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试述手表制造的“三高”及“三密集”

发布时间:2012年10月29日
    2012年5月11日,山东省委副书记、副省长王军民同志在认真审阅了省轻工办和钟表协会关于钟表行业近况和集体参加巴塞尔展会的汇报材料后,做了长篇重要批示,其中,对钟表业的特点作了非常精确的阐述:现代钟表业是高精密机械与信息技术相结合的先进制造业,具有技术含量高、技能要求高、产品附加值高(三高)和技术密集、劳动力密集、资金密集(三密集)的特点。是我省轻工企业少有的特色产业之一,是向“新、特、优”转型升级的一个优势产业。那么,钟表业的“三高”“三密集”特性体现在哪里呢?本文试从手表制造角度略做阐述。
(一)手表的高技术含量
    手表制造的核心特性应该是它的高技术含量。正是由于手表制造的高技术含量,对从业者的技能要求就相对苛刻;而高精度的零件加工和组装工艺,以及防磁、防震、防水、防划、艺术要求还有设计专利等等,造成手表具有令人艳羡的高附加值。
    手表的结构复杂。手表,是用来指示时间的一种精密仪器,由能源、轮系、擒纵机构、振动系统、指针机构和附加机构等几部分组成。不太复杂的手表,大约有几十个乃至一百来个零件,如果是多功能的腕表,通常就要两百多个零件,而陀飞轮万年历腕表,单单是机心,就有400余枚零件。具体到手表的外观就有表壳、后盖、表玻璃、密封垫圈、紧圈、固机圈、衬环、柄头、柄头管、表盘、时针、分针、秒针等十余类零件。尤其是主夹板的结构最为复杂,具有大量的孔和凹槽,不但在平面上有孔,在侧面上也有横孔,孔的尺寸大小和形状种类极多;凹槽中还有许多不规则的几何槽形,其位置分布在主夹板的两面,有些还要相互穿透;此外,主夹板上还有不少的桩和凸坛,所以在手表零件中,它是制造工艺过程最长、耗费工时最大、需要工艺设备最多的一个零件。在手表这厘米见方的空间将众多的零件汇集起来搭建起复杂的结构,去聚集能量——通过传动系统把能量输送到擒纵系统——擒纵系统把能量平均的输出——再通过传动系统和指针去显示时间,称其为精密仪器并不为过。
    手表的精度高。手表的机心结构精密复杂,体积却很小。大的手表,机心直径不超过30毫米,只比五分硬币大一点;小的手表,机心直径不到20毫米,只有两分硬币那么大。一只男式统一机心手表的重量连外壳在内,不过40克左右,不到一两重;而机心重量却只有15克,才三分重,女式手表就更轻了。这样一个小小的机心,却要用几十种优质原材料精密制造的一百多种零件装配起来,所以手表机心的各种零件都非常精密小巧。比如一根头发丝那样粗细的摆轮轴颈,它的公差只允许0.005毫米,用四十倍显微镜检查合格后,再与摆轮铆合。手表机心是一分一秒昼夜不停运转的机器,如果按每小时频率21600次的高频手表来计算,机心里的摆轮每天就来回不停地摆动五十一万八千四百次,一年就是一亿八千九百多万次。
    制作的工艺繁杂。手表的夹板、齿轮、擒纵轮片、摆轮等零件的加工工艺十分繁杂,压坑、钻孔、冲孔、精修、攻丝、倒角;车坯、检验、冲轮辐、磨毛刺、清洗、镀金;单单擒纵轮片加工工艺就包括落料、串光、镀铜、铣齿、冲轴孔等35道工艺。让繁琐细小的零件在方寸之间将时间完美演绎,对制表工艺来说,是一种极大的挑战。当一只手表装配完成后,还要进行十几天的全面校验,经过模拟、实走、对秒、测振幅、电子校表仪测试、外观等项考核,合格后才可出厂。
    当你买到一只新手表,喜悦地戴上手腕时,你可曾想到,一只手表从设计、原材料的选择、各种零部件的加工到最后装配成品、检验出厂,广大制表工人和技术人员要经过多少复杂精密的加工工序,付出多少辛勤的劳动啊。
    设备的精度高。手表的器件小、能耗大,制作难度也大,零部件以μ计公差范围的要求使得对生产设备的要求也极为苛刻。生产车间大部分使用的是现代化高精密自动化加工设备。如数控铣、电火花、线切割、小模数滚齿机、纵切自动车以及磨床、车床、自动冲床、电容式点焊机、拉砂机、空气压缩机、干湿喷砂机、钻铣床等等,设备精度要求极高 。
