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我国气动工具行业现状及发展趋势

2020-01-15

凿岩机械气动工具 2020年1期
关键词:凿岩标准化机械

(宁波市鄞州甬盾风动工具制造有限公司,浙江 宁波315111)

气动工具行业的产品是实现机械化操作的重要工具,具有工作效率高、轻巧便携、安全可靠、使用维修方便等特点,广泛用于飞机、船舶、汽车、家电、能源、化工、建材、家具、装潢、市政、建筑及矿山等多类行业领域。随着我国国民经济的飞速发展与科技水平的不断进步,气动工具必将得到不断的发展与壮大。

本文从以下四个方面进行探讨。

1 凿岩机械与气动工具行业发展历程

首先回顾一下凿岩机械与气动工具行业的发展历史。凿岩机械与气动工具行业在我国工程机械行业中起步较早,但规模不是很大,是在解放后逐步形成和发展起来的,走过了一段曲折的发展历程。

行业发展大体经历了四大阶段:20世纪50年代初的创业期、60年代发展壮大期、90年代规模形成和技术水平提高期、21世纪初以来多种经济成份的全面发展期。

我国的气动工具最早起源于沈阳风动厂。1949年东北解放后开发抚顺煤矿和鞍山铁矿等急需气动凿岩机,那时的东北机械局把这个任务交给了东北机械厂(沈阳风动工具厂前身),当年仿制了日本的R-49型气动凿岩机。

1950年又仿制了887台日本的S-49型气动凿岩机,解决了小部分需求的燃眉之急。从而诞生了第一批国内制造的气动凿岩机。标志着我国凿岩机械与气动工具行业进入了起步阶段。

1955年1月,沈阳风动工具厂建设竣工验收,设计年产20 000台、加工产品重量500多吨,我国凿岩机械与气动工具的第一个专业厂家正式诞生,年底产量达到21 432台、加工产品重量625吨,工业总产值按1970年不变价计算是650万元。

1957年开始,凿岩机产品从仿制日本、前苏联的产品转向自行设计。由于当时设计人才短缺,加上经验不足,自行设计的效果并不理想。但沈阳风动工具厂生产很稳定,生产技术也在逐步提高。当时全国气动凿岩机与气动工具的需求缺口非常大,生产企业必须向全国拓展。同时产品种类也由原来的气动凿岩机扩展到内燃凿岩机和电动凿岩机。

1958年,凿岩机械与气动工具生产企业向全国扩散、发展,在其他地区相继建厂。上海讯华机械厂(上海风动工具厂前身)开始生产气铲、捣固机、气动凿岩机等。

1959年,洛阳风动工具厂建成,开始生产G10型气镐。同年,南京战斗机械厂(现南京工程机械有限公司前身)也开始生产气动工具。蚌埠风动工具厂、天津风动工具厂等相继建成,生产凿岩机械与气动工具。

1958至1959年,上海风动工具厂、洛阳风动工具厂、南京战斗机械厂等6家企业生产气镐、气铲、捣固机、气动凿岩机等,其中沈阳风动工具厂生产规模最大。

1960年10月,在原通化市汽车修配厂的基础上建成了通化风动工具厂,1961年生产了第一批气镐。

1961年,沈阳风动工具研究所建立,科研方向和任务是凿岩机械与气动工具新产品设计、试验、研究及归口负责凿岩机械与气动工具行业技术工作。1966年由辽宁沈阳搬迁至甘肃天水,更名为天水风动工具研究所。

1967年,沈阳风动"一分为二",分出部分人员、设备和产品搬迁到甘肃省天水县,厂名为燎原风动工具厂,1981年改为天水风动工具厂。

1969年杭州风动工具厂成立,生产气镐、气铲和捣固机。

到20世纪七十年代初,我国已建成7个凿岩机械与气动工具制造厂和1个行业研究所。

1982年3月,成立了中国凿岩机械风动工具公司(简称中凿公司),1989年在中凿公司的基础上成立了凿岩机械与气动工具行业协会。

1984年后,中国经济进入高速发展时间,促进了凿岩机械与气动工具行业的快速发展。国家为了提高行业产品技术水平,开始大量以许可证、贸易和技术贸易结合的方式,引进国外先进技术和产品,为行业发展提供了技术上的支撑。

