□范成林 文/圖
濱州檢驗檢疫局工作人員在家具企業(yè)生產(chǎn)車間進(jìn)行指導(dǎo)
木制品及家具是勞動密集型產(chǎn)業(yè)，由于中國勞動力成本優(yōu)勢和技能優(yōu)勢突出，產(chǎn)業(yè)集群優(yōu)勢和生產(chǎn)效率優(yōu)勢明顯，全球的家具生產(chǎn)逐步向中國轉(zhuǎn)移，近幾年中國的木制品及家具出口量呈大幅增長趨勢。以濱州地區(qū)為例，截至今年11月，通過山東檢驗檢疫局備案和注冊的出口木制品及家具企業(yè)共14家，比2010年增長17%。截至11月底，濱州地區(qū)已出口木制品及家具3000多批，貨值近7000萬美元，同比分別增長13.4%和23%。
自從希臘、意大利等國家爆發(fā)債務(wù)危機(jī)后，西方一些國家購買力下降，需求減少，進(jìn)口量降低。為尋找新的經(jīng)濟(jì)增長點，一些國家把重點轉(zhuǎn)至對外貿(mào)易領(lǐng)域，這使得中國成為發(fā)達(dá)國家實施貿(mào)易保護(hù)主義的對象。以前簽訂的訂單被取消，已經(jīng)到貨的產(chǎn)品，一些客戶尋找各種理由退貨，中國的出口家具也不可避免地受到了很大影響。自2010年以來，濱州地區(qū)先后有4家家具企業(yè)的6批貨物因為色差、表面處理等原因遭到退貨，直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)十幾萬美元。一些企業(yè)談“退”色變，接訂單、簽合同時都是慎之又慎，自今年下半年開始，出口木制品及家具增速明顯減緩。
遭遇退運(yùn)
山東清盛家具有限公司是濱州地區(qū)實木家具出口的骨干企業(yè)，該公司坐落于“中國冬棗之鄉(xiāng)”——沾化縣，為2007年首批獲得檢驗檢疫出口木制品及家具備案注冊資質(zhì)的企業(yè)之一。該公司全套引進(jìn)臺灣和歐洲的先進(jìn)木器生產(chǎn)設(shè)備，以柞木、樟子松、水曲為原料，主要生產(chǎn)辦公、臥房用高檔實木家具，產(chǎn)品主要銷往日本、歐洲等國家和地區(qū)，在國際市場上享有很高的聲譽(yù)。幾年來一直被評為“重合同，守信用”企業(yè)，每年出口產(chǎn)品400多批，貨值1000多萬美元。但現(xiàn)在，該公司也遇到了退運(yùn)的困擾。
“我們這批圓凳是第一次出口，貨值3萬多美元，產(chǎn)品由日方設(shè)計，圖紙由他們提供，但貨物到達(dá)日本后，日本客戶說產(chǎn)品穩(wěn)定性有問題，把所有產(chǎn)品都給退回來了，可圖紙是他們提供的，我們是完全按照他們的設(shè)計生產(chǎn)的。”談起這批產(chǎn)品，山東清盛家具有限公司分管生產(chǎn)的副總郭東勇一臉無奈。
“顧客是上帝，日本的這個公司是我們最大的客戶，他們讓我們修，我們只能修了，但我公司與日方對如何整改存在多種不同意見，要證明哪個整改方案有效，需要將按不同方案加工出樣品，然后將樣品郵寄到日本相關(guān)試驗室，進(jìn)行各種靜力試驗、負(fù)載試驗，最后才能知道樣品產(chǎn)品是否滿足需要，如果不能滿足設(shè)計需要，需要返回重新進(jìn)行設(shè)計，這樣一來，試驗周期長，試驗費(fèi)用也很高，而且還耽誤其他好多訂單。”郭東勇沉重地說，“而且這批產(chǎn)品是專門為該公司生產(chǎn)的，國內(nèi)和其他國家無該產(chǎn)品的市場，如果我們放棄該產(chǎn)品或該批產(chǎn)品最終被拒收，只能報廢，損失巨大，還導(dǎo)致客戶對我們不滿意。”因為當(dāng)時看不到希望，山東清盛家具有限公司陷入進(jìn)退維谷的尷尬境地。
反復(fù)試驗
正在這一籌莫展之際，濱州檢驗檢疫局輕工機(jī)電科工作人員來了。“得知該情況和接到退運(yùn)信息后，我們迅速趕到企業(yè)現(xiàn)場，經(jīng)過對產(chǎn)品進(jìn)行仔細(xì)分析和了解，我們發(fā)現(xiàn)該批圓凳出于美觀要求延長了凳子腿的高度，造成凳椅與凳面連接處應(yīng)力集中、超過負(fù)荷，使原來設(shè)計成熟的產(chǎn)品在長時間使用后，出現(xiàn)連接松動的情況。”對于當(dāng)時的情況，濱州檢驗檢疫局負(fù)責(zé)出口木制品和家具的檢驗員喬龍記憶猶新。
一開始，他們也有些犯難，日方雖然提出了各種整改方案，但也只是根據(jù)經(jīng)驗制定的，并沒有針對性。也就是說，做出的樣品很可能仍然無法通過日方的檢測，一旦出現(xiàn)這種情況，遭到日方退貨在所難免，而中方企業(yè)有可能反復(fù)制樣、反復(fù)送檢、承擔(dān)巨額檢測費(fèi)用后仍落得退運(yùn)的結(jié)局。由于之前從未遇到這種情況，一連好幾天，這些問題都一直縈繞在喬龍的腦中，揮之不去。盡管白天繁忙的日常檢驗工作使這位年輕的檢驗員無暇思考，但一到晚上，他眼前就浮現(xiàn)出一個個的圓凳，以前腦袋一挨枕頭就打呼嚕的小伙子一連好幾個晚上都失眠了。
