郑兆风:工艺为魂机床为器

发布时间:2010-12-08
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工欲善其事,必先利其器。然而,精良的机床设备并不能代表企业完全的竞争实力,工艺技术水平是企业更为宝贵的财富。郑兆风先生曾经先后在北京数家公司担任过总经理、顾问,已经在模具制造和数控加工领域拥有几十年的经验积累。他从上世纪80年代就开始接触数控加工,1982年开始从事模具行业,经历了中国数控加工与模具制造技术的发展与进步。

对工艺的把握,对技术的沉淀,对经验的累积都需要在历久弥坚的实践中磨砺,更重要的是,对工艺的准确把握直接影响到企业对机床设备有的放矢的投资和净资产收益。近日,针对这一话题,记者与郑兆风进行了深入交流。

记者:您认为企业在投资购买机床时应怎样权衡机床的性价比?

郑兆风:从模具行业主流发展趋势来看,对主流企业来说,设备是条件,工艺是灵魂,增加设备是持续地完善、提高和补充工艺的手段。设备采购的风向标还得看主流工艺,工艺是一面旗帜,工艺不是能简单学来的,是企业几年或几十年积累、沉淀下来的,是企业最为珍贵的稀缺的盈利资源,历史越长,沉淀得越深,那么对工艺的解读也就越深,常规而言工艺水平与企业的技术沉淀成正比。简单地抄袭、模仿别人的工艺,结果往往是“邯郸学步”。

企业要完善、提高其工艺水平,就需要购买设备,比如以高速铣削、磨削为主的高端加工,以电、切加工为主的经济型加工。电加工逐渐成为模具加工的特种加工,用来加工铣削和磨削无法加工的部位。现代的模具制造技术逐渐以高速铣削、磨削加工为主,以电、切加工为辅,电、切加工是补充手段,因为这样的技术路线、工艺方案对技术、技能要求很高、同时效率高、质量好。欧、美等传统工业发达国家的高端模具的加工工艺,高速铣削、磨削加工所占工艺比重很大。

我认为企业应以工艺为基础来选购设备,也就是主流工艺,主流设备,重点关注机床的控制系统、精加工电源、刀具系统、主轴、伺服、丝杠、导轨、动力系统等。而且还要关注企业客户的需求,比如客户以塑料模具为主,零件的壁厚要求是2mm以上,传统工艺、常规加工、通用设备就可以实现了;如果客户的零件壁厚都是1mm以下的,比如 0.2mm以下,就要应用高速铣、磨工艺和相应的高端设备了,通用工艺、常规加工恐怕就难以实现了。

记者:以模具加工行业为例,在目前的市场情况下,请您介绍企业购买机床的投资回报情况?

郑兆风:现在北京的模具行业民营微小型企业越来越多,也包括国企,年度设备增资一般不会超过其年度营业额的10%~20%。一般的模具厂,其销售额和设备资产价值大约是两倍的关系,一个工艺水平较高的模具企业可实现利润一般不低于销售额的30%,那么持续的投资,一般7000~8000个工艺小时就能从企业运营利润增加值中收回投资,这就是所谓的“十月工程”。以今年为例,如果购买机床选型适当,不但能够和企业现有的设备融为一个整体,而且能促进工艺水平进一步提高,用不了10个月就能收回成本,这已经是不争的现实了。

今年北京的模具行业形势比较好,甚至出现客户为优秀模具企业购买设备的案例,今年北京就有若干优秀模具企业得到了客户采购的设备,降低了企业经营风险,减轻了企业的财务负担,形成了战略合作伙伴关系。

模具行业的增资,10个月收回投资成本应该是总体的收回,不是指单独某台机床的成本收回。新购置的机床应该融入进企业整体的设备群,融入整体的工艺中去,发挥其作用,产生工业增加值。投资回报是从企业整体的增加值去考虑的,但这里的投资是指属于工艺改进和产能增加型的投资,而且前提是要掌握先进的适用工艺,提高企业的工艺水平,工艺的先进性是决定因素。

记者:工艺在企业创造效益中起到了核心的作用,那么一个企业如何去积淀自己的工艺水平,将工艺经验传承并提高?

郑兆风:首先企业一定要有自己的核心技术,要明确自己的前沿技术和发展方向,同时要了解周边技术。如果企业的决策层对这三个方面技术不熟悉,这个企业就很危险了。模具企业核心技术包括两方面:一是结构设计技术,二是工艺技术。结构决定采购成本,工艺决定加工成本。周边技术包括机床、材料、标准件、刀具、软件等方面。所以模具行业既是劳动密集型又是技术密集型的企业,外行做这个行业确实很困难、寸步难行。如果一个企业的决策层不关心设备、材料、结构设计、工艺以及压力传递等等核心技术,造成企业工艺技术非主流,甚至是落后的工艺,那么,就是再优秀的企业用不了几年破产、倒闭,将是必由之路。现在有很多事实可以证明这一点。

实际上模具结构的水平一般来讲差异不大,因为模具厂设计完之后大客户都要审核,如果不符合,客户会要求修改。也就是模具的结构接近,可是工艺的水平差异很大,正因为如此,主流企业工艺加工成本在模具预算中大约占40%,非主流企业可能超过70%,采购成本也就是结构成本占到 20%左右,其他还有质量成本、装配成本等。比如以高速铣、磨加工和以电、切为主的加工,两者在效率上相差甚远,质量上也不能同日而语。从公司管理来说,计划、统计、施工组织都是基于工艺方案,工艺方案的先进与落后,就决定了这个公司的运营水平,所以说工艺是企业的灵魂,高级工艺师在模具行业可谓是一将难寻。

