蒲鹰:见证高端曲轴的诞生

田进2022-12-23 20:36

经济观察报 记者 田进 从2004年至2022年,53岁的蒲鹰见证了桂林福达股份有限公司(简称“福达股份”)三代曲轴制造工厂的蜕变。

最初,他只是第一代生产线上的调试员,虽然那个年代,这样的调试员依旧是一人难求。此后18年间,他一路历任调试室主任、科长、设备专家、智能化工厂自动化运维室主任,成为福达股份高端曲轴生产过程中必不可少的一员,曾获得“广西工匠”等荣誉。

从外形上看,曲轴就像一根歪七扭八的铁棍,规格从1米至十余米不等,但设计和制造工艺相当复杂,技术壁垒较高,被称为发动机的“脊梁骨”。从普通家用汽车到大型船舶乃至核电发电机组,都能见到曲轴的身影。也因为曲轴的重要性,主机厂及内燃机厂在选择曲轴供应商时有着极其严格的评审流程和较长的认证周期。

蒲鹰说:“即使给你同样的曲轴图纸和生产设备,如果没有调试员团队的经验、技术,你就造不出来。这是靠时间和经验沉淀下来的生产工艺。”

这是属于蒲鹰的自信,也是一个企业工业实力的体现。

走进福达股份的曲轴生产基地,从外面看去,生产线上不同类型的高端机床设备连轴运转。蒲鹰说,工厂的技术优势不仅于此。下游主机厂只提供发动机曲轴的成品图,但曲轴制造企业需要根据图纸分解成若干道工序去保证完成度,加工关键工序包括圆角滚压、动平衡、疲劳强度,都需要完美达标。“很多时候,这些核心技术是看不见、摸不着的。这就需要我们去完美调度每一台设备。”

过去18年,蒲鹰经历了福达股份三代曲轴生产线的更新。期间,每一台设备的引进,流程的简化、调整,蒲鹰几乎都了如指掌。在细微处提升产品质量时,他的团队也有灵光一闪的创新想法。但更多时候,采用哪种刀具磨削、以怎么样的方式加工等更多依赖于长年累月的试探、验证,创新也就此诞生。

时至今日,蒲鹰仍有自己的遗憾。现代工业的生产制造,注定让他们的曲轴生产没办法成为独立个体。三代产线更新过程中,蒲鹰仍有一些他不能掌控的因素。

“我们拥有自己的核心制造工艺,但制造设备方面,还需要引进国外高端机床,国内机床设备更多只能满足中低端曲轴的制造。这方面需要上下游企业的共同发力。”蒲鹰表示。

18年、三代产线的蜕变

1879年,爱迪生在试验了近1600种材料后,得到了人类第一盏具有广泛实用价值的灯。这样的经历在百年以后成为一个家喻户晓的故事。而类似的技术实验迭代,在当下的制造业工厂,已是屡见不鲜。

在福达股份的曲轴制造工厂,从中低端到中高端,产线工艺也经历了数十年的蜕变。

2004年,蒲鹰以调试员角色加入福达股份时,制造工厂仅有4台数控设备,大多需要一线工人“三班倒”地手动操控设备进行曲轴的切削等流程,生产效率低且安全性较低。而且在一年时间内,基本所有设备的维修维护、调试都只能由他一人来操作。

也就是在同一年,福达股份开始走上规模加工锻钢曲轴的道路。为此,加工曲轴的机床设备在此后每年几乎成倍增长——2004年,福达股份引进19台数控机床设备,此后7年,更是引进了200余台数控车床、数控专机等各类机床。

但新设备并不直接等同于新产品。在普通生产线上,每一个曲轴加工需要40多道工序,而下游客户只提供曲轴的成品图。要实现这样的产品效果,需要蒲鹰这类调试员进行加工流程图的分解、调试、优化。小到一个机床设备何时更换怎样规格的刀具,都需要他们来决定。

多年前,公司有过的一次经验教训是,调试员在更换完机床的刀具后,一线员工便开始加工曲轴。但对于生产出的首件曲轴规格,调试员和一线员工未认真检查、跟踪,最终检验员在查出问题时,曲轴生产已出现批量型错误。直到现在,这个案例依旧需要被一线工人所铭记。