在国家引进国外先进技术政策的推动下,各生产企业先后开始引进国外先进技术或合资生产。如沈阳风动、天水风动、南京机械、宣化采掘、通化风动(原通化风动工具厂)等企业,分别以许可证贸易和技术贸易结合等方式从瑞典、法国、日本等国家引进5 大类,11个系列的凿岩机械设计、制造、检测专有技术,包括液压凿岩机、全液压井下掘进钻车、全液压露天矿用钻车、气动钻车及液压冲击器(镐)等。

1988年,天水风动工具研究所在原产品试验室的基础上组建了"机械工业凿岩机械气动工具产品质量监督检测中心"。

1990年,成立"全国凿岩机械与气动工具标准化技术委员会",1991年1月15日召开成立大会,为凿岩机械与气动工具行业的健康发展提供了保障。到1993年,凿岩机械与气动工具行业发展出现一个新高潮,各项经济指标出现较大幅度增长,主要产品产量由1989年的272880台上升到511020台,增幅达87.27%。工业总产值由1989年的37871万元上升到106576万元,增幅达181.14%。产品销售收入由1989年的33296万元上升到105195万元,增幅达215.93%。

1998年,凿岩机械与气动工具企业己有40多家,工业总产值67582万元,销售收入66247万元。产品产量336852台,其中凿岩机械95507台,气动工具240587台。

从1995年开始,由于行业企业原有的管理体制不灵活,适应市场经济的能力不强,又受到国家宏观调控的影响,凿岩机械与气动工具企业各项经济指标开始下滑,到1999年行业已有半数以上企业出现亏损,亏损额达6561万元,行业发展进入缓慢期。

2001年宁波市鄞州甬盾风动工具制造厂成立,生产以气镐为主的各类气动工具,近年产量可达15万台,2019年有所下降,大概在11万台左右。

2002年开始,凿岩机械与气动工具行业部分企业逐渐扭亏,至2003年全行业企业出现盈利。

2003年,行业企业迅速发展,企业数量发展到百余家,多种所有制企业出现。据不完全统计(行业会员单位),工业总产值128163万元,销售收入达到109113万元,产品产量达到509714台(其中凿岩机械154359台,气动工具348603台),与1998年比较,增幅分别达89.64%(工业总产值)、64.7%(销售收入)和51.32%(产品产量)。

2004年之后,国家实施了积极的财政政策和稳健的货币政策,不断加强和改善宏观调控,增加固定资产投资。在国家政策的支持和市场的推动下,凿岩机械气动工具行业企业引进国外技术,行业发展达到了前所未有的规模,并达到一定的技术水平,一些产品达到国际先进水平,并拥有了一定知名度的品牌。据不完全分析测算,2012年凿岩机械与气动工具全行业工业总产值和销售收入,达到了2003年的5倍多,行业基本形成了齐全的产品体系。

2 目前凿岩机械与气动工具行业在国内各地区的主要企业介绍

我国凿岩机械与气动工具行业的发展与国外有所不同。日本100年前与中国解放初期一样,都因开煤矿、铁矿而从国外引进凿岩机械与气动工具,前期都以煤矿、铁矿上使用为主,但后来在北海道、九州煤矿挖完之后,一些气动工具公司,如日本瓜生、横田、富士、东空等将气动技术延用在汽车装备的生产线上,当时正值欧洲及美国汽车的高速发展,世界汽车制造厂急需各类气动工具,从而带动日本气动工具技术的发展。

近30年全世界汽车厂商涌入我国销售和生产汽车,起初它们都从自己国家的汽车生产线带来气动工具,加上国内生产的工具技术水准不能满足它们的需要,仅有一些国产汽车的生产线少量使用。这也是今日我国气动工具制造商可满足一般生产行业,无法大量进入汽车行业的原因,因此许多企业走外销市场。最近30年我国凿岩机械与气动工具已有长足的发展,但因这个行业的营销额并不是很大,技术含量也不算多高,政府部门很少投入,几乎都是企业自行投入及研发。

下面笔者用上海霹雳马公司蔡明俊先生的资料,简单介绍下我国各地区较知名的企业。

(一)东北地区。我国最早的沈阳风动工具厂,目前与世界最大气动工具集团阿特拉斯公司合作了。

(二)山东地区

(1)青岛前哨风动工具,隶属于中国航空工业集团青岛前哨精密机械有限公司,成立于1969年,是中国航空航天气动工具指定生产商,品牌"航宇",现有10多个产品系列,400多项产品。

