文章(zhang)來源：人(ren)民日報(bao) 發布時間：2022-01-28
“2020年(nian)，機床(chuang)(chuang)行(xing)業(ye)(ye)運行(xing)情況(kuang)好于預期，呈(cheng)現(xian)恢復性增長(chang)態勢。”日前， 中國機床(chuang)(chuang)工(gong)具工(gong)業(ye)(ye)協(xie)會常(chang)務副理事長(chang)毛予(yu)鋒(feng)表示，經(jing)歷了近10年(nian)的(de)低迷期，機床(chuang)(chuang)行(xing)業(ye)(ye)正(zheng)迎來發展新機遇(yu)。
機床(chuang)，生產機器(qi)的機器(qi)，被(bei)稱為“工(gong)業母機”，是裝備制造業的核(he)心生產基礎。在(zai)極不平(ping)凡的2020年，機床(chuang)業精耕細作，在(zai)高檔數控(kong)機床(chuang)領域取(qu)得了諸多新突(tu)破：超大(da)型五(wu)軸機床(chuang)取(qu)得重大(da)突(tu)破，世界首臺鑄鍛銑一體(ti)化3D打印數控(kong)機床(chuang)研發成(cheng)功……
“十四(si)五”時(shi)期(qi)，機床行業如(ru)何(he)補(bu)短板(ban)、鍛長板(ban)？
中高端多點開花，機床行業呈現觸底回暖跡象
2020年春天，機(ji)床(chuang)業喜報頻傳。
由通用(yong)技術(shu)集團沈(shen)陽機床(chuang)研制的(de)國內首(shou)臺超長(chang)行程高(gao)鐵(tie)專用(yong)高(gao)速五軸加(jia)工中心(xin)成(cheng)功下線。這(zhe)臺機床(chuang)用(yong)于高(gao)鐵(tie)大型結(jie)構件的(de)復雜曲(qu)面(mian)加(jia)工，標(biao)志著(zhu)國產高(gao)端(duan)數控裝備首(shou)次(ci)用(yong)于高(gao)鐵(tie)行業核心(xin)零部件的(de)生產。
在這(zhe)一個月(yue)之前，由我(wo)國主持修訂的“S試件”五軸機(ji)床檢(jian)測方法正式成為國際標準，機(ji)床人坦言，“這(zhe)可(ke)是啃下了硬(ying)骨頭(tou)”。
“S試(shi)件(jian)(jian)”被視為機床加(jia)(jia)(jia)工(gong)領域“皇(huang)冠上的(de)(de)(de)明珠”。一臺(tai)機床只要能(neng)夠加(jia)(jia)(jia)工(gong)出合格的(de)(de)(de)“S試(shi)件(jian)(jian)”，那么再復雜的(de)(de)(de)薄壁零件(jian)(jian)，都(dou)能(neng)勝任。“S試(shi)件(jian)(jian)”的(de)(de)(de)加(jia)(jia)(jia)工(gong)，需(xu)要機床變換多(duo)種角度(du)加(jia)(jia)(jia)工(gong)，且(qie)保證(zheng)極高的(de)(de)(de)加(jia)(jia)(jia)工(gong)精度(du)。
“我們機(ji)床(chuang)的(de)核(he)心部件(jian)(jian)經受住了‘S試件(jian)(jian)’的(de)考驗。”國內某機(ji)床(chuang)龍頭(tou)企業負責人說，闖關“S試件(jian)(jian)”，吃的(de)苦頭(tou)可(ke)不少，“試驗過(guo)程中，機(ji)床(chuang)加工的(de)各個檢測點指標都是(shi)合格(ge)的(de)，可(ke)組合起來的(de)‘S試件(jian)(jian)’卻總是(shi)達不到標準。”
