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近期，在北京舉辦的2015年國家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì)上，由華中科技大學(xué)邵新宇教授領(lǐng)銜，華工激光工程有限責(zé)任公司、神龍汽車、上海通用、江淮汽車、武漢法利萊切焊系統(tǒng)工程有限公司、上海通用、江鈴、長城汽車等十余家企業(yè)的研發(fā)團(tuán)隊(duì)共同完成的“汽車制造中的高質(zhì)高效激光焊接、切割關(guān)鍵工藝及成套裝備”項(xiàng)目，榮獲了國家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。這標(biāo)志著我國汽車工業(yè)急需的高端激光焊接、切割裝備領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了關(guān)鍵性的突破。
破冰外資壟斷的汽車焊接領(lǐng)域
作為我國汽車四大工藝裝備中最薄弱的環(huán)節(jié)之一，此前我國整車廠的車身自動(dòng)焊裝線關(guān)鍵裝備幾乎全部依靠進(jìn)口，而該項(xiàng)目的成功，一舉打破了固有的市場格局。
下面這組數(shù)字可以部分體現(xiàn)出12年間這一項(xiàng)目對(duì)我國汽車工業(yè)發(fā)展貢獻(xiàn)：57類汽車制造高端激光加工裝備實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化；目前已有500余臺(tái)成套設(shè)備應(yīng)用在神龍、長城、江淮、上海通用、江鈴等313家企業(yè)的生產(chǎn)線上；近百種關(guān)鍵功能部件的研發(fā)和多種成套裝備設(shè)計(jì)、制造與系統(tǒng)集成；完成發(fā)明專利10項(xiàng)、實(shí)用新型專利24項(xiàng)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)3項(xiàng)……“汽車制造中的高質(zhì)高效激光焊接、切割關(guān)鍵工藝及成套裝備”項(xiàng)目成功的可貴之處，不僅在于其打破了我國汽車高端激光加工裝備市場一直由國外企業(yè)壟斷的局面，而且一舉帶動(dòng)我國汽車制造中激光加工技術(shù)水平邁入國際前列。2014年12月，中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)和中國機(jī)械工程學(xué)會(huì)組織專家對(duì)該項(xiàng)目成果進(jìn)行了鑒定，認(rèn)為其總體技術(shù)性能達(dá)到國際先進(jìn)水平，在長行程搭接填絲熔焊、不等厚切焊一體化、非穿透精密控厚切割等方面技術(shù)的部分重要指標(biāo)優(yōu)于國外。
在國際公認(rèn)技術(shù)水平最高、難度最大的汽車白車身激光焊接生產(chǎn)線的近3年國際招標(biāo)中，該項(xiàng)目的主要技術(shù)實(shí)施方——華工激光，在11次與ABB、KUKA、COMAU、CFER等國際頂尖企業(yè)競爭中屢屢脫穎而出，其中10次成功中標(biāo)。而且成為世界上僅有的兩家掌握激光非穿透精密切割技術(shù)與裝備的企業(yè)之一。
中國汽車工業(yè)協(xié)會(huì)對(duì)此項(xiàng)目的評(píng)價(jià)是：裝備與生產(chǎn)線均填補(bǔ)了國內(nèi)空白，多項(xiàng)產(chǎn)品替代進(jìn)口，改變了我國汽車行業(yè)高端激光加工裝備被國外壟斷的局面，為我國汽車制造技術(shù)水平的提高發(fā)揮了重要作用。
作為一個(gè)新進(jìn)入者，他們是如何跨越了這一技術(shù)門檻甚高、對(duì)質(zhì)量管控要求苛刻的領(lǐng)域？
“用戶牽引”的產(chǎn)學(xué)研用合作典范
目前激光焊接、切割技術(shù)已經(jīng)在汽車工業(yè)中被廣泛采用，但在十幾年前，只有在國內(nèi)合資企業(yè)的關(guān)鍵焊接工位上才能看到激光焊接這種高端工藝裝備。由于技術(shù)門檻甚高，這一市場一直被ABB、KUKA、COMAU等外資企業(yè)把控，國內(nèi)企業(yè)幾乎沒有機(jī)會(huì)涉足。
這一切因華中科技大學(xué)邵新宇教授的美國之行發(fā)生了改變。20世紀(jì)90年代，邵新宇教授赴美國學(xué)習(xí)期間，注意到激光加工技術(shù)在汽車制造中的重要性和普及，認(rèn)為激光加工技術(shù)將會(huì)成為汽車制造技術(shù)的必然趨勢。1994年，以華中理工大學(xué)（現(xiàn)華中科技大學(xué)）為依托建設(shè)激光加工國家工程研究中心成立，其后孵化為華工激光工程有限責(zé)任公司，為以后完成“產(chǎn)學(xué)研用”一體化奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
