44中国机床商务网点击:5019

  【中国机床商务网 地区风采】千百种样式的手机壳、百变玲珑的高跟鞋……很多人也许不知道,在这些外表多样的产品背后,最初原型只是几个模具,而模具的生产则离不开最基础的机床。而更加精密的手机、电视、空调等产品,如今更是大规模使用着自动化设备制造(即“工业机器人”)。
  
  在制造业界,像五轴联动自动机床、工业机器人等精密制造设备被称为“工作母机”,即制造机器和机械的机器。这一类设备也被看作整个工业体系的基石和摇篮,处于产业链核心环节,决定着一个国家或地区的工业发展水平和综合竞争力。要实现制造业的升级换代,离不开“工作母机”的支撑。
  

  致力于建设珠江西岸先进装备产业带龙头的珠海,已将“工作母机”类制造业作为装备制造业的发展重点,希望通过自主培育和引进培育相结合,进一步发展壮大“工作母机”企业群体,为装备制造业工业体系打好基石,提升珠西地区的工业竞争力。
  
  据了解,珠海正重点支持和培育格力机器人、运泰利自动化检测智能设备、旺磐精密机械五轴联动中心机、和氏自动化工业机器人等有自主知识产权、有核心关键技术、有市场前景的本地“工作母机”项目加快发展;同时,瞄准“工作母机”类装备制造业实行精准招商,引进ABB机器人等智能制造项目,强化和完善产业集群链条。
  
  位于金湾区三灶工业园的珠海旺磐精密机械有限公司在国内市场摸爬滚打了10年,终于打破了国外技术垄断,拥有了自主研发的五轴联动自动机床,成为国内少数几家拥有该类技术的企业。
  
  在联港工业区,与旺磐相邻不远的广东和氏自动化技术股份有限公司则默默拼搏出国内制冷压缩机领域去毛刺机“单打冠军”的称号。随着去毛刺机和新产品工业机器人销量增长,这家2004年成立的公司也成功在新三板挂牌,未来还将进军智能制造生产线的研发和销售市场。
  
  旺磐与和氏都是进入珠海的早期精密制造企业,目前已成为珠海精密制造企业的骨干和龙头。企业10多年来的发展也正是珠海精密制造业瞄准国际技术前沿、升级换代的缩影。
  
  从打破技术垄断到占领国内市场
  
  正当国内制造业风起云涌之时,以旺磐与和氏为代表的珠海企业已经提前布局中国制造业技术升级的基础领域——精密制造业。
  
  在珠海金湾区三灶工业园区内,旺磐公司正在帮助中国鞋业之都晋江的几家大型鞋厂制定智能化鞋模制造整体解决方案。这套方案的基础是该公司自主研发的高端五轴联动自动机床。
  
  “五轴联动机床是一种科技含量高、精密度高,专门用于加工复杂曲面的机床,也是目前能解决叶轮、叶片、船用螺旋桨、重型发电机转子、汽轮机转子、大型柴油机曲轴等加工的唯一成熟手段。”旺磐公司执行董事谭镇弘如是说。
  
  他告诉记者,在过去很长一段时间内,五轴联动机床这类高精度加工设备都被欧美国家垄断,国内都只能依靠进口。为打破国外的技术封锁,从2007年开始,该公司就着手五轴联动机床的研发工作,到2010年成功研发制作了3台样机。
  
  但由于控制系统、机器整体协调等问题,距离当时国际上五轴联动机床0.02毫米的加工精度仍有一段距离,样机最好的数据一直都在0.02—0.03毫米之间。而在机床的发展上,每一个精度的跨越都是一个艰难的探索。
  
  为了实现主流技术,旺磐的研发团队另辟蹊径从控制系统研发入手,首先采购了一款国产顶尖的数字控制系统,在其基础上进行深度研发。历经3年多的研发、修改和调试,新的五轴联动加工中心的加工精度达到了0.01毫米这一国际一流水平。
  
  回忆成功时的场景,谭镇弘仍旧十分兴奋。“相较于国内几家国营企业推出的3轴2轴运行模式的五轴机床,这是我们第一次打破欧美、日本对五轴同时联动技术的垄断和封锁,大大降低了国内的工业应用成本。”
  
