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罗百辉,金模网(gmold.info)CEO、深圳市金模整合营销顾问有限公司董事长、模力时代会议展览(深圳)有限公司总经理、美国格理专家团资深投资顾问、国际模具及五金塑胶产业供应商协会常务副会长兼秘书长、深圳市模具技术学会专家委员、深圳市管理咨询行业协会会员、华通咨询公司特聘培训专家、《国际模具机械产业》杂志社长,多家工业媒体专家顾问/编委、价值中国最具影响力百强专家、中国谋士联盟实战派谋士,国内“段位式”新概念管理创导者,清华大学盛景商学院MBA,制造业资深职业经理人。

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重大专项推进机床数控化信息化市场化产业化  

2011-03-25 10:55:32|  分类: 国际制造产业研究 |  标签: |举报 |字号 订阅

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  装备制造业是衡量一个国家工业化水平、综合国力的重要标志。我国的“高档数控机床与基础制造装备重大专项”实施以来,取得了一批阶段性成果。国际模具及五金塑胶产业供应商协会常务秘书长罗百辉表示,在数控机床与基础制造装备领域,我国正在从产销大国向强国转型,发展具有自主知识产权的高档数控机床和基础制造装备成为当务之急。

  高档数控机床专项工作成果斐然

  装备制造业被誉为“工业母机”,是制造业的基石。工业现代化所需的各类装备和设施都离不开高档数控机床和基础制造装备,其性能、质量和拥有量已成为当今衡量一个国家工业化水平、综合国力的重要标志。“十一五”期间,高档数控机床与基础制造装备重大专项围绕八类主机及相关数控系统、功能部件和关键部件等内容,掌握了一批核心技术,研发成功10余种经济建设急需的重点装备,满足了航空航天、船舶、汽车、发电设备制造等领域的部分需求,相关重点装备接近或达到国际先进技术水平,使我国高档数控机床与基础制造装备总体技术水平明显提高。

  “十一五”期间,“高档数控机床”专项共立项课题268个,安排经费90多亿元,参与研发人员超过1万名。其中企业牵头承担的课题占82%,中央财政投入占88%,体现了企业技术创新主体地位。其中,以十大标志性设备为代表的重大制造装备研发取得较快进展,绝大部分已交付用户。为装备制造业应对国际金融危机冲击,实现平稳较快发展发挥了重要的拉动和支撑作用。例如,由北京第一机床厂研发的世界最大的10米数控桥式龙门五轴联动车铣复合加工机床,可完成大型核电站核岛关键部件加工。济南二机床集团为上海通用烟台东岳汽车和奇瑞汽车研发的6400吨大型快速高效数控全自动冲压生产线,可满足国内汽车企业大型冲压覆盖件的生产需求。武汉重型机床集团为二重研制的世界最大、承重500吨的超重型数控卧式镗车床,突破了多项关键核心技术,达到国际先进水平。在数控系统方面,开发出多轴多通道、具有3种总线接口的总线式高档数控装置产品。目前,华中数控等单位完成了50台套开放式全数字高档数控装置。

  以高等院校和转制科研院所为主承担的共性技术研发也取得良好进展。吉林大学制订了7项数控机床可靠性技术规范,研制了6台套可靠性试验与测试试验台。重庆大学提出“可靠性驱动的装配工艺”概念,并应用于装配现场。

  “高档数控机床”专项高度重视知识产权工作,各个承担单位将获得自主知识产权作为主要追求目标。截至2010年11月,累计申请专利1001项,其中申请国内发明专利654项,国际发明专利5项。已完成立项标准58项,其中国家标准12项,参与2项国际标准制订。在企业牵头的课题中,50%以上制订了相关企业标准。超额完成“十一五”预定目标。

  据中国工程院院士、数控专项专职技术责任人娄秉恒介绍,“十一五”期间,我国在数控机床专项上主要做了两件事,一个是开展了以十大标志性装备为主的一些攻关,主要是解决了我们核电、火电,以及其他一些重型装备所需要的大型装备。第二就是我们布局了高档数控系统的研发,突破了高速高精运动控制、可靠性设计等一批关键技术,专项研发成功10余种经济建设急需的重点装备,满足了航空航天、船舶、汽车、发电设备制造等领域的部分需求,相关重点装备接近或达到国际先进技术水平。

  从技术层面看,“十一五”时期“高档数控机床与基础制造装备”重大专项取得的成果主要体现在以下几个方面:

