高端数控机床亟待破局

　　近日来，中国首架自主研制的大飞机C919吸引了众多关注。据中国工程院院士、国家大飞机专家委员会主任张彦仲透露，C919将于2015年底首飞，未来还将比肩波音737、空客320，并在经济性、环保性、安全性、舒适性方面更为领先。

　　无疑，近年来我国在装备制造方面取得一定进展。然而，和世界先进水平相比，我国装备制造的能力仍须进一步提高。比如，有着“装备制造业母机”之称的数控机床，在高端产品方面仍面临着竞争力不强的局面，亟待取得突破。

助力中国制造转型升级

　　数控机床的水平、品种和生产能力，直接反映了国家综合实力。

　　“很多关键工业领域产品的发展，都取决于高端数控机床的发展水平。”同济大学教授、现代制造技术研究所名誉所长张曙在接受《中国科学报》记者采访时说。

　　近年来，随着国防、航空、高铁、汽车和模具等重要装备制造行业需求量的大幅增长，我国数控机床也取得了快速发展。

　　据前瞻产业研究院数据监测中心统计，过去5年，中国数控机床产量的年均复合增长率为37.39%。前瞻产业研究院数控机床行业研究员贺丹阳指出，在相关产业带动下，未来我国数控机床的年均增速将超过10%，到2015年，全国数控系统需求将达40万台套，年销售额将达8500亿元。

　　同时，当前正值我国经济转型和产业结构调整的重要时期。前瞻产业研究院数控机床行业分析师李佩娟在接受《中国科学报》记者采访时表示，制造业在向数字化和智能化转型过程中，对于设备组成部件的性能有了更高的要求，包括精密性、表面质量等。尤其是在一些高新技术产业领域，如航天、通信等。

　　“下游市场技术需求的转变，对数控机床行业的发展提出了新的挑战。如果数控机床的技术发展能够适应制造业转型升级的需要，则能够起到推进作用，反之则会制约其发展。”李佩娟说。

高端产品待突破

　　经过多年的发展，我国数控机床技术在高速化、复合化、精密化、多轴化等方面取得了显著进步和一系列突破。

　　例如，2011年4月在北京举行的第12届中国国际机床展览会上，泰川机床工具集团展出的QMK009数控圆弧锥齿轮磨齿机，弃用了传统的圆柱形砂轮展成磨削法，采用指状砂轮或小直径盘状砂轮，通过多轴联动沿齿廓来磨削大型曲线齿锥齿轮。

　　“这台新产品颠覆了传统曲线锥齿轮加工的原理和机床设计的理念，以软制胜，有所突破，是原始创新的范例，不仅成为企业的核心竞争力之一，还使我国进入了大型硬齿面曲线锥齿轮加工的世界先进行列。”张曙说。

　　但从总体发展情况来看，我国高端数控机床技术和国外仍有较大差距。李佩娟表示，由于国内数控系统的体系结构、高速高精控制算法、伺服驱动等的综合差距，使得国内数控系统在高速、高精、五轴加工和智能化功能方面，相对世界先进水平有明显差距。

　　此外，电主轴、双摆头、转台、纳米精度光栅等功能部件，及整机设计制造的核心技术，也是中国制造高端数控机床的关键制约因素。

　　张曙告诉记者，我国的高端数控机床，大都是购买国外的功能部件，再加上自己的结构件组装而成的。但是装配起来之后，在精度、可靠性方面和国外的数控机床还有很大差距。因此造成了这样一种尴尬的情况：在很多关键的工业领域不太敢用国产的数控机床。

　　比如汽车工业，如果单台机床出了问题，会对整个生产系统产生影响。再比如航空航天领域，往往一个零件就要上万元，如果加工报废，也是一笔不小的损失。

　　“要替代进口，取得用户的信任，不是一年两年就能实现的，而是要经过很多年的积累。”张曙说。

竞争机制须转变

　　对于我国高端数控机床竞争力不强的局面，张曙认为，一方面是基础研究不够。“很多企业只关心制造机床，却没有研发能力。”另一方面则是人才的问题。“我国现在工程教育的非工程化，使得我们培养出来的人才，工程实践知识较少，创新能力较弱。”

　　这使得我国高端数控机床大量依赖进口，并在技术上受制于人。比如，有些国外高端五轴联动机床的关键软件就限制出口到中国，甚至连使用部门和安装地点也是有所限制的。

　　李佩娟认为，要想取得核心技术的突破，应该增加研发经费的投入，并推动企业和学校、研究院等展开合作。

　　张曙则认为，应该确立新的竞争机制，促使企业转变发展理念。

　　“国内的机床企业大都关心如何做大。动辄是几千人、上万人的规模。而国外企业则更多追求技术的领先，即让自己的产品在其他产品的生产制造中不可或缺。”张曙说。

　　在他看来，目前中国机床企业的竞争机制主要是靠价格和数量取胜，缺乏核心技术。随着劳动力、原材料等成本的提高，企业的利润会越来越薄。因此竞争机制亟待转变。

　　此外，国家政策对于数控机床行业的技术发展也有着重要影响。李佩娟向记者表示，虽然国家分别在2005年和2011年就数控机床行业发展出台了专项规划，但支持力度仍明显不足，因此，国家政策的扶持力度还有待进一步加强。

　　“只要在技术方面取得突破，凭借着价格和本土化的优势，国产设备还是有较大竞争优势的。”李佩娟说。