罗百辉:中国机床工业跨入世界前沿

男人 · 发表于 2009-3-9 20:40:38

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编者按:机床是装备工业的基本生产手段，机床工业是关系国计民生、国防建设的基础工业和战略性产业，在世界范围内备受各方密切关注。中国机床工业在国家正确方针政策指引下，经历经济恢复时期及“十五”计划阶段，特别是改革开放30年来的艰巨努力，建立起较大的规模、较完整的体系，奠定了有利的技术基础，具备相当的竞争实力。

　　一、中国机床工业发展成果( f: Q- \3 x8 ]0 v

　　1．机床吞吐能力强

　　近年来，随着我国国民经济迅速发展和国防建设的强化，国家装备制造业对机床这种基础性、战略性生产制造手段，提出了大量急迫的需求。2002年，我国机床市场消费金额上升到59亿美元，跃居世界第一位，一定程度上体现出我国机床工业在总量供给方面的能力不凡。回顾我国机械制造业的基础装备供应的历史情况，根据全国工业普查资料,50年来经过更新后的机床拥有量约378万台，其中金切机床294万台，锻压机床84万台，拥有量中我国自供装备占绝大部分；包括重型超重型金属切削机床与锻压设备、高精度精密机床与数控机床、上千条自动半自动生产线。

　　2．产品品种多样化

　　随着科学技术发展及人民生活水平提高，制造业面对的是制造对象更新频率加快，加工对象个性化突出，因而对提供加工制造装备的机床工业，同样是要求产品品种多样化，这也成为衡量一个国家（地区）机床工业综合实力的重要标志。近年来，我国机床工业受市场需求的驱动，全行业千方百计研究开发新产品，近年，年开发自主版权新品达四百余种左右，截至2002年底，全国更新后的机床品种，累计可供近3500种（特别是数控及其他高新技术产品达1500种），这在世界范围也是位居前列的。我国锻压设备、电加工等特别加工设备、齿轮加工设备可以说品种齐全、性能优越、颇具特色。

　　锻压机械方面的代表性产品有：济南第二机床厂一直处于国际先进行列的成系列机械压力机，压力吨位已经由20000kn扩展到63000kn，属于国际前沿，先后为美国通用汽车公司提供的7条冲压自动线在美国市场上引起强烈反响；上海锻压机床厂为一汽研制的自重860t、压制12m汽车大梁、压力吨位达50000kn的液压机，在国外企业中具有同一水平的只有德。日三家；天水锻压机床厂为西气东送开发的大口径钢管生产线和电力西电东输提供的30000kn14m数控液压折弯机和20000kn液压制管机，在国际上也是屈指可数的。我国的电加工机床品种自成完整体系，并已形成了基本上满足国内需求、年产2万台、而数控产品占80％（在已公布的统计数字中，此数与数控金切机床并列）的生产能力；技术上已扩展到微细电火花加工（国家发明奖），为航空发动机整体叶轮加工的数控高效电火花铣削加工、超硬材料辊的电熔爆加工、电火花毛化冷轧轧辊加工等高技术领域。

　　3．数控机床成热门

　　数控机床是当代机械制造业的主流装备，是市场热门商品，部分高档数控机床仍然被当成战略物资在国际市场上受到禁运限制。我国数控机床的发展经历了30年的跌宕起伏，已经由成长期进人成熟期。我国可供市场的1500种数控机床，覆盖超重型机床、高精度机床、特种加工机床、锻压设备、前沿高技术机床等领域，领域之广，可与日、德、意、美并驾齐驱。五轴（坐标）联动数控机床是数控机床技术制高点标志之一。用于大型螺旋桨空间曲面加工的五轴联动铣床，曾引发轰动一时的美、日制裁原苏联的“东芝事件”；8年前美国国会因当时我国进口16台用于飞机制造的此类多轴联动旧机床而炮制所谓要求制裁的考克斯报告。

　　数控超重型机床是水、火、核电电站设备制造、造船、冶金矿山等重大装备制造业及重兵器制造的关键设备。武汉重型机床集团开发出的加工工件直径可达16m的数控立式车床已生产5台，可以代表我国超重型机床生产能力和水平。第一台曾在岩滩水电站水轮发电设备制造中满足了用户急迫需要。此后8年来在生产使用中屡创佳绩，被用户称之为“功勋设备”。其后几台为国家关键工程电站设备继续发挥重要作用，并因保证了号称世界最大的三峡电站550t重巨型水轮机转轮的加工完成，得到用户表扬。已开发成功投入使用的超重型机床还有数控落地镗铣加工中心，数控龙门式、桥式、固定横梁式。复合功能懂铣床，加工工件重300t。直径4．5m的卧式车床，工件重200t、直径2200mm的数控轧辊磨床，这类机床国际上只有两三家生产，我国自主版权品种达到世界先进水平，我国成为少数几个超重型机床供应国之一。

