突破瓶颈，冲刺高端，做精做强

1　瓶颈、焦点与机遇
　　中国机床工具“十二·五”规划中提出：“突破数控系统和功能部件发展的瓶颈，实现主机的应用示范和批量配套，不断推进数控系统和功能部件产业化”。加速提升中高档数控系统和功能部件的国产配套能力是“十二·五”期间面临的紧迫任务。
　　可以看出：在规划中已把加速发展中高档数控系统和功能部件提升到前所未有的高度，成为业内关注的焦点。
　　在我国，与数控机床配套的数控系统和关键功能部件的产业化进程发展很不平衡，有先有后，有大有小，有快有慢，与主机发展的不同步程度差异也很大。就滚动功能部件产业而言，历经风风雨雨，滚滚向前50年，早已打破当年洋货一统天下的局面，在低端市场不但与洋货平分秋色，而且出现产能过剩。而所谓的“瓶颈”，主要是指中、高端滚珠丝杠副和滚动直线导轨副。
　　据2011年最新的市场调查显示：国产中高档滚珠丝杠副和滚动直线导轨副在我国中高档数控机床和成套高档工业装备中的采用率约为25％～26％，而进口同类中高档产品的采用率却高达74％～75％，对进口产品的依赖度之高，成为制约我国中高档数控机床自主化、纯国产化的瓶颈。
　　那么，瓶颈是怎样造成的呢？
　　首先，从产业发展的成长环境分析；从政策环境上看；笔者最近参加《滚动功能部件产业研究报告》的撰写，在与机械信息院战略所共同研究、编写中进一步了解到：西方工业发达资本主义国家（例如：德国、美国、日本等），甚至还包括我国的台湾，都把高档功能部件作为战略物资来对待，他们出台一系列政策保护本国、本地区关键零组件产业发展，包括：税收、资金、限制进口等等。与高端工艺装备一样，高端数控系统、功能部件都是技术含量很高的核心配套产品，它在工业现代化中扮演十分重要的角色，不但是数控机床不可缺少的核心功能部件，也是航空航天、军工装备、战略性新兴产业的重要基础支撑。
　　而我国，从“七·五”到“十二·五”，虽然也对核心功能部件特别是数控系统给予重视和支持，但支持力度不大，政策不到位。关键零部件从“配套”升格为“功能部件”，地位虽然提高了，但观念决定行动，在关键时候常常受到“重主机轻配套”传统思维的干扰以及低关税鼓励进口洋货的挤压，虽然身价提升，却口惠而不实。
　　其次，从市场环境分析，长期以来“重洋轻土”的外向思维和采购心态是低关税鼓励进口的思想根源。从而导致“made in china”产品在本土市场遭到不公平待遇，严重淡化了“自力更生、为国争光、为民族争气”的爱国精神，使我们高档功能部件的研发与规模化生产失去本土市场的拉动力。
　　在经济全球化的今天，优化资源配置，主张“全球大配套”，是无可非议的，但必须建立在不伤害民族工业发展的大前提下，才是正确的决策。当我们还不能制造高档数控系统和功能部件的时候，引进技术、进口高档产品是必要的，一旦我们自己研发成功并投入量产，再继续花高价购买没有核心技术的洋货（核心技术是买不来的）就是毫无远见的、不明智的做法。
　　从产业和企业自身来看，产生瓶颈的内因包括：资金欠缺，尤其是投入到研发方面的资金更少；企业缺少有真才实学的高端研发人才和经验丰富的高级技师（工匠）；长期习惯克隆产品，工艺雷同，在创新方面少有作为；基础理论和基础性能实验研究十分薄弱，成为制约向高端进军的软肋。
　　从以上分析不难看出；所谓“瓶颈”，就是在上述内因外因相互影响、交叉发酵中慢慢形成的，冰冻三尺非一日之寒。
　　其实，业内人士早就指出：我国中高档数控系统和核心功能部件的国内市场占有率很低，基本被外商垄断，这是长期以来行业发展中最突出的结构性矛盾。要解决这个矛盾，首先就要突破瓶颈，扫除思想障碍，搬掉绊脚石，在“十二·五”规划的指引下和国家科技重大专项的推动下，抓住发展的黄金机遇，在高档数控机床、高档数控系统、高档核心功能部件的国产化、产业化方面实现跨越式发展，做精做强，为国争光。
2　可靠性工程——高端滚动功能部件提高国内市场占有率的当务之急
　　当今全球科技迅猛进步，日新月异，各类机电产品呈现出向高精度、高性能、智能化、复合化发展的趋势，越是高端产品对可靠性的要求也越高。高端数控系统和功能部件产品的可靠性已成为用户关注的最大焦点。据有关资料统计：配套件、功能部件的故障率占主机故障率的30％左右，如果说国产高档数控系统和功能部件是制约高档数控机床的瓶颈，那么可靠性是瓶颈中的瓶颈，是规模化制造技术的重中之重。
