未来制造重在弥补工艺之短板——访成都敏捷制造工程有限公司总工程师黄海基

《金属加工》记者 卢燕明

初识黄海基先生是在南京召开的“第15届全国特种加工学术会议”上，一张名片传递出黄总诸多身份：中国机械工业工艺协会工艺诊断师、中国机械工程学会特种加工分会常务理事、中国模具工业协会技术委员会委员、中国特种加工学会R P快速成形技术委员会副主任、四川省制造业信息化专家组专家、四川省政府评标专家库专家、四川省中小企业科技专家团咨询专家、四川大学制造学院/成都航空职业学院客座教授、成都市政府重大行政决策模具产业咨询专家。除此之外，黄总还是享受政府特殊津贴有突出贡献优秀专家。更吸引记者的是冠以“敏捷制造”头衔的公司，在中国制造业也是屈指可数的。

带着好奇与崇敬之心，《金属加工》记者来到位于成都市青羊区青羊工业集中发展区（西区）的成都敏捷制造工程有限公司（简称：成都敏捷）参观学习，深深感悟到现代制造工艺技术汇集于公共技术平台这一现代制造理念，值得探讨和学习。

国内“敏捷制造”的开路先锋

早在1993年，黄总在欧洲求学期间就开始接触“敏捷制造”这一新概念，对此产生了浓厚的兴趣。

“敏捷制造”的核心思想：是将具有开创性的高效快速重组的管理结构和组织、高度熟练和知识渊博的人以及柔性和智能的先进制造技术三者集成，对千变万化的市场机遇作出决策和最佳的市场响应速度，最大限度地满足顾客的要求。它是当今制造业的高新技术，是美国提出来的21世纪的制造策略和新概念。

制造业是所有与制造有关的企业机构的总体，是国民经济的支柱产业，它一方面创造价值，生产物质财富和新的知识；另一方面为国民经济各个部门包括国防和科学技术的进步与发展提供先进的手段和装备。在工业化国家，约有1/4的人口从事各种形式的制造活动，在非制造业部门，约有半数人的工作性质与制造业密切相关。可以说大多数国家和地区的经济腾飞，制造业功不可没。

敏捷制造是作为替代大规模生产的一种新型制造模式，也是人们寻求的一种新的制造战略，敏捷制造就是“多品种、变批量、具有敏捷的市场响应速度去生产不同用户所需的全解产品”。未来的竞争成功企业将拥有一支富于创造性、有领先技术的职工队伍，并能通过敏捷的工艺技术装备系统和迅速准确的通信与信息系统，及时抓住市场机遇创造营销机会，并在竞争中获胜得利。

黄总观察到，中国企业几乎都是“大而全”、“小而全”的办厂模式，没有走出专业化之路，制造水平何以提升？1999年，他在四川省科委申报了一个课题：《敏捷制造与虚拟企业》，由黄总亲自执笔，产学研政合作研究，形成一个4万多字的课题报告。报告中指出：敏捷制造与虚拟企业将改变企业和产业结构、模糊行业概念，彻底打破“大而全”、“小而全”和金字塔式的组织管理模式，以及企业的传统经营理念，是改造传统产业的系统工程。

黄总致力于敏捷制造的不断探索与创新研究，于1999年注册成立了成都敏捷制造工程有限公司。黄总说：“当时的目的就是要参照敏捷制造的理念，走专业化的道路，把高端技术和不容易掌握的制造工艺技术集中到一个企业（平台），再对外服务。”公司已分别由四川省科技厅认定为“四川省精密模具工程技术研究中心”和四川省发展和改革委员会认定为“四川省精密模具特种加工工程实验室”，四川省经信委认定的中小企业公共服务平台。黄总介绍说，它是按照“一家吃不饱，千家离不了”、“扶持一家，受益千家”的理念，将现代制造工艺技术汇集于公共技术服务平台，服务于精密机械及模具产业，其目的是为精密机械、模具制造、生物医疗、精密电子等高新技术产业打造的高端公共技术服务平台。公司的建立和发展受到国家发改委、中国模协、当地政府和主管领导的支持和关注。近年来荣获了成都市科技进步二等奖、四川省科技进步三等奖和中国机械工业科学技术三等奖。

推动工艺进步路漫漫

“一直以来，我国复杂零件包括精密机械产品制造最缺乏的就是工艺。我们引进设备、引进工具等，但唯独工艺很难引进；甚至做不到好马配好鞍，一流机床只配二流、三流附件。所以，我国大多制造企业都存在：现代的设备，传统的工艺。”黄总一语击中我国制造业的致命要害，“许多中小企业，不会甚至不敢使用高端设备的还大有人在。就拿数控加工中心来说，使用传统铣床的工艺大有人在。”

有观点认为工艺是可有可无的。但恰恰相反，许多零件能否制造出来往往取决于工艺水平的高低。比如，在液压件的制造中，其中的关键部件表面粗糙度值要求非常小，稍微增加一点阻力，摩擦力增大就会导致产品不合格。制造部门做不出来就申请改设计，当看到成都敏捷公司的特种加工工艺后才感到，要改进工艺，而不是降低设计要求。

绿色制造最根本的是节约资源，而资源浪费大部分是出自工艺问题。比如说，模具表面涂层可以延长使用寿命，这是大家的共识，但为什么许多模具制造企业不用涂层？这其中不排除利益驱使。因为加涂层模具寿命提高，模具消耗的少了，模具销量自然受到影响。对此，沿海一带与内地企业在制造理念也有相当大的差别，珠三角地区的企业已经把涂层要求写进合同里，而西部地区模具用户根本不能理解涂层的好处。20世纪90年代，黄总去德国考察发现，那里一套模具可以实现焊接+测量+自动筛选，售价达几十万德国马克，寿命是20亿次。相比之下，我们的模具效率和寿命都有差距，这就是对资源的一种浪费。

