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江苏永瀚“极端制造”之路的启示

 zhuxrgf 2018-04-29

“最江苏”导读

成立仅4年,已基本掌握叶片制造核心技术,并具备批量生产能力,成为江苏制造业转型升级的代表性企业,其经验值得借鉴。我们认为,江苏永瀚的创新发展实践可以总结为“极端制造型”。

随着我国制造业转型升级的深入,在极端条件或环境下制造极端尺度或极高功能器件的“极端制造”已成为现实所需。航空发动机和燃气轮机的核心部件——高温合金冷却叶片,制造难度极大。全世界仅有少数国家掌握核心技术,且长期封锁核心技术。

2011年10月成立的江苏永瀚特种合金技术有限公司,自成立之初就将高温合金冷却叶片锁定为主攻方向,矢志实现叶片国产化,为我国装备制造业转型突破提供支撑。

江苏永瀚特种合金技术有限公司围绕高温合金冷却叶片倾力投入,发挥民营企业灵活的机制优势集聚资源,以人才整建制引进破解技术难题,以精细核算提升资源利用效率。

成立仅4年,已基本掌握叶片制造核心技术,并具备批量生产能力,成为江苏制造业转型升级的代表性企业,其经验值得借鉴。我们认为,江苏永瀚的创新发展实践可以总结为“极端制造型”。

担纲国产化重任

航空发动机和燃气轮机被誉为装备制造业“皇冠上的明珠”,制造难度极高,是一个国家综合国力的重要体现。

江苏永瀚“极端制造”之路的启示

“‘两机’制造的难度,集中体现在核心部件——高温合金冷却叶片的制造上。高温合金冷却叶片需要长期处在温度极高、转速极快、应力极复杂的极端作业环境中,对结构设计、材料质量、制造工艺等有极其严苛的要求。”江苏永瀚特种合金技术有限公司总经理钱原吉说。

从技术角度来看,高温合金冷却叶片铸造技术涵盖流体力学、热力学、固体力学、材料成型诸多领域,涉及温度、压力、强度、收缩膨胀率、材料化学反应等多类参数控制。其关键技术,目前仅掌握在国外少数企业手中,没有公开的技术资料可查,进入门槛极高。

从制造工艺角度看,高温合金冷却叶片在制造时要求采取“无余量加工”法(要求精铸件一次成型,不经再次加工即达到设计好的尺寸精度),其中最核心的部分更是一个单晶体(样品中所含分子、原子或离子在三维空间中呈规则、周期排列的一种固体状态),在形成过程中对温度、拉伸速率等参数变化十分敏感,制造要求极为严苛。

此外,叶片从设计定型到量产需要经过2-3年的工艺开发和部件试验,资金投入大,回报周期长。这就意味着企业要承担极高的经营风险,确保资金长期有效供给。

“高温合金冷却叶片是极端制造的重要代表。目前,全世界具备高温热部件制造能力的仅有欧美、日本和俄罗斯。欧美共享一条产业链,水平最高;日本引进欧美成果,并通过自主材料体系建成独立自主的一条产业链,水平其次;俄罗斯原本有体系,发展较慢,水平已落后于欧美和日本。但对其中的核心技术,它们均长期严密封锁。”钱原吉说。多年来,我国有不少企业涉足该领域,投入巨量资金,但始终未能真正突破,导致我国“两机”严重依赖进口,不仅大量资金外流,更威胁到国家安全。加快推动高温合金冷却叶片国产化,任务紧迫。

江苏永瀚特种合金技术有限公司是永大科技集团控股的混合所有制企业,注册资金1亿元,专门从事特种合金的精密铸造及加工制造,自成立之初就将“两机”叶片生产锁定为主攻方向。

钱原吉说,高温合金冷却叶片是一种高值易耗品。如飞机发动机,一般运行几千小时就要更换叶片,而它的费用占整个发动机的35%-40%。我国每年采购叶片一项就要花费上千亿元。因此,高温合金冷却叶片制造的市场空间非常大。永瀚的使命就是要实现高温合金冷却叶片的国产化,为我国装备制造业转型突破提供支撑。

“人才引进+精细核算”

走进永瀚的生产车间,整洁的环境、有序的区域划分和现代化的机械设备令人眼前一亮。其中,制蜡和制壳车间为恒温恒湿车间,室内环境温度和湿度都控制在一定范围,以确保叶片在成型过程中整体结构不受影响。

