立足当前  着眼长远

“电控共轨柴油喷射系统制造技术与关键装备的研发和应用(二期)”年度总结暨项目方案评审会侧记

作者:本刊记者 点击数:4 发布时间:2019-11-08
04专项的这个课题,是实现关键核心技术重大突破的、能填补国内空白的重大标志性项目,它为汽车产业链创造了产、学、研跨界协同合作的创新模式。
立足当前  着眼长远

由中国一汽无锡油泵油嘴研究所(以下简称“无锡泵所”)组织、江西杰克机床有限公司承办的“电控共轨柴油喷射系统制造技术与关键装备的研发和应用(二期)”(以下简称“共轨二期”)年度总结暨项目方案评审会,于2015年12月12日在革命圣地江西吉安隆重召开。

作为“电控共轨柴油喷射系统制造技术与关键装备的研发和应用(一期)”(以下简称“共轨一期”)的延续,共轨二期计划在2015~2018年完成,为期4年,目标是实现对一期12台高精设备的可靠性升级及二期3台新设备的研制与可靠性保障,确保平均无故障间隔时间达到1500小时以上。与此同时,实现国产与进口设备的并线生产,提升生产线的自动化与智能化水平,满足中国制造2025的要求,从而在国内建成一条既能满足电控高压共轨系统零部件的生产需求、又能体现智能化制造的示范生产线。

作为共轨二期的开局之年,2015年的工作至关重要,要求整个项目要结合一期完成情况及二期目标,做好顶层规划及各子课题的产品设计,确保后续工作进展顺利。为谨慎行事,确保高标准、严要求,会议广泛邀请了行业专家与领导,共同对共轨二期总体方案做了认真评审。

参与评审的专家包括:北京机床研究所副总工程师盛伯浩、北京机械工业自动化研究所副总工程师朱晓明、吉林大学机械科学与工程学院院长杨兆军、重庆大学机械工程学院教授张根保、机械科学研究总院顾问陈长年、西安交通大学精密工程研究所郭俊杰以及四川普什宁江机床有限公司总工程师刘雁、苏州电加工机床研究所有限公司总经理吴国兴。

出席本次会议的领导包括:科技部重大专项办杨军处长、中国汽车工程学会付于武理事长、中国机床工具工业协会于成廷名誉理事长、中国机械工业联合会李冬茹副秘书长、中国汽车工业协会叶盛基副秘书长、中国汽车工程学会韩镭副秘书长、中国汽车工程学会装备部蔡云生部长及中国第一汽车集团公司规划部侯若明主任。

作为东道主,吉安市地委常委陈海明、杰克控股集团董事长阮福德、湖南杰克数控磨床有限公司董事长胡惜时教授及江西杰克机床有限公司董事长陈华贵也出席了会议。

无锡泵所朱剑明所长主持了会议。他表示,本次会议是对共轨二期总体方案的汇报与评审。希望在此基础上,争取2016年完成所有设备的制造,2017年实现并线生产。计划通过2年的运行考核,提前一年完成任务,争取2018年通过验收

无锡泵所技术顾问钱闯首先代表项目组及无锡泵所,详细汇报了共轨二期的整体工作方案及2015年度的执行情况。随后,江西杰克机床有限公司、无锡机床股份有限公司、北京第二机床厂有限公司、四川普什宁江机床有限公司、北京工研精机股份有限公司、苏州电加工机床研究所有限公司以及无锡机床股份有限公司、无锡宏申油泵油嘴设备有限公司、上海丰禾精密机械有限公司和西安交通大学等单位的代表分别汇报了各子课题方案及进展情况。下午,分3个小组分别对精密切削技术、精密磨削技术和特种加工、检测技术做了详细论证,专家和领导们纷纷提出了中肯意见。

顶层设计 长远规划

众所周知,电控高压共轨系统零部件作为当前汽车发动机领域难度最大、水平最高的技术之一,对加工机床及测量仪器的精度要求可谓达到了极致。在“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项(以下简称“04专项”)的支持下,在以无锡泵所为主导的所有参与单位的不懈努力下,共轨一期圆满完成了12台高精设备的研制,精度指标均满足要求。但尽管如此,尚不能做到进口替代,且一期设备均是按照人工操作进行设计,无法满足“中国制造2025”的发展要求。因此,作为牵头单位,无锡泵所对二期整体方案做了全面、细致的规划,不仅要求一期12台设备及二期新增设备要在可靠性、精度保持性及自动化、信息化能力上得到全面提升,而且按照“中国制造2025”的发展目标,构建了一个集自动物流、自动化加工、在线智能检测、网络化、信息化和整体管理于一体的电控共轨系统智能制造示范基地,以期通过这样的建设,不仅要大幅度提高产品质量和生产效率,从而降低成本,提高竞争力,而且致力于发展成为一家系统集成商,将产品技术、工艺技术、高端装备、智能生产线及质量管理体系整体打包,面向行业转让并推广04专项的技术成果,为实现发动机关键技术的自主创新及打破国外垄断作出贡献。