2003年，在邵新宇教授帶領(lǐng)下，華中科技大學(xué)聯(lián)合華工激光、神龍汽車、江淮汽車、上汽通用、江鈴、長城汽車、武漢法利萊切焊系統(tǒng)工程有限公司、湖北中航精機(jī)科技有限公司、凌云工業(yè)股份有限公司等多家企業(yè)，組成了“產(chǎn)學(xué)研用”結(jié)合、光機(jī)電多學(xué)科交叉的研究團(tuán)隊(duì)。
2009年，公司成功中標(biāo)神龍公司的東風(fēng)標(biāo)致508車型的頂部車身的焊接項(xiàng)目，2012年，由華工科技產(chǎn)業(yè)股份有限公司牽頭，成立了國家激光加工產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟，在全國范圍內(nèi)組建了以技術(shù)創(chuàng)新需求為紐帶、以契約關(guān)系為保障的技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟。這一聯(lián)盟整合了包括優(yōu)勢企業(yè)、大學(xué)、科研院所在內(nèi)的科技資源以及下游的整車廠和汽車零部件廠，使市場需求與科研方向?qū)崿F(xiàn)無縫對(duì)接，確保了產(chǎn)學(xué)研合作的緊密、有效，也為后期每個(gè)項(xiàng)目的順利落地奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。“時(shí)至今日，我們認(rèn)為該項(xiàng)目成功的秘訣是：面向國家與制造業(yè)重大需求，深度交叉融合各學(xué)科與產(chǎn)學(xué)研力量，把研究與應(yīng)用搞透徹，克服各種困難始終堅(jiān)持往前走。”李斌認(rèn)為，多學(xué)科的交叉應(yīng)用，與實(shí)際產(chǎn)品用戶之間的密切聯(lián)系，與裝備生產(chǎn)單位之間的溝通協(xié)作，都是該項(xiàng)目能取得突破性成果的原因。
將促進(jìn)我國中高端汽車自主生產(chǎn)能力
高質(zhì)高效的激光焊接、切割關(guān)鍵工藝及成套裝備，是實(shí)現(xiàn)汽車輕量化、高安全性和柔性高效生產(chǎn)的重要技術(shù)保證。與在制造環(huán)節(jié)傳統(tǒng)的電阻焊相比，激光焊接不僅能壓縮車身結(jié)構(gòu)件本身的體積，減少車身重量，降低汽車油耗，而且可以減少工序和生產(chǎn)材料損失，提高生產(chǎn)效率。最近幾年，不僅合資汽車企業(yè)，國內(nèi)汽車企業(yè)也越來越多地采用自動(dòng)焊接生產(chǎn)線。不過，對(duì)于大多數(shù)國內(nèi)自主車企而言，在這個(gè)由國外公司壟斷的市場，在合作過程中并沒有太多的話語權(quán)，因此使用激光焊接的企業(yè)并不多。“在此項(xiàng)目成果出來之前，我國汽車焊接、切割領(lǐng)域一向是外資統(tǒng)領(lǐng)的天下。隨著這一項(xiàng)目成果的陸續(xù)推出，國內(nèi)整車企業(yè)才開始大范圍地運(yùn)用本土開發(fā)制造的高端激光焊接、切割工藝和成套裝備。”作為該項(xiàng)目的推薦方，中國機(jī)械工業(yè)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)工作辦公室主任馬敬坤告訴記者，激光焊接、切割工藝和成套裝備的國產(chǎn)化和大規(guī)模普及，對(duì)于提升我國汽車工業(yè)制造品質(zhì)和產(chǎn)品質(zhì)量功不可沒。“我們的目標(biāo)就是要讓越來越多的整車企業(yè)感受到，激光加工技術(shù)是觸手可及的。
從2009年公司承接了神龍公司的東風(fēng)標(biāo)致508車型的頂部車身的焊接項(xiàng)目以來，他們相繼與上汽通用、江淮、江鈴等整車企業(yè)合作。經(jīng)過一個(gè)個(gè)項(xiàng)目的推廣，我國大部分汽車企業(yè)已經(jīng)充分認(rèn)識(shí)到激光焊接工藝在提升制造品質(zhì)中的重要性。江淮、一汽、東風(fēng)乘用車、上汽等越來越多的整車企業(yè)也都把激光焊接技術(shù)作為整車制造中的標(biāo)準(zhǔn)工藝。而華工激光也在一次次的國際、國內(nèi)市場招標(biāo)中，憑借著對(duì)焊接工藝應(yīng)用技術(shù)等競爭優(yōu)勢，也在不斷贏得客戶認(rèn)可。“在近兩年汽車行業(yè)主機(jī)廠激光焊接項(xiàng)目的公開招標(biāo)中，80%的項(xiàng)目都被華工激光斬獲。”“我國自主高端制造裝備企業(yè)必須加強(qiáng)自主創(chuàng)新，重視研發(fā)，提高產(chǎn)業(yè)的自主發(fā)展能力，減少對(duì)于進(jìn)口產(chǎn)品的依賴。”雖然企業(yè)在這方面取得了一些成績，但還有很多難關(guān)需要攻克，包括機(jī)器人、激光器、高端傳感器等部件的國產(chǎn)化，制造工藝的升級(jí)等。“我們不能一直跟著國外的技術(shù)走，必須要有領(lǐng)先的制造工藝，才能保證我們技術(shù)的先進(jìn)性。同樣我們還需要建立自己的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系，而不是簡單采用國外標(biāo)準(zhǔn)。”
