未來制造重在彌補工藝之短板——訪成都敏捷制造工程有限公司總工程師黃海基

《金屬加工》記者 盧燕明

初識黃海基先生是在南京召開的“第15屆全國特種加工學術會議”上，一張名片傳遞出黃總諸多身份：中國機械工業工藝協會工藝診斷師、中國機械工程學會特種加工分會常務理事、中國模具工業協會技術委員會委員、中國特種加工學會R P快速成形技術委員會副主任、四川省制造業信息化專家組專家、四川省政府評標專家庫專家、四川省中小企業科技專家團咨詢專家、四川大學制造學院/成都航空職業學院客座教授、成都市政府重大行政決策模具產業咨詢專家。除此之外，黃總還是享受政府特殊津貼有突出貢獻優秀專家。更吸引記者的是冠以“敏捷制造”頭銜的公司，在中國制造業也是屈指可數的。

帶著好奇與崇敬之心，《金屬加工》記者來到位于成都市青羊區青羊工業集中發展區（西區）的成都敏捷制造工程有限公司（簡稱：成都敏捷）參觀學習，深深感悟到現代制造工藝技術匯集于公共技術平臺這一現代制造理念，值得探討和學習。

國內“敏捷制造”的開路先鋒

早在1993年，黃總在歐洲求學期間就開始接觸“敏捷制造”這一新概念，對此產生了濃厚的興趣。

“敏捷制造”的核心思想：是將具有開創性的高效快速重組的管理結構和組織、高度熟練和知識淵博的人以及柔性和智能的先進制造技術三者集成，對千變萬化的市場機遇作出決策和最佳的市場響應速度，最大限度地滿足顧客的要求。它是當今制造業的高新技術，是美國提出來的21世紀的制造策略和新概念。

制造業是所有與制造有關的企業機構的總體，是國民經濟的支柱產業，它一方面創造價值，生產物質財富和新的知識；另一方面為國民經濟各個部門包括國防和科學技術的進步與發展提供先進的手段和裝備。在工業化國家，約有1/4的人口從事各種形式的制造活動，在非制造業部門，約有半數人的工作性質與制造業密切相關。可以說大多數國家和地區的經濟騰飛，制造業功不可沒。

敏捷制造是作為替代大規模生產的一種新型制造模式，也是人們尋求的一種新的制造戰略，敏捷制造就是“多品種、變批量、具有敏捷的市場響應速度去生產不同用戶所需的全解產品”。未來的競爭成功企業將擁有一支富于創造性、有領先技術的職工隊伍，并能通過敏捷的工藝技術裝備系統和迅速準確的通信與信息系統，及時抓住市場機遇創造營銷機會，并在競爭中獲勝得利。

黃總觀察到，中國企業幾乎都是“大而全”、“小而全”的辦廠模式，沒有走出專業化之路，制造水平何以提升？1999年，他在四川省科委申報了一個課題：《敏捷制造與虛擬企業》，由黃總親自執筆，產學研政合作研究，形成一個4萬多字的課題報告。報告中指出：敏捷制造與虛擬企業將改變企業和產業結構、模糊行業概念，徹底打破“大而全”、“小而全”和金字塔式的組織管理模式，以及企業的傳統經營理念，是改造傳統產業的系統工程。

黃總致力于敏捷制造的不斷探索與創新研究，于1999年注冊成立了成都敏捷制造工程有限公司。黃總說：“當時的目的就是要參照敏捷制造的理念，走專業化的道路，把高端技術和不容易掌握的制造工藝技術集中到一個企業（平臺），再對外服務。”公司已分別由四川省科技廳認定為“四川省精密模具工程技術研究中心”和四川省發展和改革委員會認定為“四川省精密模具特種加工工程實驗室”，四川省經信委認定的中小企業公共服務平臺。黃總介紹說，它是按照“一家吃不飽，千家離不了”、“扶持一家，受益千家”的理念，將現代制造工藝技術匯集于公共技術服務平臺，服務于精密機械及模具產業，其目的是為精密機械、模具制造、生物醫療、精密電子等高新技術產業打造的高端公共技術服務平臺。公司的建立和發展受到國家發改委、中國模協、當地政府和主管領導的支持和關注。近年來榮獲了成都市科技進步二等獎、四川省科技進步三等獎和中國機械工業科學技術三等獎。

