去年底,廣西柳工集團有限公司研發的“面向工程機械機種特征的減振降噪共性關鍵技術與應用”(下稱“減振降噪技術”)獲得了中國機械工業科技進步一等獎。對于柳工的研發團隊來說,這無疑是對他們努力最好的認可。
經過數百萬次試驗,攻克了上百個技術難關,從2008年第一項子系統“消音器”的研發成功,到2011年第一臺整機成型,再到如今技術應用平臺形成,柳工研發團隊歷時數年磨成了一把征戰國外高端機械市場的利器。
柳工首席科學家、減振降噪技術研發團隊負責人初長祥表示,以應用該項技術的裝載機“柳工CLG856III”為例,目前司機位置噪音為71分貝,不僅遠遠低于國標限制89分貝、歐盟標準80分貝,甚至比國際工程機械標桿企業卡特彼勒的高端產品950H裝載機標配還要低一個分貝。
“不要小看這幾個分貝,每3個分貝就是一個數量值,意味著聲音傳遞的能量需要降一半。”初長祥介紹說,“隨著該項技術的成功研發,目前柳工在噪聲指標方面已經達到了國際領先水平。”
進軍國際市場,產品噪聲是“攔路虎”
噪聲污染的管理一直是中國工程機械產品標準制定中的一個盲點。雖然從上世紀80年代開始,國內開始制定針對工程機械噪聲污染的限制法規,但是相對寬泛。隨著行業的發展,中國工程機械產品的質量與可靠性大幅提升,噪聲控制也越來越受到重視。在最新出臺的國家土方機械強制性標準中,赫然排在第一位的就是《土方機械噪聲限值》。
“在國外市場,噪聲污染的標準和排放標準是同樣嚴格的。相比國際標桿企業的產品,噪聲污染控制是國內機械產品的軟肋。不同于國內機械產品采購,國外對于操作舒適性的要求很高,只有滿足了國外客戶的需求,才能提升國內機械產品在國外市場的競爭力。”初長祥對《中國經濟周刊》表示。
1998年,柳工引進了國際機械標桿企業卡特彼勒一臺輪式裝載機整機機型。在研究過程中,柳工研發團隊注意到了該機型針對振動噪聲的處理技術。據初長祥回憶,當時,國內機械產品并沒有專門針對噪聲處理的相關技術。但是鑒于當時的技術難點還集中在動力和機械操作方面,柳工并沒有對噪聲處理予以重視。
2002年,柳工開始提出國際化戰略,逐步將產品推向亞洲市場、拉丁美洲和歐美市場。在進入歐洲市場時,過去被忽略的噪聲指標赫然成為“攔路虎”。
據了解,所有產品在進入歐盟市場前必須獲得CE認證,這是一種安全認證標志,被視為制造商進入歐洲市場的護照。該認證對于機械產品噪聲有兩個強制性標準,包括司機位置噪聲和機外輻射噪聲,其限制遠遠低于當時的中國噪聲限制。
初長祥回憶,當時柳工的機械產品在進入歐洲市場時便遇到了“刁難”。“以瑞典市場為例,柳工的產品在進入斯德哥爾摩港之前,需要先在阿姆斯特丹港附近的一個基地進行改裝。改裝費用非常高昂,一臺機器就需要約2000歐元,也僅僅能將噪音降到剛剛符合市場準入標準。”初長祥告訴《中國經濟周刊》,不僅是柳工的產品,當時國內的機械產品在進入歐洲市場時都遇到了相同的問題。“國外買家開玩笑說,你們的產品噪聲太大,把我們的小動物都吵得不得安寧,這樣是不行的。”
采用減振降噪技術,新產品銷售額超17億元
面對這樣的困境,柳工決定成立專門的研發團隊來研發針對噪聲的技術。2008年10月,當時任柳工裝載機研究院院長的初長祥走馬上任,擔任減振降噪技術研發團隊負責人。
“不同于其他系統,噪聲是看不見摸不著的,工程機械噪聲來源于多個系統,例如動力、散熱、懸架、液壓和傳動,而每一個系統中又包含了各個零部件、各項配套件, 最后還要解決聲音共振傳輸的問題。這是一個非常龐大的工程,涉及到聲樂、流體動力學、傳熱學、結構動力學多個學科。僅靠柳工現有的團隊是無法完全覆蓋的。”初長祥回憶說,柳工的“科學家體系”在這時起到了關鍵性作用。
一直以來,“科學家體系”在柳工的研發團隊建設中處于核心位置。柳工采取“特聘科學家”模式,針對柳工急需的技術,找到國內首屈一指的研究人員,由柳工組建團隊來與其進行技術對接,共同研發課題,來填補柳工的技術缺口。
