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高端数控机床将在2020年国货唱主角

2013年03月07日 15:12中国机床商务网点击:4875

  JC35导读:高端装备制造,往大了说,象征着一个国家的核心竞争力,涉及到国家经济和国防安全;往小里讲,关系到很多产业和企业的生存和发展。近十年来,中国机械工业行业发展迅速,中国已经成为名副其实的装备制造大国,但还不是装备制造强国。
  
  数控机床,是制造机器的机器。近十年来,被称为世界工厂的中国,很自然地成为数控机床大显身手的地方。
  
  尽管日益繁荣的国内市场,拉动了我国的机床制造业。但业界普遍认为,我国制造的机床仍缺乏与强国匹敌的核心能力。在关键零部件和核心技术方面,我国还需要长时间的积淀。为此,代表委员纷纷呼吁重视数控机床产业,支持国货突破。
  
  由消费大国转向制造强国
  
  “十年前,我国就成为了世界机床消费第一大国。”机械科学研究总院原副院长、中国机械工程学会常务理事屈贤明介绍说,2010年全球主要机床生产国的机床消费中,我国消费了将近一半。
  
  与此同时,我国机床的产量也成为世界第一。近十年的国内供给中,海天机床国产机床占到了三分之二。高端数控机床作为“造机器的机器”,也开始在我国起步。
  
  “最困难的时候是1998年。”屈贤明回忆说,“我们的数控机床市场占有率只有23%,当时机械部一个主管机床的部领导,曾经忧心忡忡地说了这么一句话:‘弄不好我们的机床行业要全军覆没。’所以发展这样一个产业,是一个国家利益的体现,是国家的目标。”
  
  而之后的十年,随着中国制造业的崛起,机床需求被拉动,促进了国产机床的技术进步。去年在南京举行的数控机床博览会上,放眼望去,多是国产品牌的机床。
  
  机床水平的明显进步,使我国在一些制造业领域实现突破。例如成功国产的3.6万吨的垂直挤压机,使我国能够生产大口径厚壁管,因此日本同类产品的售价被迫大幅调低。其他一些重型机床也达到了国际先进水平,国产五轴机床也是标志性成就。
  
  屈贤明认为,我国机床企业崛起,最有代表性的就是曾经非常困难的沈阳机床。2006年投资18亿,沈阳机床搬迁到了沈阳工业走廊的核心地带,建成了世界上单体规模最大的数字机床制造机,一年可以产十五万台,去年的年产值突破了一百亿。
  
  屈贤明乐观地认为,到2020年,制造业各领域需要的高档数控机床,将有大量产自国内。
  
  高端装备制造象征国家核心竞争力
  
  “高端装备制造,往大了说,象征着一个国家的核心竞争力,涉及到国家的经济和国防安全;往小里讲,关系到很多产业和企业的生存和发展。”全国人大代表、奇瑞重工公司总经理王金富在两会中发言指出,近十年来,中国机械工业行业发展迅速,中国已经成为名副其实的装备制造大国,但还不是装备制造强国。
  
  “在鉴定一个国家的机械工业是否强大时,人们都比较在乎几个方面的表现。”王金富列举说,“是否掌握了自主知识产权的核心技术,是否具备较强的重大装备技术能力,是否具有较高的高端装备占有率,其主流技术装备品种质量是否处于世界领先地位。实际上,就是要看高端装备制造业发展得如何。”
  
  鉴于高档数控机床和基础制造装备对我国装备制造业发展的关键支撑作用,《国家中长期科学和技术发展规划纲要》(2006—2020年)明确将“高档数控机床与基础制造装备”列为国家16个科技重大专项之一。
  
  “高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项重点开发航空航天、船舶、汽车制造、发电设备制造等行业。其目标是,到2020年形成高档数控机床与基础制造装备主要产品的自主开发能力,总体技术水平进入国际先进行列,部分产品国际领先;建立起完整的功能部件研发和配套能力;形成以企业为主体、产学研相结合的技术创新体系。
  
  核心技术仍被国外“卡脖子”
  
  “近年来,在国家大力拉动内需和多项鼓励政策的驱动下,机械装备制造业在规模上实现了强劲增长,很多企业对高端装备业有了热情,在主机层面和零部件上有了明显的进步。”王金富表示:“但是,我国自主品牌制造业的核心竞争力普遍不强,中低端产能过剩、竞争尤为激烈,很多产业的高端环节都被外资品牌牢牢掌控;同时,在关键零部件和核心技术方面,长期以来一直被外资品牌‘卡着脖子’。”
  
