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牟少志:修模具就像做工艺品 _《至精至善》

作者 | 葛帮宁

编辑 | 李国政

出品 | 帮宁工作室(gbngzs)

牟少志,一汽-大众长春生产冲压中心模修车间工长、高级技师。

1984年,牟少志出生在吉林省公主岭市怀德镇;2004年,进入长春汽车工业高等专科学校数控与模具专业学习,在校期间获得第二届中国技能大赛——宇龙杯吉林省数控大赛二等奖;2006年10月,进入一汽-大众工作。

在15年的模修岗位中,牟少志参与捷达、宝来、高尔夫、迈腾、奥迪A4L、奥迪A6L、奥迪Q3、奥迪Q5L等车型模具的验收、调试和质量改进工作。

在一汽-大众首条伺服压机线效率提升项目中,他带领团队用时2个月完成了5种车型、42个制件的节拍提升,打破当时行业内大尺寸冲压件生产节拍12次/分钟的瓶颈。他总结出铝件掉料屑维护方法、修冲结构及涂层应用,降低因铝件料屑导致的返修率50%以上。创新方面,他发明铝料模具负角度研磨器,提高铝件模具维修质量。

2015年,牟少志培训站成立。2019年,他被评为吉林省首席技师工作室;2020年,被评为国家级技能大师工作室。截至目前,牟少志工作室已申请专利9项,发表论文18篇,累计攻关重难点问题130多项,总结技术资料40多篇,开设培训课程17门,培养出省级以上技术能手20多名、长春工匠3人,还培养出70多名模修工,分布在一汽-大众五大基地。

2017年,牟少志被授予“全国技术能手”;2019年,荣获“中央企业劳动模范”称号;2020年,被授予“中国一汽工匠”称号;2021年,被聘为中国一汽首席技能大师,是首届聘任10位受聘人员中的唯一一位“80后”。

1984年,我出生在吉林省公主岭市怀德镇,在农村长大,直到现在,农忙季节还要回家帮忙。我从小就喜欢汽车,在村里偶尔看到一辆,就会眼巴巴地看很久,直到车消失在马路尽头才悻悻而归。

2004年参加高考,我选择了长春汽车工业高等专科学校数控技术与应用专业。原因有三:一是这所学校在吉林省享有“专科中的小清华”之称。二是我对汽车感兴趣,动手能力较强,经常在家里做些小工具。三是老师很推荐这所学校,因为回访时发现,学生们就业率很高。

我们在大一时主要学习数控基础知识。大二时,学校从6个数控班学生中择优录取,组成1个模具班,我也在其中。半年后,进入实习期,同时也是毕业应聘期时,我被选为参加第二届中国技能大赛——宇龙杯吉林省数控大赛的9名参赛同学之一。

为在大赛中取得好成绩,我屏蔽了所有招聘信息,开始近2个月的专心准备。培训老师为我制订了一套详细计划,我每天早出晚归,在数控设备上练习。由于我基础知识扎实,动手能力强,再加上准备充分,最终获得二等奖。

由于比赛耽搁,我无法参加学校组织的企业招聘,错失了一些不错的就业机会,成为毕业生中最后一批没被招走的学生。眼看身边同学都有了着落,我心里多少有些焦虑。

有一天,我突然接到班主任打来的电话,他让我赶紧回学校面试。当时我正在老家忙秋收,便问道:“他们招技术岗,还是操作岗?要是操作岗,我就不去了,因为数控老师说我们工作很好找,一定要干技术……”班主任耐心解释道是技术工种,而且是模具维修专业,招生单位是一汽-大众。他还强调模具维修是一种手工类工种,不大可能被机械化取代,这个专业永远都需要人才,并且当时一汽-大众在大家心目中很有地位。

面试过程很顺利,当年的面试主管就是现在的模修车间经理。凭借扎实的理论知识以及通过实习和大赛锻炼的实际操作能力,我成功被一汽-大众冲压车间录取,成为模具维修岗位上的一名员工。我们一起参赛的9人中有4人成功应聘到一汽-大众工作。

▍学徒期

2006年10月,我进入一汽-大众冲压车间当学徒工。第一天进入车间,看到现代化的生产线、挥舞着机械手的机器人、在车间不停穿梭繁忙的物流叉车、先进的自动化压机、整齐有序的车间布局时,我完全惊呆了,同时也更加坚定了我的造车信心。

令人印象深刻的是,当时车间负责人表示,一辆轿车的诞生是从冲压车间开始,而模具是冲压零件质量保证的最关键因素,也是整车制造过程中成本最高的环节,由于其高精度、高投入的特点,作为一名优秀模具维修人员(简称“模修工”),对待模具要像对待艺术品一样,这样才能造出高品质汽车。