“目前工厂信息化大部分停留在管理部门，真正实现车间甚至机床信息化的只有10%。”黄总感慨道，“机床信息化管理涉及生产物流各个环节。如果工艺数据基础不健全，车间信息化是不可能实现的。”

现在，什么都可以交流、共享，唯独工艺技术被封锁；什么学习班都有，唯独工艺学习班稀少。究其原因：第一，抓工艺的体系缺失；第二，有经验、肯钻研的工艺人才流失；第三，人们都是根据各自的产品研究具体工艺，几乎没人研究共性工艺问题。在此，黄总得出一个结论：关键共性技术难寻。

其实，工艺标准化问题是非常值得研究的。比如工厂建设，可以分类制定建厂标准，便于建厂和审批时调用，有标准可依。如果针对每台机床找出公共元素点，通过这些元素点再去推论后面的工装、夹具等柔性附件，这样就可以避免上一个产品配一套工装，换一个产品工装又推倒重来的工艺模式，这样不仅可以提高加工效率，也会避免占用大量工装资源。国外先进国家这方面的工艺标准就制定得非常细、非常严格。

黄总指出，我们国家制造业中，工艺是一个薄弱环节，而且这一趋势越来越明显。究其原因：一是工艺封锁；二是对于工艺项目，国家的支持力度不够。如我们常说的三新，即新材料、新技术、新工艺，前两项获取专利和国家的支持相对比较容易；在中国机械工业科技进步奖中，工艺奖项所占的比重是比较轻的。相对于机械加工而言，特种加工的地位就显得更低了。在生产一线，工艺人员的奖金低于设计人员已成为普遍现象。

黄总呼吁：怎样去重视工艺，如何向工艺要效益？他认为，这是一个国家战略问题，是市场经济环境下企业经营导向问题，而不是一个普通的工艺技术人员喊出来就能转变的。2013年11月15日，在人民大会堂召开的“第十届中国科学家论坛”上，黄总有幸见到多位院士，大家非常认同：重视工艺，刻不容缓。

打造公共技术服务平台

黄总是特种加工出身，擅长钻研技术，尤其对新生事物感兴趣，早在1997年就开始研究3D打印，并在中国机械工程学会特种加工分会的支持下，参与共同组建了快速成形分会。

黄总做事比较超前，他把日本、美国、德国的制造技术和理念带到成都敏捷，通过公共技术服务平台的建设发展，定位于三产业的现代生产型服务业，以解决精密机械（模具）行业中存在的精密特种加工共性难题为目标，进行多项技术的集成和研究与应用探索，通过定位于模具制造企业、模具使用企业以及精密机械行业，创新性的集成多项先进特种工艺技术，为广大中小企业开展精密疑难技术攻关研究和服务，提高产业竞争力和行业技术水平。

黄总列举精密工艺基准定位系统技术，这是不同的高端精密设备之间的接口。为生产现场加工及检测设备提供了统一、固定、已知的三维工艺基准，系统重复定位精度高达±1μm。这是解决工件传递精度的好方法。通过这几年的推广，四川已经有30多家企业在用，并在成都地区建立了共用基准平台，且应用这套系统加工出叶片厚度仅为0.2mm的航空叶片。

目前主要开展的特种加工技术服务还有：①精密激光焊接特种加工技术：通过对引进技术的消化、吸收和再创新，进行了专业的激光模具焊接、修补和精密零件焊接的技术攻关、研究。研究成果包括：建立了激光加工生产系统，(最小焊点直径0.1mm)重点研究了模具钢、铝合金、铍铜合金模具的焊接工艺，建立了工艺参数数据库，突破了精密模具/特种加工制造企业激光焊修和表面改性等关键技术。②PVD物理表面气相沉积技术：单纯使用本技术可提高刀具模具寿命3～5倍，也是目前行业内普遍采用的技术，但作为本项目中的核心技术之一，我们在已有技术的积累基础上，通过与磨料流加工技术的结合，最佳情况模具寿命可提升30倍，并形成了整套工艺流程。③精密特种加工模具型面精整加工技术：本项技术是高速铣削技术（42 000r/min），精密电火花线切割技术（Ra≤0.03μm，线径≤0.05mm），精密电火花成形技术（精度1.5μm，Ra≤0.1μm）与工艺基准定位系统的集成应用，制造了精度≤0.002mm，Ra≤0.1μm的数控刀片模。

3R-Delphin系列五轴大型工件定位系统

配套研究技术：①φ0.2mm电火花小孔加工技术：原四川省内最小孔仅能加工φ0.3mm/10，而精密电子模具急需φ0.2mm，否则解决不了精密电子模具0.4mm线宽的切割加工问题，这一问题制约了精密电子、模具制造业的发展，通过研究，攻破了加工直径：0.2mm。②中走丝线切割技术：采取半闭环控制的多次切割技术，使一般模具表面粗糙度值Ra≤1.0μm，是众多中小模具企业急需的加工技术。③磨料流光整加工：现在大部分厂家仍沿袭传统的手工抛光工艺，以牺牲精度为代价来实现表面光整加工，而采用半流体磨料进行磨料流特种加工即可在保证精度前提下实现光整加工。④淬硬材料VDP加工：模具淬火后需高速加工＋VDP技术在四川地区属空白，采用VDP阻尼吸振技术+高速数控的方式减少模具的变形量和延长刀具寿命（φ2mm以下刀具效果明显）。

以工艺研究为主线的公共服务平台，自2007年建成以来，成都敏捷已服务企业500余家，服务上千项次，培训人才500余人。成为四川省第一个服务型的先进制造技术集成公共平台。