“未來20年機械工程技術的發展趨勢是綠色、智能、超常、融合和服務”。2011年8月底公布的《中國機械工程技術路線圖》為我國機械製造行業的未來發展指明了方向。全國人大常委會副委員長、中國機械工程學會理事長路甬祥指出,我國已成全球製造大國,但發展模式仍比較粗放,核心元器件的自主能力仍有待加強,進一步的發展麵臨能源、資源和環境等諸多壓力,亟須創新突破。
2011年11月,路甬祥來到位於長沙的三一重工總部。在這裏他欣喜的看到,屬於未來的五大變化正在這個中國工程機械行業的領軍企業裏生根、發芽,結出果實。作為以產業報國為己任、引領行業進步的創新型企業,三一重工站在了一個新的起點上。
造機器要用自己的核心零件
2007年11月3日,路甬祥首次考察三一重工。當時,拿下世界最長臂架泵車稱號沒多久的三一66米泵車,剛從北京、上海等地巡展回來。在這台泵車前,路甬祥稱讚三一重工是“湖南的驕傲,中國的驕傲,是新時代的民族英雄”,給全體研發人員極大的鼓舞。他特別叮囑:要堅持走核心零部件自製之路。
2011年11月14日,路甬祥副委員長再次來到三一重工視察。在三一重工董事長梁穩根、執行總裁易小剛等人的熱情接待下,路甬祥一行參觀了三一亞洲最大的18號廠房,在這裏一睹了世界最長臂架泵車——三一86米泵車的雄姿。作為一名在液壓氣動領域有很深造詣的機械專家,路甬祥對電氣和液壓技術保持著長期關注和濃厚興趣。他說:“臂架越長,壓力越大,技術含量就越高。三一始終保持了泵車臂長世界第一,很了不起。”
站在混凝土泵車裝配線旁,路甬祥對三一重工日益現代化的物流體係與配件信息係統讚不絕口。接著,這位機械製造專家側過身來,打開了身旁的泵車電控櫃——他發現,裏麵越來越多的零部件貼上了三一重工的標簽。他走進核心零部件展示區,端詳這些種類繁多、技術含量高的核心零部件。路甬祥四年前叮囑三一重工走的核心零部件自製之路,已然近在眼前。
作為全球最大的混凝土機械製造商和全球最大的泵車製造基地,三一重工不但掌握了混凝土泵送的關鍵技術,在核心零部件自製上也持續突破。
2006年,第一台工程機械專用控製器SYMC在三一重工研製成功,這是國內首款適應工程機械嚴酷施工環境、完全具有自主知識產權的專用控製器,不僅填補了國內空白,其綜合性能也達到了國際先進水平。
“以往在安裝產品時,很容易出現外圍電線接錯短路的情況,使昂貴的設備很容易損壞。安裝SYMC後的主機設備,其‘透徹的感知’可以做到允許客戶犯錯:如果操作人員不慎將線路接錯,它會自動隔離、切斷,使機器免受損害並及時報警。”三一重工智能機器控製有限公司總經理周翔介紹說。
目前,以SYMC為代表的核心控製產品已在集團泵送、起重、路麵、港口等工程機械上推廣應用,全麵提升了三一主機的智能化、自主化水平。不僅如此,三一智能化核心基礎部件及關鍵技術的運用,直接新增產值逾7億元,並大大促進了三一主機產品的銷售。
從66米到86米,20米的跨越得益於三一重工在核心器件上的自主研發戰略。就在路甬祥考察三一重工的5天前,2011年11月9日,在湖南省召開的“超長臂架混凝土泵車關鍵技術及應用”科技成果鑒定會上,三一在超長臂架優化設計、減振控製技術、智能操控技術、安全監控技術等方麵的創新成果得到了中國工程院院士譚建榮等鑒定專家的高度肯定,一致認為該成果在關鍵技術及性能指標方麵均達國際領先水平。
2010年12月25日,國內首台400kW一體化變頻永磁同步電動機在三一電氣通過全部性能試驗,成功下線。該產品為國內首台自主研發設計、集變頻調速功能於一體的永磁同步電動機。它的成功下線,打破了行業內同類產品長期依賴進口的局麵。經試驗,該產品各項性能均達到或超過國際先進水平,與同功率的進口產品相比,電機重量減輕10%、過載能力提高10%、效率高出2%,可廣泛應用到礦山、碼頭、發電廠、鋼鐵廠等急需設備改造的高耗能行業。
“現在,三一重工已經是響當當的企業了,希望你們繼續走好這條自主創新的路子,開創更加美好的明天。”考察結束時,路甬祥對三一集團的未來充滿了期待。“你們不僅是民族的驕傲,也是世界工業製造的驕傲。”路甬祥說。
綠色“跨越”從20%開始
2011年,三一重工下屬的路機事業部推出了一種名為“跨越者”的係列產品。較之以往的成套路麵機械,在節能方麵,該係列產品相比同類產品減少了10%至20%的能源消耗。拿其中的全液壓平地機來說,由於具有全液壓驅動、無級變速、前後行駛速度一致等特點,工作效率提高20%,節約燃油20%。
“跨越者”係列隻是三一重工進軍綠色製造征程上的一個縮影。眾所周知,工程機械作為大功率高耗能動力裝備,在為人類建設美好生活、創造巨大財富的同時,也帶來了環境汙染等一些不良後果。為促進經濟良性循環,建設節約型社會,工程機械節能降耗技術的研究刻不容緩。
早在幾年前,三一重工就提出了工程機械環保節能的概念。當時,國內工程機械廠家為滿足施工現場負載千變萬化的工況需求,普遍采用發動機最大功率模式運行,這樣雖然滿足了不同工況的需求,但由於發動機的轉速無法隨著負載的改變即時調節,帶來大量的燃油浪費。
