制约锻造自动化发展的因素

文／汤晓东，宋银生，张骏，郁东·江苏大洋精锻有限公司

近年来，我国工业产业迅速发展，对产品的产能和质量提出了更高的要求，需要更加先进、柔性及高效的自动化生产设备。同时，当前科学技术的进步，产品的多方位发展速度加快，生存周期逐渐缩短，相关产业的市场竞争越来越激烈。对于锻造行业而言，需要与时俱进，加大对锻造自动化生产工艺技术的研发力度，从而生产出高技术含量、低价格及高质量的产品，更好地满足市场竞争需求。然而现阶段锻造自动化发展中面临着一些制约因素，需要锻造产业从业者进行深入分析，并提出行之有效的应对措施。

锻造自动化发展的必要性

当前我国人力成本呈逐年上升的趋势，国内人口红利也大大降低，尤其是在锻造企业。锻造企业的生产环境比较差，生产人员每天都身处于高温且充斥着噪声、灰尘的环境中进行作业，加上生产人员几乎都在40 岁以上年龄，有的生产人员的年龄甚至超过45岁，图1 为某锻造企业的人员年龄结构统计情况。所以，目前我国锻造企业普遍面临着人工难找、人工贵等问题，为能够改变这一现状，锻造企业就必须尽快转变自身的发展模式，大力推进锻造自动化发展。同时，我国提出了“中国制造2025”发展战略目标，为锻造企业今后的发展指明了方向，也就是朝着精密化、市场化、绿色化及自动化的方向发展。精密化主要指未来高精密锻件将会成为市场主流，锻造设备能够实现无出入的准确精密生产；市场化指通过有效利用先进设备，生产出更加精密化、优质化的高精密锻件；绿色化主要指通过运用绿色环保的设备，减少能耗，降低污染；自动化主要指通过全自动化的生产线来节省大量的人工与时间，减少企业的资源投入，提高生产效益。

图1 某锻造企业的人员年龄结构统计情况

锻造自动化发展的优势：⑴节省人工成本，通过应用锻造自动化设备，能够完成一键操作，提高锻造生产的自动化程度，能够在一定时间内用更少的人工来生产出更多高质量的锻件，图2 为我公司两条锻造自动化生产线；⑵确保产品的精准度，锻造自动化设备通过运用各种高精度检测技术、生产技术等，来有效保证锻件的精准度；⑶提高生产效率，锻造自动化设备的运行周期较为严谨和规律，能够达到快速交货的目的，并减少原材料的损耗，促进锻造企业的高速发展。可以说，通过推动锻造自动化发展，能够解决锻造企业招工难、人工贵、效率低等诸多问题。

图2 锻造自动化生产线

制约锻造自动化发展的主要因素

锻造企业自身因素

通过相关调查发现，我国大多数锻造企业在推进锻造自动化发展的过程中，普遍遇到了以下几个困难：⑴锻造设备的稳定性、可靠性与精准度低；⑵锻造生产线长时间运行的可靠性低；⑶锻造生产线不同部分的集成与独立运行；⑷缺乏自动化思维和足够的自动化人才；⑸由于缺乏明确实施自动化的目的，或是没有根据自身产品特征与生产技术等要求对自动化设备进行充分考虑，导致产品特性、多样性和锻造自动化生产线适应性之间相矛盾。针对上述问题，我国锻造企业必须注重提高自身产品生产过程的一致性，除了要实现生产节拍的高效性，还要充分考量锻造生产线的有效生产时间。

同时，制约锻造企业实现自动化发展的核心问题在于：整线和部分生产工艺的匹配不足，锻造与辅助机械能力不足，操作人员的综合素养不足。当前我国逐步引进了国外先进的锻造生产线技术，并对这些技术进行了消化与吸收，使我国锻压装备企业的技术水平取得了明显的进步，传统以单机为主的市场发展模式为了顺应时代发展的需求，开始不断尝试整机工艺自动化集成，并加大了技术创新力度，在整体设计中重点关注设备参数对工艺的适应性，针对部分无法满足生产工艺需求的结构，需要加大创新和优化力度，以此来有效提高锻造企业的自动化生产水平。

锻造生产设备因素

⑴热模锻与螺旋压力机。热模锻和螺旋压力机难以实现自动化的主要原因是产品与工艺特性、模具冷却和润滑系统、夹钳设计和制造、步进梁、机器人、资金与物流等。现阶段这两类压力机在我国锻造领域中已得到较为广泛的应用，尤其是螺旋压力机。近年来一些成功的自动化案例就是关于该压力机的运用，可以说，目前我国螺旋压力机自动化生产线技术已相对完善和成熟，通过对这一设备的有效应用和探索，研发出了万吨压力机、小型伺服直驱压力机等，显著提高了锻造行业的自动化生产水平。

⑵电液锤。电液锤难以实现自动化的主要原因是产品与工艺特性、模具冷却与润滑系统、物流与能力控制、前后序匹配及电液锤动作可靠性。基于电液锤的特点，其成形过程导致其实现自动化的难度很大。当前远程控制技术逐渐在模锻锤上得到广泛应用，在很大程度上降低了设备的操作难度，然而该设备对操作技术能力依然有着相对较高的要求，加上粘上模、反复打击等因素的影响，导致电液锤很难适应机器作业。

实现锻造自动化发展的有效策略

加大锻造工艺核心技术的研发力度

在推进锻造自动化发展过程中，锻造企业需要充分认识到锻造自动化发展的关键在于工艺与模具，只有确保工艺的科学性与先进性，才能够延长模具的使用粘性，尤其是多工步成形自动化生产线，只有合理分配成形工步中的材料(图3)，才能够保证自动化生产的顺利实现。为此，锻造企业需要加大对产品各种工艺成形控制技术、模具设计与制造技术、模具冷却和润滑系统与夹钳制造技术、弱点控制技术等方面的研究，通过不断改进和优化这些技术来提高锻造自动化生产的稳定性与可靠性。

图3 合理分配成形工步中的材料

注重锻造自动化人才的培养

在钻研自动化制造技术的同时，锻造企业应积极响应我国政府关于锻造高素质人才培养的号召，加强与本地或是外地院校和科研机构的合作，共同建立产学研合作基地与大学生就业创业基地。结合我国锻造产业发展需求和企业发展战略目标，编制科学、有效的锻造自动化人才培养计划，从而为企业输送更多优秀的自动化人才。同时，企业需要加强对现有锻造生产操作人员的教育培训，定期安排其前往国内外先进的锻造生产企业学习和交流，从而不断提高操作人员的业务能力和技术水平。通过上述措施，即可从根本上解决目前我国锻造企业自动化发展中存在的人才短缺现象。

政府提供必要的帮扶

为更好地实现锻造自动化，政府有关部门需要为锻造企业提供一定的帮扶，具体如下：举办关于锻造技术交流和产品座谈会、展览；举办锻造自动化、智能化相关技术培训；构建“头脑风暴”专家库，为锻造企业提供市场观察、技术咨询等服务。

结语

综上所述，在新时期背景下，我国锻造行业由于受到人工贵、效率低等多方面因素的影响，导致其在向着自动化、智能化的方向发展时，面临着诸多的问题和困难。为此，锻造企业首先要从自身找原因，不断优化和创新自动化生产工艺技术，并与多方合作，加大自动化人才培养力度，而有关部门也应在行动上给予帮助和支持，从而共同推动我国锻造行业的自动化发展。