  1、重大装备研制取得突破,达到国际先进水平。围绕重点领域的急需,专项攻克了大跨度、超重型机床设计制造技术,超大型立式和卧式回转台设计制造技术,超宽、超长工件加工工艺等一批关键技术,开发出一批数控重型桥式龙门五轴联动车铣复合机床、大型快速高效数控全自动冲压生产线等具有国际先进水平的制造装备。

  2、中高档数控机床性能有效提升,初步满足国内需求。专项针对市场需求面广、进口量大的高速精密加工中心以及数控车床、五轴联动加工机床等产品进行开发,开展了可靠性与数字化设计、性能整体评价、动态补偿等关键技术攻关,有效提升了中高档数控机床的整体技术水平和市场占有率。

  3、数控系统、功能部件及刀具研发进展顺利,共性技术成果初显。数控系统的研制与开发在关键技术上取得了较明显的突破,我国成功研制出为具有国际技术水平的五轴联动加工机床配套的数控系统;滚珠丝杠及直线导轨、数控回转工作台、双摆角数控万能铣头等功能部件也实现了关键技术突破;同时开发了一批4大领域急需的精密、复杂及硬质合金刀具,并在重点企业得到应用,部分替代了进口。

  “十一五”期间,沿着“需求导向,主机牵引”的技术路线,数控机床专项为装备制造业应对国际金融危机冲击,实现平稳较快发展发挥了重要作用。世界最大的3.6万吨黑色金属垂直挤压机已于日前投入生产,解决了传动与控制操作系统设计制造等多项关键技术,取得了挤压工艺技术上的重大突破。该设备的研制成功,使得国外企业将大直径厚壁钢管的价格由18万元/吨降至5万多元/吨,预计每年可为我国使用上述产品的相关企业节约成本100亿元以上。

  用于大型核电机组汽轮机壳体及其他关键零部件加工的10米数控桥式龙门车铣复合加工机床,掌握了三段式横梁组装、加工工艺等关键技术,保证了机床的加工精度,已有两台机床交付用户。回转直径5米、承重500吨的超重型卧式镗车床,突破了超重型高精度静压主轴技术等核心技术,机床主要技术性能指标达到国际先进水平,已交付用户使用,并完成了一件110万千瓦超临界核电半速转子的加工。

  对进口量大、市场需求面广的高档数控机床进行了重点部署。通过机床骨干企业与高校、用户联合开发,开展了结构优化设计、热补偿等关键技术研究。宁江机床、北京工研精机等单位已完成了三十多种型号精密、高速立卧式加工中心、数控车床、五轴联动加工中心等新产品的研制,精度和速度可达到“十一五”末国际先进水平,主机平均无故障时间(MTBF)达到900小时。随着该批新产品逐步投入市场,将有效提升国产中高档数控机床的技术水平,并推动国产中高档数控系统、功能部件的配套验证工作。

  在数控系统方面,已开发出多轴多通道、总线式高档数控装置样机,在多轴联动插补算法、误差补偿等核心技术方面形成了自主知识产权。

  目前华中数控、广州数控等单位已完成了50台套开放式全数字高档数控装置样机的生产,相关配套验证工作正在进行中。

  专项在实施过程中积极创造共性技术与主机、部件相互间支撑合作的科研环境,要求承担共性技术课题的高等院校和转制科研院所整合优势资源,帮助企业解决生产、研发的实际问题。在可靠性技术研究方面,吉林大学制定了多项数控机床可靠性技术规范,研制了可靠性试验与测试试验台,为沈阳机床、大连机床等重点企业的产品可靠性设计和试验提供了参考依据。

  “高档数控机床专项”的成功实施,加快了行业重点企业高端产品的开发速度。“十一五”时期,我国机床行业持续快速稳步发展,产值和产量成倍增长,跃居世界第一位,国产机床的数控化率和国内市场占有率均大幅提高。其中,国产机床数控化率由“十五”末的35.5%提高到“十一五”末的51.9%,国内市场占有率由“十五”末的26.4%提高到“十一五”末的56.7%。

  卢秉恒院士介绍说,以“十一五”时期取得的成绩为基础,“十二五”时期专项将重点开发航空航天、汽车、船舶、发电设备等4大领域及其他科技重大专项急需的高速、精密、重型装备,加强数控系统及关键功能部件的研发,由注重单机发展向提供系统解决方案过渡,由解决产品性能指标向掌握核心技术转变。到“十二五”末,我国将实现数控系统、功能部件、工具等与主机的配套和协同发展,掌握一批主机、数控系统及关键功能部件的核心技术,形成重大、精密、成套装备的自主开发能力,总体技术水平进入国际先进行列。