从自动化、信息化生产需求着手,结合产品特点,无锡泵所按照3个层次、8个模块对智能制造做了总体规划,并以此开展相关工作,具体包括:

1. 工厂总体设计及对工艺流程的仿真和优化,涵盖大数据驱动、智能工厂的验证分析及决策系统的研究,以及产品信息的全生命周期管理等,并将课题研制的设备和技术融入其中。

2. 制造执行系统的应用与研究、生产过程数据的采集与分析,以及质量控制管理系统的研究与开发。

3. 借助网络体系,将所有设备及生产环节纳入到DNC系统中,实现在线的整体管理。

4. 对智能仓储和智能物流建设的研究,以形成一个含生产物流在内的完整的示范生产线。

按此规划,共轨二期不仅要实现与进口设备的自动化并线生产,而且要满足“中国制造2025”提出的智能化要求。

对此,中国机床工具工业协会于成廷名誉理事长评价说,共轨二期前期做了大量准备工作,特别是无锡泵所能够深入各子课题单位开展调研,从点到面,准备充分,使整个项目的立体感初步建立起来,其工作值得肯定。他同时强调:“作为一期项目基础上得到提升的一条生产线,尤其是作为国家的一条示范生产线,首先,希望对这条示范生产线的总体目标和要求要进一步细化,包括生产过程的质量控制、效率、节能性及智能化水平等,都要有明确的指标,而且要与国外同类指标作对比,要对整条线的世界水平有一个初步定位;其次,对单机的要求要明确,要通过对整条生产线要求的分解来落实对单机或单个工序的具体要求,从而既有系统的概念又有保证系统措施的概念;第三,要特别关注物流问题,因为整条生产线的效率是工序间的衔接效率,因此要对单机的上下料以及前、后工序的衔接提出具体的要求;第四,针对整个智能制造,还要做更加细致的工作,尤其要把生产线与单机之间的对接搞清楚。总之,从单元技术到工程整体水平是一个相互沟通的过程,从单机的可靠性到整条生产线的可靠性是一个系统的保证,从单机效率到整条生产线的效率是一个保证的措施,因此,希望共轨二期总体方案要在这方面做进一步的完善。”

中国汽车工业协会叶盛基副秘书长表示,共轨二期是在一期项目完成的基础上,以一期项目的改进和集成发展为目标,来做整个项目的策划和预设计,指导思想很好,能够通过不同时期的推进来逐步升级。建议在项目总体目标基础上,各子课题的基本目标要明确,以为总体目标提供支撑。同时,要加强整个项目推进过程中的同步工程管理工作,同步计划要在整个项目的推进计划中得到完整具体的体现。此外,建议以国外整线系统为标杆,分析对照自身所能达到的水平。

抓住重点 管理到位

无锡泵所技术顾问钱闯在汇报中表示,共轨二期的成败,很大程度上取决于设备可靠性的提升,因此,无锡泵所将可靠性工作纳入到项目的重点管理中。通过向国家机床检测中心学习可靠性评价方法,无锡泵所制定了本项目验收的可靠性规范,并传达给各子课题单位。

基于共轨二期对可靠性的要求高,难度大,无锡泵所还组建了可靠性工作小组,特聘两位教授做项目的可靠性顾问,并3次组织了可靠性技术培训,4次深入子课题单位开展可靠性交流。与此同时,利用自筹资金,与吉林大学、重庆大学签订了可靠性合作协议,开展可靠性验证和把关工作。作为用户,无锡泵所还通过对一期设备的使用,收集了相关故障信息,为二期设备的可靠性改进提供了基础数据。

针对2016年即将实施的设备制造,无锡泵所特别要求各子课题单位要将可靠性工作纳入到对制造过程的管理和控制之中,并将定期监督检查,具体包括:

1. 对设备制造过程的控制。要求在设备制造及装配过程中,尤其要突出可靠性保障与质量管理,要通过可靠性故障分析,找出关键环节,在关键环节设置可靠性控制点,以确保制造和装配过程的可控,满足可靠性要求。

2. 对采购流程的控制。保证设备的配套件和外购、外协件要满足可靠性要求,因此,要在新一轮的采购和应用中,严格管理,设置必要的检查记录表。

3. 严格计划管理,做好节点计划,确保2016年圆满完成整机制造。

针对上述可靠性改进措施,与会专家们普遍认为,共轨二期对可靠性给予了高度重视,都将可靠性问题提到了议事日程,工作做的细致、充分,但仍存在一些问题需要引起重视。对此,他们纷纷献计献策,提出了很多宝贵意见。