当时我并不真正懂得他的意思,工作几年后,才深刻理解模具维修为何如此重要。当一辆汽车呈现在眼前时,消费者第一眼看到的是车型外观,而所有零件的外观质量都要靠模具保证。换句话说,模修工技术水平的高低将直接影响整车外表面质量。所以,模修工是核心工种,一汽-大众特别注重这个岗位工人的技能水平提升。

入职后,为帮助我们尽快从新人向合格模修工转变,从2006年开始,一汽-大众第一次组织大规模的新员工正式入职前脱产培训。培训总共历时8个月,理论内容和实践内容相结合。其中3个月是由一位德国专家讲授系统理论,包括机械加工、钳工操作等知识,另5个月是现场实际操作培训。这次长时间和大规模的职前培训,在一汽-大众发展中是史无前例的。我们在这段时间内受益匪浅,掌握了成为一名模修工的基础技能。

▲维修模具

培训期间,有一个实际操作环节是德国专家讲解气动马达工作原理后,给我们布置了一个作业,要求在规定时间内,完成气动马达制作。我第一个完成制作,当时心里特别兴奋,但兴奋劲没持续多久,一盆冷水浇了下来,气动马达接通气源后竟然不转。

我重新检查工作流程,发现每一步都是严格按照图纸组装的。这时其他同事也陆续完成组装,但结果也与我一样。培训时间即将结束,但气动马达还没转起来。

单打独斗不行,我们就凑在一起,你一言我一语地讨论,终于找到了症结:气动马达有个曲轴转角,我们对转角大小理解有误,导致装配时没有找到正确位置。经过齐心协力,重新组装的气动马达终于转动起来,大家击掌庆祝,德国专家也开心地笑了。

这堂课对我们非常有意义。我们不仅学会了气动马达的制作,还知道了同事之间需要团结合作。这让我们这些刚成为同事的新人消除了陌生感,变成了亲密无间的战友。气动马达也成为一个纪念品,一直在培训基地里展示。

模修工是一个对综合技能要求很高的工种,需掌握钳工、机械加工、焊接的技能,其中焊接技能是工作中使用频率最高的,焊接质量的好坏直接决定了模具维修的基础。培训期间,这些技能如果不多操作就无法理解透彻。所谓熟能生巧,于是我就和一个同事约好,每天白天培训结束后,留下来继续练习2个小时。

有一次,我们练得忘了时间,培训基地的值夜大爷巡逻时,看到培训教室里有一闪一闪的光线,便急急忙忙地冲进来,问道:“着火了吗?”我们赶紧向他解释,第二天又主动向老师“认错”。老师不但没有责怪我们,还把教室钥匙留下,让我们多学多练。我俩一直坚持到培训结束,经常八九点钟才回家。

经过8个月系统的技能培训,我对模具和冲压工艺有了全新认知,为后来工作奠定了坚实基础。这次集中培训不单是培养技能,更是培养我们的团队合作意识,这也是我在工作中始终坚持的方向,团队合作永远大于个人的单打独斗。

2007年7月,培训结束后,我被分配到模修班组。一名好模修工一般需要6到7年成长期,要想独立完成工作,至少也需要四五年时间,这是一个漫长的过程。

为让我们更快地进入工作状态,熟悉现场,车间组织了隆重的拜师仪式。也是在那个时候,我认识了我的师傅,也是我模修工作的领路人。师傅当时33岁,很年轻,已有过多种车型模具调试的经验,为人耐心谦逊。正是在他的带领下,我逐步开始了我的学徒生涯。他德语不错,能顺畅地与德方人员交流。一汽-大众模具现场经常有外国专家来调试,师傅就参与配合,一边调试一边学习,语言和模修技术都得到积累。

我特别佩服师傅的判断力。例如一个冲压件侧围零件需要经过6道工序模具才能成型。在实际生产中,这些零件偶尔会出现质量缺陷,比如零件表面出现坑、包、翻边、波浪等,负责这些零件的师傅只需看上一眼,就能直接说出是第几道工序出现了问题。

师傅说,这是基于对模具的深入了解。只有熟知每道工序的模具功能,才能在生产过程中清楚地知道是第几道工序造成的结果。当时我就给自己设定了一个目标,要了解不同种类的模具结构以及制件成型的关系。

于是,我决定把车间所有模具都进行一次拆检。一个车型有好几十个制件,每个制件再乘6道工序,仅模具就是200多套。为此,我设定了一个计划:每周3套,一套一套拆检,确定每道工序模具的对应用途。最终,我用一年多的时间,完成了对所有模具及工序的拆检。