    运用的材料丰富。制造手表的原材料很多,对材料的性能、表面状态与尺寸精度,都有严格的要求。如制造游丝的材料,要求强度高、能防磁,受温度变化影响小,是由一种特殊不锈、恒弹性合金材料制造;手表的发条是带动整个机心不停运转的原动力部件,这就需要采用不锈、不易断、高强度、高弹性的材料来制造;手表里的“钻石”是一种硬度特高、光洁度特好的人造宝石,以提高机件的灵活运转和耐磨性,延长手表的使用寿命。
    手表在材质方面已经是能用尽用,比如一般金属材质:半金、包金、电镀、铅黄铜、锌白铜、铍青铜、高碳易切钢、工具钢、不锈钢、钛金属、钨钛合金、钨钢、精密陶瓷、高科技陶瓷、高科技镧、蓝钢等;贵金属材质:比如铂、金、K金、银等;以及具有自润滑、低密度、防磁和耐腐蚀等优良性能的硅材料等等。非金属材质主要用于设备外观。如表镜的材质:蓝宝石、矿物水晶玻璃、合成玻璃、防眩镜面(电镀膜)、钻石、翡翠、红宝石;表带的材质:贵金属表带、钢链、真皮、帆布或尼龙、塑胶、硅橡胶等。需要注意的是,每一种材质的运用,都伴随着工艺的突破和技术的革命。
    手表的种类繁多。比如:按采用震荡器的不同,可将手表区分为机械表和石英表;按机心直径大小可区分为男表和女表;按显示方式可区分为一般手表和复杂功能手表;电子表可分为数字式石英电子手表、指针式石英电子手表及自动石英表和光动能手表;机械表分手动机械表及自动机械表;半自动机械表、全自动机械表;其它还有超薄表、电波表、陀飞轮手表、光耦定位表等等。而不同种类手表涉及到的往往是截然不同的技术领域。
    手表的艺术含量高。每一款精工细作的手表都可以说是一种极致的工艺品,准确、精致、恰到好处。手表之所以迷人,是因为在方寸甚至毫厘之间,艺术的创作与巧夺天工的技艺达成了完美的默契。比如珐琅彩绘的表是高级腕表挥洒艺术个性、展现高超技艺的最佳作品,方寸间包容传世艺术。在腕表以毫米计算的表盘上,艺术、工艺之外,更结合了计时科技的绝妙,珍贵材料的光芒,仿佛是那恒动流淌的时间之河,闪烁着的粼粼波光,手表的魅力或许用巅峰艺术诠释再适合不过。对于表匠独坐板凳、连月弯腰打造、投注心力、挥洒着想像力热情制作出来的这样一只精心之作,自然堪与绘画和雕刻一样,挤身艺术品之列。高质量机心及经典外型,能使腕表成为有历史价值和收藏意义的藏品。
(二)手表的高技能要求
    手表生产的特点是零件尺寸小,加工精度高,光洁度要求高,工艺装备精细,机械化、自动化程度高。每一个种类的手表,因为工作原理的不同、材料的不同,运用的技术、工艺的流程、设备的要求等等就千差万别。手表制造的高技术含量,决定了从业人员要具备相应的高技能。从机电一体化设备的操作、维护保养、模具的设计制作、精密仪器的检测、热处理工艺的掌握、表面的防腐处理,到外观的修饰、珠宝的加工,再到精密机械组装、调试、检验等等,都需要操作人员具有熟练、高超的技能。比如陀飞轮机心的装配需要在高倍显微镜下完全手工完成,这样的装配技术并不是每个人都能掌握,它需要更多的是一种感觉上的驾御和在微妙之中创造的平和心态。
    央视《焦点访谈》2010年采访深圳钟表行业协会,协会负责人给记者讲了这么一件事。深圳的一家企业花了200多万元买了一台进口的高精密度加工表壳的机器,由于缺乏懂技术的人员,结果在操作时刀具把卡盘切掉了一块,严重影响了精度,换一个新的主轴,大约要40万,自己又修不了,因此不得不停产,花很大的费用请外国技师来修理,才使得设备起死回生。这个案例只是手表行业对高技能人才要求的一个缩影。
    在制表业,为考量手表生产及品质控制,通常由数名表匠分工制作同一只手表。因为每位接手他人作品的表匠,在开始本身的工作前,皆须对手表进行品质检查。但这并非高端手表生产的标准,举例来说,在制造“极尽复杂”的手表时,很难想像分工合作的情形。每一个制造环节是如此复杂、密不可分,以致于每次只有一位表匠能清楚知道每个细节。这就是为什么追求极致完美的表厂,在最后三个复杂设计中,维持“同一表匠”的作业模式,而在其他设计部分,才可以分工方式进行组装、校准、及装壳作业。
下面是从《深圳市钟表装配工职业规范》中摘录的“初级”手表装配工的规范要求,从中是否可对手表工人的高技能要求“窥一斑而见全貌”呢?