究其原(yuan)因，還(huan)是加工精度有(you)差距。每個檢測點(dian)不僅(jin)要(yao)達標，還(huan)要(yao)幾乎零誤(wu)差，才能保證“S試(shi)件(jian)”外(wai)形輪廓尺寸(cun)的誤(wu)差不超(chao)過0.05毫(hao)米。該企業的研發攻(gong)關團隊(dui)不斷向零誤(wu)差逼近，經(jing)過1200多(duo)次試(shi)驗，終于啃下了這塊“硬骨頭”，實現“S試(shi)件(jian)”加工100%合格(ge)。
毛予鋒稱，如(ru)今我國(guo)高端機床的(de)國(guo)產化程(cheng)度不(bu)斷提高。截至(zhi)目前(qian)，國(guo)產五軸聯動加工中心(xin)、高檔數控系統等代表性產品(pin)的(de)國(guo)內(nei)市場占有率已提升至(zhi)30%左(zuo)右。
更可喜(xi)的是，不僅大型機床(chuang)(chuang)龍頭企(qi)業持續攻克(ke)關鍵技(ji)術，細分領(ling)域(yu)的“隱(yin)形(xing)冠(guan)軍”也在破(po)局。2020年11月，機床(chuang)(chuang)行業有(you)近20家企(qi)業入選工信部第二批專精特新“小(xiao)巨人”企(qi)業公示名單(dan)。
2021年(nian)(nian)1月4日(ri)，深圳市創世紀機械有(you)限公司再傳(chuan)捷報，產品T—V856S機床單日(ri)出(chu)貨218臺(tai)，創近年(nian)(nian)來新高，贏得(de)“開(kai)門紅(hong)”。憑借可(ke)靠的加工質量，公司短(duan)短(duan)10多年(nian)(nian)就躍居細分領域的前列。
“近10年是我國機床市場需(xu)求(qiu)(qiu)急劇變化的10年，從完全(quan)依賴投資(zi)向投資(zi)兼(jian)顧消費方(fang)向轉變。”毛予鋒說，過去，機床企(qi)業的客戶(hu)主(zhu)要(yao)集中在能(neng)源、鋼鐵(tie)、裝備制造業等(deng)重工業，如今，客戶(hu)已(yi)向電子產(chan)品(pin)、新能(neng)源汽車、醫療器(qi)械(xie)、半導體(ti)等(deng)領(ling)(ling)域拓展(zhan)，“一些不適合市場需(xu)求(qiu)(qiu)的企(qi)業被淘汰，而一批反(fan)應快速、聚焦細分領(ling)(ling)域的企(qi)業迅速成長。”
高(gao)端有突破、中端有進展，機(ji)床(chuang)行業(ye)正逐步擺脫(tuo)多年(nian)(nian)的(de)下行態勢，呈(cheng)現觸底(di)回暖的(de)跡象。中國(guo)機(ji)床(chuang)工(gong)(gong)具工(gong)(gong)業(ye)協會(hui)數據顯(xian)示(shi)，2020年(nian)(nian)金屬加工(gong)(gong)機(ji)床(chuang)全(quan)年(nian)(nian)訂單總量增長了16%。
加強協同創新，實現從1到100、由點及面的擴張
作為“工業(ye)母(mu)機(ji)”，機(ji)床的應用場景遍地皆是(shi)，小到手機(ji)、電視(shi)、洗衣(yi)機(ji)，大到汽車、高(gao)鐵(tie)、飛機(ji)、火箭，精(jing)細如醫(yi)學植入物和醫(yi)療器械等等，都離(li)不開機(ji)床。中國(guo)經濟邁向高(gao)質(zhi)(zhi)量(liang)發展，對(dui)產(chan)品質(zhi)(zhi)量(liang)的要求越(yue)(yue)來(lai)越(yue)(yue)高(gao)，對(dui)機(ji)床的要求也(ye)越(yue)(yue)來(lai)越(yue)(yue)高(gao)。“可以(yi)說，國(guo)產(chan)高(gao)端(duan)機(ji)床的供給能力(li)與需求不匹配，不僅整機(ji)與進口(kou)機(ji)床有(you)(you)差距，關(guan)鍵基礎配套件(jian)也(ye)有(you)(you)差距。”毛予鋒說。