推動工藝進步路漫漫

“一直以來，我國復雜零件包括精密機械產品制造最缺乏的就是工藝。我們引進設備、引進工具等，但唯獨工藝很難引進；甚至做不到好馬配好鞍，一流機床只配二流、三流附件。所以，我國大多制造企業都存在：現代的設備，傳統的工藝。”黃總一語擊中我國制造業的致命要害，“許多中小企業，不會甚至不敢使用高端設備的還大有人在。就拿數控加工中心來說，使用傳統銑床的工藝大有人在。”

有觀點認為工藝是可有可無的。但恰恰相反，許多零件能否制造出來往往取決于工藝水平的高低。比如，在液壓件的制造中，其中的關鍵部件表面粗糙度值要求非常小，稍微增加一點阻力，摩擦力增大就會導致產品不合格。制造部門做不出來就申請改設計，當看到成都敏捷公司的特種加工工藝后才感到，要改進工藝，而不是降低設計要求。

綠色制造最根本的是節約資源，而資源浪費大部分是出自工藝問題。比如說，模具表面涂層可以延長使用壽命，這是大家的共識，但為什么許多模具制造企業不用涂層？這其中不排除利益驅使。因為加涂層模具壽命提高，模具消耗的少了，模具銷量自然受到影響。對此，沿海一帶與內地企業在制造理念也有相當大的差別，珠三角地區的企業已經把涂層要求寫進合同里，而西部地區模具用戶根本不能理解涂層的好處。20世紀90年代，黃總去德國考察發現，那里一套模具可以實現焊接+測量+自動篩選，售價達幾十萬德國馬克，壽命是20億次。相比之下，我們的模具效率和壽命都有差距，這就是對資源的一種浪費。

“目前工廠信息化大部分停留在管理部門，真正實現車間甚至機床信息化的只有10%。”黃總感慨道，“機床信息化管理涉及生產物流各個環節。如果工藝數據基礎不健全，車間信息化是不可能實現的。”

現在，什么都可以交流、共享，唯獨工藝技術被封鎖；什么學習班都有，唯獨工藝學習班稀少。究其原因：第一，抓工藝的體系缺失；第二，有經驗、肯鉆研的工藝人才流失；第三，人們都是根據各自的產品研究具體工藝，幾乎沒人研究共性工藝問題。在此，黃總得出一個結論：關鍵共性技術難尋。

其實，工藝標準化問題是非常值得研究的。比如工廠建設，可以分類制定建廠標準，便于建廠和審批時調用，有標準可依。如果針對每臺機床找出公共元素點，通過這些元素點再去推論后面的工裝、夾具等柔性附件，這樣就可以避免上一個產品配一套工裝，換一個產品工裝又推倒重來的工藝模式，這樣不僅可以提高加工效率，也會避免占用大量工裝資源。國外先進國家這方面的工藝標準就制定得非常細、非常嚴格。

黃總指出，我們國家制造業中，工藝是一個薄弱環節，而且這一趨勢越來越明顯。究其原因：一是工藝封鎖；二是對于工藝項目，國家的支持力度不夠。如我們常說的三新，即新材料、新技術、新工藝，前兩項獲取專利和國家的支持相對比較容易；在中國機械工業科技進步獎中，工藝獎項所占的比重是比較輕的。相對于機械加工而言，特種加工的地位就顯得更低了。在生產一線，工藝人員的獎金低于設計人員已成為普遍現象。