  娄秉恒表示,“我们要按照我们国家最关键的一些需求,无论是国民经济的发展还是国防安全,来对我们给予定位、给予牵引。而我们所需要的一些关键技术和关键的数控系统或功能部件,通过主机作为载体来进行反应,作为集成,主要还是体现高性能的技术指标。”

  机床行业焊接技术数控化信息化发展

  国内消费需求的不断增长,为机床制造业展开了一个广阔市场,提供了发展机遇,但同时也提出了挑战。中国制造业单位的数量极其庞大,虽然优势明显,但弱点也比较突出,其中机床业更是重点。国际模具及五金塑胶产业供应商协会常务秘书长罗百辉指出,目前我国机床产业技术水平多为中低档,“十二五”规划要求机床产业必须要高端发展,以科技创新为手段,提升管理创新水平,向现代化和高端化方向前进。“十二五”期间数控机床技术创新和产业升级的主要任务是:通过加强基础技术攻关,加大技术创新力度,不断提升机床技术水平和产品质量,创出品牌,努力实现做强数控机床产业的目标,跻身世界先进行列。

  罗百辉介绍说,在机床行业中,焊接技术的发展是随着机床产品焊接结构的应用而发展起来的,金属切削机床、锻压机械和铸造机械产品是机床行业焊接技术应用的主要领域。焊接技术也逐渐发展成为机床行业的主导工艺,其主要体现在以下几个方面:(1)部分骨干企业建立了具有一定规模的焊接车间或金属结构厂,并建立了完整的焊接管理体系,并吸收消化了引进产品的焊接工艺标准。(2)完善了焊接工艺流程,使之从单一的加工工艺发展成了从原材料预处理、切割落料、成形、焊接、焊后检测和焊后处理等一整套的新兴综合性工程技术。(3)数控精密切割和计算机编程套料技术得到了应用。(4)推广应用了CO2气体和富氩气体保护焊或埋弧焊等先进、高效新工艺。(5)普遍采用了X射线探伤和超声波无损探伤检测等手段,稳定了焊缝的内在质量。(6)推广了振动时效新工艺,达到了降低和均化焊接结构残余应力的目的,减少了焊接件的变形,稳定了精度。

  目前,在机床行业中应用的主要焊接技术有以下几个方面:钢板预处理技术应用;数控切割技术应用;气体保护焊等高效率焊接技术的应用:目前,气体保护焊等高效率焊接技术,己广泛应用于机床床身、齿轮、偏心体、摇杆轴、缸体、焊后不加工的管路法兰和罩壳等零件,己成为机床行业焊接的主要工艺之一;振动时效技术应用;焊接自动化、机械化技术的应用:机床行业焊接自动化除CO2半自动焊以外,主要体现在埋弧自动焊的应用上,主要应用于钢板的拼焊和压力容器的筒体焊接上;丙烷高效节能环保切割气体的应用;无损探伤技术的应用。

  随着机床产品焊接结构越来越多地应用,以焊代铸,以焊代锻,以焊代切割已成为机床制造业总的发展趋势,机床制造已离不开焊接。 目前,机床行业焊接技术也正朝着高效、数控、自动方向发展。

  虽然我国机床行业的产量数控化率出现了提升,但总体数控化率仍然降低,与发达国家70%左右的水平相比,仍然具有较大的提升空间,相信随着我国“调结构”力度的不断加大,我国机床数控化率将明显提升。而加强广大机床企业自身的管理能力,加快信息化过程也是当务之急。

  “云计算”是近年来最热的词,各行各业都在想办法向其靠拢,机床业也不例外,利用云计算企业可以节约成本,可以轻松实现不同设备间的数据与应用共享。与传统的应用平台相比,云计算平台的优点在于强大的计算能力、存储能力、多样化的服务以及高性价比。现在,云计算已被大多数企业所接受,云应用也开始在国内外普及,作为我国的重要产业,机床企业只有敢于打破传统的束缚,勇于创新、乐于尝试,才能始终立于不败之地。

  重大专项推进机床市场化国产化

  中国机床工具工业协会常务副理事长吴柏林指出:“新的五年,中国机床工具行业将面临更加严峻的考验,但同时也面临着较大的发展机遇。

  挑战一,党的十七届五中全会和2010年中央经济工作会议上提出了“以科学发展为主题,以加快转变经济发展方式为主线”,对传统产品、低质、高耗能、高污染的产品投资要严格限制,淘汰一批落后产能。可以预计,低档机床产品需求将要大大降低,经济型数控机床的市场需求要减少。

  挑战二,需求结构水平提高、变化快速。国家重点支持项目:如核电、新能源汽车、高铁以及七大战略性新兴产业,都是高端需求,精度、效率、水平、可靠性、兼顾节能和环保,能否赶上需求,是个考验。

