高端數(shù)控機(jī)床亟待破局
近日來(lái)，中國(guó)首架自主研制的大飛機(jī)C919吸引了眾多關(guān)注。據(jù)中國(guó)工程院院士、國(guó)家大飛機(jī)專家委員會(huì)主任張彥仲透露，C919將于2015年底首飛，未來(lái)還將比肩波音737、空客320，并在經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性、安全性、舒適性方面更為領(lǐng)先。
無(wú)疑，近年來(lái)我國(guó)在裝備制造方面取得一定進(jìn)展。然而，和世界先進(jìn)水平相比，我國(guó)裝備制造的能力仍須進(jìn)一步提高。比如，有著“裝備制造業(yè)母機(jī)”之稱的數(shù)控機(jī)床，在高端產(chǎn)品方面仍面臨著競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)的局面，亟待取得突破。
助力中國(guó)制造轉(zhuǎn)型升級(jí)
數(shù)控機(jī)床的水平、品種和生產(chǎn)能力，直接反映了國(guó)家綜合實(shí)力。
“很多關(guān)鍵工業(yè)領(lǐng)域產(chǎn)品的發(fā)展，都取決于高端數(shù)控機(jī)床的發(fā)展水平。”同濟(jì)大學(xué)教授、現(xiàn)代制造技術(shù)研究所名譽(yù)所長(zhǎng)張曙在接受《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者采訪時(shí)說(shuō)。
近年來(lái)，隨著國(guó)防、航空、高鐵、汽車和模具等重要裝備制造行業(yè)需求量的大幅增長(zhǎng)，我國(guó)數(shù)控機(jī)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(cè)中心統(tǒng)計(jì)，過(guò)去5年，中國(guó)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量的年均復(fù)合增長(zhǎng)率為37.39%。前瞻產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)控機(jī)床行業(yè)研究員賀丹陽(yáng)指出，在相關(guān)產(chǎn)業(yè)帶動(dòng)下，未來(lái)我國(guó)數(shù)控機(jī)床的年均增速將超過(guò)10%，到2015年，全國(guó)數(shù)控系統(tǒng)需求將達(dá)40萬(wàn)臺(tái)套，年銷售額將達(dá)8500億元。
同時(shí)，當(dāng)前正值我國(guó)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的重要時(shí)期。前瞻產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)控機(jī)床行業(yè)分析師李佩娟在接受《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者采訪時(shí)表示，制造業(yè)在向數(shù)字化和智能化轉(zhuǎn)型過(guò)程中，對(duì)于設(shè)備組成部件的性能有了更高的要求，包括精密性、表面質(zhì)量等。尤其是在一些高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，如航天、通信等。
“下游市場(chǎng)技術(shù)需求的轉(zhuǎn)變，對(duì)數(shù)控機(jī)床行業(yè)的發(fā)展提出了新的挑戰(zhàn)。如果數(shù)控機(jī)床的技術(shù)發(fā)展能夠適應(yīng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的需要，則能夠起到推進(jìn)作用，反之則會(huì)制約其發(fā)展。”李佩娟說(shuō)。
高端產(chǎn)品待突破
經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，我國(guó)數(shù)控機(jī)床技術(shù)在高速化、復(fù)合化、精密化、多軸化等方面取得了顯著進(jìn)步和一系列突破。
例如，2011年4月在北京舉行的第12屆中國(guó)國(guó)際機(jī)床展覽會(huì)上，泰川機(jī)床工具集團(tuán)展出的QMK009數(shù)控圓弧錐齒輪磨齒機(jī)，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(guò)多軸聯(lián)動(dòng)沿齒廓來(lái)磨削大型曲線齒錐齒輪。
“這臺(tái)新產(chǎn)品顛覆了傳統(tǒng)曲線錐齒輪加工的原理和機(jī)床設(shè)計(jì)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(jìng)爭(zhēng)力之一，還使我國(guó)進(jìn)入了大型硬齒面曲線錐齒輪加工的世界先進(jìn)行列。”張曙說(shuō)。