　　立式卧式加工中心由于汇集了落地铣床、床身式铣床的基本功能，且具备按数控程序自动换刀或自动更换工件托盘的特性，也是组成柔性生产线的基本设备，成为机械制造业中需要量较大的一类加工装备（约占数控金切机床需求总量30％左右），是世界机床市场热门商品，我国近年发展较快，有40家以上企业进行生产，通用品种已批量生产，少数厂家已有高精度型、大规格型产品进入市场。

　　数控车床同样是数控机床中占比重较大者之一，我国已有50家以上企业生产，沈阳机床集团、大连机床集团、济南第一机床厂、宝鸡机床厂、云机等等企业都已批量生产，品种齐全，质量稳定可靠，有的已跨过月产百台的门槛。数控齿轮加工机床同样是我国机床产品强项之一，成系列六轴五联动数控滚齿机、七轴五联动蜗杆型砂轮磨齿机、七轴六联动弧齿锥齿轮磨齿机，都是最近3年来进入批量生产的世界先进水平的机床新品。

　　我国数控机床产品已延伸到成套、复合领域：中捷机床厂按7个月交货期为上海磁悬浮列车工程项目，交出4条以数控镗铣床为主体的生产线，是体现我国机床工业提供成套设备能力的杰出代表。

　　数控系统装置是数控机床的神经中枢，是曾长期阻碍我国数控领域发展的关键环节。就世界范围来说，经过多年市场激烈竞争的优胜劣汰，已形成由日本发那科公司独占世界市场50％、德国西门子占据25％的垄断局面。我国从上世纪90年代末开始，掌握基于通用32位工业控制机开放体系结构，一举登上当代同一起跑线，开发出能与加工中心、复合车削机床及齿轮机床配套的数控系统，特别是能控制五轴联动和具备网络化远程监测、诊断、操作功能的数控系统，并开发出弧齿锥齿轮数控加工。

　　三维激光视觉检测、螺旋桨七轴五联动加工和世界独创的空间曲面插补软件。目前，批量投入市场的国产数控系统，具有性能价格比优势，正在改变国际强手在中国市场上奇货可居的垄断局面。与之匹配的数字交流伺服调速电动机及主轴电动机已有自主版权的商品问世。

　　4．研发体系贡献大

　　我国机床工业的产品研发力量由三部分组成，即企业的研发基地、高等院校研究部门和专门设置的研究机构（七所一院），前两者的性质与国外机床工业发达国家类似，后者只与个别国家与地区采取的方式相近。这三个方面的研发力量从不同角度为我国机床工业技术进步做出贡献。

　　（1）企业的研发基地为产品创新、性能升级做出成效的事例很多：如秦川机床集团技术研究院在2002年研发的高效数控七坐标六联动蜗杆型砂轮磨齿机，达到世界先进水平并填补国际上品种规格的空白；险峰机床厂的国家技术中心开发出的配置自主版权专用数控系统的高精度超重型轧辊磨床进人了世界先进行列。

　　（2）高等院校科研队伍以基础共性技术、前沿技术、软件技术研究见长，与企业结合开发产品，优势互补，取得了虚拟轴机床等前沿技术产品的成就。高校设置生产经营公司，将专项优异科研成果转化为机床商品的作法可能是世界机床业中较为特殊的方式，中南大学研发的达到世界先进技术的弧齿锥齿轮磨齿机。华中科技大学等属于世界一流的快速成型机产品都以类似生产经营方式进人市场。

　　（3）机床工业领域的独立研究单位一直承担基础共性研究开发工作，具有以多项基础共性技术的集成开发顶级产品的优势，经过科研体制改革，具备科技先导型企业性质，活力更为增强，例如北京机床研究所的纳米技术机床，济南铸造锻压设备研究所的数控回转头冲压与激光复合机床都是体现我国研发实力的事例。研发能力还具体体现在针对特殊需要的品种上，为神州载人飞船燃烧室加工的特种铣床，为核电锅炉加工的特高行程立车，为世界最大口径大视野天文望远镜零件加工的专用设备。