  挑战三,从世界经济形势看,欧美等国家虽开始复苏,但是缓慢,中国市场一枝独秀,所有有实力的机床制造国家和厂商都把中国作为首位战略目标,竞争会愈加剧烈,甚至残酷,这些都将能带来新的压力。随着中国机床的崛起,一些发达国家对中国的技术封锁也将越来越严格,我们的发展难度进一步增加。

  与挑战并存的机遇则表现为:机遇之一,市场资源较好。国际上部分发展中国家势头看好;国内重点工程的需求呈明显的增长趋势。目前的中国,转变发展方式的立足点是发展、稳定、和谐,市场仍有不少亮点,充满机遇。机遇之二,前10年通过机床工具行业自身的发展,在规模、科技进步、产业结构等方面奠定了一定的基础。世界很多机床强国都担心中国崛起,我们自己就更不能忽略我们自身的进步。当然,还要走好今后的路。机遇之三,在国家的重视和系列政策的支持下,2004年重大专项将加速继续推进;七个战略性新兴产业的相关政策也正在制定中,而数控机床正是重点支持发展的产业之一。所以,“十二五”期间我们应该充满信心。

  从重大专项看,“十二五”国产机床80%的品种满足国内工程项目需要,品种立足于国内。发展目标:“十二五”要扎扎实实向机床强国迈进一大步,产业结构明显改善,产品结构明显提高。数控机床市场占有率明显增加,达到70%以上,发展方式上明显变化。实现发展目标要完成的三大任务:

  一是加大力度提升中高档机床工具产品的竞争力和产业化水平。技术含量、质量、制造能力三方面都要提高,要踏踏实实解决深层次的技术问题,尤其是重视产业化的技术问题。

  有资料显示,“十一五”期间,我们开发了许多高档产品。但是造一台机床容易,造100台就不那么容易了,凸显的是产业化问题。机床有其特殊性,面向的行业、面向的用户差别大,而且是市场化运作,离散度大,解决深层次技术不是一句空话,大家要脚踏实地地做些事。多年的发展取得了长足进步,但是还不够,要想让高档机床从试验室模式转变为产业化模式,还要推进新一轮的以两化融合为指导的技术改造。要着力解决我们高档产品成本下不来,质量上不去的问题。

  二是推进数控系统和功能部件的产业化进程。从当前形势看,光靠市场化运作已经不够了,高档数控机床作为战略需求资源,地位重要;中国是大国,中国的经济和核心技术如果不能自成体系,就不能按照科学发展观的要求实现可持续发展,必将要受制于人。

  三是努力促进机床工具业发展方式的转变。培育典型,克服重硬轻软、重单机忽视成套,要有拿手的产品,更要培养一批既懂得用户工艺,也懂得自己产品的综合型人才。

  要实现这些目标,推进行业由大变强,吴柏林还指出五项措施,包括借助2004年专项组织深层次的产业化技术研究,在继续重视前沿技术研究的同时花大精力攻克高档产品的产业化技术难关;努力推行两化融合的技术改造,提高高档产品的制造能力、检测手段等;花大力气培养人才、吸引人才;着力推进以企业为主体的科技创新体系建设;着力开发国内、国际市场。国内市场着力做好产和用的衔接,利用国家政策支持,国产高档产品进入重点用户领域。利用国际资源,努力开辟国际市场,在销售手段、营销服务等方面希望得到国家的政策支持。

  构建“产学研用”合作机制

  大型数控成形冲压设备广泛应用于汽车、航空、航天、家电等行业,尤其是在汽车工业和航空航天制造业中占据重要地位。

  为了更好地适应汽车大批量、多品种生产的需要,近年来,世界著名的成形冲压设备厂家均在致力于产品的高速化、柔性化研究,世界上著名冲压设备制造厂家相继推出了具有高速、灵活、可连续运转的冲压生产线新技术,通过自动化缩短生产辅助时间和提高压力机工作次数,从而实现生产效率提高50%。

  为此,“高档数控机床与基础制造装备”重大专项在2009年立项“大型快速高效数控全自动冲压生产线”课题,由济南二机床集团有限公司承担。对于技术能力分散的机床行业而言,只有“合作”才能办大事儿。专项设立之初,他们便突出强调以企业为主体的“产学研用”合作机制,由济南二机床牵头,联合济南铸造锻压机械研究所、奇瑞汽车股份有限公司、上海通用东岳汽车有限公司等单位形成了“产学研用”联盟,充分发挥各自优势,联合完成关键技术和工艺的攻关工作。

