西門子PLM助力濟南二機床，數(shù)控沖壓設備，在汽車工廠正常運行

機聲隆隆的車間里卻是另外一番景象。幾臺6層樓高的重型機器正在接受最后的檢驗。它們即將奔赴汽車工廠行使使命。

這些讓人仰視的龐然大物是濟南二機床的一大拳頭產(chǎn)品：數(shù)控沖壓設備。別小看它們，配備高精科技的大塊頭也擁有大智慧。

在汽車制造的沖壓、焊裝、涂裝和總裝4大工藝中，沖壓是關鍵的第一步。按照模具的形狀，平整的鋼板依次在3到5臺沖壓機的作用下，被硬壓、剪裁或開孔，形成車身部件。一輛汽車的車身中，70%以上的零部件都是沖壓而成。

2013年，紀錄片《大國重器》風靡熒屏。在談到濟南二機床時，片中說道，“2009年，中國成為全球最大汽車生產(chǎn)國。其中80%以上的外覆蓋件是由中國制造的沖壓設備生產(chǎn)的。這使得汽車制造的成本大為降低，讓轎車至少提前3年大規(guī)模進入了普通百姓的家庭?！?/p>

對此，濟南二機床機械優(yōu)化室副主任徐洪平頗有感觸。“20多年前，一輛桑塔納轎車的售價約20萬元，而當時濟南地區(qū)的人均月收入只有大約100元。而現(xiàn)在，汽車夢對中國人來說早已不像當年那么遙不可及?！彼硎?。

“目前在國內，汽車制造的四大工藝中，只有沖壓設備實現(xiàn)了國產(chǎn)化，這在很大程度上是因為濟南二機床?！彼院赖卣f。

濟南二機床生產(chǎn)的沖壓線在汽車工廠正常運行

從最初的小小兵工廠，到現(xiàn)在世界前三的汽車沖壓設備制造商，濟南二機床的成功并非一蹴而就。2003年之后，國內汽車市場開始突飛猛進，濟南二機床迎來了騰飛的機遇。但能抓住這個機遇，依靠的是多年來通過集成創(chuàng)新和自主創(chuàng)新打下的深厚“內功”。其中西門子同樣扮演了不可或缺的角色。

西門子與濟南二機床結緣自1996年。當時西門子的840D數(shù)控系統(tǒng)開始安裝在濟南二機床生產(chǎn)的機床上。隨著合作的深入，西門子的全集成自動化（TIA）系統(tǒng)越來越多地集成到濟南二機床生產(chǎn)的汽車沖壓設備里。從PLC（可編程邏輯控制器）、運動控制系統(tǒng)到驅動系統(tǒng)，西門子的產(chǎn)品和解決方案幫助提高了沖壓線的效率和可靠性。

隨著汽車工業(yè)更新?lián)Q代加快，市場競爭日益激烈，汽車工廠對沖壓線的精度、效率和柔性化的要求也在不斷提高。要應對這些挑戰(zhàn)，數(shù)字技術就顯得尤為關鍵。

2010年起，濟南二機床開始使用西門子PLM（產(chǎn)品生命周期管理）軟件，由此邁出了數(shù)字制造的堅實一步。

沖壓線結構日趨復雜，設計難度加大，單臺壓力機涉及的零件數(shù)量高達1萬多種。相比濟南二機床原先的二維設計軟件，西門子專門針對機械行業(yè)開發(fā)的三維設計軟件Solid Edge更直觀、實用，設計效率也更高。而Teamcenter軟件則用于產(chǎn)品生命周期的數(shù)據(jù)流管理。

“我們已經(jīng)使用二維設計軟件30年了，過去積累的許多現(xiàn)成的設計模塊可以拿來就用。而轉向三維設計需要從零開始，不斷積累。盡管如此，我們仍在大力推行Solid Edge，因為它代表了虛擬設計的發(fā)展趨勢?！睗隙C床機械設計師李正爽說。

由濟南二機床的沖壓設備沖壓而成的車殼部件

據(jù)機械優(yōu)化室副主任徐洪平介紹，濟南二機床曾經(jīng)花了2年時間廣泛考察，最終才選定了西門子的PLM軟件?！俺水a(chǎn)品本身，我們看中的是西門子涵蓋產(chǎn)品設計、生產(chǎn)規(guī)劃、生產(chǎn)工程、生產(chǎn)實施和服務的全面解決方案。這對我們部署覆蓋全產(chǎn)品生命周期的數(shù)字制造產(chǎn)業(yè)鏈將大有幫助?！彼f。

