助力中國制造轉(zhuǎn)型升級
數(shù)控機床的水平、品種和生產(chǎn)
端數(shù)控機床亟待破局 近日來,中國首架自主研制的大飛機c919吸引了眾多關(guān)注。據(jù)中國工程院院士、國家大飛機專家委員會主任張彥仲透露,c919將于2015年底首飛,未來還將比肩波音737、空客320,并在經(jīng)濟性、環(huán)保性、安全性、舒適性方面更為。 無疑,近年來我國在裝備制造方面取得一定進展。然而,和先進水平相比,我國裝備制造的能力仍須進一步提。比如,有著“裝備制造業(yè)母機”之稱的數(shù)控機床,在端產(chǎn)品方面仍面臨著競爭力不強的局面,亟待取得突破。 助力中國制造轉(zhuǎn)型升級 數(shù)控機床的水平、品種和生產(chǎn)能力,直接反映了國家綜合實力。 “很多關(guān)鍵工業(yè)領(lǐng)域產(chǎn)品的發(fā)展,都取決于端數(shù)控機床的發(fā)展水平。”同濟大學教授、現(xiàn)代制造技術(shù)研究所名譽所長張曙在接受《中國科學報》記者采訪時說。 近年來,隨著國防、航空、鐵、汽車和模具等重要裝備制造行業(yè)需求量的大幅增長,我國數(shù)控機床也取得了快速發(fā)展。 據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)監(jiān)測中心統(tǒng)計,過去5年,中國數(shù)控機床產(chǎn)量的年均復合增長率為37.39%。前瞻產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)控機床行業(yè)研究員賀丹陽指出,在相關(guān)產(chǎn)業(yè)帶動下,未來我國數(shù)控機床的年均增速將過10%,到2015年,全國數(shù)控系統(tǒng)需求將達40萬臺套,年銷售額將達8500億元。 同時,當前正值我國經(jīng)濟轉(zhuǎn)型和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的重要時期。前瞻產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)控機床行業(yè)分析師李佩娟在接受《中國科學報》記者采訪時表示,制造業(yè)在向數(shù)字化和智能化轉(zhuǎn)型過程中,對于設(shè)備組成部件的性能有了更的要求,包括精密性、表面質(zhì)量等。尤其是在一些新技術(shù)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域,如航天、通信等。 “下游市場技術(shù)需求的轉(zhuǎn)變,對數(shù)控機床行業(yè)的發(fā)展提出了新的挑戰(zhàn)。如果數(shù)控機床的技術(shù)發(fā)展能夠適應制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的需要,則能夠起到推進作用,反之則會制約其發(fā)展。”李佩娟說。 端產(chǎn)品待突破 經(jīng)過多年的發(fā)展,我國數(shù)控機床技術(shù)在速化、復合化、精密化、多軸化等方面取得了顯著進步和一系列突破。 例如,2011年4月在北京舉行的第12屆中國國際機床展覽會上,泰川機床工具集團展出的qmk009數(shù)控圓弧錐齒輪磨齒機,棄用了傳統(tǒng)的圓柱形砂輪展成磨削法,采用指狀砂輪或小直徑盤狀砂輪,通過多軸聯(lián)動沿齒廓來磨削大型曲線齒錐齒輪。 “這臺新產(chǎn)品顛覆了傳統(tǒng)曲線錐齒輪加工的原理和機床設(shè)計的理念,以軟制勝,有所突破,是原始創(chuàng)新的范例,不僅成為企業(yè)的核心競爭力之一,還使我國進入了大型硬齒面曲線錐齒輪加工的先進行列。”張曙說。 但從總體發(fā)展情況來看,我國端數(shù)控機床技術(shù)和國外仍有較大差距。李佩娟表示,由于國內(nèi)數(shù)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)、速精控制算法、伺服驅(qū)動等的綜合差距,使得國內(nèi)數(shù)控系統(tǒng)在速、精、五軸加工和智能化功能方面,相對先進水平有明顯差距。 此外,電主軸、雙擺頭、轉(zhuǎn)臺、納米精度光柵等功能部件,及整機設(shè)計制造的核心技術(shù),也是中國制造端數(shù)控機床的關(guān)鍵制約因素。 張曙告訴記者,我國的端數(shù)控機床,大都是購買國外的功能部件,再加上自己的結(jié)構(gòu)件組裝而成的。但是裝配起來之后,在精度、可靠性方面和國外的數(shù)控機床還有很大差距。因此造成了這樣一種尷尬的情況:在很多關(guān)鍵的工業(yè)領(lǐng)域不太敢用國產(chǎn)的數(shù)控機床。 比如汽車工業(yè),如果單臺機床出了問題,會對整個生產(chǎn)系統(tǒng)產(chǎn)生影響。再比如航空航天領(lǐng)域,往往一個零件就要上萬元,如果加工報廢,也是一筆不小的損失。 “要替代進口,取得用戶的信任,不是一年兩年就能實現(xiàn)的,而是要經(jīng)過很多年的積累。”張曙說。 競爭機制須轉(zhuǎn)變 對于我國端數(shù)控機床競爭力不強的局面,張曙認為,一方面是基礎(chǔ)研究不夠。“很多企業(yè)只關(guān)心制造機床,卻沒有研發(fā)能力。”另一方面則是人才的問題。“我國現(xiàn)在工程教育的非工程化,使得我們培養(yǎng)出來的人才,工程實踐知識較少,創(chuàng)新能力較弱。” 這使得我國端數(shù)控機床大量依賴進口,并在技術(shù)上受制于人。比如,有些國外端五軸聯(lián)動機床的關(guān)鍵軟件就限制出口到中國,甚至連使用部門和安裝地點也是有所限制的。 李佩娟認為,要想取得核心技術(shù)的突破,應該增加研發(fā)經(jīng)費的投入,并推動企業(yè)和學校、研究院等展開合作。 張曙則認為,應該確立新的競爭機制,促使企業(yè)轉(zhuǎn)變發(fā)展理念。 “國內(nèi)的機床企業(yè)大都關(guān)心如何做大。動輒是幾千人、上萬人的規(guī)模。而國外企業(yè)則更多追求技術(shù)的,即讓自己的產(chǎn)品在其他產(chǎn)品的生產(chǎn)制造中不可或缺。”張曙說。 在他看來,目前中國機床企業(yè)的競爭機制主要是靠價格和數(shù)量取勝,缺乏核心技術(shù)。隨著勞動力、原材料等成本的提,企業(yè)的利潤會越來越薄。因此競爭機制亟待轉(zhuǎn)變。 此外,國家政策對于數(shù)控機床行業(yè)的技術(shù)發(fā)展也有著重要影響。李佩娟向記者表示,雖然國家分別在2005年和2011年就數(shù)控機床行業(yè)發(fā)展出臺了專項規(guī)劃,但支持力度仍明顯不足,因此,國家政策的扶持力度還有待進一步加強。 “只要在技術(shù)方面取得突破,憑借著價格和本土化的優(yōu)勢,國產(chǎn)設(shè)備還是有較大競爭優(yōu)勢的。”李佩娟說。