江苏永瀚“极端制造”之路的启示

而这仅仅是高温合金叶片制造最基本的必要条件,要实现产业化的目标,还必须具备技术、设备、资金等众多充分条件。

整建制引进国际研发团队,攻克叶片制造核心难题。

核心技术的突破关键在于人。然而,目前我国叶片研发领域专业人才急缺,从国际大公司招揽人才就成为重要突破口。

建厂之初,永瀚就将目光锁定在一位国外退休专家身上。这位外籍专家曾在欧洲某知名精密铸造厂担任技术总监一职,具有近40年从业经验,有一支涵盖叶片精密铸造各环节的成熟团队。更为重要的是,他愿意以技术转让与技术合作的方式与中国民营企业进行合作。经过多轮谈判,永瀚最终与这位外籍专家及其团队达成协议,整建制引进研发团队。

根据协议,这支由16人组成的外籍专家团队,在签约5年内具体负责设备选型、产品研发、本土团队建设等一系列工作。5年合作期满,生产的产品成功通过OEM(整机制造商)认证后,这些外籍专家方可获得协议约定的全部技术转让费。

“我们认为,在全球化背景下,自主研发的关键在于技术归属,本土企业应以更宏观的视野在全球进行资源配置。国际顶尖科研专家和科研团队的引入,为我们实现技术的快速突破提供了可能。”钱原吉说。

获取制造技术仅是起步,为了保证制造工艺达到“极端制造”的要求,真正生产出符合市场需求的产品,还必须有一流的制造设备,以保障产品品质。

“我国两机产业起步较晚,产业链不够完善,如果在原材料、制造设备等方面全部亲力亲为,不仅耗时长久,而且成本极其高昂。这就要求我们,要积极借力国外已有成果,发挥后发优势。”钱原吉说。

目前,国际上对两机的封锁主要集中在技术领域,对原材料和相关设备的引进限制则相对宽松。永瀚是一家民资为主的混合所有制企业,充分利用这一优势,用更加灵活多样的方式开展国际合作。

在设备引进过程中,永瀚大胆让外籍专家提要求,选择高标准的设备,公司只负责设备价格谈判。最终,在外籍专家的协助下,永瀚实现了多项高端设备和敏感技术的顺利进关。先后采购来自美国、英国、德国、意大利等国际顶尖工艺生产设备142台/套、检验测试设备40台/套,初步建起一条涵盖产品设计、制造、检测的完整生产线。

成立不到两年时间,永瀚就完成了从立项、注册、开工建设、设备订货安装调试等全部建设内容,并在边建设边科研试制中,开展了多种形式等轴、定向和单晶叶片试制的实质性工作。目前,永瀚已完成高温叶片精密铸造用工艺技术研究,制定了部分高温叶片熔模铸造工艺规范,建立了高温铸造叶片的检验验收标准,具备了小批量生产能力。

江苏永瀚“极端制造”之路的启示

“以副养主”、精细核算,夯实叶片制造的资金保障。

高温合金冷却叶片研发制造投入极大,仅引进人才、设备、搭建厂房,永瀚已经投入近9亿元,全部来源于自筹和银行贷款。这对于一家才成立不久的民营企业来说殊为不易。

永瀚的母公司——永大科技集团,自上世纪九十年代成立以来,一直在工业制造领域耕耘,先后从事PVC管压铸设备、移动供电共轨系统、天然气城市运营系统等生产制造。永瀚成立后,永大科技集团就将高温合金冷却叶片作为“未来主业”进行经营,并将集团现有主营业务如饭店、旅游、房地产置业等作为“副业”,所获利润,大部分投入到永瀚的研发建设中。这种“以副业养未来主业”的模式,为永瀚提供了坚实的资金保障。

截至今年11月底,永瀚的销售收入达到3000万元,总体仍处于资本和研发沉淀阶段,未来的资金需求量仍然巨大。在这种情况下,如何将资金、资源的效用发挥到极致,让每一分钱都能产出效果,成为永瀚需要破解的又一命题。

“在永瀚内部,我们倡导‘人发挥作用,钱用的明白’的宗旨,建立起一套以人为本,量财使用的管理制度,将成本核算精细到每个环节,实现投入与产出的有效挂钩,让每个人都对自己的工作内容与个人所得清清楚楚。”钱原吉说。

向项目管理要节约。永瀚成立4个项目组,每个项目组由专门的负责人带头,在接到工作任务后先自行规划实施方案。项目一旦启动,永瀚的财务人员就将根据实施方案,从成本、时间两个维度进行跟进。如果项目能够提前完成且所消耗的成本在规划范围内,剩余部分将根据一定的算法作为奖金分发给项目组成员。反之,则从奖金中扣除。每年,各个负责人都要接受总经理的考核,对于那些未完成指标的负责人,永瀚将根据其不足提供专门的培训。如果培训之后仍无法达到预期效果,该负责人将被辞退。

