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中国高端机床首卖欧洲:大连光洋将颠覆什么?

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一向稳定的世界机床行业格局,或许会因为一家叫做大连光洋的中国企业,而发生某种改变。

  7月31日,一则消息在业界不胫而走,引发了广泛关注:由大连科德(大连光洋全资子公司)制造的高精度五轴立式机床,正式启运出口德国。值得注意的是,此次出口除了整机,其中的数控系统、伺服驱动等关键功能部件,均系大连光洋自主研制。这在我国机床行业尚属首次。不仅如此,同样令人振奋的是,大连光洋的五轴数控机床很快还将出口世界机床另一重镇——日本。

  从被禁运、限制进口到将自己的高端产品出口到老牌机床强国的家门口,曾经的“学生”正以自己独特的方式向“老师”发起挑战。而令人们惊讶的是,率先实现这一“逆袭”的,竟是一家此前在业界名不见经传的公司。


VGW400-U高速高精度五轴立式加工中心出口德国启运仪式

  光洋往事

  大连光洋同数控机床的缘分还要从十三年前那次偶然的机会说起。彼时,大连光洋在工控系统领域已经小有名气。2000年,英国600集团同大连机床合作,决定在大连投资设厂生产数控系统,其中的电控系统就找到了大连光洋来配套。

  一直对技术无限痴迷的大连光洋董事长于德海欣然接受了这个机会和挑战。大连光洋的研发团队也不负众望,很快将产品完成并通过600集团的验收。然而,随着接到的产品任务由低端产品升级向中高端,大连光洋研发团队的技术攻关时间越来越长,遇到的困难也越来越难解决。于德海一边技痒难耐,一边眼看着数控系统技术都掌握在老外的手里,心急如焚,中国的企业这么多,我们为什么不能自己研发数控系统呢?至此,于德海率大连光洋走上了数控系统和数控机床制造的艰辛之路。

大连光洋董事长于德海
大连光洋董事长 于德海

  如今,这条艰辛之路终于迎来了曙光。今年4月中国国际机床展上,大连光洋的五轴立式加工中心、五轴卧式加工中心一经展出,迅速吸引了一家嗅觉敏锐的德国机床经销商的注意。大连光洋的这套五轴立式加工中心现场加工产品表现出的高精度毫不逊色于国际大牌的高端数控机床,而售价仅为这些大牌的一半,这样的价钱通常只够买一套西门子、发那科的数控系统。该公司的负责人当场跟于德海签订了一台五轴立式加工中心的购买合同,要光洋在最短的时间内把产品送抵德国,他们要在9月带着这台产品参加在德国汉诺威举办的EMO2013机床展览会,这家有百余年历史的全球性机床经销商要把这款机床推广到国际市场上去。

  一次的幸运可能会被理解为具有偶然性,但接二连三的好运则是自身实力使然了。接到德国订单的激动心情还没平复,一个老者的举动又引起了大家的好奇。他驻足在光洋的五轴数控机床边足足有几个小时,探头向窗内仔细观察产品的加工过程,直到展馆快要闭馆了,他才用日语向销售人员询问起了产品的型号和价格。原来他是日本某着名株式会社的负责人,他也打算把光洋的五轴数控机床买回去在本国销售。展会结束,该株式会社就到光洋签约,一次订购了三台光洋的数控机床。

  不过,一连串的好消息也引起了国际同行们的警惕。某德国机床公司的高管们听说展会上有一家中国企业的五轴数控机床非常受欢迎,且价格才是德日产品的一半,三番五次来到光洋的展台,他们看得异常仔细,似乎不相信中国企业能造出这样的五轴数控机床——而老外们的怀疑并非没有原因,据中国机床工具工业协会的数据显示,2012年我国机床产值占世界的30%位居第一,但机床消费占全球市场的45%,进出口逆差109.6亿美元。其中,在我国机床企业利润不断降低的情况下,机床进口额在2011年增长40%基础上,2012年进口金切机床仍增长6.03%,且每台平均单价增长8%。

  基础薄弱、配套落后、技术封锁,在这样的行业生态下,纵使研发高端数控机床多年,我国的机床制造企业仍处于被动状态,难以冲击峰顶。但是这一次,于德海不再惊慌,他知道这场由大连光洋撬动的世界机床领域的板块运动马上就要来临。

  以命相赌

  为什么是大连光洋?很多人会有这样的疑问,中国有那么多家有雄厚资金和技术实力的大型机床企业,第一个将中国五轴数控机床卖出去的为什么是这家名不见经传的民营企业?对这个问题的解答,大概要从于德海的“赌命”开始谈起。

