影院排片“一片独大”何时破局

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高技术服务为“中国智造”添翼

日期:2012-12-19作者:admin点击:819转播到腾讯微博
摘要:一家小型机构如何扮演撬动汽车产业的角色—— 高技术服务为“中国智造”添翼

  一家只有200多名员工的小型机构,正扮演着撬动中国汽车产业的角色。听起来,这似乎有些难以置信。不过,在中国制造业转型升级,走向高端的背景下,这个故事正演绎得越来越生动。

  这家机构之所以能担当起这种角色,离不开几个因素:作为国家级的工程研究中心,它整合着产学研各环节的创新资源;同时,它涉足的技术领域——数字化制造,也被公认为可能带动整个制造业升级的关键共性技术。

  这是一个典型的协同创新案例,主角是位于上海张江的“国家模具CAD工程研究中心”。

  

最精密的“汽车”

  在上海张江的一个小型产业化基地,大型高级数控机床高速运转,将一块块金属锭切削成零件,最终组装出一辆可能是国内最精密的“汽车”。车长约5米,其实际尺寸与设计方案的误差只有区区0.2毫米,也就是3根头发丝粗细。

  高精度车造价高达数百万元,但它不会上路——缺少发动机,不安装车轮。

  研发者——国家模具CAD工程研究中心(以下简称国家CAD中心)副主任孔啸告诉记者,“高精度车”专业名称叫“整车匹配主模型”。它对应某款即将上市的新车型开发,不仅外形是严格的1∶1,而且未来新车的所有内外饰件(车灯、窗玻璃)都能装得上去。量产前,整车厂需要验证供应商的部件能否与车身精确匹配,相互是不是会干扰,功能是否符合要求。有了主模型,就能把全车内外部件全部装配上去,从而尽早发现问题。

  可以说,主模型就相当于一套拥有汽车外观的精密量具和标尺。孔啸说,一个主模型要校验的部件可达上千个,它是新车型质量控制的关键技术环节,因此要求绝对精密。

  新中国汽车业发展横跨半个世纪,但自主开发整车匹配主模型才“破冰”不久。难点在于,每辆车都是由多个复杂曲面构成,因此,主模型的所有细节都必须与新车设计高度吻合,工艺非常复杂。

  制造主模型,必然要尽量把那些可能影响精度的因素都考虑进去:将它摆在地上,要防止自重造成的微弯曲;温度变化,金属件须避免无法回弹的微膨胀;甚至运输时的微微摇晃动,都有可能给主模型带来不可逆的微变形……

  这些因素造成的“误差”,也许非常微小,但无法忽视。

  再者,主模型上有的部件长逾2米,但厚度不过1毫米。这么精巧甚至堪称脆弱的部件,必须用机床将其从厚重的金属坯料里精确地“雕刻”出来。对大型数控机床来说,这个过程有些就像壮汉绣花。不解决原料的固定、机床的控制等问题,谁敢下刀?

  汇总起来,这些问题只有一个出口:数字化制造。

  

“虚拟预判”的价值

  孔啸说,开发制造整车匹配主模型,是智能设计、虚拟仿真、分析优化、精确测量、精密加工等数字化制造技术的全面体现。

  主模型拥有车的外观,以及与所有内外饰件的接口。既然它本质上是一把精密的量规,那么就无法照搬新车型的设计方案。CAD中心首先要解决的,是根据新车型的电子图纸,完成主模型的个性化设计。所谓设计,不仅是探讨外观和功能,更重要的是,在真正的产品“呱呱坠地”前,当所有设计还只存在于虚拟空间时,就可以通过计算机提前掌握产品的大部分性能——这正是数字化制造之妙。

  主模型的设计开发就是利用了数字化制造的这个优势。那些与变形有关的因素——整车质量分布、内部应力环境、车身各环节的强度,只要完成图纸,计算机就能通过仿真测试,给出全面的报告。因此,设计师有足够的条件预先进行优化。

  进展至此,CAD中心可以说已经知道“该造什么车”,接下来就是“怎么造”。数控机床用得好不好,完全取决于计算机技术水平。在CAD中心,机床每次“下刀”会留下怎样的刻痕、给材料造成什么的冲击,计算机都能模拟。机床启动之前,操作者就胸有成竹。

  孔啸告诉记者,这一系列数字化技术,是CAD中心的核心能力。因此,他们在国内率先突破了主模型的设计加工难题。迄今为止,中心已陆续为国内10家整车企业提供了20多款主模型产品,成为国内最主要的汽车主模型供应商。

  

独特的产学研模式

  汽车行业是中国制造业的重要支柱。现在,国内汽车业转型升级,自主车型接连面世,要迅速形成竞争力,单靠汽车行业自身没法完成,CAD中心作为第三方技术服务商的价值陡然提升。

  长安铃木汽车的品质管理部经理刘文钦告诉记者,比起进口主模型,CAD中心的国产主模型价格要低2/3。主模型的国产化,使整车厂可以完全在国内完成新车开发;无论设计方案如何调整,主模型马上能作相应改变,开发效率大大提高。

  事实上,CAD中心为国内汽车业注入的高技术附加值不仅限于主模型,更多的还是无形的内容。

  上海通用汽车的供应商管理总监黄皆捷告诉记者,该公司目前60%以上的零件来自供应商,其中绝大部分是国内企业。这些企业的技术能力参差不齐。为保证新车性能,CAD中心成为上海通用构建高水平供应链的关键环节——培训供应商的工程师,核准供应商的设计方案,对他们的零件和工艺进行计算机仿真预优化。这套管理方法甚至被北美通用汽车公司引用。

  有能力成为汽车巨头在技术方面的“供应商+服务商”,与CAD中心的定位不无关系。孔啸说,中心一头连着上海交大,一头是上海模具研究所。包括中心主任、国内数字化制造领军人物阮雪榆院士在内,核心团队的身份多是“三合一”——既是交大教授,又是中心领导和模具研究所的高管。“三合一”不仅集聚了人,还建起了基础研究、应用研究和产业化的环境。与传统上各利益主体保持独立的产学研合作不同,CAD中心自身就是“产+学+研”的三位一体,合作“带宽”宽广得多。

  鉴于这是一个协同创新的典型团队,有必要记录他们的主要成员:卞大超、崔振山、黎旻、李铭、熊炜、张一丁、赵喜广、周雄辉……过去20多年,在阮雪榆院士的带领下,中心逐步积累起国内领先的数字化制造技术基础,并一直希望更多地服务国内产业界,促进制造业能级提升。

  如今,大环境迅速变化。孔啸告诉记者,目前,国内的船舶、飞机、能源装备等制造业支柱领域,都迫切需要靠数字化制造技术实现自主创新,企业也纷纷向他们伸出橄榄枝:“中国制造业即将起飞,我们有信心要‘为虎添翼’。”

  日期:2012-12-15 作者:张懿 来源:文汇报

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