經過全國范圍的“人肉搜索”后,初長祥和哈爾濱工程大學的季振林教授進行了合作。季振林在NVH(噪聲、振動與聲振粗糙度)研究上頗有造詣。在季振林的幫助下,原先需要耗資上萬元才能降低一個分貝的消聲器,現在只需要幾百元的制造成本就可以降低兩三個分貝。由此開始,柳工逐漸攻克了動力、散熱、駕駛室各個子系統,將零星的技術逐漸集成,在解決了多系統匹配耦合的難題后,2011年11月,第一臺應用該技術的整機成型。
隨后,柳工逐一整合了技術研發中涉及的基礎理論、設計方法、測試評價、軟硬件及數據庫,形成了共性關鍵技術平臺,能在更多的機種上進行模塊化定制。目前,柳工自有產品已經有4條產品線,共21款機型使用該技術上進行了減振降噪處理。
初長祥向《中國經濟周刊》介紹,應用了該項技術的機械產品再次進入歐洲市場后,反響非常好。“我們的產品就擺在那里,旁邊是卡特彼勒和沃爾沃的,經銷商非常有信心地對客戶說,你可以上去開一下感受一下。柳工海外市場的銷量也有明顯提升,新產品帶來的銷售額超過17億元。”初長祥說。
初長祥(右三)向行業專家介紹柳工自主研發的減振降噪產品
以工匠精神來制造工程機械產品
廣西柳工集團有限公司首席科學家 初長祥
減振降噪技術的研發成功與柳工多年來崇尚技術的傳統是分不開的。柳工的前身是華東電機廠,在建廠初期,柳工有大量的制造手藝精湛的技術工人,他們的經驗和手藝在柳工得到了很好的傳承,柳工至今所使用的一些結構件制造技術都是這些老師傅帶來的。
除卻傳承,技術的研發創新也非常重要。作為一家工程機械制造企業,產品是柳工綜合能力的最好體現。要做好產品,技術一定要先行,創新能力至關重要。柳工一直以來都將新技術的創新研發視為重中之重,研發人員占比約10%。
工程機械的核心技術體現在零部件研發,這也是工程機械產品的核心競爭力所在。目前來看,我們在零部件技術的創新上還有很長一段路要走。除了零部件技術,中國工程機械制造企業還面臨另一個挑戰,基礎技術和基礎工業的研究。
面對全球制造行業信息化乃至智能化的大趨勢,中國工程機械制造行業更需要踏踏實實走好每一步,把好質量關卡,注重技術創新,以工匠精神來制造工程機械產品。
專家點評
中國工程機械學會常務理事徐格寧:中國制造企業要有敢啃硬骨頭的魄力
過去,國內工程機械產品與世界標桿企業產品進行技術性能對比時,往往比較注重硬性的、功能屬性的技術指標,比如動力、匹配、功能、能力等方面。軟性的、環保屬性的技術指標如污染排放等常被忽略。而當國內產品參與國外市場競爭時,這些不被重視的軟性指標反而成了制約國內產品“走出去”的硬傷和短板。以歐美市場為例,歐美的污染排放標準普遍高于國內現行標準,振動噪聲污染更是國外高端產品市場準入的技術指標壁壘。
在市場倒逼下,柳工積極應對,實現了減振降噪技術的突破,在整個工程機械行業而言,已達到了世界先進水平,個別機型甚至高于國外工程機械標桿產品的水平,這是非常難能可貴的。而且,該技術不僅僅是面對單一特定產品,而是建立了共性關鍵技術平臺來滿足不同產品的需求,顯著降低了工程機械產品的振動噪聲,打破了中國工程機械產品進入歐美高端市場的技術壁壘。
對于整個工程機械行業而言,柳工減振降噪技術的研發具有重大現實意義。我國工程機械產品能否“走出去”,“走出去”能否“用得住”,首先要邁過“高品質”的門檻。面對國外市場的高標準,國內工程機械制造企業要從無視到重視,從無奈到無畏,要有敢于啃硬骨頭的魄力,腳踏實地認真研發,向國際標桿企業的高技術發起挑戰。
通過對各個部位進行減振降噪處理,柳工CLG856III輪式裝載機(標配)司機位置噪聲71分貝,機外輻射噪聲102分貝。
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