  在旺磐苦苦追寻国际技术的同时,从事自动化机械加工设备的和氏则在国外企业技术垄断市场的情况下打了一个漂亮的翻身仗。
  
  该公司董事、运营副总经理张云彦告诉记者,公司的主打产品去毛刺机曾经也为国外企业所垄断。去毛刺是金属件精密加工的最后一道工序,即去除在零件棱边所形成的刺状物或飞边,工序中机器的好坏决定了金属件的最终成品质量。在国内工业落后的情况,去毛刺机一度全是向日本三菱等国外企业进口。
  
  “面临技术竞争,和氏2004年成立后,开始采取仿制日本去毛刺机,寻找中小企业为购买对象的策略。随着技术的不断累积,我们在国外设备的基础上研发更高功效的机器,到现在我们的去毛刺机产品已经处于国际领先水平。国内市场九成以上的制冷压缩机去毛刺机产品均来自于和氏。”张云彦说。
  
  非标设备研发永远在路上
  
  不管是打破技术垄断还是市场垄断,旺磐与和氏这样的中小企业永远都把创新作为自身的核心竞争力。
  
  事实上,无论是旺磐的机床还是和氏的去毛刺机,都属于精密制造里面的非标自动化设备。所谓非标自动化设备,在产品销售过程中主要根据客户的要求提供针对性的自动化产品技术方案和图纸设计方案,同时为客户提供产品安装指导、设备售后维护、技术人员培训等服务。
  
  “对于一个非标制造企业来说,每一款提供给对应企业的产品都是一次创新的过程。”在张云彦看来,非标设备的研发永远都是在路上。当公司占领了国内制冷压缩机去毛刺机九成市场的时候,新产品的研发也就迫在眉睫。和氏把目光瞄准了工业机器人行业。
  
  “工业机器人的本质还是自动化加工设备,而我们在去毛刺机制造过程中累积了许多这方面的经验。利用这些技术基础我们的产品生产拓展到了非标工业机器人制造,2011年我们研发了第一台非标桁架机器人产品,到如今已有四五个系列。”张云彦说。
  
  他介绍,桁架机器人主要指的是上下料机械手,主要应用于机加工领域,替代了传统的手工上下料,使整个生产过程更加安全,避免人体与机床的直接接触,可以极大地节约了生产成本,提高了工厂的产出效率和利润。“目前,三菱、东风日产等汽车企业都是我们的客户。”
  
  和氏企业积极转非标工业机器人颇有成效,而旺磐则在高端五轴联动自动机床的基础上开拓非标领域市场。“国内的机床行业市场依旧是被HAMUEL、HERMLE、DMG、LIECHT等所占领,国内突出的沈阳集团等企业的市场份额依旧较少。有技术无市场也是国产机床行业面临的尴尬之一。”谭镇弘说。
  
  如何破解市场垄断?谭镇弘认为旺磐应该走机床“量身定做”这条路子。近年来,旺磐在自主研发的高端五轴联动自动机床基础上,成功研制了五轴联动鞋模机,该机器可以提升鞋模制造效率一倍以上,降低80%的人工需求。如果实行整厂投用,可为一个400人规模的鞋厂每年节省超过200万元的费用。
  
  “依托这款集鞋模制造所有流程于一体的鞋膜机,我们可以重塑传统鞋业模具制造生产线,使其高度智能化、集成化,降低鞋类制造企业在国内越来越高的人工、土地厂房成本。”谭镇弘告诉记者,目前国内已有多家鞋业生产企业有意向引进该产品。
  
  瞄准整体化智能制造生产线
  
  企业起步时,和氏致力于提升金属加工成品最后一环,以去毛刺机为主打产品打出行业单打冠军。10年过去,和氏在新三板挂牌上市,希望借助资本市场的力量向去毛刺机和智能化生产设备领域的最新技术和行业发展前沿进发。
  