蒲鹰说,现在的智能化生产线,基本每两分钟就会诞生一根曲轴产品,因此一点错误都不能犯。

一开始,蒲鹰也不完全清楚复杂的工艺流程。他所能做的就是,参与每一台设备的引进、改造与反复调整,数次与设备厂商沟通,最终实现效率与质量的双重配合。因为设备引进量的暴增,公司也在2005年成立了数控调试室。蒲鹰以数控调试室主任的角色调配团队成员进行数控设备的系列问题处理。

蒲鹰说:“从那时开始流传下来的设备掌控经验、技术成为产线迭代过程中的理论基础,这是生产线背后的核心力量。设备可复刻,但创新的经验没办法轻易复刻。”

一个自下而上的创新是,两台专门用于生产A类型曲轴的进口数控专机,因下游客户需求调整,更多需要B类型曲轴,导致这两台价值不菲的设备开始闲置。蒲鹰也咨询过设备商关于数控专机的改造,但一番交流下来,发现改造价格不仅高且时间周期少则半年以上。

于是,蒲鹰开始主导拆卸、重装这两台设备。蒲鹰表示:“为了能让这两台设备也能生产B类型曲轴,我们需要重新编写其多软件系统的程序,然后重新配套各种适宜的零部件,再将其唤醒运转。得益于一步步摸索、创新,现在这类数控专机,我们基本都能自主调整维修,保证了设备灵活性。”

更多时候,福达股份的创新是自上而下。

从2015年开始,福达股份在手工操控工厂、数字化工厂的基础上,开始迈向智能化工厂阶段。期间三项最明显的外在变化是:新建生产基地、引进全新的国外高端设备、生产线工人身影消失。

蒲鹰说,工厂希望把人简化出来,靠智能系统来保证产品质量,排除人为误差。现在的智能化工厂,细微到产品的抓取、装料等都已经被机械手替代,员工只需要出现在每个抽检环节,并且只需把抽检结果通过手持设备上传到系统中,系统可自动判别是否可以进入下一环节生产。

2022年,福达股份开始推进MES系统(制造执行系统)的广泛运用。会议室里装上了几乎覆盖一面墙的屏幕,通过MES系统,生产过程的所有信息(生产指令、故障信息、加工的时间点等)可随时在系统中查阅并呈现在大屏幕中。而十几年前的方式是:一线员工发现问题后,大声呼叫调试员检查问题并形成文字版逐层上报。

蒲鹰表示:“现在故障信息能通过系统直接传递给具体的调试员,并提醒其在30分钟处理。如果处理不了,再把问题往上汇报。这样的管理方式创新,在多年前根本想象不到。”

用户推动的创新改变

近期,为了深入推进与宝马的曲轴项目合作、沟通,蒲鹰比以往更加繁忙。

2019年6月,福达股份首次与宝马合作。宝马是第一次尝试把曲轴这样发动机的关键零件交给外部供应商制造,因此双方对此合作十分重视,据了解,为获得宝马的合作订单,福达股份经历了非常漫长的审核认证。虽然正式签约是在2019年,但至今还在做量产前的审核。一直以来,国际高端客户对曲轴制造企业设置的门槛非常高,要求具备完整软硬件方面的条件。因此,近几年,福达股份持续投入高额资金建设智能化生产线。也是在这期间,蒲鹰感受到了来自下游客户不一样的创新推动力。

蒲鹰表示:“接触到宝马以后,我们的思维、认知与观念,真的发生了许多改变,很多举措是在以前都没遇到过的。”

首先是宝马提出的近乎严苛的设备建设进展计划。蒲鹰介绍,刚开始与宝马接触时,生产曲轴的设备还未新建,宝马就在和企业沟通的基础上,把工厂半年乃至一年的建设计划定了下来。为此,每天蒲鹰的团队都需要向上汇报计划进展;在设备改造、项目洽谈、合同签订等细节上,福达股份至少每周需要和宝马团队开一次会议沟通进展。

蒲鹰说,每一天的进度完成量,都需要做到达标且可追溯。每天的工作量,也都需要做到细致分解。

其次,宝马团队也会分享曲轴产品制造线上所有可能的试错方式。每一个工艺方面的尺寸,都需要有严格的检测方式。“一些中低端曲轴的生产制造,可能对曲轴的微小毛刺不太关注,但宝马会关注到每一项,要求所有的产品都保持一致性。”