　　长期以来，在我国滚动功能部件产业中的不少企业中，存在以下倾向；重视产品的加工制造，轻视研发与创新；重视产品的价值，忽视智慧和第一生产力的价值；重视“今天的”出厂初始质量，忽视隐形的“明天的”质量；在企业质量管理上，看重ISO9000的认证，忽视可靠性工程的实施等等，暴露了整个行业在贯标和质量管理方面的短缺。
　　我们应当清醒地看到，我国为数不多的中高档滚动功能部件产品在市场竞争中既输在“原材料及基础理论和基础性能试验”的起跑线上，也输在让用户最不放心的“产品可靠性”这个薄弱环节。在2011年6月第二次全国范围的滚动功能部件用户调查中显示；在用户对“中高档滚动功能部件国产化需要重点解决的问题”的项目中，产品性能的稳定性、精度保持性、寿命及可靠性3个关键项目列居首位，成为提高国内市场占有率首先必须解决的问题。
　　众所周知，所谓可靠性是指“产品在规定条件下和规定时间内完成规定功能的能力”。它综合表现了产品功能的持久性、精度的稳定性、运行的无故障性，以及维修性、可用性和经济性，用平均故障间隔时间MTBF来量化。可靠性是涵盖时间因素的产品质量，把产品的使用时间t＝0作为一般意义的质量管理，而可靠性则是使用时间t＞0的质量管理，是以时间尺度去衡量产品的特性。可靠性工程是产品在整个生命周期内，从设计、研制、试验、量产、使用、维修、再制造直至报废的全过程可靠性管理，它强调的是现场运行过程的实效，它是跨越ISO9000质量管理的系统工程。
　　在滚动功能部件产业中，有一个值得关注的问题，我们的企业在产品样本中，大都列出了Ca——轴向额定动载荷（N）、Coa——轴向额定静载荷（N）、Kc——轴向接触刚度（N/μm）的数据,但是它几乎都是按理论公式计算出来的，多数企业并未通过性能试验去核实验证。如果用户按这些数据去设计选用，需要考虑安全系数，特别是用于重载的场合，否则可靠性从“设计”的第一环节就很难保证。
　　时至今日，滚动功能部件产业中绝大多数企业都缺少寿命和可靠性的试验装置。近年行业中的重点骨干企业在国家科技重大专项的支持下，正着手按《机床功能部件可靠性》（GB/T23568）的国家标准，研制寿命和可靠性的试验台，着手进行可靠性试验，迈出了高端滚动功能部件实施可靠性工程的第一步。
　　在国家“高档数控与基础制造装备”科技重大专项中，关于共性技术的研究的第一项就是“可靠性设计与性能试验技术”，要求提供能够用于规模化生产的可靠性设计方法、试验分析方法和精度保持措施，在高速、精密数控机床、重型装备、数控系统和关键功能部件中推广应用。这项十分重要的共性技术成果将对我国功能部件产业实施可靠性工程，产生引导和推动作用。
　　可靠性工程是企业从制造技术到生产质量管理到售后服务的系统工程，从技术层面讲，基础理论和性能试验是产品可靠性设计和创新的源泉，是可靠性工程的首要环节。但是，如果没有有效的管理手段来支承，没有企业“一把手”的重视，也很难收到立竿见影的效果。我们要清醒地意识到：可靠性是高端产品市场竞争的焦点，是能否取得用户信赖、认可并扎根落户国产高端数控机床和大型装备的关键，是高端滚动功能部件提高国内市场占有率的重中之重。
　　谈到可靠性，举一个刚刚发生的生动事例：2011年11月我国的神州8号首次在太空中成功实现了与天宫一号的对接和自动分离。这是我国迈进太空的重要里程碑，其中我国航天史上最复杂的空间机电一体化对接机构，是空间交会对接的关键，是中国人自己设计制造的，得到国际航天专家的高度评价。这其中既有成千上万航天人的卓越功劳，也有大批关键零组件配套企业的贡献。例如：在神州8号的“对接环”上安装的6套用于精密同步、快速驱动的高可靠性滚珠丝杠副就是由我国早期（1960）从事滚珠丝杠副研究和小批量生产的北京机床研究所—北京工研精机股份有限公司所提供的。在对接全过程中，这6套滚珠丝杠副同步快速驱动安装在“对接环”上的3对“捕获锁”，执行“捕获”时的快速外推伸出、“校正”时的快速延伸、“拉近”时的缓缓返转收缩。在对接过程中两个航天器承受重8 t的“神8”和重8.6 t的“天宫一号”以0.2 m/s左右的速度进行撞击，在超高低温、超失重状态下工作，对滚珠丝杠的刚度、精度、抗冲击能力、动力特性、可靠性都有很高的要求。
　　我国自主研制的快速同步驱动滚珠丝杠副，在“神8—天宫”对接机构中的成功应用，敲开了国产高档滚动功能部件产品迈入航天领域的大门，它既为北京机床研究所—北京工研精机争光，也为中国滚动功能部件民族产业争了口气。这证明；只要我们踏踏实实地打好基础，做好“可靠性”这门功课，冲刺高端，攀登高峰就无往而不胜！