在宝钢“国家重点实验室”里,工作人员正在做钢片压力测试。 本报记者 陈龙摄
编者按
风起于青萍之末。散布在上海各个区域的众多企业和机构的实验室,既是经济和科技发展的动力源泉,更是城市创新的活力细胞。
如今,上海正在建设具有全球影响力的科技创新中心,这些在沪企业和机构的研发实力将是拉升“城市创新指数”的权重要素。而研发实力则主要出自那些风格迥异但又殊途同归的实验室,它们正在逐步从应用技术创新向基础技术、核心技术、前沿技术创新转变,从跟随、模仿式创新向源头、引领式创新跃升。
从今天起,本报推出“走进上海实验室”特别报道,通过走访在沪企业,包括跨国巨头、大型国企和“隐形冠军”企业的实验室,以及重点机构的实验室,分享各自的创新基因、研发实力和成功秘诀。
■本报记者 张晓鸣
再过几个月,一架设计新颖的概念白车身将在宝钢诞生。该车身定位中高档汽车,集各种先进材料、加工技术和前瞻理念于一体。
钢铁企业设计“概念汽车”,是不是有些不务正业?对此,宝钢“汽车用钢开发与应用技术国家重点实验室”主任陆匠心说:“我们做白车身,不是要跟汽车行业用户竞争,而是为了更好地理解汽车行业用户的要求,为用户提供更好的材料和服务。”
如今,汽车已进入普通家庭,成为不可缺少的社会性产品。汽车产品的发展必须符合社会进步要求,并为消费者带来价值。宝钢开发白车身,要展示的是满足汽车未来发展的新的材料概念、新的应用技术概念和新的整车用钢选材概念,并通过与汽车行业更紧密的结合,使新材料开发技术和汽车使用新材料的技术达到更高水平。
从模仿到超越
在实验室里,记者看到了一块汽车上的前纵梁内板,初瞧并不起眼,其实却是一块神奇的“可变轧制钢板”。
“轧制钢板不比揉面团,对于材料、火候要求高得多。”陆匠心告诉记者,这块钢板不到1米长,却被做成了三种厚度,分别是1.2毫米、1.5毫米和1.8毫米,更多的厚度意味着可以有更多的造型。而在过去,要达到这种设计要求,只能采用不同厚度钢板拼接。
其实,这就是汽车用钢面临的一大难题:汽车设计越来越个性化,但钢材强度增加会降低材料的可塑性。另一大难题则是汽车轻量化必须材料轻量化;但材料减重会对汽车的安全和舒适性带来不利影响。这两大难题就是创新的关键点和难点。宝钢“汽车用钢开发与应用技术国家重点实验室”就是要围绕汽车工业对材料需求不断提高的要求,破解难点,为汽车用户提供一揽子技术解决方案。
几年前,美国科罗拉多矿业学院的教授提出了一种新型高强度钢,也称之为“第三代汽车高强度钢”的理论概念,这一概念正与宝钢在汽车用钢研发上的需求相吻合。宝钢敏锐地捕捉到这项技术的发展动态,积极与外方开展学术交流和研讨,明确技术方向、立项、研发、试制,克服重重难关,最终把这项科研成果变成了产品。
“以前客户拿着国外的钢板来问:‘这样的钢板,你们做得出来吗?’宝钢人不断琢磨,最后研制出相仿的产品。而这种先进高强钢是宝钢的‘超越之作’,此前全球没有一家企业能够将这个概念转化为现实。”陆匠心自豪地说。
研发走在生产前面
在宝钢的实验室里,有一件特殊的展品——一辆用宝钢钢材打造的奥迪车。它似乎随时在提醒宝钢的科研人员,就像开发“概念车”一样,研发的重点不能仅仅停留在实验室,而是必须瞄准市场真实应用。
要做到这一点,宝钢在EVI上下了大力气。EVI直译就是“供应商的早期介入”。宝钢的EVI是通过全面介入客户从研发到量产的各个环节,以满足客户需求为目的,促进自身产品与技术发展,从而在市场占领竞争制高点。
比如某自主品牌开发新车型,白车身要求在确保安全的前提下实现轻量化,并达到成本最优。宝钢EVI项目团队全程参与并协同研发,最终实现白车身减重10.5%,材料利用率提升2.7%,目标成本降低18.5%的超预期成绩。该汽车公司的技术总工程师感触颇深:“宝钢引领钢铁新材料新工艺的进步,让以往通过结构工艺才能达到的目标,现在用材料即可完全实现,简化了工艺,降低了成本。”
陆匠心表示,这种研发思路的转变,实质就是从原来“我生产什么,你用什么”向“你要什么,我生产什么”转变。2014年,宝钢向汽车行业提供高强钢230多万吨,其中超高强钢近18万吨,并通过了世界各大知名汽车厂商总部认证。这意味着,现在大街上跑的国产汽车,差不多每两辆里就有一辆是用宝钢钢板制造的。
和“冤家”一起研发
除了这些,宝钢看得更远。要真正做到“人无我有、人有我优”,就需要做到生产一代、预研一代、储备一代,需要跟踪用户的技术发展及国外先进技术。其中,学校、科研院所的作用不可替代,甚至还要联合同行的力量。
同质化产品在同一层面上竞争,路只会越走越窄。宝钢要走产品差异化道路,需要借“外脑”启发产品升级思路;依靠产学研,做好技术储备,充分考虑“将来吃饭的问题”。陆匠心举例说,比如企业能通过操作经验知道某一个工艺需要把温度设置在哪个点,但不一定知道为什么要这么设置,学校就能把这个“为什么”弄清楚,企业在研制新产品时可以借鉴其理论基础。
在陆匠心看来,国家重点实验室并不仅仅承担一个企业的研发任务。大家都抢一个锅里的饭,结果是谁都吃不饱。在国家重点实验室这个大平台上,过去被看做“冤家”的同行,同样可以坐在一起研发。他说,根据汽车轻量化的需求,汽车用铝、镁合金及其他新材料的研制步伐将大大加快,其应用技术研究也要同步开展。在这些材料的共性研究上,企业之间可以开展合作,一起总结制订出通行的技术规范,带动整个行业的发展。
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