在设备生产能力方面,宝马团队也全力协助福达积极推进项目进程,福达股份进行了大量的产线设备更新、调试来保证产品质量。对生产线的CMK(临界机器能力指数)、PPK(过程性能指数)严格控制。虽然这是一个很煎熬的过程,但在最终结果上,蒲鹰发现长久反复试错最终形成的产线产品,跟中低端曲轴产品的细微处就是不一样。因为有这些产线更新经验,智能工厂的生产工艺也积累了更多的调试经验与创新方式。

除了宝马之外,福达股份也已进入奔驰、沃尔沃等国际知名汽车及发动机厂商的全球供应链体系。蒲鹰表示:“曲轴的微量尺寸变化或微调,基本都是由主机厂负责。我们的核心能力不是曲轴的创新设计,而是要高效率地把图纸上的高端曲轴造出来。”

也因为汽车及发动机厂商对曲轴的规格要求不尽相同,福达股份需要在产线上保持高度的灵活性。

一般而言,主机厂的曲轴产品主要是自产自销,因此最长可以在一两年时间内保持原有生产线不变动;不同于主机厂,曲轴制造商在一定时间内(最短为2-3个月)生产完一类曲轴产品后,就需要对生产线进行及时微调,紧接着生产其他客户的曲轴产品。

“同样的,不能因为曲轴更新换代后,我们就立刻更换生产线。我们的柔性生产也是下游用户推动着我们去不断创新、改变,这方面很考验企业的技术分解能力和设备保障能力。可以说,上下游企业都离不开对方的核心能力。”蒲鹰表示。

等待上游更高端的国产设备

如果把曲轴比做一件工艺品,随着加工能力的提升,蒲鹰逐渐认识到,即使成为一个工匠,如果没有得心应手的工具,作品完成度每上一个台阶就会越发困难。工匠与设备相辅相成、缺一不可。

从2013年开始,福达股份曲轴生产线上的国产机床设备逐渐被德国、日本的高端机床设备所取代。蒲鹰说,这是市场竞争下,不得不发生的改变。多数进口机床设备的加工能力、稳定性等数据,确实要优于目前国内厂商的设备。

2000年初期,福达股份更多生产中低端曲轴,在良好的工艺基础上,使用国内顶尖的机床设备已足以满足生产能力,差距更多体现在效率稍低、废品率稍高。但随着向高端化曲轴制造迈进,国内外设备的差距逐渐体现出来。

以负责切削曲轴的机床设备为例,加工过程需要持续使用切削液进行机器冷却。蒲鹰表示:“时间久了,一些国产设备不是漏水就是漏气。究其原因,国内机床设备实际上并没有实现完全的国产化。国产机床厂商可能只生产一个床身,然后购买国外的数控系统、电机、主轴等。相当于他创新一部分后,再用最好的配置在国内组装,因此可能互相之间适配并不完美。”

蒲鹰曾参观过一家日本高端机床的生产线,看到一台设备几乎每一个零部件都在工厂内加工完成,每一个细节处都有相应的标准。包括每一个螺栓上多大的力,护栏、护板的位置、大小等,这些简单层面差距凸显着国内外设备的差别。

蒲鹰表示:“当然,设备组装也非常关键。但是在往顶尖技术走的过程,毫厘之分都非常重要。我们曾使用国产设备近十年,国外高端设备也使用了十余年。在漏水、灶壳振动等问题上,普通一线人员也能看出其中的差别。”

在大批量引进海外高端机床设备后,蒲鹰也有着自己的隐忧。

2020年,一台新引进的日本高端机床出现故障,但调试员团队也是第一次接触这类故障,机床的国内代理商也不熟悉设备性能,两者都没办法独立完成维修。最终只能等待对方技术人员几经辗转来到国内进行维修。

多年来,即使不能自己主导生产机床设备,福达股份也在创新各种方式去降低技术依赖性。从引进海外机床设备开始,调试员团队就通过各种渠道去熟练掌握每一台设备,包括内部交流、针对进口设备的培训等。最终自主消化,在后期可以做到自行维修、改造、换新等。