  目前课题研究进展顺利,已在最终用户现场(上海通用烟台东岳汽车和奇瑞汽车有限公司)完成了所有硬件设备的安装工作,通过了用户长时间的可靠性运行试验,性能稳定达到目标要求。依托该课题,现已承接生产21条快速冲压生产线,产品应用在一汽、二汽、上汽、奇瑞、长城等汽车制造集团,为我国汽车工业上批量、上质量、做大做强提供了基础支持。

  “产学研用”合作机制不仅激发了制造企业、高校、科研院所与用户单位参与专项研究的积极性,促进了产业链上下游的紧密合作,更重要的是通过这一机制培养了一批高层次、创新型人才,特别是擅管理、懂技术的复合型创新人才和高技能人才,为实现数控机床与基础制造装备行业由大变强提供了人才保障。

  据工业和信息化部装备工业司副司长王富昌介绍,工业和信息化部与各部门密切配合,加快专项的实施速度,“十一五”时期,专项共安排立项课题200余项,经费总投入超过90亿元。由企业牵头实施的课题中,有50%以上已制订了相关企业标准。

  湖南数控机床产业技术创新联盟提升国际竞争力

  日前,湖南省数控机床产业技术创新联盟在长沙举行成立大会和第一次工作会议,湖南省科技厅、湖南省机械行业管理办公室领导及湖南数控机床产、学、研各界120余名代表出席大会。

  由湖南海捷精密工业有限公司牵头成立的湖南省数控机床产业技术创新联盟,是在湖南省机械行业管理办公室和湖南省科技厅的支持与指导下,按照自愿、平等、合作、互惠的原则成立的。

  联盟将以促进湖南数控机床技术创新与推动产学研结合为宗旨,着力整合协调产业资源和社会资源,组织承担重大技术创新任务,建立产业技术创新和产业标准化平台,构建广泛深入、长期稳定的产学研战略合作机制,提升湖南数控机床产业的自主创新能力和国际竞争实力。

  湖南机床行业在计划经济时期曾有过辉煌,全国机床行业“十八罗汉”之一,全国性的锯床研究所、拉床研究所、国家高效磨削技术研究中心等研究机构就建在湖南。但在计划经济向市场经济转轨初期,整个行业一度陷入困境,年总产值最低时不足1亿元。进入新世纪后,随着国企全面完成改制和民营资本的大量进入,加上湖南大学、中南大学和国防科技大学在技术上的有力支撑,湖南机床行业东山再起。特别是海捷精工、宇环同心、一派数控、三峰数控、合丰数控、鼎晟数控、凯帅精机等一大批数控机床企业的崛起,使湖南机床产业逐步强大起来,2010年规模企业主营收入已突破100亿元。

  嘉禾瞄准数控机床延伸铸造产业链

  3月22日,从湖南省嘉禾县珠泉经济开发区了解到,为拓展铸造产业链,该县先后引进了巨人、大爱、湘数等一批数控机床制造企业,进一步提升该县数控机床制造能力,促使嘉禾铸造向“嘉禾制造”转型跨越迈出了可喜的一步。

  在嘉禾县珠泉经济开发区坦塘工业园,该县巨人数控机床有限公司董事长廖巨清介绍,今年春节正月初四,就有来自台湾、贵州、广西等地的技术骨干和附近的员工60多人来到该公司加班。一批批新引进的设备、一台台自制的数控机床有序地陈列在该公司宽敞的车间里;在自动消失模车间,高精度全自动化的机械设备正欢腾运转,一大批已成型的模具整齐地排列,展示出浓厚的现代化高技术企业的气魄。该企业铸造出来的高速冲床产品材质与普通铸件不同,金属品相细密度及抗磨抗压强度特别好,所生产的产品广泛应用于国内众多高新企业做机床,取代同类进口产品,市场前景极其广阔。

  据悉,该县确定今年为项目工业建设年,县委、县政府出台了一系列有力措施,促使铸造产业提档升级,拓展产业链。该县不断完善“一园五区”产业平台的基础设施,引导在外铸造企业返乡创业,并制定承接产业转移奖扶措施,对高新技术铸造企业在用地、厂房建设、融资等方面给予大力帮扶。目前,该县铸造产品在稳定珠三角市场的同时,成功地与省内的三一重工、中联重科等全球知名的装备制造企业协作配套,该县被省政府授予“湖南省铸造产业基地”、被中国铸造协会授予“中国铸造产业集群试点县”称号。近几年来,该县铸造产品产量跃居全省前列,新增带动近万人创业就业。
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