(2)山东春龙风动机械有限公司,有30年的历史,现专注于工业装配、拧紧、磨削等工具,也开发出了电动拧紧机。该公司开发气扳机较早,与一些中国早期的汽车厂有很好的合作关系,例如第一汽车制造厂及全国各地的卡车制造厂。

(三)上海地区。上海地区较有名且历史较久的三大汽车工具制造厂是上海气动工具厂、民生汽车工具厂、约纳森气动工具厂。

(四)福建漳州地区。该地区1"大气扳机轰动中国气动工具市场,引导出全国1" 大气扳机及1/2" 3/4"气扳机的大量生产。尤其是漳州南方机械公司的1"及1/2"气扳机开发成功后,正值我国的汽保市场、轮胎拆修急需这种可代替手工的气扳机,因此一炮走红。

(五)浙江地区。浙江省20年来成立了不少气动工具公司,如规模较大且厂内设施较齐全的荣鹏气动工具公司、五福气动工具公司、立丰工具公司、甬盾风动工具制造有限公司等。他们有机械加工设备、热处理设备,开发出来的气动工具种类相当广,包括射钉枪、喷漆枪、气镐、气铲、捣固机、气扳机、打磨机等。浙江的凿岩机械与气动工具,在国内各地行销,由于性价比高,又可OEM 贴牌,国内市场占有率相当大。在世界产品展销会,如科隆展、法兰克福展、拉斯维加斯汽保展,皆可看到他们参展,但进入"工业级水准"的不多,大部分属于DIY 级、一般级,要进入工业级领域还需努力。当然我国凿岩机械与气动工具早晚会走入这个阶段。

上述五个地区是目前国内较大的自主品牌凿岩机械与气动工具制造厂,还有一些外国来我国设厂或有产品销售的气动工具厂,如英格索兰(IR)气动工具厂,他们有两个工厂,一个在江苏省常州金坛市,一个工厂在云南,生产各式气动工具,主导产品是气扳机,在国内销售的IR-131及销往世界各地的IR-231 皆相当有名气,销量也很大。据说它们开发出来的塑钢系列气动扳手在中国市场的占有率最大。

台湾PUMA 合正巨霸公司,1996年在国内成立销售公司,销售自己生产的空压机,后来在福建省设厂,行销的凿岩机械与气动工具,部分是自己制造,部分是委托台湾一些气动工具厂贴牌生产。因进入国内市场早,又恰逢多个行业需要品质好的凿岩机械与气动工具,风光一时。

广东也有不少台湾制造商来设厂,较有名气的是亚伯士气动工具公司,在台湾和广东都有工厂,他们的主力产品是气扳机及气螺刀,听说现在也在开发油压脉冲系列。

台湾黑牛品牌,己在上海嘉定黄渡设厂,生产全系列气动工具,以"黑牛"品牌在全国各地区通过代理商销售。浙江宁波、台州及部分地区也有一些较小的台湾气动工具厂在该地区生产、销售。

家具业、造船业、白色家电业、电气柜行业、铁路车辆、轻轨行业、汽车业、摩托车、航空业、发电业、工程制造业等,使用的气动工具相近又不相同。近20年对中国气动工具行业影响最大最深远的是我国汽车工业整体的发展及其带动下的配件供应商。我国的主要乘用车生产厂使用的气动工具包括欧洲最有名的阿特拉斯、马头、CP、富士,还有德国的博世,欧洲的泛音,美国的IR、达扣,日本的瓜生、横田、NPK、DDK 等品牌。这些是目前国内主要汽车厂、零件厂、发动机厂指定的工具品牌。产品种类包括拧紧机、充电定扭矩螺刀、脉冲工具、定扭矩螺刀、工业级打磨机、气钻、打击锤,各种专业扳手、开口扳手等,未来我国气动行业要达到更高的技术水准才能跻身世界级。

3 凿岩机械与气动工具的发展前景

改革开放以来,我国凿岩机械与气动工具行业的企业数量在不断增加,经销商数量也在攀升,我国的凿岩机械与气动工具产品无论是产品质量还是产品技术都已经迈上了一个全新的台阶。凿岩机械与气动工具以它高质量、长寿命、高转速、高输出力和精度高的特点,受到市场的欢迎,随着我国智能机器人、自动化科技的发展,凿岩机械与气动工具产品发展之路将会越走越宽。气动凿岩机的国内市场占有率己达到90%以上,并且有一定批量产品出口到发展中国家,其整体质量已经达到国际先进水平。