　　5．技术领域勇突破

　　作为制造加工手段的机床技术领域，近年称得上变革性的技术发展首推虚拟轴结构的出现和快速原型制造技术的登场。

　　（1）虚拟轴机床（并联结构机床）在上个世纪90年代初期，美国英格索尔公司以商品形式于美国国际机床展览会上露面，另有瑞典、法国、日本、俄罗斯。波兰的几家机床企业或高校科研单位提出大同小异的不同类型试验品投石问路，此后进入小批量商品投放市场者以瑞典尼阿斯公司较突出，美国辛辛那提公司以这一原理在传统的卧式镇铣床基础结构上实现主轴部件多坐标联动动作具有另外的新意。

　　我国科技界，特别是高校科研群体以敏锐的创新和实力同样在几年内取得突破，除了研制出并联结构的虚拟轴机床（例如哈工大一哈量，天津大学一天津一厂，清华大学一大连机床集团，清华大学一昆明机床厂的组合），同时还实现了结合不同用途、巧妙地运用串联—并联结构、运用虚拟轴原理达到简化编程、扩大加工空间的目的（清华一江东机床厂，西安交大一秦川机床厂），这些产品或技术都已在中国国际机床展览会上分别登场。以上这些创新之举，说明我国在机床前沿技术探索方面的敏锐性和具备软硬件基础实力。

　　（2）快速成型技术，是近10多年来出现的一种加工原理上的巨大变革，与具有长远历史的去除材料（切削。冲剪）的加工方法不同。快速成型技术，实际上是背离传统加工方法，反其道而行之的以材料堆积成型达到制造工件的一种方法，对于制造原型工件（即将设计构思快速制成实体，从而检验设计的可行性）缩短产品试制周期具有革命性意义，这是材料科学和计算机软件技术、高精度硬件技术的边际学科有机结合的产物。国际上掌握此项技术的国家不多，而我国已有自主知识产权的技术与产品，较突出者有华中科技大学、清华大学、西安交大、科学院大恒公司以及几个民营科技先导型企业。按分层实体制造（lom）、熔融沉积成形（fdm）、紫外激光固化（sla）。激光选区烧结（sls）等不同原理的已有年产过百台产品投放市场，进入了世界先进行列，并向新加坡出口了技术。

　　（3）机床工业造型设计技术，是集人机工程学环境艺术、计算机辅助设计技术为一体的新技术。为了提高机床产品竞争力，我国专门设置了数控机床造型设计研究中心，这在世界范围也是较为独特的作法，这一中心拥有一流的人机实验室，用于人体因素和人性化设计研究，为北一、沈一、济一、长城、多棱等十几家重要机床制造厂数十种产品进行外观设计，创造独特个性识别风格，投入市场后取得显著效果，用户普遍反映我国机床的直接感观，连续上了几个台阶，优秀产品的外观具有时代感、实用性，受到市场欢迎。这一研究中心开发的“基于知识的智能化辅助网络协同造型设计系统”，包括机床外覆盖件造型图库、机床人性技术知识库、建立在国际互联网平台上的服务体系等，以协同并行方式贯穿于整个机床产品开发的全过程，作为企业设计资源的延伸，面向机床行业。

　　（4）纳米加工及亚微米加工技术及设备是当代超高精度技术前沿，北京机床研究所已夺得若干制高点，投入市场的几种产品已达到世界领先水平。

　　上述在技术前沿进行的各项探索及其取得的成效，不仅说明我国机床业界科学技术的创新思维活跃，也体现出实力不凡、有所建树，这是我国机床工业参与市场竞争、抢占世界技术制高点的后发优势所在。

　　6．管理技术信息化

　　不断完善现代化经营管理和强化应用信息技术，已成为世界范围制造业提高企业核心竞争力的关键环节。对于制造业企业，信息技术是一种提高企业经济效益极其有效的武装，其技术构架内涵主要是计算机辅助技术和网络技术。相对于世界范围的机床工业发达国家的企业，我国起步不晚，步伐不慢，应用效果明显。计算机辅助技术最基本、能最快体现实效的部分是计算机辅助设计。从二维制图到三维实体造型，进而应用到提高设计成效的有限元分析、计算机辅助试验。对于这些技术，我国机床工业多家主要企业已开展10余年的工作，并分别进入广泛应用阶段，与国际同行共享此中实惠。我国机床工业企业对计算机辅助技术中的有关辅助管理技术，已有初步涉足（国外情况类似），早期应用现代集成制造系统（cims）者有北一、济一、齐一等。在近年网络技术兴起，机床企业建立局域网用于企业内沟通信息者甚多，有的已配合实现数据信息共享和逐步推行erp，走在前列的有汉川机床厂、济二、北京阿奇一夏米尔公司，取得不同程度进展的还有宁江机床厂、无锡机床厂、上海机床厂、武重、沈一、宝鸡机床厂。民营日发机床公司、以及合资的小巨人机床公司等。不少厂家建立了活跃的企业网站，用以向世界用户推介自己的产品，有的已经开始电子商务活动。