但從總體發(fā)展情況來(lái)看，我國(guó)高端數(shù)控機(jī)床技術(shù)和國(guó)外仍有較大差距。李佩娟表示，由于國(guó)內(nèi)數(shù)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)、高速高精控制算法、伺服驅(qū)動(dòng)等的綜合差距，使得國(guó)內(nèi)數(shù)控系統(tǒng)在高速、高精、五軸加工和智能化功能方面，相對(duì)世界先進(jìn)水平有明顯差距。
此外，電主軸、雙擺頭、轉(zhuǎn)臺(tái)、納米精度光柵等功能部件，及整機(jī)設(shè)計(jì)制造的核心技術(shù)，也是中國(guó)制造高端數(shù)控機(jī)床的關(guān)鍵制約因素。
張曙告訴記者，我國(guó)的高端數(shù)控機(jī)床，大都是購(gòu)買國(guó)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(lái)之后，在精度、可靠性方面和國(guó)外的數(shù)控機(jī)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(guó)產(chǎn)的數(shù)控機(jī)床。
比如汽車工業(yè)，如果單臺(tái)機(jī)床出了問(wèn)題，會(huì)對(duì)整個(gè)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(gè)零件就要上萬(wàn)元，如果加工報(bào)廢，也是一筆不小的損失。
“要替代進(jìn)口，取得用戶的信任，不是一年兩年就能實(shí)現(xiàn)的，而是要經(jīng)過(guò)很多年的積累。”張曙說(shuō)。
競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制須轉(zhuǎn)變
對(duì)于我國(guó)高端數(shù)控機(jī)床競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)的局面，張曙認(rèn)為，一方面是基礎(chǔ)研究不夠。“很多企業(yè)只關(guān)心制造機(jī)床，卻沒(méi)有研發(fā)能力。”另一方面則是人才的問(wèn)題。“我國(guó)現(xiàn)在工程教育的非工程化，使得我們培養(yǎng)出來(lái)的人才，工程實(shí)踐知識(shí)較少，創(chuàng)新能力較弱。”
這使得我國(guó)高端數(shù)控機(jī)床大量依賴進(jìn)口，并在技術(shù)上受制于人。比如，有些國(guó)外高端五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床的關(guān)鍵軟件就限制出口到中國(guó)，甚至連使用部門和安裝地點(diǎn)也是有所限制的。
李佩娟認(rèn)為，要想取得核心技術(shù)的突破，應(yīng)該增加研發(fā)經(jīng)費(fèi)的投入，并推動(dòng)企業(yè)和學(xué)校、研究院等展開合作。
張曙則認(rèn)為，應(yīng)該確立新的競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制，促使企業(yè)轉(zhuǎn)變發(fā)展理念。
“國(guó)內(nèi)的機(jī)床企業(yè)大都關(guān)心如何做大。動(dòng)輒是幾千人、上萬(wàn)人的規(guī)模。而國(guó)外企業(yè)則更多追求技術(shù)的領(lǐng)先，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(shuō)。
在他看來(lái)，目前中國(guó)機(jī)床企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制主要是靠?jī)r(jià)格和數(shù)量取勝，缺乏核心技術(shù)。隨著勞動(dòng)力、原材料等成本的提高，企業(yè)的利潤(rùn)會(huì)越來(lái)越薄。因此競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制亟待轉(zhuǎn)變。
此外，國(guó)家政策對(duì)于數(shù)控機(jī)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(guó)家分別在2005年和2011年就數(shù)控機(jī)床行業(yè)發(fā)展出臺(tái)了專項(xiàng)規(guī)劃，但支持力度仍明顯不足，因此，國(guó)家政策的扶持力度還有待進(jìn)一步加強(qiáng)。
“只要在技術(shù)方面取得突破，憑借著價(jià)格和本土化的優(yōu)勢(shì)，國(guó)產(chǎn)設(shè)備還是有較大競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的。”李佩娟說(shuō)