凿岩机械与气动工具产品有二大优点、一个缺点:

(1)凿岩机械与气动工具通过供气阀手柄来操作,简单易掌握;而且转速调节范围大;工作能力方面,与电动、油压相比是体积小,重量轻;更适合长时间工作,而不会出现发热现象,即使发生超负荷现象,一旦负荷解除,则能重新恢复正常运转。

(2)凿岩机械与气动工具产品耐水性能非常强,相较于电动工具,更能适应各种不良或恶劣的环境。

缺点是相较于电动类,凿岩机械与气动工具初期投资比较大,但长期使用在能源消耗与维护成本上比较低。

随着生产自动化程度的不断提高,凿岩机械与气动工具产品品种、规格持续增多,性能、质量不断提高,销售产值稳步增长。凿岩机械与气动工具行业发展前景可观,但技术层面的困难也非常大。

凿岩机械与气动工具产品的发展方向,表现在以下十三个方面:

(1)小型化、集成化[1]。凿岩机械与气动工具产品的小型化是发展趋势,有限的空间要求产品的外形尺寸尽量小。集成化的目的不单是节省空间,还有利于安装、维修、可靠工作。

(2)组合化、智能化。开发功能模块是凿岩机械与气动工具产品向智能化产品发展的必经之路,以实现不同的机械功能,达到经济、实用、方便。

国外凿岩机器人己经具有模块化与系列化、分布式网络控制、智能控制等特点。据说国内自主研制的首台凿岩机器人具有电脑导向、自动防卡钎等功能,在简单工况下可以实现孔位自动导引与自动钻孔功能,达到二十世纪末的国际先进水平。

(3)精密化。凿岩机械与气动工具产品的精密化任重道远,与国际著名品牌产品相比,国内品牌不管在外形设计、制造水平、性能和精度上都还有差距。

(4)高速化。各行各业为了提高生产率,智能化、自动化的节拍正在加快,凿岩机械与气动工具产品必须要与这种使用要求相适应。

(5)无油、低噪音[1]。人类对改善环境的要求越来越迫切,因此无油润滑、低噪音的凿岩机械与气动工具产品将提上新的日程。

(6)高寿命、高可靠性和自诊断功能。各行各业的智能机器人应用方兴未艾,凿岩机械与气动工具产品的自诊断功能也提到了议事日程上,附加预测寿命等自诊断功能的元件和系统据说正在开发之中。

随着生产线的自动化和机械装置的多功能化,凿岩机械与气动工具产品的使用量越来越大,不仅安装、维修的工作量增加,也容易出现故障,系统设计人员应该重视凿岩机械与气动工具的高寿命、高可靠性和自诊断功能。

(7)节能、低功耗。节能是每一个企业永久的课题,凿岩机械与气动工具的低功耗不仅仅为了节能,更主要的是能与其他技术相结合,如与智能机器人、生产自动控制系统的结合等。

(8)机电一体化。为了精确达到预先设定的控制目标(如开关、速度、输出力、位置等),一般都采用闭路反馈控制方式。要使产品性能好、工作可靠、价格便宜,机电一体化必然是凿岩机械与气动工具产品技术发展的一个重大课题。

(9)满足某些行业的特殊要求。在激烈的市场竞争中,为某些行业的特定要求开发专用的凿岩机械与气动工具产品是开拓市场的一个重要方面,企业应该十分关注。

(10)应用新技术、新工艺、新材料。目前铸件浸渗和模块拼装等技术在国内已广泛应用,压铸新技术(液压抽芯、真空压铸等)、去毛刺新工艺(爆炸法、电解法等)也已在国内推广;超精加工、纳米技术也将会被移植到凿岩机械与气动工具产品上来。

(11)标准化。贯彻标准,尤其是ISO 国际标准是企业必须遵守的原则。有两个方面工作要做:第一是凿岩机械与气动工具产品应贯彻有关的现行标准,如术语、技术参数、试验方法、安装尺寸和安全指标等。第二是企业要建立标准规定的保证体系,如质量管理体系(ISO9000)、环保体系(ISO14000)。标准在不断增添和修订,企业要及时跟进。

(12)安全性。从颁布的有关凿岩机械与气动工具的国家标准和ISO/IEC 国际标准可知,对其产品的安全性要求甚严。如ISO4414 气动通则中将危险要素分成14 类,主要有机械强度、电器、噪声、控制失灵等。ISO 国际组织又颁布了ISO18000 标准,要求企业建立安全保证体系,将安全问题放在特别重要的位置上。产品开发设计,应切实考虑产品安全指标,这也是凿岩机械与气动工具产品技术发展的趋势。

