機(jī)聲隆隆的車間里卻是另外一番景象。幾臺6層樓高的重型機(jī)器正在接受最后的檢驗(yàn)。它們即將奔赴汽車工廠行使使命。

這些讓人仰視的龐然大物是濟(jì)南二機(jī)床的一大拳頭產(chǎn)品：數(shù)控沖壓設(shè)備。別小看它們，配備高精科技的大塊頭也擁有大智慧。

在汽車制造的沖壓、焊裝、涂裝和總裝4大工藝中，沖壓是關(guān)鍵的第一步。按照模具的形狀，平整的鋼板依次在3到5臺沖壓機(jī)的作用下，被硬壓、剪裁或開孔，形成車身部件。一輛汽車的車身中，70%以上的零部件都是沖壓而成。

2013年，紀(jì)錄片《大國重器》風(fēng)靡熒屏。在談到濟(jì)南二機(jī)床時，片中說道，“2009年，中國成為全球最大汽車生產(chǎn)國。其中80%以上的外覆蓋件是由中國制造的沖壓設(shè)備生產(chǎn)的。這使得汽車制造的成本大為降低，讓轎車至少提前3年大規(guī)模進(jìn)入了普通百姓的家庭。”

對此，濟(jì)南二機(jī)床機(jī)械優(yōu)化室副主任徐洪平頗有感觸。“20多年前，一輛桑塔納轎車的售價約20萬元，而當(dāng)時濟(jì)南地區(qū)的人均月收入只有大約100元。而現(xiàn)在，汽車夢對中國人來說早已不像當(dāng)年那么遙不可及。”他表示。

“目前在國內(nèi)，汽車制造的四大工藝中，只有沖壓設(shè)備實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化，這在很大程度上是因?yàn)闈?jì)南二機(jī)床。”他自豪地說。

濟(jì)南二機(jī)床生產(chǎn)的沖壓線在汽車工廠正常運(yùn)行

攜手20年

從最初的小小兵工廠，到現(xiàn)在世界前三的汽車沖壓設(shè)備制造商，濟(jì)南二機(jī)床的成功并非一蹴而就。2003年之后，國內(nèi)汽車市場開始突飛猛進(jìn)，濟(jì)南二機(jī)床迎來了騰飛的機(jī)遇。但能抓住這個機(jī)遇，依靠的是多年來通過集成創(chuàng)新和自主創(chuàng)新打下的深厚“內(nèi)功”。其中西門子同樣扮演了不可或缺的角色。

西門子與濟(jì)南二機(jī)床結(jié)緣自1996年。當(dāng)時西門子的840D數(shù)控系統(tǒng)開始安裝在濟(jì)南二機(jī)床生產(chǎn)的機(jī)床上。隨著合作的深入，西門子的全集成自動化（TIA）系統(tǒng)越來越多地集成到濟(jì)南二機(jī)床生產(chǎn)的汽車沖壓設(shè)備里。從PLC（可編程邏輯控制器）、運(yùn)動控制系統(tǒng)到驅(qū)動系統(tǒng)，西門子的產(chǎn)品和解決方案幫助提高了沖壓線的效率和可靠性。

隨著汽車工業(yè)更新?lián)Q代加快，市場競爭日益激烈，汽車工廠對沖壓線的精度、效率和柔性化的要求也在不斷提高。要應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，數(shù)字技術(shù)就顯得尤為關(guān)鍵。

2010年起，濟(jì)南二機(jī)床開始使用西門子PLM（產(chǎn)品生命周期管理）軟件，由此邁出了數(shù)字制造的堅實(shí)一步。

沖壓線結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，設(shè)計難度加大，單臺壓力機(jī)涉及的零件數(shù)量高達(dá)1萬多種。相比濟(jì)南二機(jī)床原先的二維設(shè)計軟件，西門子專門針對機(jī)械行業(yè)開發(fā)的三維設(shè)計軟件Solid Edge更直觀、實(shí)用，設(shè)計效率也更高。而Teamcenter軟件則用于產(chǎn)品生命周期的數(shù)據(jù)流管理。

“我們已經(jīng)使用二維設(shè)計軟件30年了，過去積累的許多現(xiàn)成的設(shè)計模塊可以拿來就用。而轉(zhuǎn)向三維設(shè)計需要從零開始，不斷積累。盡管如此，我們?nèi)栽诖罅ν菩蠸olid Edge，因?yàn)樗砹颂摂M設(shè)計的發(fā)展趨勢。”濟(jì)南二機(jī)床機(jī)械設(shè)計師李正爽說。

由濟(jì)南二機(jī)床的沖壓設(shè)備沖壓而成的車殼部件

據(jù)機(jī)械優(yōu)化室副主任徐洪平介紹，濟(jì)南二機(jī)床曾經(jīng)花了2年時間廣泛考察，最終才選定了西門子的PLM軟件。“除了產(chǎn)品本身，我們看中的是西門子涵蓋產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)規(guī)劃、生產(chǎn)工程、生產(chǎn)實(shí)施和服務(wù)的全面解決方案。這對我們部署覆蓋全產(chǎn)品生命周期的數(shù)字制造產(chǎn)業(yè)鏈將大有幫助。”他說。