  大连光洋总工程师陈虎和董事长助理许钢是于德海的得力干将,“赌命”一说也源自他俩对于德海不谋而合的评价。自从大连光洋开始研发数控系统,于德海就以天命之年把全部的精力用在技术攻关上,这个技术狂人什么事都事必躬亲,他的办公桌上堆满了各种叶轮、叶片等大大小小的部件,在他的办公桌边每天不知道要进行多少轮技术讨论会议。像陈虎说的那样,十三年来,于德海每天都在用生命从事着高端数控机床制造。

  就是这样的事必躬亲让于德海发现了一条研发数控系统的不同道路。以往企业开发数控系统都是买来载有西门子、发那科数控系统的高端机床研究模仿,大连光洋也是从这里开始的。但是在经过千百次的分析尝试后,于德海发现这条路行不通,仿制出的数控系统在机床上试验,从精度和反应速度上总是跟人家差好几个节拍。不明其中缘由的于德海心有不甘,他决定打破人家做什么我们学什么的惯有思维,重新思考研发的方法,看能不能有所突破。

  很快,于德海发现中国企业研发数控系统一直是直接模仿西门子、发那科数控系统带有的功能,却从来没有真正研究这些功能源自于哪里,这些功能要操纵哪些执行部件完成怎样的制造过程和工艺。归根究底,数控系统的目标是满足客户的制造需求,而需求从哪里来,从工艺中来。发现了这样一条技术思路,于德海开始带领研发团队对不同的加工工艺进行仔细研究。通过从用户工艺中反推出数控系统的功能和性能需求,并对设计反复实验、分析、优化,大连光洋的五轴数控系统终于在2006年问世了。

  然而,数控系统研发出来了,推广出去却成了难题。以往高端数控机床的数控系统大部分出自西门子、发那科,客户的长期信任难以攻破,于德海索性也组装起数控机床整机来。他想,既然系统推广不出去,配套自己数控系统的整机,加工效率显而易见总能令客户信服了吧?没想到的是,这条路却又牵扯出了一系列难题。

  为了让整机验证数控系统的五轴联动功能和性能,于德海需要高精度的双轴转台,但国内的产品无法满足这样的精度要求,只能向国外公司购买,可这一次于德海又受到了国外“老师”的刁难。这双轴转台是高技术产品,国外的企业对中国企业十分提防,一开始一家美国企业拒绝了大连光洋的购买意向,后来同意但又提出了延长交货期、买方要说明购买用途、限制设计图纸等一系列的条件。这可激怒了于德海,自打十几岁就开始醉心发明的他最受不了的就是技术上受制于人,于是他又给研发团队设立了一个新目标:光洋要自己造双轴转台!

  就是在这样立足自我的发展过程中,于德海带领着光洋团队从研发数控系统,再制造双轴转台,后来又为了与数控系统的高性能匹配而自主研发伺服驱动、伺服电机等关键功能部件。最后为了整台机床的稳定性,大连光洋放弃了制造工期较长、温度形变大的金属床身,改而制造德国率先使用的稳定性更高、震动更小、制造周期较短的人造大理石床身。

  在不断的研发摸索中,于德海形成了自己的大系统观理论:一台高端五轴数控机床由三部分构成,控制系统、执行部件、机械部件,把机床做好首先要把机床的“大脑”控制系统做好,而控制系统的好坏取决于是不是把机械部件的功能、性能要求研究明白,这就要求把最终工艺的需求搞清楚。而像伺服驱动、电主轴这些功能部件是决定着机床性能表现的关键部分,国外的老牌机床企业不是自己做就是有充足的供应商,而中国的整机厂没有这个能力,国内配套商的产品又达不到要求,于德海只能自己把这条产业链补齐,才能让光洋的机床更好地满足用户的需求。

  千万次的失败使于德海抓住了数控机床制造的规律,而且由于光洋掌握了五轴数控机床的全套技术,能够有效控制成本,价格即使是国外品牌的二分之一到三分之一,仍能有相当高的毛利率,足以为中国机床打一场漂亮的翻身仗。