    1.掌握指针式石英手表的结构;2.掌握数字式手表的结构;3.掌握指针式石英手表机心及其成品手表的结构;4.掌握七功能以下数字式机心及成品手表的结构;5.掌握各类手表(机械手表、指针式石英手表、数字式手表)的区别和基本特性;6.掌握机械基础知识;7. 掌握电子基础知识;8. 掌握石英手表原理;9.准确安装三针,平均损耗率不大于2% ;10.柄轴(把心)截长损耗率不大于2% ;11.普通三针(包括两针)石英手表装配; 12.七功能以下的数字式手表的装配;13. 熟悉企业手表的装配工艺文件;14.熟悉手表装配常用工具的保养与维修;15. 熟悉手表装配常用辅料的使用与储存;16.掌握胶水及润滑油的正确使用方法;17.掌握成品手表的国家标准和企业标准;18.装三针整机手表平均用时不超过8分钟/只,不考核防水功能,一次通过率不低于 85% ;19.七功能以下数字式手表的装配及功能设置和调整用时不超过5分钟且合格率不低于90% 。
    要制做出手表中的经典,则需要达到制表大师的层级,那就更需要卓越的知识、技术的完全掌握、美学与工艺的融会贯通。
(三)手表的高附加值
    手表可以说是一种低调的奢侈品,其高附加值高在高新技术的应用上,高在高质量上,高在高度专业化上,高在工艺、技术和诀窍上。
    由于手表构造十分复杂,技术含量高,工差范围小,生产过程涉及多个精密的工序,不论制造、装配,或是调校工作均有一定难度,需花上大量时间完成。一款“复杂”的手表除了基本的报时报分性能外,还须耗费制表师数万小时研发,再用数千小时打造、磨光、组合、检查,每年生产数量有限,因而卖多贵都能理解。
    手表上的各种功能也是消费者最为关注的地方,现在一般手表功能就是自动、日历,复杂的手表会有计码、月相、万年历、能量指示、陀飞轮、闹表、测脉搏、指南针、GPS等附加功能。功能越多,制作工艺越复杂,相应的价格会越昂贵。
    新材料的运用也提升了手表的附加值。表盘华丽的钻石、用硅材料制作的摆轮游丝、蓝宝石的夹板和表镜、鳄鱼皮表链等等,最近又有钟表大师将陨石运用到了手表上。
    罕见和艺术化的设计往往成为价格的卖点。或是精密繁复的镶嵌与钻石与生俱来的华美、或是卓绝的创意将星月的无穷变幻体现于方寸表盘之上、或是表壳后透明的蓝宝石水晶表背里欣赏到高度精密且令人赞叹的机心律动、或手工打磨的机心纹饰、夹板边缘的倒角,即使在看不到的地方也经过精雕细琢。昂贵身价的成就,是源于艺术化的细节。
以下所列制表者眼中的经典杰作,是大师们通过制表艺术的所有“考验”,接受了制表者所能想像的最艰困的挑战,赢得超乎想象的高附加值也就在情理之中。
    1、超薄表:超薄即表示超精致。基本上,表心愈薄,所需要的技术掌握能力和灵巧性愈高。除了准确性外,超薄表亦须绝对的清洁性,一粒最小的灰尘就会卡住整个机械,而差一点点机油就会让表心停摆。
    2、超薄加上月份、日期、星期和月相盈亏显示。四项显示需要增设一些以齿轮、星轮和跳杆所组成的架构,让每一项能在恰当的时间显示,其新精华在于这些齿轮的独立运转,而又能彼此配合,展示互相关连的和谐。
    3、万年历表:具有闰年处理能力,每隔四年会显示一次2月29日,同时具有判断当月是30天或31天的能力。
    4、极度准确的巅峰之作陀飞轮:消除了地心引力对机械式腕表的影响。擒纵装置朝地心旋转时,由于地心引力对擒纵装置的影响,节奏会变快。反之,如果它朝离开地球方向旋转,则会产生对等的相反误差,而由计时器自行修正。这是一项创新之举,腕表的能量不但用于旋转指针,还能提高腕表的准确性。以这种陀飞轮,机械式腕表避免了地心引力所造成的误差。不论配戴者的姿势如何,腕表都以相同的规律精准地运转。