今年已是徐洪平在濟(jì)南二機(jī)床工作的第30個年頭。他剛參加工作時，正好趕上二維設(shè)計軟件取代繪圖板、三角板和鉛筆，給機(jī)械設(shè)計帶來了第一次質(zhì)的飛躍。

“當(dāng)時在電腦上做設(shè)計是個非常時髦的事情。現(xiàn)在干了大半輩子了，也要順應(yīng)大趨勢，朝更加前沿的三維發(fā)展。”他說。

“虛擬實(shí)驗(yàn)室”

為保證沖壓線高效安全，測試環(huán)節(jié)必不可少。過去，沖壓線的調(diào)試是“真槍實(shí)彈”的實(shí)景操練。一個微小的誤差就可能導(dǎo)致設(shè)備損壞。現(xiàn)在，西門子沖壓線仿真軟件（PLS）搭建了一個“虛擬實(shí)驗(yàn)室”，能幫助優(yōu)化沖壓的節(jié)奏和送料設(shè)備的運(yùn)動軌跡，提高整線效率。

2013年，在引進(jìn)西門子PLS軟件框架后，濟(jì)南二機(jī)床便聯(lián)合西門子和上海通用汽車共同開始軟件的二次開發(fā)，使其更好地滿足實(shí)際需求。

西門子技術(shù)工程師徐麗華便是這個三方開發(fā)團(tuán)隊中的一員。2014年，她曾多次前往濟(jì)南和上海為合作伙伴提供技術(shù)支持。遇到棘手的技術(shù)問題，討論到深夜也是常事。

在PLS投入使用后，濟(jì)南二機(jī)床能將調(diào)試時間與設(shè)計瑕疵大大減少。仿真數(shù)據(jù)還能導(dǎo)入生產(chǎn)系統(tǒng)，糾正生產(chǎn)參數(shù)。

“PLS能幫助濟(jì)南二機(jī)床和上海通用汽車對沖壓線進(jìn)行整線仿真，這在國內(nèi)還是第一次。”她說。

“更重要的是，有了PLS，設(shè)備廠商和最終用戶在設(shè)計階段就可以進(jìn)行仿真，對一些特殊工藝更容易通過仿真找出規(guī)律并修改設(shè)計，大大縮短新產(chǎn)品上市的時間，真正體現(xiàn)了數(shù)字制造的核心優(yōu)勢。”西門子數(shù)字化工廠集團(tuán)工廠自動化部金屬成形行業(yè)發(fā)展經(jīng)理周曉東表示。

西門子沖壓線仿真軟件（PLS）的仿真

造船出海

濟(jì)南二機(jī)床的雄心壯志并不局限于國內(nèi)。2011年，與美國福特汽車公司的“聯(lián)姻”標(biāo)志著它真正踏上了國際舞臺。這一年，福特就下了5條沖壓線訂單。

制造完成后，這些設(shè)備被拆分成近2000個大型包裝箱，經(jīng)過60多天的海運(yùn)和陸路的長途旅行，到達(dá)福特在堪薩斯和底特律的2個工廠。

從中國到美國，這兩萬公里的跨洋之路走得并不容易。擁有百年歷史的福特選擇“聯(lián)姻對象”向來苛刻，必須“名”當(dāng)戶對。這也是福特近20年來首次將繡球拋給德國之外的沖壓設(shè)備制造商。

從接到訂單那刻起，濟(jì)南二機(jī)床上上下下便進(jìn)入一級備戰(zhàn)狀態(tài)。而福特沖壓設(shè)備規(guī)劃主管更是在寫給濟(jì)南二機(jī)床的郵件里說，如果這個項目出了問題，他的職業(yè)生涯“將就此終結(jié)”。

事實(shí)證明，濟(jì)南二機(jī)床在海外的崛起并非曇花一現(xiàn)。2011年至今，濟(jì)南二機(jī)床已先后拿到福特7條沖壓線的訂單。在設(shè)計過程中，它們都采用了西門子Solid Edge軟件，并集成西門子電氣設(shè)備來保證穩(wěn)定、高效的運(yùn)行。

據(jù)濟(jì)南二機(jī)床副總經(jīng)理張世順介紹，這幾條線代表了世界最高水平，能每分鐘沖壓15件大型汽車覆蓋件。沖壓線效率的提高，猶如百米賽跑，每提高半秒都無比艱難。

“從以前的12次線到15次線的技術(shù)跨越，如同‘動車’到‘高鐵’的飛躍。”張世順表示。

“汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展瞬息萬變。濟(jì)南二機(jī)床能夠滿足不斷變化的市場需求，很重要的原因在于對數(shù)字制造理念的貫徹實(shí)施。而與西門子的合作正使我們的數(shù)字化之路越走越寬。”他補(bǔ)充道。