【摘要】簡要闡述（shù）了在（zài）中國鐵路跨越（yuè）式發展（zhǎn）背景下，鐵路貨車（chē）製造（zào）主導企（qǐ）業齊齊哈爾鐵路車輛（集團）公司（以下簡稱齊車公司）衝壓加（jiā）工工藝過程的（de）薄弱環節，並針對衝壓加工係統在（zài）工藝設計及製造模式、信息化、定額管理等（děng）方麵的建設進（jìn）行了探討。

關鍵詞：跨越式發展；鐵路貨車；衝壓加工；信息化；定額管理

1 引言

      在國民經濟快速（sù）發展的帶動下，鐵路運能需求大幅攀（pān）升，據有關數據統計，全國日均申請車皮滿足率僅為50%～60%，高峰期更（gèng）下降至約（yuē）35%。2002 年底，鐵道部部長（zhǎng）劉誌軍在全國鐵路工作會議上（shàng）明確指出， “充（chōng）分利用後發（fā）優勢，學習借鑒發達國家鐵路技術，實現我國鐵路的跨（kuà）越式發（fā）展（zhǎn）”。從而拉開（kāi）了中國實施鐵路跨越式發展戰略的（de）序幕。

      鐵（tiě）路跨越式發展（zhǎn）戰（zhàn）略主要包括兩方麵的內（nèi）容（róng）：其一，運輸能（néng）力的快速擴充。在（zài）較短時間內（nèi）解決鐵路運輸能力不（bú）適應的問題，早日使鐵路運輸能力適應（yīng）國民經濟和社會發（fā）展需要；其二，技術裝備水平的快速提（tí）高。充分利用國際（jì）國內先進（jìn）的技術資（zī）源，加快技（jì）術創新，在較短時間（jiān）內，使我國鐵（tiě）路主要技術裝（zhuāng）備達到或接近發達國家（jiā）水平。

      按照2004 年（nián）國務院通過（guò）的《中長期鐵路網規劃（huá）》，2010 年國家鐵路牽引動力將全部實現內電化，形成以牽引5000t 的（de）線路為（wéi）骨幹的重載網絡，達到重（chóng）載線路（lù）縱橫聯網，積極建設運煤（méi）專線，開行10000t～20000t 重載單元組（zǔ）合列車。發展高速鐵路和客運（yùn）專線，開（kāi）行時速250km以上的高速列車。在主（zhǔ）要（yào）繁忙幹線上（shàng）開（kāi）行時速160～200km的準高速列車，在普通線路上發展時速120km的快速列車。繁忙（máng）幹線貨物列車時（shí）速達（dá）120km，一般（bān）線路貨車時速達到70～80km。由此可見，今（jīn）後我國鐵路貨車將由通用化貨車低端產品向提速、重載貨車（chē）以及專用（yòng）貨車高端產品轉變。

2 鐵（tiě）路貨車產品研發製（zhì）造新模式

      國內宏觀形勢的引（yǐn）導，使得中國鐵路貨車（chē）製（zhì）造業麵臨著積極而深刻的機（jī）遇和挑戰。“重載、提速”已然成（chéng）為鐵路貨運產品的主要發展方向。供求市場的開（kāi）放，以（yǐ）及參與國際鐵路貨車市場競爭的需要，滿足用戶多樣化需求的（de）能力是當今企業可持續發展的關鍵要素。同時，安（ān）全、質量標準意識深入製（zhì）造過程的各個環節。多品種、小批量、快捷（jié）轉產將成為（wéi）今後（hòu）鐵路車輛製（zhì）造行業的主要生產模式。

3 貨車製造衝壓加工係統建設

     為適應貨車製（zhì）造業的深刻變革，齊車公司始終堅持“科技興企”戰略方針，並堅持走“以裝備保工藝、以工藝保質量、以質量保安全”之路，大力提升技（jì）術（shù）手段。經（jīng）過“七五”、“八五”、“九五（wǔ）”、“十五”期間的建設，公司在（zài）信息化建設、鑄造、機械加工、焊接、熱處（chù）理、理化檢測、板材衝壓及表麵處理、塗裝等專業領域，先後從美國、英國、日本、意大利、德（dé）國等國家引進了世界一流的現代化裝備和生產線，多年來的持續（xù）改造，大大提（tí）高了產品研發製造能力、內在質量和商品化水平。但是，麵（miàn）對鐵路貨車技術的快速發展，當前衝（chōng）壓加工係統的建設尚有許多阻力和障（zhàng）礙需要克服與突破。