今年已是徐洪平在濟南二機床工作的第30個年頭。他剛參加工作時，正好趕上二維設計軟件取代繪圖板、三角板和鉛筆，給機械設計帶來了第一次質的飛躍。

“當時在電腦上做設計是個非常時髦的事情?，F(xiàn)在干了大半輩子了，也要順應大趨勢，朝更加前沿的三維發(fā)展?！彼f。

為保證沖壓線高效安全，測試環(huán)節(jié)必不可少。過去，沖壓線的調試是“真槍實彈”的實景操練。一個微小的誤差就可能導致設備損壞。現(xiàn)在，西門子沖壓線仿真軟件（PLS）搭建了一個“虛擬實驗室”，能幫助優(yōu)化沖壓的節(jié)奏和送料設備的運動軌跡，提高整線效率。

2013年，在引進西門子PLS軟件框架后，濟南二機床便聯(lián)合西門子和上海通用汽車共同開始軟件的二次開發(fā)，使其更好地滿足實際需求。

西門子技術工程師徐麗華便是這個三方開發(fā)團隊中的一員。2014年，她曾多次前往濟南和上海為合作伙伴提供技術支持。遇到棘手的技術問題，討論到深夜也是常事。

在PLS投入使用后，濟南二機床能將調試時間與設計瑕疵大大減少。仿真數(shù)據(jù)還能導入生產(chǎn)系統(tǒng)，糾正生產(chǎn)參數(shù)。

“PLS能幫助濟南二機床和上海通用汽車對沖壓線進行整線仿真，這在國內還是第一次?！彼f。

“更重要的是，有了PLS，設備廠商和最終用戶在設計階段就可以進行仿真，對一些特殊工藝更容易通過仿真找出規(guī)律并修改設計，大大縮短新產(chǎn)品上市的時間，真正體現(xiàn)了數(shù)字制造的核心優(yōu)勢。”西門子數(shù)字化工廠集團工廠自動化部金屬成形行業(yè)發(fā)展經(jīng)理周曉東表示。

西門子沖壓線仿真軟件（PLS）的仿真

濟南二機床的雄心壯志并不局限于國內。2011年，與美國福特汽車公司的“聯(lián)姻”標志著它真正踏上了國際舞臺。這一年，福特就下了5條沖壓線訂單。

制造完成后，這些設備被拆分成近2000個大型包裝箱，經(jīng)過60多天的海運和陸路的長途旅行，到達福特在堪薩斯和底特律的2個工廠。

從中國到美國，這兩萬公里的跨洋之路走得并不容易。擁有百年歷史的福特選擇“聯(lián)姻對象”向來苛刻，必須“名”當戶對。這也是福特近20年來首次將繡球拋給德國之外的沖壓設備制造商。

從接到訂單那刻起，濟南二機床上上下下便進入一級備戰(zhàn)狀態(tài)。而福特沖壓設備規(guī)劃主管更是在寫給濟南二機床的郵件里說，如果這個項目出了問題，他的職業(yè)生涯“將就此終結”。

事實證明，濟南二機床在海外的崛起并非曇花一現(xiàn)。2011年至今，濟南二機床已先后拿到福特7條沖壓線的訂單。在設計過程中，它們都采用了西門子Solid Edge軟件，并集成西門子電氣設備來保證穩(wěn)定、高效的運行。

據(jù)濟南二機床副總經(jīng)理張世順介紹，這幾條線代表了世界最高水平，能每分鐘沖壓15件大型汽車覆蓋件。沖壓線效率的提高，猶如百米賽跑，每提高半秒都無比艱難。

“從以前的12次線到15次線的技術跨越，如同‘動車’到‘高鐵’的飛躍。”張世順表示。

“汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展瞬息萬變。濟南二機床能夠滿足不斷變化的市場需求，很重要的原因在于對數(shù)字制造理念的貫徹實施。而與西門子的合作正使我們的數(shù)字化之路越走越寬?！彼a充道。