    5、最艰难的作品三问报时表:此制表工业的登峰造极之作,能报出时分,让你在各种环境下,例如在夜间可以“到”当时的时间,而不必“看”表。真正令人诧异的是∶为了达成这项结果,制表师傅在腕表内允许某种分裂。腕表运转、持续地显示时间时,表壳内产生表心功能的某种重现,在腕表主人按下按钮时,它以感应器读取当时的确实资讯,并以机械式储存此资讯,再将此资讯传输至报时系统。此腕表以声音报知时、刻、分所需时间约一分钟,而在此同时,腕表持续地运转。报时声音停止时,表心停止其附属功能,恢复正常运转。在时间变化造成报时不正确时,立即中断报时音响。这种复杂的功能和尽善尽美性,正足以证明高阶腕表的制造已超越了工业的范畴,抵达了艺术的境界。
    这就不难理解为什么人们常说“手表用最少的原料、最高的工艺,获得最贵的价格”。
(四)手表制造的技术密集性
    手表制造涉及技术之多,可谓独树一帜。比如最基本的是精密机械制造技术(自动机械手表、陀飞轮手表、三问手表等)、电子智能技术(万年历表等)、无线电技术(电波表)、光电转换技术(光驱动手表)、GPS技术(光耦定位手表)等。手表制造还涉及到精密仪器检测技术、热处理技术、珠宝加工技术、外观防腐技术、表面修饰技术以及防震技术、防水技术、防划技术、防磁技术等等。比如齿轮的加工方法就可以分为铣齿法、滚齿法、冲齿法、注塑法等,这些不同方法运用的技术是截然不同的。
(五)手表制造的劳动力密集性
    手表制造的技术门槛高,但它却是个劳动密集性产业。在成千上万的手表制作工序中虽然含有一定的自动化程度,如高精密机械加工零件等,但更多的工序都需要人工参与,如装配、检测、打磨、艺术加工、调试、检验等等,因此用工量大。我国上世纪的手表厂动辄拥有几千工人,瑞士手表都是作坊式生产,有的名表每年只生产100只,却是由200多工人完成制作的,用工的相对值也很大。
    目前,中国钟表企业大多以劳动密集型的 OEM或ODM模式为主,约有32万人从事钟表制造业,有一定的生产能力和规模。另有约20万人从事钟表流通和维修(包括1.2万家销售网点、1.6万个维修网点中的从业人员),合计直接带动就业52万人。每年钟表行业需要特种不锈钢16万吨、塑料1.6万吨、皮表带4亿条、电池、集成电路心片和石英振子各12亿只,合计间接带动就业约50万人。此外,随着高档表消费的兴起,钟表收藏、投资、鉴别、拍买、典当、寄买、广告策划、维护保养等高端服务业也随之繁荣。特别是目前已有百万只高档表进入维护保养期,需大批高级技师进行维护保养,将会创造大量就业机会。(摘自中央研究室李强《我国钟表行业的现状、问题和建议》)
(六)手表制造的资金密集性
    手表行业的技术密集型决定其资金密集型特点。就生产环节而言,手表机芯及其外观零件、表带都需用优质原材料精密制造、装配而成,所耗材料不仅涉及品种多,且因其性能、尺寸要求特殊导致采购成本相对较高。同时,手表生产的特点是零件品种多、尺寸小,加工精度、光洁度要求严格,所以生产过程必须大量配置精益化、自动化程度高的工艺设备。而在流通环节,手表的技术、功能特征,及其所诠释的特有文化,注定其产品销售是在持续、有效的广告投入的基础上,通过各级经销商设立具有一定规模、数量的品牌专柜进行宣传、推导,并依托完善、强大的售后服务保障体系,力促品牌营销成为手表产品营销的主导。手表行业在生产、流通环节的资金运营特征,决定其资金密集型特点,而这一特点随其产业价值链的提升将更加突出。据统计,“十一五”期末国内品牌手表生产企业产品成本中物化劳动比重约占60%,年人均劳动生产率达7万元,人均占有设备资产价值约1.6万元,单个品牌专柜投资60—100万元,技术装备投资占资产比例60%以上。基于这一特点,一方面需要手表生产企业在资金和技术资源方面相互协作、互惠互利;同时也需要政府有关部门和行业协会在组织、政策方面加强协调和支持。
 
 
2012.10.23
 

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