      3.1 衝壓信息化（huà）建設與實施

      信（xìn）息化建設對提（tí）高企業生產效率、降低成（chéng）本、縮短（duǎn）產品周期、提高質量等方（fāng）麵的成績已科學共識。上世紀末，齊車公司與清華（huá）大學合作，在國內同行業中率先建設了鐵（tiě）路產品開發並行（háng）工程，並通過國家“863/CIMS”主題項目驗收。圖1 所示為產品（pǐn）開發並行工程流程（chéng）。

     “並行工程”是一個複雜的係統工程，它解決（jué）如何有效地將產品開發設計、工藝準備過程、製造、過程管理、經（jīng）營銷（xiāo）售等過（guò）程合（hé）理的組織，實現（xiàn）獲得最（zuì）佳的產品周期（qī）和成本，有關資料表明，並行工（gōng）程的實（shí）施可有效降低企業產品準（zhǔn）備周期30%～40%，大幅降低試製成本。衝壓（yā）加工係統作為貨車製造最重要的專業（yè）領域之一（yī），其所涵蓋的零部件從數量上約占整車70%，其工作流程的（de）快捷、準（zhǔn）確性直接關（guān）係到產品準備的周（zhōu）期（qī）和成本。幾年來，我公司並（bìng）行工程項目的啟動和實施，在不同部門的協同（tóng）應（yīng）用實施仍處於不斷探索（suǒ）驗證的階段。

      對於（yú）衝壓工藝（yì）設計，應突出強調工藝設計、分析、模具設計及製造的並行（háng）過（guò）程，形成圖2 所示的過程模式。摒棄傳（chuán）統串行滾動模（mó）式，而是將動態協同從始至終貫（guàn）穿於（yú）整個產品過程中，為消除錯誤發生、係統快速反應、最大程度的壓縮過（guò）程周期提供（gòng）有效解決方案。

    方案的實施應重點關注以下（xià）幾方（fāng）麵：

     （1）控製工藝並行設計及優化（huà）的有效運行並提供解（jiě）決方案。升級現有的CYCAPP2.1 衝壓過程設計係（xì）統（tǒng），在工藝方案的（de）製定和模具展開設計過程中，充分發揮（huī）專業CAE 係統Dynaform的（de）作用。

      （2）構建基（jī）於全相關參數化的模具設計（jì）過程（chéng）。除需要部門間協同工作網絡環境的支持，作為具體完成模具設（shè）計（jì）的單元，在設計過（guò）程中應充分考慮保證使來自（zì）前端數（shù）據的任何變化（如產品尺寸局部（bù）變更、工藝（yì）尺寸調整等）能夠及時傳遞（dì）和更（gèng）新後端輸出（如工程圖、CAE結構模型、CAM模型等），合理構建（jiàn）設計模型。

      （3）協同製造，推進並實現CAD/CAM/CAE/CAPP的一體化技術。特別強調實施成形過程的（de）計算機模擬分析和優化技術（CAE）、計算機輔助製造技術（CAM）在工藝過程中作用，並形成體製（zhì）。

    （4）衝壓資源信息庫及工藝標準化（huà）建（jiàn）設，可壓縮輔助周期，提高可靠性。

      3.2 加快衝壓加工（gōng）技術改造

      近年來，新工（gōng）藝、新（xīn）材料等技術在高速、重載（zǎi）鐵路貨車產（chǎn）品中廣泛采用。機器人自動焊接技術對（duì）組裝精度的要求大幅提高，高強度鋼、鋁合金、不鏽鋼等（děng）新材料普遍（biàn）采用。