吉林大学机械科学与工程学院院长杨兆军教授和重庆大学机械工程学院张根保教授都认为,要想真正提高可靠性,必须做大量的试验和分析研究,要在试验和故障分析的基础上进行设计,并通过制造、装配、调试及对用户的培训来保证设计目标的实现。杨兆军教授还表示,作为复杂的机电系统,数控机床的可靠性在技术和理论上都不成熟,因此,需要进一步理清故障与可靠性等基本概念,在此基础上,把握一条正确的数控机床可靠性技术路线,并在前期对可靠性技术路线进行培训的基础上,继续深入企业,将可靠性技术路线落到实处。

北京机床研究所副总工程师盛伯浩和重庆大学张根保教授同时强调了“提高可靠性的同时,不应忽略了性能稳定性和精度稳定性”的问题。盛伯浩副总工程师建议,要从工艺分析到设备性能到整线的布局连线,对影响可靠性和精度的问题做统一分析,在考虑可靠性的同时,不能忽略了精度稳定性和精度寿命问题。

北京机械工业自动化研究所副总工程师朱晓民则认为,有必要按照项目的整体可靠性指标要求,对单台电加工设备的关键指标重新定义,争取有所提高。他特别强调,要加强对设计工作的验证与完善,要加强与国外设备的对标,要对故障模式作进一步的深入分析,以尽量避免原有设备出现的问题,同时采取一些措施(如误差补偿等),对分析出的故障进行处理。

中国机械工业联合会李冬茹副秘书长强调说:“可靠性是最关键的问题!希望从设计到制造到装配直至使用,都要建立一个比较完整的体系;要在各个环节对可靠性进行分解、设计和提升;要结合用户工艺,尽可能地将可靠性问题向前延伸而不是事后补救。希望无锡泵所作为用户,能在工艺性及整个系统的工程化过程中提出具体的要求和规范,包括数控系统、自动化上下料装置等,提出以无锡泵所为主导的一些方法,让各子课题单位在设计过程中充分考虑好将来的上线以及实现数字化车间、智能制造的一些技术。”

工艺牵引 事半功倍

  1. 年,无锡泵所作为课题牵头单位,多次深入各子课题单位,开展技术交流和研讨,配合各子课题单位,做好了前期技术指标的确认及相关工艺的研究工作,具体包括:

1.对车削中心加工中心的工艺设计图、喷油嘴设计图、内凹端面加工图以及凸轮磨、凸轮轴的加工图进行了确认,提出了工艺要求。

2. 对当前使用的进口设备的刀具型号及切削参数与将要制造的国产设备进行了对接,加强了集中统一管理,并提供机床厂作参考。

3. 对关键工序及工步展开了相关的工艺研究与攻关,并将研究结果和有关参数提供给各子课题单位,具体包括:解决了数控机床在切削过程中铁屑缠绕刀具等问题;确定了螺纹滚压、挤压前的尺寸及相关参数;对喷油器体小孔的切削参数包括刀具形式做了试验验证;研究了喷油器体将采用的深孔钻技术及工艺参数;研究了电火花加工设备的工艺参数及直径尺寸、锥度、粗糙度、电极损耗和加工时间等与工艺参数之间的关联性,确定了油嘴加工所要采取的工艺参数,以将其集成到新设备上去;研究了中孔纵面磨削工艺,分析了砂轮线速度及砂轮对磨削后表面质量和形状的影响,以及夹具精度对所加工零件质量的影响;对砂轮修整及机床参数的设定、优化进行了研究;研究了喷油嘴的液体挤压研磨工艺,特别是在新设备上采取的多功率、复合式加工技术,包括自动上下料、质量追溯和信息化等;研究了泵体在高压清洗机中的清洗和去毛刺工艺及不同情况下的清洗参数;研究了内凹端面的磨削参数及工艺;研究了凸轮轴的加工工艺。

通过工艺牵引,各子课题单位在现场调研的基础上,基本完成了二期产品的设计工作,提出了制造方案和改进措施。

作为牵头单位,无锡泵所还将一期设备纳入到生产线中,通过实际应用,考核设备的使用情况及存在的问题。同时,将一期的数字化检验系统应用于生产现场进行检验,按照各个工序建立在线检测手段,将数字化检验系统与整条生产线联系起来,实现了现场的管理与控制,为今后的数字化生产线储备了前期的检测规模。

针对2015年开展的这些工作,中国机械工业联合会李冬茹副秘书长评价说:“作为04专项的一个标志性工程,这个项目通过用户的工艺牵引,来组织国内的优势企业共同开展研究,不仅有助于各企业产品技术水平的提升,而且能够在国内的油泵油嘴行业中建成一条示范线,其意义重大!从这个角度看,我们希望共轨二期能在一期基础上做得更好,也相信无锡泵所有很多好的经验,通过新产品的开发及技术水平的提升,将来能够在内燃机行业中推广应用这些成果,从而发挥出这个项目的示范作用。同时,希望通过这个项目的实施,最终能够组织大家一起,成为同类产品的成套解决方案供应商。”