后来当生产过程中出现问题时,我就能马上作出判断,是由哪道工序模具产生的。但是如何解决出现的问题,我还无法做到像师傅那样从容。要想赶超师傅,需要积累大量现场经验。于是,我开始在实际操作中打磨技术。

我所在的班组有7人,为争取更多实践机会,只要是组内的工作,一般我能干的,就绝对不让师傅操心;只要我能烧焊的,就绝对不让师傅烧……无论是门板模具,还是翼子板模具,我都细致拆解,了解成型部位及功能,如果生产中出现问题,就能快速反查。

这个过程几乎用了2年时间。通过师傅的指点再加上有针对性的学习及定期总结,我解决问题、快速识别问题的能力都得到了提升。

在学徒期间,令我印象深刻的是高尔夫6的翼子板料屑问题。料屑问题是世界性的行业难题,当时翼子板料屑问题非常严重,由于料屑问题导致的返修率达到10%以上,停台时间达到千件30多分钟。由于模具成型时要求精细,就算一根头发丝掉到模具里面,零件都会报废或返修。

我和师傅一起攻关,不分昼夜地研究料屑产生原因:是在上模还是下模产生的;是在翻边还是修边产生的?经过生产完成后的模具拆检,我仔细查看料屑在模具中的分布位置,最终查到是在翻边过程中产生的,问题迎刃而解。通过攻关,用时近2个月,我们把高尔夫6因料屑导致的停台时间降到千件10分钟内,返修率降到1.2%。那段时间,虽然师傅的母亲处于癌症晚期,但他依然坚守岗位。

2008年,冲压车间举行锉配技术比赛,60人报名参加,我在比赛中名列第4。由于年轻,当时我们区域很多工程师还不认识我。同年,通过转岗考试,我成为一名模修工。

▍技术成长

2010年,我开始独立从事模修作业。如果说之前的经历是需要师傅带领的学徒期,那么2010-2015年就是我的独立成长期,我开始承担一些质量改进和模具验收工作。其间,我重点负责的项目是捷达侧围压料板的复制。

捷达模具是从南非买过来的20世纪70年代模具,当时侧围第4序模具的压料板由于使用年限过久、使用频率过高,经过长期受力变形已经无法修复。当时捷达年产量20多万辆,按公司车型计划,模具还有2年的服役期,届时再更换为全新捷达模具。

经过车间讨论,决定对侧围模具变形的压料板进行复制,指定我为调试小组负责人。我带着比我小两届的2名学徒,负责压料板复制模具调试。每次生产完,就要把原来的模具拆掉,再把新模具装上,上压机调试,不停地重复这个过程。

侧围模具调试与其他模具调试不太一样,其压料板是斜面。为克服斜面带来的不利影响,我提出通过安装调整平衡块来解决这个问题。常规的调试方法不使用平衡块,但我发现,在这种情况下,一旦压机存在极其微小的差异,前期调试的内容基本都会发生变化,从而导致零件质量的不稳定。我决定不带平衡块,调试后发现,有的地方直接被研磨掉,整体颜色全变了,有的地方还出现研空,导致接触不上。接着我又加上平衡块,按照平衡块着色,让压料板两面等高往下,效果就好多了。

当时捷达生产频次较高,一周至少有一次以上。我带着2名学徒,逐批次调试,足足试了3个月,终于攻关成功。后来,这个平衡块成为模具调试在线解决问题最快速、有效、简单的一个办法,也成为保持制件生产稳定性最有效的一个手段。

这是我第一次自己动手、单独复制调试模具。调试过程中,由于要仰头操作砂轮机,经常会有砂轮末进到眼睛里,我曾在半夜痛苦就医,后来逐渐就懂得怎样保护好自己,这也是成长的一部分。

在成长期,我有两次与德国专家技术讨论的经历。

2012年,我两次出国参与模具验收。出国前,为做好验收工作,我把能查到的资料全部学习了一遍,涉及设备标准、设计标准、验收标准以及结构、参数和试运行等。

我和团队到达德国奥迪本部英戈尔施塔特基地开展奥迪模具验收工作。因验收件较多,我们决定分组进行,我主要验收门板模具。但为提高经验和技术能力,团队里其他同事验收侧围时,我也主动参与。

