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一位泵行业从业60年的英国博士,对泵设计与营销看法

05-04 2015


为了继续在离心泵制造领域取得成功,需要达到两项基本要求,即培训计划与满足新兴市场需求的创新设计。在本文中,Edward Grist博士依据自己在英国泵业将近60年的工作经验就这两个话题发表了自己的看法。

我一生的工作都是为泵业提供技术支持,在临近退休之际,我就泵行业内出现的两个问题谈谈自己的看法。这两个问题都还需要做进一步的规划。在经济形势尚不明朗的时期,也许正是采取行动的恰当时机。在合适的学校和工业培训环境中进行结构化的技术培训是必要的第一步工作。我来介绍一种特别适合于泵行业的培训方法,它是其他人在很久以前提出的,多年的实践证明它既能够使受训者学到最多的知识,又能帮助他们掌握成为技术支持工程师所需的基本维护技能。我认为有三项因素将给全球离心泵市场带来新的挑战,它们分别是全球物流运输的结构性改善,电网供电系统的可用性越来越强,以及期待已久的低成本高转速变速电机驱动器的出现。我认为现在正是合适的时机,制造商们应该开始采取行动,以确保目前的离心泵设计和制造方法能满足将来的需要。

技术培训:一套行之有效的方法

在13-15岁期间,我在英国曼彻斯特的Newton Heath初级技术学院接受工程教育,我发现模型制作代替了小时候学校里面的木工制作,工程车间代替了金属加工。工程制图是非常重要的一项内容。在临近毕业时,学校安排我们参观了当地一家提供学徒培训机会的工程公司。这坚定了我对工程的浓厚兴趣。

1952年,我进入位于曼彻斯特的一家泵制造商Holden & Brooke公司开始工作。后来的三年中,我先在装配车间工作了九个月,组装各种构造的离心泵。其中包括直列泵和端吸泵(图1)、剖壳式、多级(环形)泵和立式悬垂泵。随后,我在泵测试部门工作了半年。接着,在我的要求下,我又在Pearn Works公司(Holden & Brooke那时已经合并了Frank Pearn & Co 公司)的装配车间工作了三个月,帮助组装往复泵——包括气动式和电动式两种(图2)。之后,我接受了为期18个月的基础工程培训,包括机加工车间(6个月)和铸造车间(3个月)的工作培训。因此,我在18岁的时候,就已经完全掌握了制造泵的所有实践技能。



图1. 1952年,作者15岁时在装配车间的经验(Holden & Brooke公司设计)。

学徒期结束后,我在负责生产计划与合同(销售)管理的办公室工作了很长一段时期,随后又分别在绘图室和设计室工作了一段时间。这些早期的实践经历并没有妨碍我在后来完成大学和研究生学业,以及后来长期跟随业内企业的专家继续学习离心泵技术。

图2. 1955年,作者18岁时在装配车间的经历(Frank Pearn & Co公司设计)。

当然,如今的工程需要不同的设计和制造技能。现在的从业人员需要接受一系列的培训,首先是在生产车间的实践,如果可能的话,应包括焊接工艺和塑料/复合材料的使用,此外,还应了解库存管理、机床编程、应力分析(例如泵壳)和流体分析中需要用到的计算机化方法。

看法

专门针对泵行业的需要来进行培训,这一点很重要。普通的工程学徒培训使受训者具有一般的就业能力。但是,泵行业学徒训练旨在帮助受训者掌握一些泵类产品的知识,成为他们个人求职简历中的一项优势,这样他们就更有可能留在泵行业内工作。这种长期的回报效果不可小觑。

较早入行给我以后的人生带来的另一个明显好处是,十五六岁的年轻人在看到别人争论工业场所中的日常事务时实际上是“视而不见的”。但对我来说,每一次工作安排就意味着向车间内富有经验的同事学习一些令人兴奋的实践技能。(欢迎关注微信:泵友圈)在18岁,特别是20岁之后,由于人逐渐成熟起来,会本能地抵触这种车间管理技能的非正式学习体验。