科技部重大专项办杨军处长则表示,04专项做到现在,课题承担单位及专家们都付出了很多辛苦。这个项目参与单位多,协调量大,涉及诸多设备及工艺的对接问题。作为牵头单位,无锡泵所作出了巨大努力。目前,04专项聚焦瘦身到了航空航天和汽车两个领域。对汽车领域而言,关键是要解决研制产品的市场化问题。希望通过这个项目的实施,机床企业的能力能够真正提升起来,推动这条针对汽车发动机的示范线走向市场,从而为04专项树立标杆。

毫无疑问,此次共轨二期年度总结暨项目方案评审会取得了圆满成功,达到了预期效果。

会上,中国第一汽车集团公司规划部侯若明主任代表一汽集团,对各位专家、领导长期以来的支持、关怀和帮助表示感谢,对江西杰克机床有限公司对会议的精心安排表示感谢。他说:“在国家各部委的支持下,在专家们的帮助下,经过3年的努力,共轨一期于2014年顺利通过了验收,同时启动了二期项目。2015年,是对二期新产品及一期产品改进进行设计的关键一年。如果说一期是点,是单台设备的单兵作战,那么二期就是面,需要将各个点毫无故障地联系起来,同时需要满足中国制造2025提出的很多刚性指标要求。虽然一期积累了很多经验,但二期任务更重。因此,希望大家要继续发扬一期时期的志气、勇气和锐气,充分吸收专家们提出的中肯的、建设性的意见,开阔思路,对前期方案做进一步的完善,在设计中将今后要涉及的智能制造相关问题通盘考虑进去。作为一汽集团,将凭借自身的人才和资源优势,对此给予大力支持,确保这条示范线实现智能生产,既要做好一汽的样板,又要做成国家的样板。”

中国汽车工程学会付于武理事长在最后的发言中表示,非常荣幸多次参加了该项目的阶段性评审,很高兴能与机床行业的专家、同事一起开会,这非常难得。他不无感触地说:“这是一个跨界的时代,只有跨界合作才能推动产业向前发展,因此,要特别感谢无锡泵所和朱剑明所长做了这么好的工作。1992年,汽车产量是100万辆,2002年达到200万辆,今年将达到2400万辆,很快就会达到3000万辆。因此,中国汽车产业做大已经不是问题!但伴随着汽车产量的飙升,关键的零部件、核心技术却依然严重滞后。1994年,中国曾提出了要打造50~100个零部件小型巨人,现在20多年过去了,中国汽车的小型巨人在哪儿?不可否认,中国汽车产业已经到了转型升级的关键时刻!而转型升级的关键是要解决核心部件和关键零部件的核心技术问题。发动机就是核心的核心,而高压共轨就是核心中核心的核心,所以04专项的这个项目对中国汽车产业而言非常重要,希望无锡泵所能够成为中国汽车零部件的小型巨人。今年出台的中国制造2025,第一次准确地描述了未来汽车的技术方向,就是节能和新能源汽车。按照工信部的要求,中国汽车工程学会将牵头落实7个路线图,并动态跟踪管理。所以我们对制造技术有强烈的需求,这就要求必须跨界合作,必须依靠装备制造业、依靠机床厂的支持。从这个意义上讲,04专项的这个课题,是实现关键核心技术重大突破的、能填补国内空白的重大标志性项目,它为汽车产业链创造了产、学、研跨界协同合作的创新模式。无锡泵所和在座各单位的协同努力是对汽车产业的重大贡献,我代表汽车产业感谢机床界同仁给予的支持和帮助。希望下一步能放大这个模式,扩大影响力。同时,也希望无锡泵所统筹规划,把握好二期项目的节奏,通过严谨组织,发挥集体智慧,确保项目成功。我坚信朱剑明所长的坚强领导!坚信在座各位的协同创新!汽车行业由大变强,离不开机床装备制造业的强力支撑!”

在听取了专家和领导们的点评后,朱剑明所长表示:“我们一定将这次会议提出的好的建议和要求带回去,消化吸收,充分做好前期方案。我们就是要体现团队精神,汇聚大家的智慧和力量,共同做好这个项目。值得一提的是,一汽集团董事长对我们这个项目高度关注,希望我们在满足军车生产要求的前提下,一定要按照智能化、数字化工厂的目标进行建设,首先要在一汽实现大批量生产。董事长表示,作为央企,一汽集团有责任和义务为行业的发展提供支持。董事长的表态,给我们指出了更高、更远的方向,使我们更有信心做好这件事。”

会议期间,大家还参观了江西杰克机床有限公司,对该公司的企业文化赞不绝口,留下了深刻印象!纷纷表示受益匪浅,收获很大。