模具验收的流程是所有模具按照标准,先检查匹配尺寸,然后进行所有零部件拆检,与标准逐一核对。每套模具正常验收时间为2天,但由于项目进度要求,我们需要将时间压缩至每套模具1天,还要确保模具运回国后能正常使用,如果装不上,则验收失败。由于左右侧围、门板、顶盖、发动机罩(简称“发罩”)等这些外表面件都需要验收,工作量很大,我们每天早上6点多钟开始工作,晚上8点多钟才返回驻地,回到酒店后再进行一天工作内容的资料整理,每天基本工作15个小时以上。

这次经历,让我对结构验收、工艺验收有了深刻理解。

在这次验收过程中,我发现一套侧围模具镶块上有一条细铁末形成的线,虽然目视非常不明显,但多年工作经验告诉我,正常情况下,砂纸打磨模具时不会产生细铁末,更何况还形成了一条线。据此我判断,这个镶块有暗裂。

我积累了不少对镶块的打磨实践经验。当年我当学徒的时候,为了快速掌握手感,曾经用1周的时间把一个饭盒大小的铁块全都锉成铁屑,这种练习是不能取巧的。后来一汽-大众青岛分公司一位同事曾告诉我,砂轮机打样件时,通过观察迸溅出来的火花分叉和颜色,就可以分辨出样件材料,而且打磨过程中如果有裂纹,砂纸产生的细铁末会形成积聚,就像磁力反应,原理和整车喷完漆会在R角(圆弧)产生聚漆效应相同。后来,我在工作中着重练习过这方面的分辨能力。

对于我的判断,德方并不认可。他们认为我只依靠模具表面细铁末的积聚就得出结论并不严谨。镶块是合金材料,如果真有问题,回国后无法满足高节拍的生产要求,就需要复制,而合金镶块的复制,一个就需要5万元,成本不低。

为避免后期可能出现的生产问题,我顶着巨大压力,坚持自己的判断。我对德国专家说:如果你们有探伤设备,我们就进行探伤检查;要是没有,就用砂轮机抠开检查。但你们放心,如果没有问题,后续损失由我们承担。

在我的坚持下,德国专家用砂轮机打磨镶块表面,在细铁末积聚的位置,发现了一个细小裂纹。我的判断和实际结果征服了德国专家,他们竖起了大拇指。对我来说,能否得到德国专家认可并不重要,重要的是验收的设备一定要完好无损,回来就能上线工作。

▍最年轻参赛选手

2014年,我参加了中国技能大赛——全国第三届模具工职业技能大赛。这是一个全国性的比赛,除理论知识外,更多是比拼选手的实际操作能力。

2008-2013年,除日常工作外,我在冲压车间、一汽-大众公司、中国一汽举行的各项比赛中,经常取得不错的成绩,而且以第一名居多。

2014年9月,经过层层筛选,我以各项比赛全部第一名的成绩,获得代表中国一汽参加全国技能大赛的资格。当时中国一汽选派了15名预参赛选手,我是最年轻的一个。

为取得更好的成绩,我们在吉林省技师学院进行了为期15天的封闭赛前培训,中国一汽将从15名预参赛选手中评选出10名参加最终的国家级比赛。中国一汽是第二次参加这个比赛,有几位预参赛选手已参加过,有成熟的复习资料及参赛经验,于是我和其他几名第一次参加的同事,借来他们的复习资料用于备考。

吉林省技师学院坐落在吉林市一座山上,9月已是寒气袭人,我们穿着秋衣秋裤还冻得直哆嗦。15天的培训,每天都有考试。为取得好的成绩,我们每天培训结束后,就在楼下小卖部买些咖啡和零食,披上被子,在宿舍对着这些资料学到凌晨3点多钟,休息三四个小时后,爬起来再接着学习。

培训结束后,中国一汽选出10人作为参赛选手,我也在其中。由于参赛经验不足,尽管付出这么多努力,理论知识考试我只获得第15名,尽管技术答辩获得第1名,但两项成绩加起来仍然不太理想。

要想获得好的综合成绩,实操考试就变得尤为关键,是拉高综合成绩的关键。实操考试内容是一个铝合金级进模具的组装、调试与出件,包括拉延、修边、翻边、整形、落料一整套程序。

实操考试现场摆放着两个大盒子,盒子里装着各种各样的零件,冲头、凹模、顶针、压料板等共有100多个,需要我们在6个小时内完成组装,这份工作在日常调试过程中需要2天才能完成。比赛时,我一直提醒自己心态要保持平静,不能急躁,否则一个零件组装错误将导致整场考试失利。为保持冷静的心态,我并没有马上动手操作,而是先思考组装难点,再认真观察现场零件细节,厘清思路后,在大脑里对所有装配工艺进行预演,然后再开始组装。虽然在组装中也遇到好几个难点,但我都不慌不忙地一一攻克,这或许是得益于日常积累。