技术传承需要的年轻调试员们

18年间,在技术不断提升的同时,蒲鹰也迎来送往了一批又一批的年轻学员。他渐渐地发现,曾经工厂内崇尚的“苦行僧”文化,在发生改变。现在,他需要用更多巧劲去做技术传承,从而让年轻的调试员们留得下来、学的进去。

和18年前相比,蒲鹰直观感知到的一个变化是,新学员的知识储备更为丰富。现在许多本科或大专院校,均已开设数控编程、数控加工等专业,这也让企业在招聘时可针对性地找到对口专业的学生。而当年,即使是一名基础维修工,市场上都是“一人难求”。

蒲鹰表示,现在新学员的餐饮、住宿、工厂等各方面环境都显著高于十年前。但在拥有诸多优势下,年轻学员的想法也确实跟以前不一样。

几年前,蒲鹰非常器重的一位徒弟和几位大学生同时加入福达股份;2年后,这位徒弟的同学大多数都陆续选择了离开,这也让徒弟对继续留下来的想法产生了动摇。徒弟给蒲鹰的反馈是,“本来并没有离开的想法,但看着同学陆续离开,感觉趁年轻不出去闯一下就是一个错误的选择。”

蒲鹰表示:“徒弟的同学也时常问他怎么还留在原公司。就好像年轻人不跳槽几次,就没有前途。我们那时,干两三年可能才会渐渐沉下来,也不认为短时间内可以看到明显的技术提升。”

每年招聘新调试员时,蒲鹰都习惯询问新员工为何选择来福达股份,而他得到的答案很多时候是“听同学说公司规模大、是上市公司、企业环境不错。”

他说:“可以发现一些新学员没有明确的目标。没想明白自己来公司究竟想要啥。可能干了一两年,他的同学在谈起另一家企业的好处后,就会选择跳槽。这样的经历我也遇到过好几次。”

蒲鹰也时常劝留下来的年轻学员保持耐心。现在,他那位留下来的徒弟在职称、待遇上都高于离开的同学。“每年公司也会留下一批年轻人。其实只要不浮躁,多点责任心,沉下心来做两三年,成长空间比我们那个年代大很多。公司也非常欣赏、需要年轻人。”

除了缺乏比较明确的目标,新学员“高不成低不就”的问题也成为蒲鹰在技术教学中需要去耐心解决的问题。

在和学员们的沟通中,蒲鹰了解到,虽然新学员在机床的理论知识方面很丰富,但缺乏实际操作能力。比如学员有编程能力,但在曲轴加工过程中,需要控制数控车床、数控磨床、钻床等各类数控设备,这些数控设备的实际操作都得在一线慢慢学,此后还需要了解设备的组装、结构、特性等。这些都没办法在理论上一蹴而就。

蒲鹰介绍,当设备发生问题时,一个成熟的调试员基本可以快速判断哪个环节出现问题。可惜很多学员不愿意脚踏实地走到一线,只是单纯地在纠结电脑端的编程、验证,对数据背后的实际产品缺乏概念。

“有时稍严厉地责备他们的错误,可能第二天员工就会选择离职。幸好我的小孩和他们的年纪差不多,我也能理解他们的内心想法,主动改变自己的沟通方式——在指出错误的同时,告知他为何要那样去做,一步步去引导。”蒲鹰表示,如何让年轻的员工留下来、愿意学,成为了近几年集团层面的战略之一。

为激励员工,一方面,福达股份在员工餐饮、住宿等外部条件上不断改善;另一方面,尊重新员工的兴趣爱好,前两月新技术员工可选择更中意的技术岗位。公司也会给员工绘制职业上升通道,员工可明确了解未来的技能与工资待遇成长幅度。公司也会给优秀员工安排大量委外学习机会。

当然,这仍是一个需要终身学习的岗位。蒲鹰表示:“不到20年间,曲轴制造产线就经历了三代变迁。当年我是从一个大专生出发,随着接触的范围越广,经历了不断学习理论知识的过程。如果操作技能与知识不同步提升,如果不同步学习提高,也会被这个时代淘汰”。

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大国资新闻部记者
关注宏观经济以及人社部相关产业政策。擅长细节深度写作。