向个人技能要产出。永瀚以精细核算让每个人对自己的劳动所得清清楚楚,激励个人提高生产效率、多劳多得。同时,积极鼓励员工加强专业技能学习。例如在检测环节,相关员工如能获取国防科工局颁发的无损检测二级认证,则工资可以增至7000元,三级则能增至10000元。虽然增加了投入,但是个人技能的提升,最终将会转化为产出绩效。

凭借精细核算,永瀚建立起一套科学高效的管理体系,这不仅使资源投入更有据可循,也为激励员工内生动能,激发企业创新活力提供了保障。目前,永瀚已拥有一支200人的专业团队。永瀚的16名外籍专家除在工作中具体把关制蜡、制壳、浇铸、特种工艺、后处理、无损检测、实验室等关键环节外,还会定期为本土员工开展行业发展分析、专业技能讲解等专业培训。永瀚的本土员工正在快速成长,很多已开始担负企业生产指挥的重任。

经过近四年的发展,永瀚试制的350mm空心单晶叶片,600mm等轴叶片和30mw级舰船/工业燃气轮机1至4级导向叶片及动叶片均达到设计指标,精度达到0.3-0.4毫米,粗糙度在1.6-3.2微米,企业的产能可以满足12亿元的市场规模。

零基础上速生长的启示

“现阶段所取得的成绩,基本符合永瀚第一个‘五年计划’的相关预期。但受制于我国相关产业链不够完善,相关推进也遇到困难。我国整机制造厂商对整机运行数据以及生产制造的数据积累不够,还无法提出明确的设计要求,而国际客户对热部件的要求十分清晰,对制造工艺也很了解,沟通起来比较方便,这使永瀚不得不把更多的目光先放到国际市场。”钱原吉说。

江苏永瀚“极端制造”之路的启示

目前,永瀚的国际客户主要是法国阿尔斯通、美国GE公司、意大利安萨尔多燃气轮机公司等。已通过阿尔斯通公司OEM认证,成为中国唯一一家热部件领域通过国际供应商认证的公司,并收到阿尔斯通公司采购订单。

“未来,永瀚将以‘成为真正解决中国热部件需求的企业’为目标,始终锁定高温合金冷却叶片,上游发展合金材料制造、下游对接国内整机制造厂,使中国制造的叶片真正应用于中国制造的‘两机’之中”,钱原吉说。

我们认为,永瀚围绕“两机”制造的核心难题,以高温合金冷却叶片产业化为目标,以人才引进突破技术垄断,以精细核算合理配置资源,凭一己之力在“极端制造”领域初步站住脚跟,为我国尽早实现“两机”国产化带来了曙光。

随着我国制造业转型升级的不断深入,制造产品正从外围“浅水区”不断向核心“深水区”挺进,江苏作为制造业大省,需要更多像永瀚这种直面高难度研发、直面大项目制造的企业。永瀚的实践具有启发价值。

其一,“极端制造”并非遥不可及、高不可攀,江苏制造企业要有信心。永瀚在国内无产业链基础、企业无研发基础的情况下,勇敢涉足高温合金冷却叶片制造,并取得初步发展成果,为江苏制造企业树立了标杆。在建设制造强省的过程中,将有大量基础性、高难度的工业制造项目,亟待江苏制造企业去突破、去攻克,一定要摒弃“技不如人”的自卑心理,坚定发展信心。同时,政府也要研究方案,对这类关乎国民经济和工业制造全局的基础性项目和企业给予扶持引导,推动更多江苏制造企业在“极端制造”领域抢占制高点。

其二,“极端制造”需要投入巨量资源,企业的精细化管理能力至关重要。永瀚的经验表明,推进“极端制造”需要科学化、精细化的管理运营作为配套。长期以来,我们的粗放式发展不仅体现为资源投入、产出品质方面的粗放,而且体现在内部管理运营等方面。这就要求企业转型升级的落脚点,不仅要放在产业链攀升、产业项目高端等方面,也要放在资源的整合配置、运营管理方面,用更到位的管理,实现更高效的产出。

其三,在国内产业链不完整的情况下,要放眼全球寻找市场机会。面对我国“两机”产业链不完整的情况,永瀚以“中国制造”装配国际产品为目标,锁定行业巨头,建构国际化研发团队,打入国际市场。长期以来,我国巨大的市场空间为国内企业起步发展提供了必要条件。新时期,在国内市场饱和或者市场需求不大的领域,企业转型发展应有国际化视野和全球化配置资源的思维,积极嵌入国际产业链,获取优势位置。

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