環形鍛件是機械零件制造技術與軋制技術交叉復合而成的環形鍛軋成形的新技術，與普通的自由鍛等鍛造成形相比，具有載荷小、效率高、變形充分均勻、節材、無沖擊、低噪聲、組織性能好及工作環境好等優點，環形軋制技術當今已成為先進制造技術中的重要組成部分。環形鍛件廣泛應用于風電設備、工程機械、礦山機械、船舶和航空航天等領域，其中風電設備和工程機械是最主要的兩個應用領域。在風電和工程機械領域，環形鍛件主要用于偏航和變槳齒圈（圖1），以及大型礦山機械齒圈的制造。
近年來，國內環形鍛件企業日益增多，既有少數資金實力雄厚的老牌國有或外資鍛造企業，如德國羅特艾德、中航安大；又有像中環海陸一樣由中小民營鍛件企業發展起來的國內知名環鍛企業。隨著國內外市場對環形鍛件需求從量到質的新需求，國內鍛件行業逐步從低端向中高端轉移，環形鍛件行業的競爭更為激烈。環鍛行業的發展現狀
⑴工作條件惡劣和招聘工人困難的問題。由于行業特殊性，生產車間中都是大型的原材料加熱、制坯、輾環、熱處理和金屬加工等設備（圖2），其中車間工人需要長時間近距離接觸800～1250℃之間的高溫鍛件和設備，其產生的熱輻射和鍛壓時飛濺的高溫氧化皮會燒傷工人皮膚。一線工人年齡普遍呈現“老齡化”趨勢，即使有新的年輕人加入，工作崗位也多是設備操作工。所以，未來一線工人的招聘難度和企業招聘工人的成本會不斷增大。⑵嚴控能耗和環保限制問題。當前，國家嚴格控制能源消耗指標，屢屢強調環保問題，更是通過一系列政策來約束地方的能源消耗指標和有關部門的能源消耗審批權，以此來限制高能耗和不利于環保的項目。傳統環鍛行業大型設備的用氣和用電折合標煤量遠遠超出規定要求，所以環鍛行業往綠色制造、節能制造和智能制造發展已是必然趨勢。
⑶產能低和質量差問題。大型鍛造、熱處理和機加工設備加工能力過剩，車間布置和排產不合理，設備基本處于機械化或半自動化，鍛件加工余量過大，技術落后，大部分需要人工操作，導致產能始終無法有效提升，產品質量受人為因素影響大。⑷模具壽命低。根據實際生產難以獲取精確的工藝參數，模具的設計無法最大優化，在使用一定次數后模具性能下降明顯，需要定期更換和修理，不僅影響生產進度，且增加生產成本。
環鍛行業走智能制造
市場需求巨大
隨著風電產品的要求越來越高，風電產業的發展也逐漸從數量向質量轉變，風電產業進入穩定持續增長的新階段，圖3為2008-2017年全球海上風電累計裝機容量。在國家政策紅利的推動下，我國風電行業發展前景廣闊，為上游風電裝備及配套環形鍛件行業的發展提供良好的發展機遇。同時，除了近年來國際四大市場對工程機械行業的需求依然處于穩步增長階段，其他新興的區域市場對基礎設施建設需求逐步旺盛，大批的鐵路、公路等國家級項目等待開發，工程機械行業將迎來新的發展階段。
環鍛行業智能化生產的條件
結合環鍛行業發展現狀，我公司組建的生產線智能管控一體化平臺分為五大層級——設備控制層、自動化集成控制層、車間制造執行層（MES）、工廠資源層（ERP/PLM）和決策支持層，如圖4所示。
⑴設備控制層。實現整體的智能化制造和管理，首先是通過建立單個設備的數字化和網絡化，再將各個設備形成車間聯網的模式，從而建立生產監控平臺。⑵自動化集成控制層。利用生產監控平臺與PLC、工業機器人、傳感器等連接，實時監控設備、生產、車間環境和車間人員工作狀態，達到準確收集數據和確保生產安全的目的。⑶車間制造執行層（MES）。在自動化集成控制層的基礎上，MES系統可以對收集的數據進行簡單分析總結，這樣就可以及時發現并解決問題。除此之外，通過與ERP系統的聯通，可以及時獲取車間的排產計劃，達到自動排產和全面管理的效果。⑷工廠資源層（ERP/PLM）。在車間制造執行層的基礎上，通過MES系統和ERP系統的聯系，不僅可以實現車間自動排產和銷售訂單處理的結合。最重要是在此基礎上，建立工廠資源層，已達到科學化經營管理的目的。⑸決策支持層。在工廠資源層的基礎上，企業決策層可以通過數據采集與監控系統（SCADA），運用PC機和手機APP實時掌握生產現場的實際生產情況，這樣可以達到智能系統搭建單位和企業高層管理直接干預的目的，起到決策支持的作用。
智能制造對環鍛行業發展具有戰略意義
智能制造是實現環鍛行業發展的重要路徑。長期以來，我國環鍛行業主要集中在中低端環節，生產和管理模式落后粗獷。為轉變這樣的處境，實現我國環鍛業從低端模式向節能、環保和綠色模式發展，推廣智能制造是重要路徑。智能制造是實現節能減排的強有力方式。相比傳統環鍛生產線，智能化生產線可節約原材料8000余噸、節約用電1000余萬度、節約用氣300余萬立方米，總節約折合標煤4500余噸，發展智能制造有助于從根本上解決環鍛行業的節能減排問題。
結束語
近年來，隨著風電、礦山機械、核電和海洋能源裝備等市場的不斷發展，對于環鍛件類產品需求不斷提升，環鍛類生產企業決不能安于現狀，應該順應國家發展智能制造的浪潮，加大創新力度，為實現環鍛產品高質量發展而努力奮斗。
