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绿色制造:节能环保的新型气动元件与应用

   2016-06-16 液压气动与密封2970
核心提示:气动技术创新的基本思想●创新的基础:强大的生产制造基地是创新成果转化的重要平台●创新的市场战略:研发中心的创立要立足于新兴市场(中国)

气动技术创新的基本思想

●创新的基础:强大的生产制造基地是创新成果转化的重要平台

●创新的市场战略:研发中心的创立要立足于新兴市场(中国),在中国市场创新的成功,去影响欧美市场。

●创新的广义内涵:必须重视确保这些新产品具有全球竞争力(质量与成本)的现代化生产制造工艺。

●创新的前瞻性:重视新产品的研发,更要重视应用技术的基础研究,这是推动产品研发、技术发展的源动力。

●创新发展必须以人才培养为己任:培养大批优秀专业人才,为技术普及、技术升级奠定未来市场发展的基础。

气动技术/产品发展趋势

●小型、轻量、节能、环保

●高速、高频、高精度

●产品多样化与高性价比

●更高的安全性和可靠性

●传感技术

●机-电-气一体化/智能化

客户的需求是多种多样的,同样的产品、根据客户的不同要求,在特性上,需要有细微对应。比如真空发生器,在某些行业,对节能的要求很高,而对于高速贴片机这样高速往返类装置来说,最重要的是高速响应。

同样是真空的吸盘,不同行业使用的要求是不一样的,所以要有各种形状、各种材质来满足各行业的要求。其中对于一些非常薄的吸件,比如一张纸、一个胶片,要考虑怎么样在吸取的过程当中能够减少它的变形。另外还有一些特殊要求,比如在工件的表面不能留下任何真空吸盘的痕迹,那对它的材料、形状设计必须要有细心的考虑。再比如像太阳能电池的膜片,很脆,真空吸盘有了吸力以后容易破损,那么这个行业就提出来要求:你们要给我们做这种没有接触的吸盘,这个吸盘已经在市场上很多年了,在不与工件发生直接接触的条件下,来吸取工件。还有自带真空发生器的真空吸盘,它的好处是什么?是没有连接的管,没有连接的管的主要目的是什么?真空的容量小了,所以它的响应速度快了,而且它本身也节能了。虽然不同的行业、不同的产业对产品的要求是不一样的,但这些产品开发的指导思想都是相同的,那就是满足客户的需求。

同样是普通型气缸,更多表现的是它的多样化,它要让我们的客户使用方便,比如说连接的方式,根据客户不同的要求,不管是在端部的端盖和尾部的端盖,需要考虑以各种各样连接的方式来方便客户的使用。

标准不能束缚技术的进步

这里我们花点时间讲一讲,我们大家都知道,液压元器件、气动元器件,我们的缸径都是ISO标准规定的,40、50、63、80、100,这个大家都知道,那就有人要问:为什么是这样定义,简单地回答,ISO标准是这样定的,ISO标准是工业标准,我们国家也在努力学习ISO标准。但是如果撇去标准不讲,我们讲一讲直径45、直径56的好处是什么?比如我用φ50气缸的推力不够的时候,我就只能选φ63。但是如果有一个公司,它有φ56气缸能够满足要求,我就不用选择φ63,带来的好处就是这些中间缸径的气缸可以节约压缩空气20%~30%,这意味着什么?与其它技术一样,气动技术在节能方面也要去努力。但是大家就问了:赵总,这样做出来的缸不符合ISO的标准。

那我们讨论这样一个问题,当标准阻碍了上述的技术进步,我们是严格遵循这一标准,还是提出修正标准的建议?我认为不能盲目地用标准来束缚革新,也不是简单地否定和无视标准,标准还是需要的,但是标准是人做出来的,标准要随着时代的发展不断地改善。从技术发展的眼光,来积极提出修正和完善标准的建议,在国际标准的制定方面,中国的工业界,应该有创新的思想,坚持自主的话语权,这个很重要。再举个例子,ISO标准里面规定:气缸的截面积都是圆形的,大家想没想过:同样一个间隙要安装一个气缸的话,是方形的推力大还是圆形的气缸推力大?显而易见,方形的气缸推力更大,那为什么不能做方形气缸?大家说ISO标准里没有这个,有人说方形不如圆形的气缸加工方便,其实不对,加工的水平也在不断提高,现在加工方形的气缸已经没有什么问题,SMC也做出了方形的气缸,那么这对ISO标准意味着什么?这里给大家留下了一个话题,我们行业当中大家来讨论。从我来讲,是这样一个观点:不是不要标准,但是标准不能束缚技术的进步,随着技术的进步,我们要不断地完善标准,中国的工业界应该有更多创新的思想和自主的话语权。