距离比赛结束还有一个多小时,当现场大多数参赛选手还在埋头苦干时,我抱着作品去排队压件。等成品件出来时,我小声问压机员:“我这个件怎样?”他肯定地点点头说:“你这个件是目前为止,我看到的第二个非常好的成品件!”我心里的石头落地了。

成绩公布前一天晚上,我们都知道第二天闭幕式,需要第一名上台发言。当晚领导找到我,激动地说:“小牟,你得了第一名!”听到这个消息,我眼圈一热,眼泪差点掉了下来。

我认为考试只是检测个人能力的一种方式,比赛成绩也让同事们误以为我只是一个擅长考试的“学霸”。对于这种说法,我颇有些“委屈”。我在解决实际问题中也证明了个人的能力,将技能水平体现到日常的实际工作中。

随后我们又对奥迪A4L顶盖毛刺问题进行攻关。那段时间,奥迪A4L顶盖经常出现大毛刺,我们进行过多批次排查,反复烧焊,都没能彻底解决问题。在后期反复排查中,我们发现一个压板槽模具有裂纹,这应该是由于模具变形、中间往下沉、两边间隙往外所产生。

为彻底解决零件毛刺问题,需要对模具裂纹导致的变形进行修复。我们用了1个月时间来抢修这套模具。测量上模,我们找来报废捷达车型,对垫板进行改造,再将它运到供应商处,用数控设备测量厚度及平度,对相应压板槽铣削加工。通过镶块,重新调整连续生产节奏,进行彻底攻关。常规方法为对模具基体进行复制,至少需要6个月时间,成本高达50万元以上。而我们最终只用了1个月时间,花费不到10万元就消除了模具变形问题,解决了缺陷。

这个攻关项目获得一汽-大众改进优秀KVP平方奖项,同时形成了一些技术指导文件,供员工进行培训使用。

2015年末,我被调入冲压中心批量模修4区,带领团队承担起一个区域的新建工作。从2006年进厂当一名学徒工到独立承担项目的模修工,从仅在各种比赛中争得荣誉的“学霸”到2016年和师傅一起被聘为技师,我从新人逐渐成长为一名合格的、成熟的模具维修工,成为一汽-大众史上首例与师傅同时被评为技师的人,这时我已进入工作成熟期。随着能力日益精进,我面对的挑战也逐步升级。

▍自己的标准

2016年初,由于冲压车间原7条老旧生产线逐渐被拆除,所有零件需转往两条新的冲压线生产。由于生产线大幅减少,为满足生产要求,必须进行生产提速工作。在提速过程中,新设备的发罩节拍能达到17次/分钟,但奥迪Q5的只能达到10次/分钟,如果继续提升产能,会出现各种质量问题。

通过现场排查,发现生产瓶颈是气路结构缺陷所致。为实现零件在各序模具间传递,我们在生产线使用机械手。线上有个气路吸盘,用来吸住线上传过来的件,防止其下滑。当节拍为10次/分钟时,机械手将零件放至模具中。为保证零件在模具中的精确位置,模具中的吸盘开始吸气动作以防止零件串动,成型结束后,零件就会被机械手抓走,但当次数太快时,机械手只有吸的动作,而没有吹的动作,直接导致零件变形报废。这个问题严重制约着生产效率。

晚上回到家,我开始在网上搜索真空发生器的工作原理,学习气路相关内容。几天后,我想到一个好的改造办法,领导也认可。

我花了近一天时间,在原有气路基础上又增加了一组气路,使它既有吸的动作,又有吹的动作。这是在模具上的一个创新,但上线调试时零件还是抓不出去。大家都有些着急,耽误了这么久,焊装已无件可用,车间压力非常大。为保证正常零件供应,无奈之下,我只能将气路恢复。我当时留了个后手,因为我担心改造后可能出现问题,一旦有需要,能瞬间把气路恢复成原样。让我没想到的是,气路恢复后,原气路也无法正常工作了。我脑袋嗡地一下,吓出了一身冷汗,随即冷静下来,提议再检查一下其他管路,看是不是其他管路有问题。

最终,大家顶着巨大的压力,花费很长时间才发现是由于压机与模具连接的管路故障,导致原气路无法正常工作,造成改完的气路无法工作。修复故障后,我不甘心地申请再次尝试调整为新更改的气路。我有些犹豫地跟调试项目组长说:“我想再坚持一下,试试改进气路。”结果组长迟疑了一下,但瞬间坚定地拍了拍我的肩膀说:“好,咱再试一次。”