黃總呼吁：怎樣去重視工藝，如何向工藝要效益？他認為，這是一個國家戰略問題，是市場經濟環境下企業經營導向問題，而不是一個普通的工藝技術人員喊出來就能轉變的。2013年11月15日，在人民大會堂召開的“第十屆中國科學家論壇”上，黃總有幸見到多位院士，大家非常認同：重視工藝，刻不容緩。

打造公共技術服務平臺

黃總是特種加工出身，擅長鉆研技術，尤其對新生事物感興趣，早在1997年就開始研究3D打印，并在中國機械工程學會特種加工分會的支持下，參與共同組建了快速成形分會。

黃總做事比較超前，他把日本、美國、德國的制造技術和理念帶到成都敏捷，通過公共技術服務平臺的建設發展，定位于三產業的現代生產型服務業，以解決精密機械（模具）行業中存在的精密特種加工共性難題為目標，進行多項技術的集成和研究與應用探索，通過定位于模具制造企業、模具使用企業以及精密機械行業，創新性的集成多項先進特種工藝技術，為廣大中小企業開展精密疑難技術攻關研究和服務，提高產業競爭力和行業技術水平。

黃總列舉精密工藝基準定位系統技術，這是不同的高端精密設備之間的接口。為生產現場加工及檢測設備提供了統一、固定、已知的三維工藝基準，系統重復定位精度高達±1μm。這是解決工件傳遞精度的好方法。通過這幾年的推廣，四川已經有30多家企業在用，并在成都地區建立了共用基準平臺，且應用這套系統加工出葉片厚度僅為0.2mm的航空葉片。

目前主要開展的特種加工技術服務還有：①精密激光焊接特種加工技術：通過對引進技術的消化、吸收和再創新，進行了專業的激光模具焊接、修補和精密零件焊接的技術攻關、研究。研究成果包括：建立了激光加工生產系統，(最小焊點直徑0.1mm)重點研究了模具鋼、鋁合金、鈹銅合金模具的焊接工藝，建立了工藝參數數據庫，突破了精密模具/特種加工制造企業激光焊修和表面改性等關鍵技術。②PVD物理表面氣相沉積技術：單純使用本技術可提高刀具模具壽命3～5倍，也是目前行業內普遍采用的技術，但作為本項目中的核心技術之一，我們在已有技術的積累基礎上，通過與磨料流加工技術的結合，最佳情況模具壽命可提升30倍，并形成了整套工藝流程。③精密特種加工模具型面精整加工技術：本項技術是高速銑削技術（42 000r/min），精密電火花線切割技術（Ra≤0.03μm，線徑≤0.05mm），精密電火花成形技術（精度1.5μm，Ra≤0.1μm）與工藝基準定位系統的集成應用，制造了精度≤0.002mm，Ra≤0.1μm的數控刀片模。

3R-Delphin系列五軸大型工件定位系統

配套研究技術：①φ0.2mm電火花小孔加工技術：原四川省內最小孔僅能加工φ0.3mm/10，而精密電子模具急需φ0.2mm，否則解決不了精密電子模具0.4mm線寬的切割加工問題，這一問題制約了精密電子、模具制造業的發展，通過研究，攻破了加工直徑：0.2mm。②中走絲線切割技術：采取半閉環控制的多次切割技術，使一般模具表面粗糙度值Ra≤1.0μm，是眾多中小模具企業急需的加工技術。③磨料流光整加工：現在大部分廠家仍沿襲傳統的手工拋光工藝，以犧牲精度為代價來實現表面光整加工，而采用半流體磨料進行磨料流特種加工即可在保證精度前提下實現光整加工。④淬硬材料VDP加工：模具淬火后需高速加工＋VDP技術在四川地區屬空白，采用VDP阻尼吸振技術+高速數控的方式減少模具的變形量和延長刀具壽命（φ2mm以下刀具效果明顯）。

以工藝研究為主線的公共服務平臺，自2007年建成以來，成都敏捷已服務企業500余家，服務上千項次，培訓人才500余人。成為四川省第一個服務型的先進制造技術集成公共平臺。