“后來我嘗試將‘有限元分析’的方法用到確定圓凳的關(guān)鍵受力點上，先對其產(chǎn)品進(jìn)行測繪，在CAD軟件中建立虛擬模型，按其實際材質(zhì)進(jìn)行材質(zhì)參數(shù)設(shè)置，對于密度、熱脹系數(shù)、導(dǎo)熱率、比熱、彈性模量、泊松比等參數(shù)逐項落實，結(jié)合從網(wǎng)上查詢到的該種產(chǎn)品所用的木材的應(yīng)力與應(yīng)變的關(guān)系、正交異向彈性、黏彈性、塑性、強(qiáng)度與破壞、單軸應(yīng)力下的變形與破壞特點等因素驗證其改進(jìn)設(shè)計后的產(chǎn)品強(qiáng)度是否滿足設(shè)計要求，盡量減少實際力學(xué)試驗次數(shù)，降低檢驗費(fèi)用，幫助企業(yè)縮小產(chǎn)品設(shè)計上需更修改的范圍，針對性地確定維修方案。”談到技術(shù)問題，喬龍如數(shù)家珍，滔滔不絕。
成功出口
有限元分析是用比較簡單的問題代替復(fù)雜問題后再求解，是一個行之有效的工程分析手段，但也是比較難學(xué)的一門課程，喬龍在大學(xué)曾自修過這門課程，但畢業(yè)后再未用過。為了解決這個問題，喬龍又重新進(jìn)行了學(xué)習(xí)研究。一開始，他嘗試將圓凳的四條腿連接起來，防止腿向四面劈開，在CAD虛擬環(huán)境中試驗可行，可是在實際加工中發(fā)現(xiàn)由于圓凳腿是圓柱形的，木質(zhì)材料不像金屬材料，在較細(xì)的圓凳腿上打眼不便施工且容易損壞，這個方案沒有成功。后來，他又嘗試降低腿的長度，但這樣盡管可以保證穩(wěn)固，但長度達(dá)卻不到客戶的要求，也影響美觀，這個方案也被迫放棄了。于是他又考慮通過加長圓凳腿與凳面連接的螺絲的長度來改變應(yīng)力的集中分布，但在CAD虛擬環(huán)境中發(fā)現(xiàn)雖然圓凳腿與凳面連接處應(yīng)力集中的現(xiàn)象雖然有所改善，但螺絲的延長造成了圓凳腿內(nèi)部應(yīng)力的增大，通過虛擬試驗發(fā)現(xiàn)圓凳腿與凳面連接處還沒有松動，圓凳腿就已經(jīng)開始變形了，這個方案也不可行。企業(yè)技術(shù)人員又提出了一個加長螺絲后再從圓凳腿外包一層金屬護(hù)套的方案，但這個方案同第一個方案存在同樣的弊端，理論雖然可行但實際加工困難，最后也只能放棄了。但這個方案卻給了喬龍一個靈感，綜合以上各個方案的優(yōu)點，直接在圓凳腿與凳面連接處加裝金屬護(hù)套，由于凳面是平面避免了在凳腿的圓面不便加工的難題，同時增強(qiáng)了應(yīng)力集中處的承受能力，經(jīng)模擬試驗也能達(dá)到客戶要求的牢固程度。問題解決了，喬龍也松了一口氣。
根據(jù)這個方案，企業(yè)制作出了樣品，日本客戶見到樣品后非常滿意。“最后根據(jù)檢驗檢疫人員設(shè)計的方案，我們將全部產(chǎn)品進(jìn)行了改造，最后該批產(chǎn)品終于順利出口到日本。”談到最后的結(jié)果，郭東勇一臉掩不住的喜悅，“多虧了濱州檢驗檢疫人員，他們不僅態(tài)度好，服務(wù)好，沒想到技術(shù)水平這么高，知識面這么廣！”說到這里，郭東勇由衷地豎起了大拇指。
據(jù)了解，濱州電視臺聞訊后對該事情也進(jìn)行了專門的報道和采訪，濱州檢驗檢疫局利用自身技術(shù)優(yōu)勢不僅幫助企業(yè)挽回了巨大經(jīng)濟(jì)損失，也樹立了檢驗檢疫形象。
模擬圓凳裝配組圖
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有限元分析
有限元分析，就是利用數(shù)學(xué)近似的方法對真實物理系統(tǒng)（幾何和載荷工況）進(jìn)行模擬。利用簡單而又相互作用的元素，即單元，就可以用有限數(shù)量的未知量去逼近無限未知量的真實系統(tǒng)。
有限元分析是用較簡單的問題代替復(fù)雜問題后再求解。它將求解域看成是由許多稱為有限元的小的互連子域組成，對每一單元假定一個合適的（較簡單的）近似解，然后推導(dǎo)求解這個域總的滿足條件（如結(jié)構(gòu)的平衡條件），從而得到問題的解。這個解不是準(zhǔn)確解，而是近似解，因為實際問題被較簡單的問題所代替。由于大多數(shù)實際問題難以得到準(zhǔn)確解，而有限元不僅計算精度高，而且能適應(yīng)各種復(fù)雜形狀，因而成為行之有效的工程分析手段。 《中國國門時報》