  但是这其中的代价也是巨大的,他坦言,要是早知道后面会这样艰难,起初就不会选择做数控系统。自从搞起了数控系统,于德海把每年公司从工控产品和钣金制造业务赚的钱全部投入到数控系统研发中。十三年间,于德海投入了4.8亿元到数控系统业务中。(同时,国家重大专项也给予了及时的支持,尤其在2012年,大连光洋得到了04专项民口最大的支持。)2012年,为了给精密数控机床制造提供常年恒温恒湿的稳定制造环境,大连光洋投资近亿元建设了1.5万平方米的地下工厂。虽然工厂一次性的投资巨大,但相较地上工厂保持高标准的制造环境每年需要近千万的维护费用,大连光洋地下工厂每年的维护费才是人家的5%,不多年就可以把成本收回来。

VGW400-U高速高精度五轴立式加工中心
VGW400-U高速高精度五轴立式加工中心

  打破日德垄断

  于德海至今仍能清晰地记得当年他去某知名日本机床企业购买机床的时候,对方苛刻的条件,该企业的购买协议最后一页标注着这样一段话:本产品可检测出设备的移动,移机后,未经本公司或其代理商的确认,将无法运行本设备,对于设备不能运行造成的任何损失,本公司及其代理商概不负责。

  这样的限制影响了我国航天、航空、军事、科研等需要精密制造的重要领域几十年,所以当国内某航天企业31所听说了一家大连的机床企业可以自主掌控五轴数控机床技术的时候,该所副所长杨继平马上赶到了大连。他们带着需要加工的叶轮坯料要看看大连光洋机床的加工效果,以往使用进口机床需要经过一个月的调试,而这次双方技术人员密切合作,仅用了四天就完成了机器的调试,而且加工成的样件出人意料的好。河南某专业膨胀机生产企业的案例更是令人震惊:使用进口高档机床,生产出一个叶轮需要4.5个小时;而采用光洋的机器经过优化后,只需要2小时就能完成同样精度要求的叶轮加工。

  于德海解释这其中的原因:相较于外国机器的调试人员只了解数控系统的功能,而大连光洋的技术人员清楚整个机床和控制系统的原理,所以能迅速抓住要害,在最短的时间内调试好机器并针对加工工件进行优化。看到国内机床可以完全替代国外机床,上述31所当即决定扩大和大连光洋科技、大连科德数控的合作范围与深度。

  但是,并不是每一家企业都敢于吃螃蟹,毕竟大连光洋在高端机床制造领域还是个生面孔。

  如今,横在大连光洋面前的最大障碍就是需要找到更多客户来体验产品,从而验证自己五轴数控机床和数控系统的稳定性,而且唯有经过不同客户的应用,大连光洋才能不断完善自己的产品。为了帮助大连光洋达到此目的,国内多部门和专家领导都在积极协调。今年上海电气无锡透平叶片厂向济南第二机床厂采购了一台龙门加工中心,原本要求配套西门子的数控系统,但在原机械部副部长陆燕荪的劝说下,在现场换成了大连光洋的数控系统,现在加工中心已经运行几个月了,加工的产品精度与之前使用西门子系统时并无二致。

  对自己的产品有了信心,于德海根据高精度制造的发展趋势为大连光洋制定了明确的战略计划。大连光洋的机床产品将集中在五轴立式加工中心、五轴卧式加工中心、五轴工具磨床、三维激光复合加工中心这四类机床。五年内,大连光洋计划投资16.6亿元建成上述四类机床、人造大理石床身、伺服电机等9个专业化生产企业,年产值将达到146亿元。

  英雄的气质总是较为相似,于德海对技术的执着吸引了一批技术人才来到大连光洋。总工程师陈虎,是我国光纤总线式数控系统第一规划师,系清华大学机械制造自动化专业本硕博毕业,一直在数控系统领域从事研发工作,自2007年来到大连光洋,几次被国内外企业挖角,他都一一回绝了。在他眼里,光洋对研发人员的待遇虽不是一级水平,但光洋的研发空间和团队信念是最为适合自己的。除了陈虎,大连光洋还“藏着”三位外籍老专家,其中一位曾是日本日立精机的高管,他们的平均年龄在62岁以上,本该退休的他们不甘心自己的技术不能继续为社会效力,来到大连光洋继续发挥自己的技术专长。

  拥有这样一个从技术到思想都足够强大的研发团队,大连光洋怎么可能长期充当机床行业的无名小卒?于德海坚信,当一个事情只简单地去模仿的时候,就很难创新,只有把源头搞清楚,才能抓住创新的牛鼻子。所以于德海不怕自己的技术受到质疑甚至比较,他期待更多的企业来验证大连光洋的五轴数控机床性能。如今大连光洋的战书已经下达,不知日德企业们将如何接招?

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