      從工藝角度分析，貨車產品大型（xíng）壓力成型加工沒有明顯的（de）變（biàn）化；板材異型加（jiā）工比例增多；由於組裝工藝的提升，大中型（xíng）覆蓋和結構件的加工精度要求（qiú）大大提高；傳（chuán）統標準型鋼使用量驟減，取代之主要為冷彎型鋼或折壓加工；車（chē）體高強鋼材料（liào）的強度等級大幅提升；同時，多品種（zhǒng）、小批量、快捷轉產的生產特點以及質量標準的提高對衝壓加工技術裝（zhuāng）備（bèi）提出了新（xīn）的要求（qiú）。目前，公司衝壓加工係（xì）統在板型材的精確下料、新強度材料的校平處理、彎（wān）曲成（chéng）形加工等方麵（miàn）需要升級改造。

      國內外板材的剪衝、校平、彎曲、成形（xíng）以及型（xíng）鋼加工等衝壓加工（gōng）裝備技術迅（xùn）猛發展，數控、液壓、材料等新技術已得到廣泛應用，設備的數（shù）控化比例是衡量該加工係（xì）統柔性、質量保證能力的重要標準（zhǔn）。因此，針對貨車製造衝壓加工（gōng）係統的技術改造，應注（zhù）重以下幾（jǐ）方麵內容：

      （1）合理配置板材（cái）數控剪切、切割設備的占比，提高柔性、精（jīng）加工能力。隨著機器人自動焊接線等組裝工藝手段的引進和升級，對相（xiàng）關配套零部件的質量要求提高，尤其要保證大型覆蓋結（jié）構件的數控精加工能（néng）力。當前主流板材剪切設備普遍配備了數控係統（tǒng），可根據被（bèi）剪板料的材質、厚度和剪（jiǎn）切長度，自動完成剪（jiǎn）切角度、剪切行程、刀片間隙和後擋料的調整，剪切精度、效率、柔性控製方麵大大提高。在歐（ōu）美、日本等發達國家，剪切（qiē）設備普遍配備了集送料、定位、卸料碼垛全程自動（dòng）控製的（de）CNC 集（jí）成控製係統，對於大型結構件的數控（kòng）剪切精度高（gāo）。

      （2）板材校平能力的合（hé）理儲備（bèi）。根據產品的（de）預測及（jí）當前產品材料應用特點，高強度耐候（hòu）鋼（gāng）Q450NQR1及不鏽（xiù）鋼將成為今後提高車體強度的主要材料。通過對70t 級貨車（chē）換代產品的（de）材料統計，Q450NQR1 在整車板材件的占比已高達94%（以70t 級通用敞車為例），不鏽（xiù）鋼材料也在整車生產中進行（háng）了試製，從產品的壽命周（zhōu）期看，屈服強度在600MPa 等級的材料將在今（jīn）後很長時期內廣泛采用。表（biǎo）1 所（suǒ）示為貨車產品采用的主（zhǔ）要材料強度匯總。

      （4）鋼結構型鋼加工技術的（de）提升及定位。70t 級通用貨車產品的換代，鋼結（jié）構型鋼類件的構成已發生變化，冷（lěng）彎型鋼已（yǐ）成為鋼（gāng）構件主要材料。冷（lěng）彎型鋼的加工（gōng），國外廣泛采（cǎi）用鋸切下料、CNC 控製機器人切割、機械加工單元組合式（shì）生產線，能夠完成型鋼三維切口形狀的高精度加工；而對於小規格截麵標準型鋼，則普遍采用數（shù）控衝切加工線，在效率（lǜ）、成本和（hé）質量（liàng）方麵具（jù）有顯（xiǎn）著的綜合優勢。對於貨車型鋼構件的加工，可從（cóng）兩方麵考慮：其一，引（yǐn）進柔性數控型鋼加工生產線，投入較高；其（qí）二，借鑒（jiàn）中集集團的（de）集裝箱鋼構件的製造經驗，采用（yòng）板料剪切切割、數控折壓加工方案，投（tóu）入較低。

     （5）具有柔（róu）性技術特點的工裝應用推廣（guǎng）。衝壓模具柔性化的設計理念是“脫離單（dān）一零件（jiàn）約束，尋求零件的共性製造特征，形成一模多用的製造模式”，實現（xiàn）的關鍵在於成組分類、模（mó）具資源能夠可（kě）重複“組合”與高效利用。從結構形式（shì）上柔性模具分兩類：一類是單元式組合模具，另一類（lèi）是積木式通用模具。組合單元衝模在C80 鋁合金運煤敞車（chē）生產中（zhōng）的應用成果表明：具有柔性特點的工裝（zhuāng）應用，可以提高生產效率、降低成本（běn）。

