第31期 | 高效夾具 – 德國製造的秘密武器（上）

2017-12-30

姜偉

對話德國

本文長度約

5600 字

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15 分鐘

。

全球領先的金屬切削加工技術是德國製造業重要的基礎組成部分，從航空航天到機械裝備，從高精度機床到汽車發動機，許多關鍵零部件的製造都離不開先進的金屬切削加工技術。

在這個領域，德國持續保持技術領先的關鍵何在？全球化的浪潮會給行業帶來怎樣的挑戰？中國企業該與德國同行如何合作與競爭？我們非常榮幸地邀請到了在中德金屬加工行業從業多年的資深專家袁華博士進行訪談，現將訪談內容分為兩期呈現給大家，敬請關注。

訪談策劃：

姜偉 劉旭輝

訪談參與：

姜偉 殷琨

文章整理：

姜偉

文章校對

：劉旭輝

訪談時間：

2017 年 10 月 23 日

訪談地點

：中國上海

嘉賓簡介

袁華博士曾長期在斯圖加特大學機床研究所從事科研工作，1998 年進入德國工業界擔任德國夾具製造商雄克公司的中國區總經理，2011 年起袁華博士擔任德國中歐工業技術諮詢公司首席諮詢顧問。

袁華博士同時兼任同濟大學客座教授，合肥工業大學客座教授，全德華人機電工程學會機械製造技術特聘專家，致力於為金屬加工行業的廣大企業提供技術諮詢服務和培養專業技術人才。

1 機緣巧合，成就金屬切削加工技術專家

對話德國：

袁博士您好，感謝您接受我們的訪談，能否麻煩您首先介紹一下您目前主要的工作內容？

袁華:

我是從事金屬切削加工技術諮詢的。金屬切削加工在機械製造技術中佔有非常重要的地位。

所謂金屬切削加工就是把工件毛坯上多餘的材料用切削的方法去除掉，從而形成一個滿足形狀和尺寸精度要求的零件。金屬切削加工分佈於製造業的各個領域，無論是汽車製造，航天航空製造，工程機械製造，印刷機械製造，紡織機械製造，食品機械製藥機械及醫療器械製造等等，都離不開金屬切削加工技術。

金屬切削加工技術水平的高低，在很大程度上反映一個國家機械製造總體水平的高低。在這方面德國是世界先進水平的突出代表，與其相比，中國的金屬切削加工技術還存在很大差距

。

因此，我目前把諮詢工作的重點放在幫助中國從事金屬切削加工的企業提升加工工藝水平上。不僅為企業解決技術難題，同時為企業培養中國極其短缺的優秀工藝技術人才。

對話德國：

您所在的領域是一個非常基礎而又應用廣泛的領域，也是德國的優勢領域，但好像我們在德國都沒有接觸過這個領域工作的華人，您周圍同行業的華人多嗎？

袁華:

不僅你們沒有接觸過，坦白講，我在德國機械製造領域工作了近三十年，也很少遇到過其他華人同行；而在加工工藝尤其是現代高效夾具技術領域幾乎沒有遇見過。

我之所以進入這個領域，並能夠在這個領域積累幾十年，既有我自己主觀選擇的原因，也有很大的機緣巧合的因素。確實如你所說，在德國這個領域從業的華人非常少，而像我這樣持續積累幾十年的應該是沒有其他人了。

對話德國：

您能詳細介紹一下您是怎樣機緣巧合在德國進入金屬切削加工技術領域的？

袁華:

我在國內大學所學的專業是機械設計，來德國之前在合肥工業大學當教師，當時的主要研究方向是機械結構及系統的力學分析和最佳化設計。1988 年 11 月我被派到斯圖加特大學機械系力學研究所交流一年，那時國內與德國在各個方面的技術上差距都非常巨大，所以我非常想能夠有更多的時間在德國多學一些東西，並希望能夠透過深造獲得博士學位。

於是，我在 1989 年年中向我當時的指導教授力學研究所所長希倫先生表達了這個願望。所長聽了很支援，說他正在申請一個科研專案，如果專案能夠申請下來，就可以以這個專案作為博士論文的內容，同時經費也有了保障。如果專案申請不下來，他也會推薦我去其它專案經費比較多的研究所做博士學位。