(13)人机工程学设计。凿岩机械与气动工具大部分属于重复性的手工操作,重复性手工操作会造成劳动损害。据统计:5年里处于震动级别10 m/s2的环境下,30%的操作人员会出现白手指症状和累积劳损伤病。所以越来越多的技术领先企业注重人机工程学设计,提供具有最佳人机工程学设计的操作友好型工具。人机工程学设计涵盖了设备与操作者之间交互所涉及的所有因素,其中需要着重考虑的参数包括手把设计、施加在操作者身上的负荷、来自拧紧工具的扭矩反作用力、温度、振动、油气排放、噪声排放、防尘降尘等。

4 标准化管理

国际标准化组织是从电信方面开始的。早在1865年就成立了国际电信联盟(ITU),1906年成立了国际电工委员会(IEC),其他领域的标准化工作开始时由国家标准协会国际联合会(ISA)负责,1946年10月,联合国际标准协调委员会决定成立国际标准化组织ISO,1946年10月24日在英国伦敦召开了第一届临时性代表大会,1947年2月23日正式成立了ISO,我国也是发起国之一,据说目前97%的国际标准都出自ISO。

在国际标准化组织(IS0)、国际电工委员会(IEC)、国际电信联盟(ITU)三个国际标准组织内,不同时期我国分别担任了主席、秘书长等重要职务。我行业的凿岩机械气动工具标准化委员会同样参加了ISO 相关标准的修订、制订,完成归口的国际标准化组织ISO、TC118/SC3,以及兼管的TC29、TC82 等方面的管理工作[2],我国的标准已得到了世界认可。

我国对标准化一直非常重视,解放初期,国务院成立了标准化组,随后组建了标准化局(标准化委员会的前身)。截至2018年年底,我国国家标准共36949项,国家标准样品共1439项。其中:强制性标准2111项、推荐性标准34464项、指导性技术文件374项。我国行业标准共有67类,备案行业标准共61854项。我国备案的地方标准共37066项。

全国凿岩机械气动工具标准化委员会虽然成立较晚,但做了大量的工作,截止去年底,凿岩机械与气动工具领域己有现行国家标准20项,行业标准73项。

2019年10月14日国际标准化日,第83届国际电工委员会(IEC)在上海召开,习主席发了贺信。2019年10月27日国际标准化论坛在青岛开幕,这表明我国在国际标准化组织中发挥着越来越重要的作用。大型企业机构设置健全,一般都有标准化管理部门和专职的标准化人员,但中小型企业特别是小型企业大多没有标准化管理部门,更缺专职的标准化人员。中小型企业的标准化管理工作始终是个薄弱环节。中小型企业的标准化管理如何运作?笔者谈一些个人观点。中小型企业的管理部门设置,大都从简而设。大型企业可以同时有几个体系在内部运行,如质量管理体系,标准化管理体系,设计、技术管理体系,行政管理体系,生产管理体系,营销管理体系等,这些体系内还有各种各样的领导小组,他们可以独立运行,也可相互重叠。但中小型企业不会设置那么多的部门,也没有那么多的员工来任职。虽然对外宣传上企业的部门、科室齐全,但实际上一个管理人员兼管四、五个部门。如笔者所在的公司,有一位副总经理,他管着研发中心、生产部、生产车间,每年有1-3个新产品的开发、设计和投产任务,但事实上就他一个人在管理运作,他兼任研发中心、生产部两个部门的总监、还兼任装配车间主任,又是公司考核评审领导小组副组长、安全生产领导小组组长,还参加新产品的开发、设计和生产。公司标准制订、修订基本上是由他和笔者二人完成,由公司考核评审领导小组审核通过,最后由总经理批准后发布。总经理对大家有个规定:新产品投产前必须制订出产品标准的试行稿,才可正式投产。我公司是将质量管理和标准化合为一个体系开展工作,也只有一个领导小组辅助总经理开展工作。

我讲这个例子想说明一个问题:中小型企业特别是小型企业,因为人少,缺乏专职的标准化人员,但老总认为标准化工作重要,必须做到做好,也是能够做到并做好的。另外我感觉小型企业成立一个领导小组来监督管理标准化技术工作是可行的。

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