據三一重工首席科學家易小剛介紹,混凝土泵車的發動機、分動箱、主油泵三者之間存在一個能量鏈的匹配。如果泵送過程中由於混凝土標號與泵送速度的變化,三者之間無法很好地匹配,便會產生能量的損耗。
2008年起,三一重工開始研發新一代動態節能模式,曆時三年終獲成功。其中,全功率自動適應節能技術自帶的自動識別係統可在幾秒內自動調節發動機的功率、轉速以及扭矩,使三者實現完美匹配。以往“給多少油燒多少油”的傳統方式被徹底顛覆,轉變為“要多少油給多少油”的方式。三一重工也因此成為工程機械企業中唯一實現了整個機械設備動力匹配的企業。
2010年,易小剛主持開發的節能發明“一種混凝土輸送泵的節能控製方法”榮獲中國獎金獎。除全功率自動適應技術外,其高效節能液壓技術可使S管閥換向時間由原來的0.52秒下降至0.38秒,換向周期由原來的2秒下降至1.86秒,減少了能量的損耗。而冷卻係統節能技術,則可通過控製整個液壓係統的溫度,降低能耗。
高效節能一直是三一重工挖掘機的獨特標簽。自2009年起,在全國陸續舉辦了300餘場挖掘機比武,三一挖掘機與各大品牌同台競技,最終都以絕對優勢拔得頭籌,油耗平均比其他品牌低出約10%,作業效率則比其他品牌高出約8%。在2011年中國質量協會舉辦的一次調查中,三一挖掘機的燃油經濟性超越日本的小鬆和美國的卡特,位居第一。
借助“全功率自動適應節能技術、高效節能液壓技術、冷卻係統節能技術”三大核心技術,三一重工的新一代動態節能模式已在一係列產品中推廣運用,使泵送產品平均節油20%,使平地機產品平均節能30%,攤鋪機產品平均節能28%,挖掘機產品節能30%以上, 引領了工程機械行業節能減排的發展方向。
“再製造”讓機器“重生”
在我國,大多數廢舊工程機械往往被當做廢鐵回收進廢鐵廠回爐處理,這造成了資源的極大浪費。
2009年8月,國家頒布《循環經濟促進法》,將再製造第一次納入法律範疇。同年12月,三一重工入選國家工信部公布的首批35家再製造試點企業行列,並成立“湖南三一工程機械再製造公司”。2011年1月28日,《湖南三一工程機械再製造試點實施方案》在工信部組織的評審中順利過關,三一集團正式成為工信部認可的再製造試點企業。根據該實施方案,三一重工將在集團內開展零部件和整車再製造工作。
當時外界對三一加入再製造行列期望很高。在工信部組織的實地考察和評審中,不少專家都對三一再製造之路充滿信心,表示“希望三一能夠成為中國工程機械再製造的標杆”。而業界評論則稱,“三一的參與為再製造行業的發展展示了更多的想象空間”。
零部件的修複就如同一台精密的醫學手術,隻有達到了較高技術門檻的企業,方可進入。2003年,日本小鬆進入中國工程機械再製造領域,成為較早進入的企業之一。2008年,美國卡特彼勒在上海建立了全球第三家再製造中心,2009年上半年又在廣東、四川等地相繼建立再製造回收點。
在國內,與三一重工同居一城的中聯重科較早進入再製造領域。2006年,廣西玉柴機器率先啟動發動機再製造項目,通過引進和改造設備,形成了較為規範的工藝流程。2009年12月,玉柴機器與卡特彼勒成立合資公司,為玉柴柴油機和零部件提供再製造服務。同年,濰柴動力、柳工等工程機械公司的再製造項目也相繼上馬。三一重工起步雖晚,但後勁十足。
曾有這樣一種誤會,認為“再製造”不過是給“翻修”換了個說法。實際上並非如此。相對於一般的新工廠而言,再製造相當於在同時運營兩個工廠。
“‘再製造’不同於廢舊物資回收利用,也不是傳統意義上的維修,它的內核是采用專門的工藝和技術,在原有製造的基礎上進行一次新的製造,讓舊的機器設備重新煥發生命活力。再製造產品無論是性能還是質量都不亞於原先的新品。”在2011年12月於海南博鼇舉行的三一重工年度峰會上,易小剛介紹說。
2010年9月,三一重工首台再製造泵車成功下線,昭示著三一再製造邁出了實質性步伐。據介紹,該車上線時遍身水泥汙垢,鏽跡斑斑,且部分零部件開裂、變形。由於舊泵車使用時間較長,部分銷軸已完全鏽死,拆卸支腿時就遇到了很大的困難。研發人員通過評估、全麵拆解、修複、檢測、總裝等程序,使這輛泵車重新煥發了生機,其產品性能、質量均不亞於新品。
一般的再製造企業已能做到從舊件中利用40%的原材料。三一重工顯然有著更雄偉的目標。他們首先瞄準企業的旗艦產品——混凝土泵車,對生產線進行了重新布局和設計。泵車的臂架、轉台、轉塔、油缸、底盤、付梁、料鬥、輸送缸、液壓元件等機械部件85%以上都將通過清洗或再製造後實現再利用,加上輸送管、電纜等耗材及部分控製元件的更換,將使得整車舊件利用率達到70%。
在專注於企業再製造的同時,三一重工發揮技術優勢,積極投身國家再製造體係的建設。2010年11月10日,三一集團出席在天津召開的“工程機械再製造標準工作研討會”,參與了《工程機械再製造產品標識》、《工程機械再製造術語》和《工程機械再製造通用技術規範》等再製造標準的製定。