差距在(zai)哪里？在(zai)于以應用(yong)為基礎的可持(chi)續創新。
廣州數(shu)(shu)控設備(bei)有限公司副總工(gong)程師(shi)朱孔(kong)鋒表示(shi)，以數(shu)(shu)控機(ji)床的核心技(ji)術——數(shu)(shu)控系統為例，我(wo)國(guo)(guo)已有能力生產高(gao)端(duan)(duan)(duan)機(ji)床數(shu)(shu)控系統，實(shi)現了(le)(le)從0到(dao)1的突破。但與(yu)進口(kou)高(gao)端(duan)(duan)(duan)數(shu)(shu)控系統相比，在技(ji)術成熟度和品(pin)牌影響(xiang)力上還存在差(cha)距(ju)。“正是這(zhe)些(xie)差(cha)距(ju)，讓(rang)國(guo)(guo)產數(shu)(shu)控系統遲遲難以實(shi)現從1到(dao)100、由點及面(mian)的擴張。與(yu)此同時，缺(que)乏了(le)(le)高(gao)端(duan)(duan)(duan)應用場景的錘煉，國(guo)(guo)產高(gao)端(duan)(duan)(duan)數(shu)(shu)控系統與(yu)國(guo)(guo)外產品(pin)的差(cha)距(ju)就難以彌補，甚(shen)至(zhi)會越來越大。”
“好產品是用出來的，無人使用就(jiu)無從知道差(cha)距，沒有應用場(chang)景，如何(he)升級迭代？”大連光洋(yang)科(ke)技集(ji)團董(dong)事長助理(li)江世琳感慨，高(gao)端機床(chuang)市場(chang)規(gui)模小、單價高(gao)，價格因素影響(xiang)較小，“僅依靠企業自身、依靠市場(chang)力量，國產高(gao)端數控機床(chuang)的開(kai)拓(tuo)困(kun)難很(hen)大。”
毛予鋒坦言，長(chang)期以(yi)來，機(ji)床(chuang)行業(ye)重(zhong)樣機(ji)研究、輕應用驗證，往(wang)往(wang)樣機(ji)通過(guo)驗收即意(yi)味(wei)著(zhu)項目完成(cheng)，很少有(you)人關注產品的后(hou)續(xu)應用、市場拓展，對(dui)企(qi)業(ye)創(chuang)(chuang)新產品的推廣缺乏政(zheng)策支(zhi)撐。這種創(chuang)(chuang)新模式往(wang)往(wang)只能(neng)滿足(zu)解決(jue)“有(you)沒有(you)”的問題，不能(neng)適(shi)應高(gao)質量發(fa)展的需求。
面對這一(yi)(yi)困(kun)境，一(yi)(yi)些企業進行了有益探索(suo)。
“我(wo)(wo)們(men)(men)把找客(ke)(ke)戶的(de)時間提前(qian)了(le)。”江(jiang)世琳(lin)說，以前(qian)是有(you)了(le)產品(pin)向客(ke)(ke)戶推銷，請他們(men)(men)試(shi)用。現在我(wo)(wo)們(men)(men)是先找上(shang)門，問客(ke)(ke)戶有(you)什么需求(qiu)，雙(shuang)方一(yi)起研(yan)發，“我(wo)(wo)們(men)(men)理解客(ke)(ke)戶青睞(lai)進口成(cheng)(cheng)熟(shu)機床的(de)心(xin)理，畢(bi)竟(jing)生產線的(de)每一(yi)次故障、停機都(dou)會(hui)造成(cheng)(cheng)巨大的(de)損(sun)失。所以，我(wo)(wo)們(men)(men)只能(neng)把功課做到(dao)前(qian)頭。”
