本文結合國內汽車行業的市場需求現狀，針對國內大部分鍛造企業的生產現狀及需求，闡述了部分鍛造企業的生產裝置無法滿足日益增長的生產需求的矛盾，說明了鍛造企業進行自動化升級改造的必要性及原因，並透過分析改造成本與收益，為國內鍛造企業指出了極為高效的投資方向與途徑。

我國汽車市場需求量及鍛造行業需求的分析

隨著我國社會經濟及製造工業的發展，人們生活水平不斷提高，人們對於汽車的需求量逐年增加(圖1)，汽車零部件的生產加工在促進汽車工業發展中發揮著越來越重要的作用。汽車上約有58%的零部件採用鍛壓工藝，其中發動機零部件曲軸、連桿、車輪零件、傳動部齒輪等零部件為汽車零件製造的重要構成部分，比起鑄造、全機加等生產方式，通常選取模鍛方式生產。其中熱模鍛壓力機因廣泛適用於各種精密模鍛件的大批次生產條件，已成為發達國家模鍛的主要生產裝置，佔比達40%～70%，以德國、美國為代表正將生產線推向智慧化的技術層面，而我國熱模鍛裝置數量佔比不及20%。除此之外，我國鍛造企業生產現狀還存在諸多不足。

圖1 2009-2019 全國汽車產量(單位：萬輛)

我國鍛造企業的現狀及問題

由於我國鍛造工業技術起步較晚，從現存大部分鍛造企業的生產現狀來看仍有很多不足，主要體現在以下幾個方面：

⑴大型自由鍛的裝置能力過剩、佈局分散、利用率低；

⑵模鍛裝置以模鍛錘、螺旋壓力機、液壓機等老式裝置為主，伺服熱模鍛壓力機佔比低；

⑶鍛造裝置的自動化程度低，生產效率較低；

⑷人工投入量大，工人技術經驗不足、缺乏系統性培訓；

⑸工人勞動強度大、勞動條件差；

⑹鍛件加工餘量大；

⑺各類高階專業人才匱乏；

⑻車間內基礎設施不完善。

由於我國大部分鍛造企業存在以上問題，很難滿足日益發展的汽車產業生產需求，故鍛造企業需要進行裝置自動化升級及生產條件的改善,以滿足不斷增長的汽車製造業的需要。所以鍛造裝置自動化升級改造是有必要的。

自動化升級改造必要性

建立包括全工序生產環節和工藝的綜合流水線是對鍛造行業發展前景的展望，而自動化鍛造又非常適合少品種、大批次的鍛件生產，尤其適合汽車零件的鍛造生產，例如軸承、齒輪、輪轂、法蘭軸、氣門等的生產，自動化鍛造生產線及生產過程體現的優點總結如下：

⑴有效提高生產效率。自動化生產線替代人工手動進行大量、重複、危險性的生產動作，可以有效提高勞動生產率，自動化裝置依據自動化程度的不同，價格通常為通用壓力機的1.2 ～2 倍，但生產率可達到1.5 ～10 倍，詳見表1。

結合表1，以連桿為例，手動生產時每分鐘約為6 件，單個連桿產值按照150 元計算，自動化生產線一年對比手動操作多創造產值約為：一億五千五百萬元(1 班制)，三億一千一百萬元人民幣(2 班制)。

表1 熱模鍛壓力機自動化生產線典型鍛件的生產能力

⑵降低人力成本。由於近些年來國內人口紅利逐漸降低，人力成本持續走高，僱工難、人員流動性大，日益成為鍛造企業待解決的難題，自動化生產線可以有效節約人力成本，具有短期內肉眼可見的經濟效益，實現自動化生產後，每條線只需1 ～2 人值守，對比手動生產線生產通常需要5 人以上，大大節省人力投入。

⑶提高產品質量。自動化生產使鍛件出產質量更穩定，鍛件精度更高，毛坯精度可提高10%～ 12%，可鍛出鍛件質量±1%的公差，鍛件溫度誤差可控制在±10℃。

⑷改善工作環境、提升員工健康。鍛造車間生產環境通常較惡劣，高溫、高溼、粉塵、噪聲等環境問題明顯，自動化生產可以有效避免員工長時間、近距離暴露在惡劣的生產環境中，減少員工作業強度，減少工傷事故的發生，提升員工健康。

⑸有利於逐步擴大生產規模，有效帶動傳統生產模式的改造與升級。

⑹國外發達國家趨近成熟的自動化發展現狀可以為我國提供豐富的經驗指導，使國內企業少走彎路。

鍛造自動化升級改造投資側重點

人才的吸納和儲備

自動化升級改造的首要任務是準確分析生產企業自身需求，綜合長、短期目標，同時找出工藝短板，發現制約提升經濟效益的重要因素，以期在自動化代替人工後的大批次生產中顯著提升經濟效益，這時就需要大量經驗型和有快速學習能力的人才，人才不僅可以為企業提供各種前期需要的有效參考資訊和合理意見，也可以在投入新硬體裝置後，為企業提供更為詳實的工程管理與實現細節，在自動化改造全流程中，提供較為多樣的可行性分析和解決方案，確保整個自動化改造過程更順利。

人才的投入途徑大致分為兩種：一種是直接引進具有豐富經驗與紮實功底的技術型人才，同時儲備學習能力強、有發展潛力的年輕型員工，以保障企業在自動化改造前期做好更充足的準備和改造更順暢地進行，但直接引進人才，在時間上具有侷限性這裡不再贅述；另一種人才投入途徑則為間接性投入，即透過與專業度高、技術水平先進的自動化改造供應商的合作，簽訂裝置合同時附加需要對現場操作工，裝置保全部的機械工和電工進行培訓。此種投入在短期內便可獲得生產水平上的極大收益。

裝置和工藝的升級與改造

自動生產取代人工手動生產歸根結底要靠自動化裝置和配套工藝來完成，因此自動化改造投入的成本中極大比例為裝置和工藝引進方面的支出。從投入比重來看，鍛造企業自動化的實現途徑有以下兩種：一次性投入全新工藝的整線自動化鍛壓機裝置；從單獨裝置(脫模劑自動噴淋裝置)入手逐步進行生產線裝置的自動化升級。

⑴鍛造壓力機自動化生產整線介紹(以熱模鍛為例)。

一般包括：中頻感應加熱爐、主機、自動上/下料裝置、步進梁或機器人、模具模座、模具潤滑回收等部分，表2 簡要介紹了熱模鍛壓力機自動化生產線的相關情況。鍛造自動化生產線整體佈局參照圖2和圖3。

表2 熱模鍛壓力機自動化生產線簡介

圖4 步進梁連線工藝

圖5 機器人連線工藝

圖2 鍛造自動化生產線佈局圖1-坯料傳送帶 2-上料裝置 3-步進梁 4-1-脫模劑攪拌罐 4-2-移動噴嘴

圖3 鍛造自動化生產線立體效果圖

作者簡歷

朱碧雯，海外部部長，主要從事日本、韓國全自動鍛造生產線的進口、銷售及售後服務工作。