  数控机床被称作“工业之母”,这一块的落后,使得我国在制造许多高端产品方面做不到完全自主。高效的汽车引擎、飞机发动机涡轮盘、飞机机身、核电站构件、高速列车头等等,都不同程度地依赖国外的机床。
  
  例如加工发动机的叶片,必须极其精确以确保它在高温高压下正常工作,叶片又呈现复杂的曲面,必须要高速、超精密和功率强大的五轴联动机床来加工。核电、燃气轮机的叶片也是这样。
  
  电子工业等领域需要的高精度透镜,还有导弹导引头的加工,也需要超精密的五轴联动机床;飞机腹板和机翼需要超高转速的机床;大型飞机和核电站构件需要大型压力机;航空航天所需的复合材料制造需要铺丝机……一切中国制造业相对较弱的领域,机床加工能力不足都是最关键的障碍。
  
  国产高端数控机床明显“中气不足”,而外资品牌对国内市场更是虎视眈眈。“随着我国国民经济的转型升级,工业化初期的需求爆发式增长期即将过去。去年以来,国内机械工业需求增长呈现出放缓趋势;另一方面,各行业对装备水平、质量的要求将越来越高。”王金富说:“与此同时,相对于国际上低迷的经济局势,我国的经济增长表现比较强劲,使发达国家企业加大了到我国争抢高端装备市场的力度。自主高端装备制造业赖以成长的市场,正面临国外厂商更为激烈的挤占。”
  
  国产数控机床“大脑”存在明显弱势
  
  在屈贤明看来,“高性能数控系统、电主轴、纳米精度光栅等功能部件及整机设计制造的核心技术”,是发展高端数控机床最关键的因素。
  
  数控系统相当于数控机床的大脑,在整个机器的价值中占到五分之一。它的作用,是将用户设定的加工目标,换算成具体的加工步骤,指挥机床。目前我国制造数控机床的厂家,很多是购买国外的数控系统,与自家的机床集成。
  
  据介绍,近几年来,国产的低端数控系统基本把国外竞争对手挤出了中国市场;而高端市场则正好相反,国产只占不到十分之一。高端数控系统市场基本上在法那科和西门子等厂家的掌握中。
  
  国外高档数控系统,在高速和高精度表现上,以及在五轴加工和智能化方面比国内产品表现都好,而且其平均无故障时间是国内产品的4倍。
  
  数控系统的体系结构、软硬配件、高速高精算法都需要长时间的研究和改善。国内电子基础产业落后,决定了我国高档数控系统的弱势表现。
  
  除了数控系统水平的差距,关键零部件领域的薄弱也限制了国产机床的高度。在一些机床展会上,也能看到应用法那科或西门子数控系统的国产高端机床,与国外装配同样“大脑”的机床相比,转速只有国外的三分之一,误差范围是别人的5倍。
  
  发展高端数控机床研发必须有所作为
  
  国外的高档机床制造商,以及高档机床零部件制造商,无不是有多年的积淀和雄厚的研发力量作为保障。而我国机床之所以落后,也正是因为研发方面缺乏作为。
  
  即使是最简单的零件,一旦要用在精密机床上,都必须达到一定的精密程度。比如说轴承,其性能的提升依赖于对材料、加工技术、摩擦磨损、润滑、密封、接触力学和弹塑性形变等方面的深入研究,而且需要高精密的加工设备和检验设备。
  
  正因为如此,顶级国货的质量表现常常弱于国外。比如在数控机床的动力中心——电机的表现上,国内产品转动不够平滑,更容易发热,而且也更容易出故障。
  
  而数控机床所需要的功能零部件,比如轴承、摆头还有光栅,国内都处于起步阶段,造不出一流水准的产品。而最常见的丝杠、导轨、刀具等部件,最优质的货品也需要进口。
  
  之所以如此,根据报告分析,一方面是因为国内购买机床的用户对精度和质量要求较低,使高档机床缺乏市场需求。用户在技术改造时也倾向于资金较低的投入。而机床制造厂在订单充足时往往顾不上研发,订单减少时又无力研发。
  
  有专家认为,我国企业对短期利益过度重视,短期利益成为企业决策和资源配置的主要依据。只有直接影响订单数的时候,企业才有决心来解决问题,而因为时间紧迫,也基本不可能使产品得到实质的提升。
  
  另一方面,人才也是一个瓶颈。我国企业的研究人员往往对自己手头上的工作比较熟悉,但在基础研究方面积累很少,而且知识面也窄,对技术问题的认识停留在表面,缺乏解决难题的能力。人的水平,决定了机器的水平。而我国机床厂商相对待遇较低,也很难留住高级人才。日本一家著名的轴承公司,其总部有1800个研发人员,这是中国同行不敢想象的。
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