□范成林 文/圖

濱州檢驗檢疫局工作人員在家具企業生產車間進行指導

    木制品及家具是勞動密集型產業，由于中國勞動力成本優勢和技能優勢突出，產業集群優勢和生產效率優勢明顯，全球的家具生產逐步向中國轉移，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共14家，比2010年增長17%。截至11月底，濱州地區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、意大利等國家爆發債務危機后，西方一些國家購買力下降，需求減少，進口量降低。為尋找新的經濟增長點，一些國家把重點轉至對外貿易領域，這使得中國成為發達國家實施貿易保護主義的對象。以前簽訂的訂單被取消，已經到貨的產品，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，濱州地區先后有4家家具企業的6批貨物因為色差、表面處理等原因遭到退貨，直接經濟損失達十幾萬美元。一些企業談“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

    山東清盛家具有限公司是濱州地區實木家具出口的骨干企業，該公司坐落于“中國冬棗之鄉”——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的企業之一。該公司全套引進臺灣和歐洲的先進木器生產設備，以柞木、樟子松、水曲為原料，主要生產辦公、臥房用高檔實木家具，產品主要銷往日本、歐洲等國家和地區，在國際市場上享有很高的聲譽。幾年來一直被評為“重合同，守信用”企業，每年出口產品400多批，貨值1000多萬美元。但現在，該公司也遇到了退運的困擾。

    “我們這批圓凳是第一次出口，貨值3萬多美元，產品由日方設計，圖紙由他們提供，但貨物到達日本后，日本客戶說產品穩定性有問題，把所有產品都給退回來了，可圖紙是他們提供的，我們是完全按照他們的設計生產的。”談起這批產品，山東清盛家具有限公司分管生產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試驗室，進行各種靜力試驗、負載試驗，最后才能知道樣品產品是否滿足需要，如果不能滿足設計需要，需要返回重新進行設計，這樣一來，試驗周期長，試驗費用也很高，而且還耽誤其他好多訂單。”郭東勇沉重地說，“而且這批產品是專門為該公司生產的，國內和其他國家無該產品的市場，如果我們放棄該產品或該批產品最終被拒收，只能報廢，損失巨大，還導致客戶對我們不滿意。”因為當時看不到希望，山東清盛家具有限公司陷入進退維谷的尷尬境地。

    反復試驗

    正在這一籌莫展之際，濱州檢驗檢疫局輕工機電科工作人員來了。“得知該情況和接到退運信息后，我們迅速趕到企業現場，經過對產品進行仔細分析和了解，我們發現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力集中、超過負荷，使原來設計成熟的產品在長時間使用后，出現連接松動的情況。”對于當時的情況，濱州檢驗檢疫局負責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，但也只是根據經驗制定的，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，一旦出現這種情況，遭到日方退貨在所難免，而中方企業有可能反復制樣、反復送檢、承擔巨額檢測費用后仍落得退運的結局。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鍵受力點上，先對其產品進行測繪，在CAD軟件中建立虛擬模型，按其實際材質進行材質參數設置，對于密度、熱脹系數、導熱率、比熱、彈性模量、泊松比等參數逐項落實，結合從網上查詢到的該種產品所用的木材的應力與應變的關系、正交異向彈性、黏彈性、塑性、強度與破壞、單軸應力下的變形與破壞特點等因素驗證其改進設計后的產品強度是否滿足設計要求，盡量減少實際力學試驗次數，降低檢驗費用，幫助企業縮小產品設計上需更修改的范圍，針對性地確定維修方案。”談到技術問題，喬龍如數家珍，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，但也是比較難學的一門課程，喬龍在大學曾自修過這門課程，但畢業后再未用過。為了解決這個問題，喬龍又重新進行了學習研究。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虛擬環境中試驗可行，可是在實際加工中發現由于圓凳腿是圓柱形的，木質材料不像金屬材料，在較細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固，但長度達卻不到客戶的要求，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力的集中分布，但在CAD虛擬環境中發現雖然圓凳腿與凳面連接處應力集中的現象雖然有所改善，但螺絲的延長造成了圓凳腿內部應力的增大，通過虛擬試驗發現圓凳腿與凳面連接處還沒有松動，圓凳腿就已經開始變形了，這個方案也不可行。企業技術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點，直接在圓凳腿與凳面連接處加裝金屬護套，由于凳面是平面避免了在凳腿的圓面不便加工的難題，同時增強了應力集中處的承受能力，經模擬試驗也能達到客戶要求的牢固程度。問題解決了，喬龍也松了一口氣。

    根據這個方案，企業制作出了樣品，日本客戶見到樣品后非常滿意。“最后根據檢驗檢疫人員設計的方案，我們將全部產品進行了改造，最后該批產品終于順利出口到日本。”談到最后的結果，郭東勇一臉掩不住的喜悅，“多虧了濱州檢驗檢疫人員，他們不僅態度好，服務好，沒想到技術水平這么高，知識面這么廣！”說到這里，郭東勇由衷地豎起了大拇指。

    據了解，濱州電視臺聞訊后對該事情也進行了專門的報道和采訪，濱州檢驗檢疫局利用自身技術優勢不僅幫助企業挽回了巨大經濟損失，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，就是利用數學近似的方法對真實物理系統（幾何和載荷工況）進行模擬。利用簡單而又相互作用的元素，即單元，就可以用有限數量的未知量去逼近無限未知量的真實系統。

    有限元分析是用較簡單的問題代替復雜問題后再求解。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，然后推導求解這個域總的滿足條件（如結構的平衡條件），從而得到問題的解。這個解不是準確解，而是近似解，因為實際問題被較簡單的問題所代替。由于大多數實際問題難以得到準確解，而有限元不僅計算精度高，而且能適應各種復雜形狀，因而成為行之有效的工程分析手段。 《中國國門時報》