气动产业将迎来一个新的黄金时代

下面我们要讨论的是我们行业里怎么样把这个产业的蛋糕做大?传统的产业随着工业3.0和4.0的发展正在褪色,但是工业3.0和4.0发展需要有坚实的产业基础和高性价比的工业基础件。随着我国的产业转型和技术升级,气动产业的发展又迎来一个新的黄金时代。这里跟大家分享一下。

我们国家重点发展的一些产业:汽车制造,半导体制造,液晶,LED光源,太阳能电池、二次电池,生物医药、医疗器械、食品包装、过程控制。我国的产业升级和产业结构的转型、工业自动化的步伐正在加快,高端装备业国产化迫切需要大量新型气动元件及相关技术。这个是我下面要讲的内容。

产业机器人行业,大家看一看,主要的设备工艺是什么?对气动技术元件的特殊要求是什么?现在主要的气动元件是什么?半导体制造业主要的工艺是什么?主要的设备是什么?那么对气动元件和气动技术的特殊的要求是什么?它的主要气动元件是什么?由于时间的关系,不能一一展开讲,我要说的一句话,就是在这些新兴产业当中,很难再看到传统的气动元件的影子,但是从气动技术延伸、开发出来的新型气动元件,在这些产业当中比比皆是。

比如喷涂机器人。喷涂,我们说混装生产的时候,这个车型要涂黑色的,下一辆车就要涂白色的,装置不换,靠的是什么?我们要开发出来,要能够去多路换色的控制的阀。

电爪(见图1),不是我们气动的产品,但它是当今市场与客户的需要。它的特点大家看:这是O形圈,装配的时候你不能让它变形,那边是一个鸡蛋,夹的力大了以后要碎,夹的力小了以后要滑,这个力的控制要求非常精确。电气传动有它的特点,同样是气爪的形状,但是在自动控制当中电动有优势的,技术本身要相互融通。

图1 电爪

半导体制造业,从前道工序到后道工序,几乎每一道工序都要用气动的技术和产品。图2就是在半导体制造业经常用的产品的一部分,大家看看,几乎没有我们原来传统气动元件的影子,但是由传统气动技术与产品衍生而来的各种新产品却无处不在。产业结构在改变、产业在升级,气动技术与产品一定要跟得上时代的发展、技术的进步。

图2 半导体制造业中气动产品群

光伏产业,太阳能电池的制造生产线,同样有大量的气动元器件。基本上所有的工艺、装备都要用气动技术和产品。

图3给出了在LED新光源、锂电池和生物制药产业中,主要的设备和工艺、对气动技术和产品的特殊要求和现在主要的气动元件(见图3)。大家看我们熟悉的气缸,剩下的不多了,更多的是一些新的面目的产品。

图3 LED、锂电池、生物制药的主要气动元件

比如特气阀(特殊气体控制阀),看起来好像见过,但是不一样,所有的材料都是不锈钢,气密性相当强,在半导体装备业、对气密要求很高的地方,我们传统的气动的减压阀,还有我们那些控制阀是不能满足它的要求的,所有我们把它叫做特气控制阀。这些就是,耐压耐腐蚀,大家知道半导体和太阳能电池制造工艺当中有很多化学、腐蚀性很强的一些流体,所以在密封和耐腐蚀性能上都有很高的要求,元件的原理并没有变,只是要求更高。

图4给出针对生命科学工程、食品包装、汽车制造、精密的数控加工领域内的主要装备和工艺,这些装备和工艺对气动技术和元器件的特殊要求,还有主要的气动元件,可见其实气动应用是很多的。

图4 生命科学工程、食品/包装、汽车制造、CNC加工设备的主要气动元件

汽车制造业,从冲压到总装、到处有气动元件的身影。比如汽车的焊装线,以前是定压定时焊装,现在呢?汽车的焊接质量要求高了,不同的钢板,焊接要求不一样的时候,用的力、工作电流大小和通电流的时间是要控制的,以此为背景、开发出来的气动伺服焊枪得到了关注与应用。我们说,气动技术有自己的优势,重要的是我们要关注市场和客户的显在与潜在需求,不断开发出更好的产品。