      （6）走（zǒu）專業（yè）化道路。改變衝壓係統“小而全”、“多而雜（zá）”的現狀，對（duì）部件組（zǔ）焊按專業化分工原則以及衝壓件的大（dà）、中（zhōng）、小規格分類，成立一個或幾個專業部件組焊製造供應中心。

      3.3 衝壓材料定額管理研究實施（shī）

      材料（liào）定額技術是（shì）界於技術和管理之間（jiān）的邊緣學科，研究（jiū）和掌握物資消耗定額，對（duì）於鐵路貨車製造有（yǒu）著重要的意義，合理下料與科學定額對產（chǎn）品成本的影響是尤為巨大。

      目前，齊車公司批量生（shēng）產過程中，日消耗板型材約400t，衝壓加工材料定（dìng）額係統的（de）主要問題體現在以下幾方麵：

      （1）經驗（yàn）係數法存在一定的誤（wù）差，不（bú）同車型產品係數的確定缺乏科學依據或標準過時（shí）。

      （2）定（dìng）額製定與工藝過程方法脫節（jiē），工藝（yì）定額編製的精細化程度還應（yīng）更高。

      （3）物資采購過程中鋼材規格（gé）與定額執（zhí）行條件的不相符，實（shí）耗控製難度高（gāo）。

      （4）執行車間物（wù）資定額管理方式混亂，現場（chǎng）可控程度低。

      （5）忽視了套裁下料的影響。鑒於材料定額技術（shù）的重要性，國內外企業及業界專家對該專業領域開展了多方麵的研究（jiū），方法不一，對（duì）企業的實施指導方案也不同。對於鐵（tiě）路貨車製（zhì）造衝壓（yā）定額技術（shù）的建設和發展，如（rú）何實施精細定額管（guǎn）理，建議從以下幾方麵考慮：

      （1）通（tōng）過現場寫實等基礎工（gōng）作，修正現有的經（jīng）驗參數（shù）。

      （2）建立衝（chōng）壓定額體（tǐ）係或機製，如下料套裁卡，關聯並指導定額編製，以排樣計算法最終實現精細定

額。

      （3）物資采購與定（dìng）額管理的強相關統一（yī）、時效性，首先強調定額指導物資采購。

      （4）重點進行定額係統的信息化建設，形成以（yǐ）下料（liào）工藝（yì）、計算機優化排樣（yàng）、技術定額設計（jì）、物資管理、定額管理等立體交叉的多點（diǎn）網絡係統模式，突出可控性、可執行性。

4 結束語（yǔ）

      齊車公司作為我國鐵路貨（huò）車主導開發製造企業，新產品的開（kāi）發進程日趨加快，同（tóng）時車輛結構日趨複雜，尤其對產品（pǐn）質量（liàng）及（jí）使用（yòng）性能要求極高的出口車，製造工藝難度空前提高。公司衝（chōng）壓工藝水（shuǐ）平及能力、衝壓（yā）件質量比照發達國家尚有（yǒu）較大差距，還遠不能滿足提速重載、多產（chǎn）品並行研發（fā）生產及產品質量的要求。

      當前，處於（yú）“十（shí）一五”規（guī）劃的建設（shè）期（qī），且適逢國家宏（hóng）觀政策支持（chí）“東北老工業基地建設（shè）”的良（liáng）好氛圍，為確保貨車製造企業的可持續發展，抓住契機，提高衝壓加（jiā）工質量、效率、增強柔性應變能力，加（jiā）速解決現行（háng）及可以預期的衝壓加工生產中的關鍵薄弱環節，優化（huà）工（gōng）藝裝備（bèi）結構，采用優質、高效（xiào）、低耗的工藝流（liú）程（chéng）與技術，真正形成現代化、規（guī）模化、專業化格（gé）局的貨車製造（zào）板（bǎn）材及型鋼加工流程，應成為衝壓係統建設及技術改造的主（zhǔ）導（dǎo）方向。