回憶起第(di)一(yi)次(ci)和某研究機構合(he)作的(de)場景，江(jiang)(jiang)世琳不會(hui)忘記那寫滿問題的(de)200多(duo)頁A4紙(zhi)，“第(di)一(yi)次(ci)共同研發(fa)，客戶(hu)用考(kao)察進口先(xian)進設備(bei)的(de)標(biao)準(zhun)要求我們(men)。對我們(men)而言，那厚達(da)3厘米的(de)問題紙(zhi)不是苛責，是寶貝。”江(jiang)(jiang)世琳回憶，改(gai)進設備(bei)后(hou)(hou)，公司直接(jie)把工(gong)程師派到了(le)客戶(hu)的(de)車間，隨時解決問題，提高設備(bei)的(de)可(ke)靠(kao)性、工(gong)藝的(de)適應(ying)性和生(sheng)產的(de)穩定性，以(yi)免影(ying)響(xiang)操作工(gong)人的(de)績(ji)效，提高他們(men)操作國產設備(bei)的(de)積極性。經歷了(le)一(yi)次(ci)共同研發(fa)，大連光洋終于(yu)贏得了(le)客戶(hu)的(de)認可(ke)。客戶(hu)一(yi)次(ci)性購置(zhi)了(le)22臺高端(duan)五軸(zhou)聯動機床組建智能(neng)生(sheng)產線，“在(zai)那之后(hou)(hou)，公司的(de)產品(pin)在(zai)航(hang)空航(hang)天領(ling)域打開了(le)局面。”
“機床(chuang)行(xing)業的供給方式正(zheng)從(cong)批量化向定(ding)制(zhi)化轉變，特別是中(zhong)高(gao)端產品，更需要(yao)機床(chuang)行(xing)業加強與用戶(hu)的協同創新(xin)(xin)實踐，從(cong)被動跟隨(sui)式解決用戶(hu)需求問題，向聯合(he)預研新(xin)(xin)需求和新(xin)(xin)工藝轉變。”毛予鋒說(shuo)。
產學研用一盤棋，積極擁抱新技術
工(gong)欲(yu)善(shan)其事，必先(xian)利其器(qi)。對于制造業(ye)來(lai)說，這(zhe)個“器(qi)”就是機床(chuang)。“十四五”時期(qi)，機床(chuang)行業(ye)要補短板(ban)、鍛長板(ban)，任重道遠(yuan)。
“從產(chan)(chan)品看(kan)，一(yi)臺好的機(ji)床需要全產(chan)(chan)業鏈‘齊步走’，基礎部件(jian)決(jue)定了(le)功(gong)能部件(jian)，功(gong)能部件(jian)又決(jue)定了(le)主機(ji)的性能，這(zhe)是一(yi)個環(huan)環(huan)相扣的過(guo)程。”朱(zhu)孔(kong)鋒說。
從行業看，機床(chuang)(chuang)與半導體、原材料、刀(dao)具等一系列基礎工(gong)業是互為表里、互相(xiang)依存(cun)的(de)。例如，一臺高端機床(chuang)(chuang)需(xu)要(yao)有(you)高質量(liang)的(de)軸承，而高品(pin)質的(de)軸承除了取決(jue)于(yu)鋼材的(de)質量(liang)，更重(zhong)要(yao)的(de)是加工(gong)軸承所用機床(chuang)(chuang)的(de)性能。
“這意味著(zhu)，機床行業要(yao)(yao)補(bu)短板，僅(jin)靠頭部企業不可(ke)行，而是需要(yao)(yao)用(yong)戶需求引領、產(chan)學研用(yong)一盤棋齊發力。”江世琳說。
毛(mao)予鋒強調，可(ke)以預見的是(shi)，“十(shi)四五(wu)”期間(jian)，對國(guo)產高端機床的需求有(you)望(wang)進(jin)一步爆發(fa)。在重大需求拉動和(he)共性技術研發(fa)方面，我們需要探索(suo)新型(xing)舉(ju)國(guo)體制(zhi)如何更好發(fa)揮作(zuo)用(yong)。