後來，遺憾的是這個專案沒有能夠批下來。於是所長把我推薦到了同是機械系的機床研究所。這一“遺憾”改變了我的專業發展方向，從過去偏理論的研究轉向了“以理論指導實踐”的機械製造技術研究。今天看來，當初的這一“遺憾”對我來說其實是一種幸運，它為我創造了深入德國機械加工技術領域的機會，從而掌握並積累了德國機械製造技術的寶貴知識和實踐經驗，也為我今天從事技術諮詢工作奠定了重要的基礎。

對話德國：

您能介紹一下您在機床所研究和工作的主要內容嗎？

袁華:

我在機床廠一干就是八年。在這八年的時間裡我做了很多企業界的科研專案。由於汽車製造產業的帶動，斯圖加特地區機床產業非常發達，我們除了進行一些機床理論基礎的研究之外，還做了大量的機床故障診斷和效能改善的、實踐性很強的專案。

比如，某機床廠為一家客戶企業做好了一臺機床，通常在出廠前客戶會發來一批毛坯件進行試切，這個過程叫預驗收。在這個階段，有時會遇上加工結果不能滿足要求的現象，比如說尺寸超差，或者表面質量不滿足要求。當遇到一些難以解決的棘手問題時，機床廠經常會求助於研究所，以專案的形式委託我們去解決。我們依靠我們的測試手段進行實地測試，然後建立數學模型進行計算分析，最後找出問題所在，併為機床廠提出解決方案。

這類的工業專案非常鍛鍊人，讓我在金屬切削加工領域積累了大量的解決具體工程問題的實踐經驗和方法。同時，使我與大批德國機床生產廠家以及與此相關的刀具廠家和夾具廠家建立了聯絡。另外，在機床研究所工作期間，我有過許多共同工作過的同事和指導過的學生，他們後來都進入了德國機械製造領域的企業；而且，我們一直保持著聯絡和交流。所以在機床研究所的八年是我職業身涯中技術資源和人脈資源積累的重要階段。

所以，到了 1998 年初離開斯圖加特大學進入德國工業界的時候，我有很多機會可選擇：當時機床廠、刀具廠、夾具廠都有適合我的工作。其中，機床廠的待遇最優厚，然而我最終卻選擇了夾具廠。為什麼呢？因為我出國的時候就很清楚地知道，我們中國的夾具行業非常落後，我希望能夠全面深入地去了解德國的夾具技術和夾具行業。所以最終我選擇了雄克公司。從那之後，我就把夾具技術作為我的一個新的技術發展方向了。

雄克公司的機械手（來源：schunk。com）

對話德國：

您能介紹一些您在雄克公司負責了哪些工作嗎？

袁華:

我加入雄克的時候公司只有 500 人左右，在德國是一箇中等規模的夾具公司。當時雄克還從來沒有向中國賣過產品。我是雄克公司的第一個有博士學位的員工，所以公司對我很重視，我直接向公司總經理彙報，而公司總經理同時就是公司的所有者。我當時有兩個任務，一個是開拓中國市場，另一個是參與研發部門的產品研發活動。

在雄克總部我一直擔任中國區總經理職務，全面負責雄克公司在中國大陸、香港和臺灣地區的市場開拓和銷售工作。隨著業務的成功開展，我們在上海建立了辦事處，接著又在中國建立了生產公司，我同時擔任上海辦事處首席代表和生產公司的總經理。直到 2011 年初我離開雄克，我在雄克工作了整整 13 年。而雄克公司也從當時的 500 多人發展到了 2000 多人。

在雄克的 13 年裡我獨當一面地同時涉獵管理銷售技術和生產等多個業務領域，從一個純技術的專業人士發展成了一個綜合型的企業管理者。對此，我至今都十分感謝雄克先生在我任期內給予了我巨大的自由發展空間。

對話德國：

您這麼長時間一直是在雄克工作，應該對自己公司的產品很瞭解，那您又是如何瞭解全德國夾具工廠技術資訊的呢？

袁華:

我在這個方面非常留心，也非常關注自己所在行業的現狀和發展動向。我主要透過兩個途徑來積累知識和資訊。

一個是透過展會，比如說機械製造業有兩個非常著名的國際展覽會，一個是在斯圖加特辦的 AMB，還有一個是 EMO —— 全球四大機床展之一的歐洲機床展。幾乎每年重要的技術展會我都會去看，瞭解這個行業裡有哪些企業，他們的產品和技術專長是什麼等等，這是一個長期的積累過程。