由于当时已经耽搁了几个小时,即将没有零件供应焊装车间装车。在压力面前,我撸起袖子,用最快速度调整气路,再设置参数。机器开始运行,零件终于不变形了。气路创新改造使奥迪Q5发罩节拍从每分钟10次提升到15次,减轻了转线生产压力。

▲牟少志(中)授课

奥迪Q5发罩节拍提升至15次/分钟后,在生产过程中仍间断发生孔位变形问题。虽然频次不高,但仍造成部分零件报废。经过排查,我发现原因为零件下落时卡在精定位处。当时由于转角过大,零件往里一放,就卡在定位上了,无法完全落到底。降低生产速度可解决此问题,但当时要求生产提速。

我们紧急开会研究解决办法。起初大家提出增加辅具放件精度,但当我们到现场尝试时,发现设备精度是固定的,无法改变,而且速度一快,也会不定频率地产生毫米级以上的间隙,无法保证生产需求的零间隙误差。

这时我突然想到个办法,在奥迪Q5发罩模具上增加一个压料装置,通过模具成型深度及位置计算,找到合适位置,在镶块上钻一个螺纹孔。螺纹孔会使壁变薄,但不确定后期生产是否会造成模具损坏。我们经过评估,最后决定先做下尝试。我们在距离镶块一边5毫米的位置上钻了一个螺纹,然后加上100多毫米的顶料销。

没想到竟然一次成功。零件在精定位孔偶然出现放不到底的情况时,这个顶料销可以直接把零件扶正,零件不会再卡在定位上。这也是一次创新性改进,消除了模具提速过程中由于制作、续件不正而产生的缺陷,为后续模具结构改进提供了设计参考。

为保证现场调试经验的延续性,我们计划开始整理模具属地化任务书,也就是设计标准。之前是用国外标准验收国外模具,从现在开始,我们用自己的标准验收国内外模具。2017年,我到德国验收奥迪A6L模具,就对这方面的经验重点进行了交流。例如,为保证高速生产时排气通畅。以前排气孔是6毫米,现在要求8毫米;为保证模具拆卸方便、利于维修,侧围凸模大盖下面的斜楔改成固定在基体上的结构等。

通过收集现场案例,内部进行了9次技术研讨,最终形成了159项共识。通过这次梳理,我对大众模具设计标准有了更深刻的认识,同时,德方团队对一汽-大众也有了更深的了解。我们不再是原封不动地照搬德国技术,到现场按部就班地工作,当经验有了丰富的积累时,可以反过来提出我们自己的技术要求。

▍创新攻关

2019年,我设计的负角度靠尺获得国家专利。

随着现场铝件模具的增多,铝件修边料屑问题尤其突出,而对刃口进行负角度处理能明显减少料屑带来的影响。但同时,负角度研修对精度要求很高,一般会用到靠尺。但有些镶块受结构限制,比如L形镶块就找不到合适的靠尺,需要垫块辅助。每次寻找这些垫块都浪费大量时间,甚至比研修工作本身时间还长。此外,精度也无法保证,后期出现问题还要反复维修,工作量极大。

于是,通过对现场需求进行总结,我们自行设计了一个负角度靠尺,能适应不同大小、形状镶块的使用需求,且作为量具使用,能够保证整体研修精度,大幅减少现场人员日常模具修理工作量。在得到工段领导认可后,工厂开始委托供应商加工靠尺。我学过数控,知道一些关键尺寸如何控制,就全程跟着供应商。成品出来后,使用效果不错。在我们工段使用半年后,维修4区又加工了4套靠尺。一段时间后,其他工段也提出需求。目前该靠尺已推广到青岛、佛山分公司应用。

我很早就有专利意识,于是2018年找到机会申报了负角度靠尺专利,这是四工段第一个成功申报的专利,于2019年获批。

除了上述工具发明外,作为工作室带头人,我针对车间生产经营中的重难点问题,持续开展立项活动。2019年,冲压生产过程中拉裂问题频繁发生,全年平均每月拉裂64次。为控制缺陷零件外流,车间投入大量人力进行生产后的复检工作。为从源头上降低拉裂问题产生的频次,我带领工作室成员主动承担解决拉裂问题的课题项目。

2019年我们攻关制件开裂问题。板料在生产过程中,正常厚度为1毫米,生产完厚度变成0.5毫米,在从1毫米变为0.5毫米的过程中,如果出现开裂情况,这个零件就需要报废。我们经过统计发现,在众多车型生产过程中,每次都能在严格的质量把关下发现缩颈拉裂,次数达60多次,占用了大量的人力。