　　在企业中推行信息技术有助于加速产品开发，提高生产管理效益，沟通供应、销售信息，加快市场反应，从而增加企业效益，因而是世界机床工业发达国家提高市场竞争力的手段。在这方面，随着国家信息产业环境的改善提速，我国机床工业在信息技术应用方面将与工业发达国家的机床企业保持基本同步。

　　二、中国机床工业市场分析

　　在欧美经济数据依旧低迷的今天，中国制造业采购经理指数(PMI)连续三个月上扬，模具网CEO、中国国际经济发展研究中心行业特邀研究员罗百辉分析指出，中国稳健的经济基础，雄厚的财政势力令其抵御金融危机的能力远远超过其他主要国家，中国制造业正在率先回升。无论是4万亿元经济刺激方案，还是取消进口设备免税、鼓励自主创新和设备国产化等振兴政策，都表明我国向装备制造业强国前进的步伐不会因为金融海啸而减慢。国家发改委应对经济形势的重要部署，加紧制定钢铁、汽车、船舶、石化、纺织、轻工、有色金属、装备制造、电子信息等九个重点行业振兴规划。钢铁、汽车纺织工业和装备制造业振兴规划相继出台，进一步表明政府实现产业振兴的决心。

　　中国机床工具工业协会总干事长吴柏林日前表示，《高档数控机床与基础制造装备重大专项指南》即将发布，此重大专项主要瞄准航空航天、船舶、汽车和发电设备四大行业。重大专项实施方案提出的重点任务中，主机重点开发高速精密复合数控金切机床（18种）、重型数控金切机床（7种）、数控特种加工机床（4种）、大型数控成形冲压设备（11种）。除专项所列重点任务项目外，还需要一大批不同种类、不同规格的数控机床和专用机床，如大飞机制造所需的各种数控专用设备、大型汽轮机和发电机转子加工所需的“数控叶根槽铣床”和“数控转子槽铣床”、风电设备加工所需的“数控成型铣齿机”和“数控成型磨齿机”、大型核电压力容器加工所需的“超重型深孔钻床”、汽车发动机关键件连杆加工的涨断机床以及高效、自动化的柔性生产线等。

　　随着一系列政策的陆续出台，未来几年我国机床行业有望在延续快速增长态势，中国机床市场的中长期发展势头依然比较强劲。“4万亿”刺激经济计划的推出，预计今年及未来一段时间，我国公路、铁路、能源等都有数千亿的众多项目开工。从2010年至2012年，中国铁路平均每年将完成基建投资6000亿元以上，平均每天1.9亿元。未来20年，我国需要购买民用客机2,400余架，价值高达1,970亿美元，加上各类支线客机和民用运输机，总价值在3,500亿至4,000亿美元。同时航空摄影、勘探、农业航空、警用、搜救、消防等方面的需求将大大刺激直升机市场的需求。随着国防工业的发展，中国的军用飞机也将是巨大的市场。

　　在巨大的市场需求面前，全球机床企业纷纷转变思路，优化商业模式，进行生产转型，挺进军工、航空制造领域。2003年，沈阳机床定位要走高端机床发展之路，为飞机制造业服务。2004年正赶上国家大飞机项目，鼓励自主创新企业进入高端机床市场。同时还给予相关配套的优惠政策，鼓励国内能做的优先在国内购买。863计划项目启动，通过与意大利FIDIA公司技术合作，开发出适合于飞机大型铝合金材料板类零件加工的横梁移动式龙门五轴加工中心商品化样机，并实现在飞机制造业的应用。

　　刚成立两年的西安秦川数控公司以航空制造业为市场突破口，成功研制出航空蜗轮盘专用设备蜗轮盘刷床。在西航引起极大轰动。西安数控公司还与西飞公司谈定了飞机部件加工专用设备的研制项目，并将以此为契机与西飞进行各方面的合作。