另外一個途徑是透過我的人脈資源。前面提到過，當時在斯圖加特大學工作的時候，有過許多德國同事，還輔導過很多德國學生的課程設計和畢業論文，這些同事和學生離開研究所後很多都在機床、刀具、夾具這些行業工作，我們一直保持著很好的聯絡，我們這些老朋友們常常會透過聚會相互交流，或者到他們的公司拜訪學習，這種行業內的交流也讓我受益匪淺。

EMO 展會現場 （圖片源於網路）

AMB 展會現場（圖片源於網路）

2 將夾具用好，尤其是特種夾具，是目前中國金屬切削加工行業技術轉型升級的關鍵

對話德國：

您後來是因為什麼原因離開雄克的呢？

袁華:

因為做到後來我越來越覺得雄克這個舞臺太小了，不能讓我去做我真正想做的事情。我之所以進入德國的夾具行業，是為了把德國先進的夾具技術全面地介紹給我們中國的金屬加工行業，來幫助他們提高製造工藝水平，降低生產成本，增強競爭力。

德國的夾具行業全球最強技術最全面，但同時有一個特點，就是夾具生產廠家很多，每一家都有自己的技術特色，每一家都是專注於較窄的技術領域。雄克公司偏重於做標準化產品，特殊夾具解決方案做的不多，而中國最需要的恰恰是那些具有特殊功能的特製夾具。我在雄克工作，當然只能為雄克服務。我常常遇到這麼一種情況：中國的客戶拿出一個要加工的零件圖，向我諮詢最好的夾持方法。這個零件雖然可以用雄克的產品實現夾持，但並不是最優方案；然而，出於職位限制，哪怕我知道針對這個問題有更好的技術、更好的夾具，但我還是隻能向他推薦雄克的產品，因為生產最適合夾持這個零件的夾具公司是我們的競爭對手。但這樣做又違揹我進入德國夾具行業的初衷。每每遇到這類情況，都使我感到很為難。

於是從 2011 年初我走上了自己獨立做技術諮詢的道路，在面對客戶時我可以不帶偏向性專注於問題本身而提供最優的解決方案。現在 7 年快要過去了，我一直很喜歡這種工作狀態。在這 7 年裡，我不僅為客戶解決了大量技術難題，而且還在做一件具有更重要意義的事情：透過專業報告和講座在中國的金屬切削行業介紹和推廣德國的先進製造理念和高效夾具技術，培養中國急需的工藝技術人才，促進中國的廣大機械加工企業有效實施技術轉型升級。

我把這件事作為一項事業在做，已經取得了很好的成效，很受中國企業的歡迎，我自己也很有成就感。

對話德國：

您從 1998 年開始就接觸國內的金屬加工行業，在您看來目前行業發展的最大挑戰是什麼？

袁華:

最大的挑戰是人工成本上升帶來的生存壓力。

近些年來，很多從事金屬加工的企業日子越來越不好過，尤其是外貿單子越來越難接。為什麼呢？因為我們的工資水平上升了很多，而產品的技術含量和水準沒有得到相同程度的提高，質量和價格失去了均衡，這樣就在國際市場上逐漸喪失了原有的競爭力。

面對這種挑戰，一方面我們應該提高技術水平，去做一些技術含量更高的產品；另一方面我們應該設法再把成本降下來，而現在的降成本已經無法建立在低工資的基礎上，我國人口紅利的優勢已經消耗殆盡，留給我們的只有一條路：就是透過技術提升來提高生產效率。

對話德國：

結合您對德國金屬加工行業的經驗，您覺得中國企業該怎樣透過技術來提高生產效率呢？

袁華:

機床、刀具和夾具是實現金屬切削加工工藝的三大要素。我國的企業對機床與刀具已經相當重視，很多企業花了很多錢進口了高檔機床裝置，刀具用得也比較好了，國內現在已經有些企業做刀具做得不錯。但是夾具這一要素卻被中國的企業忽視了，它一直是非常薄弱的環節。