  “相比工业机器人制造企业来说,我更希望被称为智能装备制造方案提供商,这也是和氏未来发展的方向。”张云彦说。
  
  据介绍,2014年和氏重点围绕去毛刺抛光机系列及机器人装配线系列开展业务,并积极开拓新的销售渠道,发展了30多家新客户。在全国工业发达地区已基本完成销售渠道的布局;同时,通过网络及展会的方式积极开拓国外市场,为公司的产品走向国外奠定了基础。
  
  “和氏这里一年快速完善的销售网络和暴增的客户群,印证了当前国内制造企业对‘机器换人’的需求。但同时,与市场接触越多也越来越感受到巨大的行业竞争压力。和氏不能做一家单纯的工业机器人制造企业,要有自身独特优势才能在市场立足。”张云彦说。
  
  在他看来,根据非标自动化设备需要“量身定做”的特性,和氏计划进军智能制造生产线全厂解决方案市场。据介绍,和氏目前主要是根据客户需求提供一台或几台设备的具体设计、使用、维修升级的整体方案,而智能工业生产线全厂解决方案则更进一步为具体生产企业的整厂改造需求提供个性化的设备种类、布局、调试、维修升级等服务,减少制造企业人力、土地等成本。
  
  “我们希望能抓住中国制造业转型升级和智能制造发展的良机,进一步加快公司的业务布局和技术研发,推进公司的快速发展。”张云彦表示,随着制造企业生产模式从自动化向智能化的转变,未来整体化智能生产线将将成为工业机器人企业竞争的重点。
  
  据介绍,和氏正在不断扩展技术研发团队。目前,和氏40%以上的员工都是工程师,从事研发类工作。研发部门也从最开始的1个扩展到了7个,覆盖去毛刺机、工业机器人、智能生产等多个领域。强大的技术团队也为企业累积了技术基础,和氏已拥有30项注册专利、3项设备软件控制系统技术,其中仅去毛刺机就拥有超过10项的专利。
  
  “机床+3D打印”或将引领新风
  
  多年的技术累积,让旺磐成为了国内极少数拥有高端精密机床研发和生产技术的制造企业。然而,国外机床在市场上常年垄断也让旺磐的产品市场难以打通。寻找颠覆式的“创新”力量和产品也成为了旺磐发展战略的重要一环。
  
  没有市场那就创造市场。一方面,旺磐细分机床研发应用领域,为鞋业模具、手机外壳模具、汽车外壳模具等行业提供“量身定制”的生产方案,最大化地提升客户企业的生产效率,压缩综合成本;另一方面,旺磐开始寻求打破市场的技术方案,将发展指向机床与3D打印技术的叠加运用上。
  
  在许多行业人士看来,3D打印是另外一种数控机床。机床类数控加工中心是切削多余的材料,3D打印机是堆叠需要的材料,两者不同的加工方式是其最大区别,而3D打印的材料运用则更加丰富,大大拓展了材料加工的空间。机床是制造业的母机,若3D打印技术能融入机床领域可谓是如虎添翼。
  
  “旺磐从事非标机床领域需要根据客户要求进行功能定制,随着3D打印技术的引入,或许会形成‘人人买机床,人人来加工’的大众制造格局,新的市场格局必然洗牌,也为国产机床行业带来了新的突破口。”谭镇弘说。
  
  值得注意的是,3D打印技术在我国工业零部件制造方面得到一定应用,但尚未进入大规模工业应用。机床与3D打印技术的结合都在探索阶段,目前市场还未有成熟产品,这也意味如果国内企业将有极大的市场开拓空间。
  
  据悉,依托这一新的开发思路,旺磐正在研发五轴联动激光堆砌加工机,目前该机器处于初步研发阶段,已完成资料收集和技术开发风险评估。该产品将主要应用于飞机发动机叶片维修、石化船舶等重工装备维修及快速原型制造(取代铸造工艺)、医疗器械制造、复杂结构零件少量多样生产、高效能模具模芯制造及发动机缸体快速原型制造等多个领域。
  
  谭镇弘透露,旺磐还将利用在台湾设立的技术研发中心,利用台湾先进技术平台,以比大陆更快节奏,先人一步的引进先进技术。同时,积极与德国著名五轴编程软件OPENMIND公司保持系统深层次的技术合作。
  
  行家对话
  
  谭镇弘
  
  (珠海旺磐精密机械有限公司执行董事)
  
  张云彦
  
  (广东和氏自动化技术股份有限公司董事、运营副总经理)
  
  个性化定制
  
  将成为“智”造核心
  
  记者:从企业界来看,当前珠海精密制造发展趋势如何?
  