气动技术与机器人、机械手行业,这个很典型,大家也比较熟悉,我也不展开说了。

高端装备业的发展和工业自动化的实现是实施我国工业2025计划的重要一步,国内气动产品能否成为高端装备业当中的基础元件,关键是要让传统的气动技术不断地延伸,产品不断地创新,同时要不断追求高性价比和元件的可靠性。我们作为企业要负起社会责任和行业责任,我们的责任是什么?就是应该用我们的智慧和努力去证明实现工业自动化、发展我国的高端装备业,气动技术和产品具有高性价比,高可靠性,气动技术在节能环保和节约资源上跟得上时代的发展,技术的进步,我们必须不断努力,为了气动的产业有更好的明天。

大家关心气动产业的未来是什么样的,有人说气动是传统的产业,它将走向没落,我们说不,气动产业将迎来一个新的黄金时代和一个光明未来,但是我们必须选择一个正确的道路,如果我们走低水平重复的路,那么资源和能耗的浪费,被我们的客户评价成为最不可靠的传动技术,市场的蛋糕就会越做越小,但是如果我们能走到正确的道路,不断让技术延伸、不断让产品应用的领域扩大,在中国制造2025宏伟蓝图中,我们将创造气动产业新的光明未来。

重视绿色制造和传感技术

绿色制造。我们是搞加工的,一定会有铝屑,一定会有端材与废料,但是这些东西不要扔到社会上去,我们有能力建立一个循环制造体系,我也希望我们产业的同盟共同努力。另外产品一定要节能、节省资源,产品轻量化不仅减少的控制负载,同时也节约了资源。

所以产品的优化设计,小型化,轻量化,绿色制造工艺过程,节能环保,不产生工业废料,通过这些努力实现真正意义上的可循环生产体系。

另外我们讲,工业生产自动化与智能制造,故障诊断与预报,必不可少,长时间以来、SMC在传感器的制造和研发方面投入的力度也很大,传感器是实现复杂工业生产控制的重要神经单元。

企业管理和经营目的

另外大家是搞企业的,说赵总能不能分享一下,企业怎样去做?时间的关系,在这里我只讲讲自己的体会,企业的工作千头万绪,简单地说、下面这张循环图概括了我们走过的22年创业路(见图5),SMC在创新中不断成长。

图5 SMC的企业管理

礼仪教育、5S、作业的标准化、目视管理、目标管理和自我目标管理,这是一步步要走的路。“简洁、流畅、洁净、高效”这是工厂车间一种形象的描述,同时全员参加的合理化让我们的企业充满活力,合理化的积淀从量变到质变,到企业改革。企业大的改革又开始了新的循环,从新的一轮标准化开始做起,在这样的循环中螺旋上升。

SMC 之所以每年都能被美国福布斯杂志评为“全球最具改革创新力的百强企业”,我觉得根本原因就在于SMC不管是在技术产品,还是在经营管理上,总是永不停步不断创新。在2013年“全球最具改革创新力的百强企业”名单中,SMC排在第61位(见图6),我们注意到苹果排在第79位。

图6 2013年部分全球最具改革创新力企业

大家都关心企业的未来,关心企业如何稳步成长。也有很多人感到不解:为什么我们很多企业的寿命不足15年?我没有太多企业经营的经验,只想从技术者的角度谈谈对企业经营的感受。我觉得作为企业经营者,首先应该明确企业的经营目的,有人不解,企业的经营目的还用说吗?赚钱、盈利。这并不错,但你想一想,如果只以赚钱为目的去经营企业的话,你可以用技术、产品和创业的精神,千辛万苦淘来第一桶金。但在这充满“机会”和诱惑的社会环境下,如果还有其它方式(房地产、股票、基金、期货、资金运作等),能让你更容易地赚取到第二桶金的时候,你还能坚守实业吗?毕竟干实体经济,从研发到生产,再去开拓市场,还要面对很多无序的竞争,这是一件非常吃力的事。我想说的是:真正的企业家不仅要关心盈利,更重要的是他更关心产品与技术能给客户与社会带来哪些价值?当你通过努力让产品的价值得到社会、客户的认同,盈利只是达到企业经营目的后的一个结果。我不知道大家是否认同这个观点?

 
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