产量越高,这个问题发生次数就越多,而在一汽-大众5大基地中,长春生产基地产量最高。例如,一个SUV车型的后盖内板,缺陷发生频次并不固定,有时生产2000件裂1件,有时连续生产两个批次都不裂,偶尔再裂四五件,没有规律可循。

我们历时半年进行攻关,试图从涂油的油品、压机、模具成型工艺等几个维度进行突破。首先,尝试在制件表面板料上的不同位置涂油,没有发现任何改善。其次,通过在压机不同位置拉伸压力,观察在成型过程中压力的变化。虽然拉裂频次有所降低,但并未彻底消除。再次,对模具自动件制件压料进行试验,上下反复烧焊,也没能找到症结。最后,又对上下走料进行控制,但也仅是频次降低而已。当分析板料,如开卷物料线断面质量毛刺时,发现断面质量光亮带不同,间隙小的光亮带稍宽,比较均匀的光亮带占1/3左右。

我们对新发现顺藤摸瓜,沿着光亮带探索,果然发现了问题:通过对开卷模具进行优化,让每个光亮带做到均匀,最终彻底消除了缩颈开裂问题。为防止开裂问题再次出现,平时必须关注对开卷模具的维护,如果维护不及时,就会重蹈覆辙。因此,我们专门制订了一个维护周期,并定期检查,也分析出产生此问题的根本原因——模具的积屑瘤,对此模具进行先进工艺的涂层处理,避免模具问题的产生。

在2020年底,奥迪A6L前门内板音响孔出现拉裂问题,是长春生产基地拉裂次数最多的一个零件,达到11次。但就像2019年缩颈开裂一样,每次都是不定时产生,没有规律可循。

我们选择在周六日进行攻关。前期对拉裂进行模拟试验,发现有一定改进效果,随即制订相应方案,在自动件中侧加一条压料机。但在第二天(我是第一天上白班,第二天倒夜班)的生产中出现拉裂的频次特别高,有时会持续拉裂。

我当时压力很大,想找到修复后拉裂次数反而比之前还多的原因。进一步分析认为,修复后拉裂次数增加,说明问题点是在修复的位置,按照拉裂增加的工作反方向开始调试,果不其然,这个问题就得以彻底消除。

它带给我的思考是在不确定问题上,不能因为害怕产生问题就不去做,只有对没有经历过的问题大胆尝试,才能最终解决难点问题,要持续发现问题根源、梳理解决问题方法,为长远车型难点攻关总结经验。举一反三,后来当其他车型出现后盖外板翻边拉裂情况时,都属同一个症结,我们很快就能解决。

通过此项工作,我们识别出现场162处位置存在风险,其中25处为高风险区。通过调整模具,高风险区已下降至2个,高风险区的实际拉裂频次也基本降至0。2020年,拉裂发生频次由64次/月降至10次/月,人员复检工时由300人时/月降至0。

此项研究成果获得中国机械工业科学技术三等奖,其材料被汇编成《冲压件缩颈开裂手册》,并在五地六厂推广,获得2020年一汽-大众第5期最佳实践案例。

2020年初,我负责攻关奥迪A6L发罩尺寸优化解决焊装返修问题。

这是一个原有项目的遗留问题。在项目试生产阶段,问题还没解决完时德国专家就已撤走。这个问题出现在焊装车间,在冲压车间进行表面质量时检查不出来的。焊装有压合工位,对外板和内板法兰边两侧进行压合时,发现制件表面有缺陷。因此,我们就增加了一个岗位,对要出现的问题手动校正。这样一来,焊装车间这个岗位每天有4个人工作。

我想这是法兰边成型工序的最终校准,如果每次拉延受油品、材料因素影响,就很难把它稳定控制住。影响成型工艺的因素是模具,在成型工序中,只要控制成型过程中的R角和成型面,是否就可以解决问题了呢?

为验证这个想法,我在一段波动频次较高的焊装段进行观察,让上模的成型R角和下模的成型R角都起作用,并且充分压实切点处的成型面。这样就能让一个零部件在成型过程中,不产生回弹变化。带着这个研修方法,我再到焊装工位与师傅们反复交流,确定方案有效,回来对其他点进行大范围优化。

2020年6月,制件压合后实现了无质量缺陷,生产质量状态比较稳定。这个研修方法达到了更改效果,使得发罩内板尺寸稳定且在公差范围内,最终取消了每天4人的手动校正工作。

▲烧焊模具

▍轻量化

当前,大众汽车集团正向数字化和电气化转型。对于我所在的模修专业来说,受影响最大的是汽车轻量化问题,也就是铝件应用。铝件与钢件两者的模具完全不同,生产难点是铝件的垫料屑问题。如何持续降低垫料屑,是模修专业的重要课题。