  谭镇弘:随着国内制造业的不断发展和转型升级的需求,精密制造的市场越来越大,要求也越来越高。以数控机床为例,中国已成为世界机床第一大国,国产数控机床在产业工艺技术上已日趋成熟,性能质量得到了世界各国的认可。
  
  未来,在成熟工艺的基础上,跨界多元技术的整合运用将是精密制造业的发展重点。比如3D打印与机床结合,互联网与制造结合实现的智慧工厂管理等。
  
  张云彦:精密制造行业的发展其实是一个字的改变,精密“智”造。传统制造业升级换代的最先变革应该来自于“工作母机”。
  
  随着机器换人的普及化,制造企业也将对精密制造企业提出新的要求,比如更高水平的自动化和智能化,达到一个厂甚至只需要几个人控制的智能管理和信息集成,将传统人力压缩到最小,以解决加工企业的人力成本和安全生产。
  
  应整体规划加快发展
  
  记者:珠海精密制造业发展目前面临哪些问题?怎么解决?
  
  张云彦:中国制造2025、“互联网制造”等新的产业发展战略的提出,极大地刺激精密制造业的大发展。作为“工作母机”类企业自然有更大的市场空间,但同时也将吸引不少企业纷扎堆进入,竞争加大。精密制造产业链的发展还没有形成真正集群效应,本地企业间的互补和技术交流比较缺乏,这也是制约地区产业发展的一个重点。当前珠海精密制造业尚处于发展的初级阶段,为了规范产业发展,政府应当出台相关的行业规范和针对性的扶持政策。
  
  谭镇弘:当前,珠海精密制造业面临着所有高精尖技术的领域都存在的一种心态,就是不论多贵只要“进口”,让国产的高端机床难有市场空间。建议政府可在高校教学购买设备上向国内企业适当倾斜和扶持。
  
  同时,精密制造行业是需要有相当的时间来进行研发技术累积,研发创新的根本在于人才培养。但珠海区域内产业集聚较小,对人才吸引不大。目前,我们主要依靠与两岸三地的高校实现产学研合作来吸引人才。比如与广东科学技术职业学院、华南理工大学合作培养复合型、应用型、创新型人才。
  
  产业扫描
  
  技术突破、替代进口出口竞争三步走
  
  按照业界的定义,精密制造主要分为精密和超精密加工技术以及制造自动化两大领域构成,前者追求加工上的精度和表面质量极限,后者包括了产品设计、制造和管理的自动化。
  
  对于整个制造业而言,精密制造是制造业中具有高技术含量、高附加值、较强竞争力的领域,处于某个产业链的高端环节,起着全局性、决定性的作用,是先进制造的支柱。机床、工业机器人等精密制造设备同样被称为制造业的“工作母机”,这也是中国制造能否成功崛起的关键。
  
  在珠海,无论是代表精密和超精密加工技术的机床产业,还是当前火热的自动化制造设备(如工业机器人)行业都正在逐步成长,并沿着制造业专业化、智能化、服务化的趋势不断发展。
  
  据统计,珠海本地已有61家“工作母机”类装备制造企业,2014年实现产值90.5亿元,其中骨干企业28家,在海工机械、电子电工机械、印刷机械、模具、陶瓷机械、纺织机械等省重点发展行业领域中占据龙头和骨干地位。
  
  有业内人士认为,处于起步追赶阶段的珠海精密制造业可以从“大而全”转向“专而精”发展,在实现企业利润最大化的同时找到自身的市场地位。珠海乃至全省全国都可以努力走出一条由“技术突破”到“替代进口”再到“出口竞争”的成长轨迹,更可以以此为契机孵化出相关的龙头企业。
(来源:南方日报 )

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