我們很多企業對夾具的重要性認識不足，以為夾具只是把工件固定住而已，但是實際上遠遠沒有那麼簡單。夾具對於保證加工精度和提高生產效率往往能夠起到關鍵性的作用。毫不誇張地講，如何將先進的夾具技術用好，是目前中國金屬加工行業應對挑戰的有效方法。

對話德國：

您能否具體講一講，為什麼夾具會成為制約生產效率的關鍵呢？

袁華:

德國和中國的金屬加工行業，實際上之前已經逐漸有了分工。隨著歐美國家人力成本的升高，許多企業就把產品拿到國外去做了，比如說拿到中國來做。一開始拿到中國來的一般是低端產品，後來逐漸發展到中端產品。

真正的高階產品中國目前還是做不好，一個同樣的高階產品很有可能在德國做的成本比在中國做還低。我做諮詢也碰到過這樣的情況，就是德國的一些客戶希望把有些零件拿到中國來製造，結果我在中國給他找到的工廠報出來的價格，卻比他們自己生產的成本還要高。就是因為我們中國的製造工藝水平落後，一些技術要求高、加工難度大的產品，現在製造起來還很吃力，所以我們的成本降不下來。在中高階產品製造這一方面中國的企業和德國的企業相比目前還是有相當大的差距的。這種差距，歸根結底體現在加工工藝的實現能力上，而在多數情況下又可以歸結到夾具技術上。

毫不客氣地講，中國的夾具行業發展非常落後，中國企業的夾具使用水平也很低，許多在德國用得很成熟的、能夠給企業帶來很好效益的夾具技術，中國的企業甚至聽都沒聽說過，更不用說去使用它們甚至製造它們了。夾具技術的落後，直接導致的後果就是許多高附加值的產品做不了；低附加值的產品生產效率低下，從而在成本上喪失競爭力。

比如說，一個難夾持的工件，你要花半個小時才能把它夾好，那這半個小時就浪費了；加工完一個面，要換另一個面，要把工件拆下來重新裝夾，重新定位校準，可能又半個小時過去了。這麼一來，就對製造成本產生了負面影響。對於薄壁零件，夾具對加工精度影響就更大了，如果夾具不合適的話，這個產品你加工出來就可能是個廢品，因為你要的精度沒能達到要求。這些在今天的中國金屬加工行業每時每刻都正在發生，造成成本的極大浪費。

以前我們有些尖端產品靠傳統的方法也能慢慢把它“摳”出來，那是因為我們人力成本很低，我們拼得起時間。現在拼不起了，許多西方工業發達國家過去在中國投資生產，現在他們發現中國的人工太貴，就把生產轉移到更便宜的國家去做。所以現在我們中國的企業面臨著很大的挑戰，如果再不去提高競爭力，很多企業只有死路一條。

對話德國：

您剛才提到了夾具的使用會嚴重的影響效率和精度，您能舉一個具體的例子嗎？

袁華:

比如說液壓柱塞泵裡有個零件叫驅動軸，這個驅動軸的前端是一個圓盤，後面是一根階梯軸，這個圓盤的端面上有八個球窩要加工，中間一個球窩，周邊均布七個球窩。在我們中國，中間這個球窩是車出來的，因為車的效率高，應當優先使用；而周邊的七個球窩不在工件的迴轉軸線上，只好在加工中心上一個一個用球頭銑刀銑出來的。這種加工過程效率很低，成本很高，加工質量也不如車削的好。 但是在德國這個工件可以在一臺車床上只經過一次裝夾，把 8八個球窩全部車削出來的，效率非常高，加工質量也很好。那麼德國人是怎麼做到的呢？他們用了一種特殊的夾具叫做雙分度卡盤，這種雙分度卡盤中國沒有夾具廠能製造。

諸如此類的例子還可以舉出很多。

類似的球窩加工結構（https：//www。diytrade。com/）

（未完待續）

感謝您的閱讀！

本期中袁華博士為我們深刻的剖析了我國金屬加工行業的發展瓶頸和主要挑戰。面對困境中國製造該如何應對？怎樣才能對德國的特種夾具進行有效的利用？能否透過收購的方式獲得跨越式發展？。。。

下一期中，袁華博士將為我們分享更多德國夾具黑科技；同時袁博士將結合自己多年的專業經驗來為我們進一步解讀：中國製造該如何面對挑戰，突破瓶頸。敬請關注！

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