北京现在的模具厂比较少,而模具的需求量很大,供不应求,是卖方市场。但就是在这样的市场形势之下仍然有经营不成功的企业,从自身技术层面而言主要是是因为工艺水平落后。虽然现在都使用CAM软件编程,但是在路径、切削参数、软件和控制系统的基本功能的应用方面各个公司就千差万别了。很多企业强调数控技术的应用,而疏忽了工艺数据的管理,在数据库、信息的管理处理和传输方面缺乏信心,建立数据库、建立产品结构数据管理和资源共享、再利用,对加工效率的提高也将是很大的促进,这是企业面临的问题也是企业很大的财富。

机床的选型很重要,要求企业要有深厚的功底,系统、精度保持性、结构、主轴、伺服、驱动系统等方面都是重点,但更重要的方面是要充分考虑工艺的融入性,比如目前的转速和线速度能够加工什么零件,不要一步登天,但肯定要比现在高一点点,逐步提高。

记者:企业在刀具和软件方面的投资与回报的现状怎样?

郑兆风:如果加工中端的塑料模具,刀具的消耗量约占销售额的1%~2%,一般来讲不会低于这个数字。其实只要企业能持续生产,进口品牌比如山特维克、山高的刀具的性价比是高的,只是如果用一两次,其价值体现不出来,应该成系统地使用。

其实刀具也应该作为一个系统来管理,作为工艺的一部分建立数据库来管理。刀具应该分类、分点、分梯次、差异化使用,企业应该建立刀具差异化管理系统,包括刃磨的管理、使用频次、切削内容都应该有专人管理,如果企业具备一定规模,应该进行刀具的修复,包括再次利用以及升值利用。刀具在模具加工中占的成本会越来越高,因为现在模具越来越复杂,寿命要求也越来越高,刀具的种类会越来越多。

关于软件方面的使用情况,说实话不只是模具企业,其他的行业,包括产品开发、结构设计、工业设计、模具设计等,盗版软件还有一定的市场,涵盖了CAE、CAD、CAM等。企业具备一定规模之后,有两种理由促使其购买正版软件,一是要给正规的客户做供应商,必须具备正版软件,因为需要授权的文件;二是软件确实降价了,能买得起了。所以现在北京模具行业使用正版软件的企业在逐渐增加。盗版软件的确有一定风险,容易丢失数据,容易出现一些漏洞,没有技术支持和售后服务,和正版相比总是有差异的。

对于企业来说首先是生存,然后是发展,总有一个过渡期。北京模协这两年也在向企业推荐设计软件。国家也鼓励企业的信息化管理,在推进的过程中,也会采购一些软件,让企业出一少部分钱,从政府信息化管理的经费里出一部分钱,这些举措都有利于企业更多地使用正版软件。

关于软件的投资,同样与设备、刀具一样,首先要选择适合自己企业的主流产品。其次还有使用的问题,软件的功能是很强大的,利用得好可以起到事半功倍的效果,相反则是事倍功半。比如使用三维软件可以更直观地看清产品结构,这只是三维软件的一小部分功能,它还可以做仿真演示、干涉检测,还是工艺要求中编程的基础。同样,将二维、三维软件、管理软件集成,可以作为生产管理的基础数据,进行生产管理。总之充分发挥软件的作用,其回报可想而知。

记者:最后请您谈谈对金属加工行业,企业缩短投资回报期的建议。

郑兆风:如何缩短投资回报期,首先是提高工艺水平,缩短加工周期,提高加工质量,这其中就是一个企业的定位问题,培养什么样的人,怎么培养,怎样建立自己的工艺体系,怎样建立加工制造体系以及管理体系,新设备采购之后怎样融合到现有的加工体系中,如何使其增效、增值。

通常金属加工行业的初次投资的收益期是48~60个月之间。但是持续投资的回收期会很快,只要选型适当,很快就会收回。这种投资一种是产能扩大型,比如由4 台机床增加至8台机床,力求使产能扩大一倍。还有一种是提高工艺水平的投资,比如现在的机床是12000r/min,再买一台30000r/min的机床,意味着企业的工艺水平要改变,工艺路线要调整,比如以前是粗铣、热处理、铣电极、然后放电加工,检验、抛光。现在有30000r/min的机床,粗铣留的余量就可以很小(0.05~0.1mm),然后处理好材料的热处理变形,直接把余量铣削完成,不用放电加工,这样综合加工时间减少了,质量提高了,工艺水平改进了,使加工的整体效率和质量提高一个档次。

产能扩大型和工艺提高型的投资,购买机床的侧重点还是有差异的,产能扩大型;为了便于管理,从数控系统的选型上最好和现在的一致,设备的管理和现在的接近,对水电气的要求和现在的保持一致,只是一个产能增加。工艺提高型;除了上述条件,就要考虑机床的稳定性,还有数控系统、编码器、伺服、光栅尺,主轴,滑枕、导轨、刀具系统、主轴、动力、定位系统以及加工精度能不能再提高一个精度等级,是否拥有在线测试,是否能实现闭环控制等。

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