高端數控機床亟待破局
近日來(lái)，中國首架自主研制的大飛機C919吸引了眾多關(guān)注。據中國工程院院士、國家大飛機專(zhuān)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，我國裝備制造的能力仍須進(jìn)一步提高。比如，有著(zhù)“裝備制造業(yè)母機”之稱(chēng)的數控機床，在高端產(chǎn)品方面仍面臨著(zhù)競爭力不強的局面，亟待取得突破。
助力中國制造轉型升級
數控機床的水平、品種和生產(chǎn)能力，直接反映了國家綜合實(shí)力。
“很多關(guān)鍵工業(yè)領(lǐng)域產(chǎn)品的發(fā)展，都取決于高端數控機床的發(fā)展水平。”同濟大學(xué)教授、現代制造技術(shù)研究所名譽(yù)所長(cháng)張曙在接受《中國科學(xué)報》記者采訪(fǎng)時(shí)說(shuō)。
近年來(lái)，隨著(zhù)國防、航空、高鐵、汽車(chē)和模具等重要裝備制造行業(yè)需求量的大幅增長(cháng)，我國數控機床也取得了快速發(fā)展。
據前瞻產(chǎn)業(yè)研究院數據監測中心統計，過(guò)去5年，中國數控機床產(chǎn)量的年均復合增長(cháng)率為37.39%。前瞻產(chǎn)業(yè)研究院數控機床行業(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)我國數控機床的年均增速將超過(guò)10%，到2015年，全國數控系統需求將達40萬(wàn)臺套，年銷(xiāo)售額將達8500億元。
同時(shí)，當前正值我國經(jīng)濟轉型和產(chǎn)業(yè)結構調整的重要時(shí)期。前瞻產(chǎn)業(yè)研究院數控機床行業(yè)分析師李佩娟在接受《中國科學(xué)報》記者采訪(fǎng)時(shí)表示，制造業(yè)在向數字化和智能化轉型過(guò)程中，對于設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)需求的轉變，對數控機床行業(yè)的發(fā)展提出了新的挑戰。如果數控機床的技術(shù)發(fā)展能夠適應制造業(yè)轉型升級的需要，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，我國數控機床技術(shù)在高速化、復合化、精密化、多軸化等方面取得了顯著(zhù)進(jìn)步和一系列突破。
例如，2011年4月在北京舉行的第12屆中國國際機床展覽會(huì )上，泰川機床工具集團展出的QMK009數控圓弧錐齒輪磨齒機，棄用了傳統的圓柱形砂輪展成磨削法，采用指狀砂輪或小直徑盤(pán)狀砂輪，通過(guò)多軸聯(lián)動(dòng)沿齒廓來(lái)磨削大型曲線(xiàn)齒錐齒輪。
“這臺新產(chǎn)品顛覆了傳統曲線(xiàn)錐齒輪加工的原理和機床設計的理念，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(jìn)入了大型硬齒面曲線(xiàn)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，我國高端數控機床技術(shù)和國外仍有較大差距。李佩娟表示，由于國內數控系統的體系結構、高速高精控制算法、伺服驅動(dòng)等的綜合差距，使得國內數控系統在高速、高精、五軸加工和智能化功能方面，相對世界先進(jìn)水平有明顯差距。
此外，電主軸、雙擺頭、轉臺、納米精度光柵等功能部件，及整機設計制造的核心技術(shù)，也是中國制造高端數控機床的關(guān)鍵制約因素。
張曙告訴記者，我國的高端數控機床，大都是購買(mǎi)國外的功能部件，再加上自己的結構件組裝而成的。但是裝配起來(lái)之后，在精度、可靠性方面和國外的數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)的數控機床。
比如汽車(chē)工業(yè)，如果單臺機床出了問(wèn)題，會(huì )對整個(gè)生產(chǎn)系統產(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，如果加工報廢，也是一筆不小的損失。
“要替代進(jìn)口，取得用戶(hù)的信任，不是一年兩年就能實(shí)現的，而是要經(jīng)過(guò)很多年的積累。”張曙說(shuō)。
競爭機制須轉變
對于我國高端數控機床競爭力不強的局面，張曙認為，一方面是基礎研究不夠。“很多企業(yè)只關(guān)心制造機床，卻沒(méi)有研發(fā)能力。”另一方面則是人才的問(wèn)題。“我國現在工程教育的非工程化，使得我們培養出來(lái)的人才，工程實(shí)踐知識較少，創(chuàng )新能力較弱。”
這使得我國高端數控機床大量依賴(lài)進(jìn)口，并在技術(shù)上受制于人。比如，有些國外高端五軸聯(lián)動(dòng)機床的關(guān)鍵軟件就限制出口到中國，甚至連使用部門(mén)和安裝地點(diǎn)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(dòng)企業(yè)和學(xué)校、研究院等展開(kāi)合作。
張曙則認為，應該確立新的競爭機制，促使企業(yè)轉變發(fā)展理念。
“國內的機床企業(yè)大都關(guān)心如何做大。動(dòng)輒是幾千人、上萬(wàn)人的規模。而國外企業(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)，目前中國機床企業(yè)的競爭機制主要是靠?jì)r(jià)格和數量取勝，缺乏核心技術(shù)。隨著(zhù)勞動(dòng)力、原材料等成本的提高，企業(yè)的利潤會(huì )越來(lái)越薄。因此競爭機制亟待轉變。
此外，國家政策對于數控機床行業(yè)的技術(shù)發(fā)展也有著(zhù)重要影響。李佩娟向記者表示，雖然國家分別在2005年和2011年就數控機床行業(yè)發(fā)展出臺了專(zhuān)項規劃，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(jìn)一步加強。
“只要在技術(shù)方面取得突破，憑借著(zhù)價(jià)格和本土化的優(yōu)勢，國產(chǎn)設備還是有較大競爭優(yōu)勢的。”李佩娟說(shuō)