2017年和2018年,铝件应用还较少,只有奥迪Q3和奥迪Q5的前后盖用,普及率不太高。现在奥迪A6铝件应用量直线上升,模修铝件较钢件维修频次提升两到三倍,工作负荷加大。

如何降低维修频次,提升维修质量,具体做法有三。第一,降低频次,摸索铝件修冲电镀应用。修边时如果有镀层,就会减少模具和制件摩擦产生的作用力,从而减少积屑瘤产生。第二,在制件表面涂油。修边时表面有一层油膜,会降低积屑瘤产生。第三,改变维修方法。如上模的刃口钝化和负角度应用、下模的刃口锋利程度检查以及工序零件毛刺处理等。

2019-2020年,铝件料屑停台时间从过去千件20分钟以上降低到千件10分钟以下,为一汽-大众提升生产效率、降低生产成本起到了积极的促进作用。冲压有钣金返修,由于铝件生产过程中会产生粉尘,容易发生爆炸,因此必须降低返修率。反之,积压库存就非常高,会导致一系列问题。但这也是一个世界性难题,只能有效控制和降低返修率,目前我们的控制水平已经处于行业领先水平。

▍数字化探索

基于冲压生产过程中的痛点问题,我们团队近几年致力于模修工作的数字化探索,在传统的模具维修过程中,探索相应的数字化发展路径,搭建数字化体系,从技术和管理两方面提升工作效率。

我承担了车间数字化转型的几个项目。第一个项目是废料滑道传感器应用。模具生产过程中,板料不像开卷那么大,制件成型过程中要把多余部分修掉,流到废料沟里运走。这就带来一个问题,废料可能在排放时卡到模具里,没有被人看到。废料如果被卡住就会造成模具损坏,或者卡完后,造成一些制件返修品。

目前我们已经对所有生产(废料的)模具进行统计,在模具上增加废料排放检测装置,在废料堵塞频次较高时增加传感器,实现数字化监控。

第二个项目是可视化的数字化监控,这是2021年数字化的重点课题。

这个项目我从2020年开始思考,已经进行过几次试验。利用吉林省政府划拨的20万元经费,牟少志创新工作室完成了氮气缸数字化监控。2021年国家又拨给工作室20万元经费,因为可视化监控研究需要更上一层楼。

可视化监控能够对制件生产中的质量波动连续拍照,再与原始制作进行对比,对于某个位置的尺寸变长或者变短、尺寸不合适都会报警。此外,还能监控生产过程中的连续波动点,对模修工下一步工作提供方向性指导。

我们对预防性模修也有些思考,成立了一个检修班。与可视化监控类似,检修班的目标是将目前的救火式抢修或者事后维修,变成事前维修。模修工作需要不断前置,做到预防性维修,提前把模具基础做好。

2021年,我们在数字化转型方面的步伐还会加快。

例如将扫描技术应用于模具实体分析。传统的ATOS扫描技术主要应用于零件或是车身的尺寸测量,用于识别尺寸偏差点。我们首次将这一技术应用于批量生产模具的型面渐变监控上。

重点做好生产过程的数字化监控。拉延模具的零件状态对整体零件的质量起决定性的作用,如何提前识别拉延零件的变化,将直接决定最终单件的稳定性。为此我们积极与目前国内顶尖的视觉识别技术厂家沟通,将他们先进的视觉监控技术引入冲压生产现场,及时发现拉延零件的变化,提前预警及调整。

一路走来,在一些外行人看来,模修就是拿砂轮机在那里一干就是一天。但是我心里很清楚,多年来,我对模具维修的最大感受是一定要脚踏实地、胆大心细。修模具就像做工艺品,一定要精益求精,千万不能毛躁,否则容易出问题。如果不认真对待模具,它就会在生产中反馈问题,不是发生停台就是出现质量缺陷。

我很感激带我上路的师傅和其他同事们,没有他们,就不会有我今天的收获。更感激能够来到中国最优秀的汽车企业,是这个平台促使我个人成长。因此,我想把积累的技术和经验分享给更多同事。一汽-大众搭建了以我名字命名的创新工作室平台,我必将不负重托。

有记者问我如何看待数字化时代技术人才的成长。我直言不讳地回答,我们现在就运用了不少数字技术,辅助完成维修工作。未来数字化能够解决通用性工作的效率问题、生产组织的高度协同问题,包括小规模的个性化加工,但不能代替人处理复杂维修方案的策划、实施和审核工作。我们是数字化的推动者,而不是跟随者。学习技术,永远不会过时,我是这样想的,一路走来也是这样做的。