实践培训必须包含各种技能。每三个月学习一项新内容的这种培训方式需要耗费很大的投资。但是,我的经历表明,深入了解制造工艺在符合公司或者机构要求方面具有明显好处。

在结束实践培训之后,我进入大学学习。事实表明,与我的同学相比,我相对丰富的工程经验使我在学习中具有相当大的优势。他们一般都在离开学校之后进入大型公司接受学徒培训,每两周学习一项新内容,而且其中很多内容都是在培训学校学习的。这些在短期内集中学习的制造技术和工艺若不加以应用很快就会被遗忘。

建议

对于那些负责培训和学徒计划的工作人员,我建议,针对学徒培训安排的泵业工程学习内容应该包含以下两个方面:

* 总计不少于12个月的现场实习。

* 总计不少于24个月的泵的装配、测试和其他与泵有关的生产活动实习。这包括跟随现场维修工作人员以及/或者销售人员拜访潜在的客户。

亲身参与的产品经验必不可少。建议每个领域的培训应以三个月为单位。不必怀疑这种安排——它确实有效。

泵的设计与营销

必要的变革

总体来说,过去60年来,离心泵设计中的变化逐渐增多,并且还受到创新的推动,从而满足一些特殊需求。这促使行业针对许多应用采用一种新的设计,它克服了普通电机驱动器存在的同步转速的局限性问题。

一个典型的例子是“标准”泵,这类泵拥有众多泵壳可配合每一个系列的规格要求,通过减小叶轮的直径来使这些泵适合于某项应用。另一种替代方案是保持“全”叶轮直径,通过使用带式传动机构来使泵适合于应用要求。这两种方法都会造成制品库存过大,成本过高。

市场需要功率从2kW到2000 kW、转速高达12000rpm且便于运输的变速泵。低成本的变速泵驱动器的引入将改变市场——它通过使用200Hz的变频电源,将不再需要复杂的齿轮和液力联轴节。电子电气工程技术的发展意味着这种变化很快就会实现。电气解决方案努力通过“低成本”测试,对于电气设备生产商来说,这样的殊荣不容错过。

一些功率极低(小于1kw)的变速泵已经找到了合适的市场定位。基于滑环电机/齿轮箱或者液力联轴节/齿轮箱组合的高功率(5000kw以上)变速泵已在供电行业中应用了多年。这里所定义的中等功率范围——大多数工业应用都属于该范围——将发生改变。诞生于20世纪初的往复泵现在几乎已不再使用,取而代之的是电动离心泵,对于很多应用而言,基于50或60hz固定转速机的生产线也面临着同样的落寞。

当新型的低成本变速离心泵进入市场,它们几乎必定会占领吸收功率范围为2-2000kW的泵产品市场。要理解其中的原因,不妨考虑以下几点:

1. 对于大部分应用来说,采用变速离心泵实际上减小了工作成本。

2. 全世界泵的销售(以及制造)呈不断增长的势头。全球化的竞争意味着便于航空运输的产品将具有明显优势。高速离心泵的外形尺寸和重量都得到了显著的减小。因此,可以将必要的性能元件,以及液压性能单元(HPU)包装在一个便于运输的单元中(图3)。

图3. 设计与研发。评价设计参数选择——进行中。

3. 全球空运系统和高速的国际化轨道交通使得大多数用户都可以在发货后的次日收到货物。所有用户都可以实现在一周内收货。包装方式便于迅速更换(或者升级)产品。采用模块化更换而非现场维修的方式,不仅减少了泵的停机时间,还为泵的用户带来了更大的经济效益。

什么产品能够最好地满足未来市场的需要?

我认为,对新一代泵的基本要求如下:

* 具有竞争力的价格,且能实现全球范围内7天到货;

* 减少库存,最大化地运用“流水线”制造方法;

* 产品外形设计小巧,便于空运;

* 具有灵活性——能够兼容泵驱动器的未来变化。

对于任何一家制造商而言,理由和结论都不尽相同。其现有的市场份额、制造机械/技术局限、设计资源和可用的资本支出都不尽相同。在运作良好的公司里,总是存在着关于未来市场的各种争论。大多数制造商都需要投入一定的时间才能使泵的转速达到12000rpm,并使泵的外形适合于空运包装。他们需要决定是否要对产品的设计进行大幅度的改变,如果是,那么应该从什么时候开始着手这项工作

 

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