　　中国两大机床展之一上海国际机床展www.eastpo.net，十余年致力于打造最具实效的机床贸易平台。2009年7月15-18日在上海新国际博览中心盛势开幕的第11届上海国际机床展（EASTPO），展出面积10万平米，来自于航空航天、军工、船舶、铁路、新能源、冶金、机械制造、汽车、模具制造等行业的专业观众逾10万人。上海国际机床展将有效推动机床行业的科技创新、加快装备制造业的振兴，助力机床工具企业挺进航空、军工等制造领域。

　　三、中国机床工业发展展望

　　1.落实体制、机制改革

　　我国机床工业按所有制区分，国有企业仍然占主要部分，在推动行业发展中起举足轻重作用。当前制约国有机床企业发展的主要障碍是机制、体制问题。计划经济体制遗留下来的多种弊端，体现在产权定位、经营理念、运作体系等各个方面，最终归结到人员积极性的调动。业内人士深感体制、机制改革问题是关系国有企业兴衰存亡的问题，是一道“生死关口”，我国机床工业原有国有企业，装备投入量大，技术积累雄厚。实践证明，凡是在体制、机制改革上跨出步伐越大，在企业效益、社会贡献方面收效就越明显。

　　2.实施“请进来、走出去”战略

　　经营模式为我所用，从而有效地吸收先进的企业经营方式、方法，提升产品适应世界市场的性能，带动出口。这是我国“入世”后加人世界经济大循环中值得积极而慎重采取的一种措施。另一方面，中央一再强调的“走出去”的方针，对于当前我国机床工业具有现实的重要指导意义。我国机床工业正在与海外公司进行生产、技术合作，引进技术及人才、融资合资，以及接受独资办厂等方面陆续开展工作，见诸成效的超过百项，对适应市场需求、提升产品性能水平产生了良好效果，应当进一步加大步伐。大连机床集团率先起步，在常规扩大出口方式的基础上，选择合适对象，在海外建立能控制主要股权的具备本地化特色的立足点，打人国际市场，并进一步将其技术积累、销售网络。
　　
　　3.加快技术创新、人才培育　　

　　对企业来说，要想在产品研发中取得和实现技术创新，关键是技术和技艺人才。加强培育这方面的人才，是当前和今后永无止境的重任。国际机床市场竞争的主要制胜因素是技术创新，机床产品对于用户而言，关心的是其使用价值，因此要成功地开发新产品，特别是专用产品，有效的办法是与用户结盟，并深人掌握使用工艺（机床产品本身的制造工艺可以说经过多年实践已基本掌握），以使所开发的新品能为用户带来满意效益。机床设计中的一些基础技术、新技术是保证新产品能够胜人一筹的依据。研发工作应当有所超前、有所加强、有所储备，只有这样才能使企业产品不断推陈出新，在市场竞争中取胜。　　

　　4.优化企业管理、提高企业效益

　　企业的效率和效益主要体现在劳动生产率和资金利用率方面。我国机床企业在这两个方面与国际先进企业相比，差距甚大，根本原因在于企业管理落后，加速企业管理现代化和运用信息化技术，提高企业经营效益，是我国机床工业的广大企业亟待采取的措施。

　　5.调整产业、企业结构全面发展

　　随着科技专业分工的发展、企业优化管理网络技术的改善和企业与外界经济环境互动性和依存性的加强，现代机床工业企业在产业结构和企业内部结构等方面都逐步产生明显变化。

　　机床制造企业在自身技术创新的基础上越来越多地依靠社会协作和社会配套，对于一种现代化机床产品，其功能部件与某些外协件在生产成本中的比重高达50％以上。更重要的是功能部件的先进技术集成度常常成为产品性能的决定因素。由于国内功能部件产业薄弱，已成为我国机床工业发展的“瓶颈”。另一方面，就企业内部结构而言，管理层对资金流、信息流运作已逐步重视，而对生产效益、效率产生重要影响的物流管理技术的重要性，则还没有提高到应有的高度。因此，要使得我国机床工具工业能全面健康发展，应当在产业结构和企业内部结构的调整方面采取相应措施。
　　我国机床工业从整体上说，已跨入世界前沿，但摆在我们面前的将是更为激烈的竞争。任重道远，时不我待，必须奋力前进，迎接更大的挑战。

tybqq · 发表于 2009-5-14 05:27:59

我又长见识了。。。

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罗百辉:中国机床工业跨入世界前沿

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