朱孔鋒表(biao)示，正如“十四五”規劃《建議》提出(chu)的(de)實行“揭榜(bang)掛帥”等制度，希望有關部門指(zhi)導下游企(qi)業(ye)公開發布需求，聯合各基(ji)礎工業(ye)、機床產業(ye)鏈上(shang)下游共同(tong)研發，形(xing)成相(xiang)輔相(xiang)成、協(xie)同(tong)攻關、互促(cu)互進(jin)的(de)發展新格局(ju)，“政府部門可以(yi)采取購買服務(wu)的(de)方式，由龍頭企(qi)業(ye)承包相(xiang)關課題，自(zi)行組織課題參與方，以(yi)實現關鍵核心技術的(de)攻克(ke)。”
“雖(sui)然機床行(xing)(xing)業(ye)(ye)占GDP比重(zhong)不(bu)足1%，卻是制造(zao)業(ye)(ye)向(xiang)中高(gao)端升級的(de)基礎。行(xing)(xing)業(ye)(ye)實現(xian)高(gao)質量發展(zhan)，需(xu)要(yao)更(geng)(geng)多資本的(de)大(da)力(li)支持。” 毛予鋒建議，國家級大(da)基金更(geng)(geng)多地投向(xiang)機床行(xing)(xing)業(ye)(ye)，同時也給予民營企(qi)(qi)業(ye)(ye)更(geng)(geng)多的(de)機會，“機床行(xing)(xing)業(ye)(ye)經過(guo)近10年的(de)發展(zhan)，民營企(qi)(qi)業(ye)(ye)已成為不(bu)可忽視的(de)重(zhong)要(yao)力(li)量。”
不過，埋頭(tou)趕路也要抬(tai)頭(tou)看路。近些年，機(ji)(ji)床業的(de)(de)顛覆(fu)性創新陸續問世，不僅彌補(bu)了傳統(tong)數(shu)控機(ji)(ji)床的(de)(de)短(duan)板，也影響著傳統(tong)機(ji)(ji)床的(de)(de)研發(fa)思路。
據介紹，傳統數控機(ji)床(chuang)在(zai)加工時“做減法”，通過車(che)、銑(xian)、刨、磨等方式對機(ji)械零件進行加工，勝在(zai)可靠性高(gao)。3D打(da)印技(ji)術則是“做加法”，先將液體(ti)(ti)材料(liao)固化為平面薄(bo)層，再將一層層薄(bo)層累積成所需要的三維物體(ti)(ti)，勝在(zai)可駕(jia)馭復雜造型。日前，在(zai)武漢，一種全(quan)新(xin)的機(ji)床(chuang)——鑄鍛銑(xian)一體(ti)(ti)化3D打(da)印數控機(ji)床(chuang)，將二(er)者優點相(xiang)結合。
“現代工業所需的不少精(jing)密(mi)零部件，結(jie)構(gou)復雜(za)，對(dui)精(jing)度、氣密(mi)性要求極高。用(yong)傳(chuan)統數控機(ji)床進行加工，控制(zhi)精(jing)度難度極大(da)，3D打印技術則在(zai)氣密(mi)性等方面有短(duan)板。”項目牽頭人、華(hua)中(zhong)科技大(da)學教(jiao)授(shou)張(zhang)海鷗說，鑄鍛銑一體化3D打印數控機(ji)床將二者優(you)勢“合二為一”，邊鑄型(xing)邊鍛打，僅一次就成(cheng)(cheng)功試(shi)制(zhi)出飛機(ji)復合材料成(cheng)(cheng)型(xing)模具(ju)，不僅參數符合要求，還克服了復雜(za)大(da)型(xing)模具(ju)加工難度大(da)、成(cheng)(cheng)品率低等瓶頸問題，制(zhi)造周期縮短(duan)至少1/3。
“為滿足(zu)高效、柔性制造的需求，傳統(tong)機(ji)床的變革勢在必行，這(zhe)要(yao)求機(ji)床行業在練好內功(gong)的同時，積極擁(yong)抱新(xin)技(ji)術，隨時準備應對(dui)新(xin)挑戰。”毛(mao)予鋒(feng)說(shuo)。
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