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撑着拐仗走路的中国数控机床产业

发布时间:2019-09-13 17:40:53 编辑:笔名

“撑着拐仗走路”的中国数控机床产业

1958年日本和我国同年研制出第一台数控机床,50年过去,而今日本已成为数控机床世界强国,而我国数控机床却需要大量依赖进口。机床系工作母机,是制造机器的机器。机床工业是装备工业的核心,产业虽小,却关系国家经济命脉和安全。当今世界,工业发达国家对机床工业高度重视,竞相发展机电一体化、高精、高效、高自动化先进机床,特别是随着微电子、计算机技术的进步,数控机床在20世纪80年代以后成为各国机床制造商竞相展示先进技术、争夺用户、扩大市场的焦点。从“沙滩上建大厦”到“撑着拐仗走路” 数控技术和数控装备是制造工业现代化的重要基础,这个基础是否牢固直接影响到一个国家的经济发展和综合国力,关系到一个国家的战略地位。据了解,机床行业虽行业利润不高,但它在整个工业体系中起着放大镜的作用,简单地说,在机床行业每投入一元钱,将带动相关各行业获得10元的收益。中国於1958年研制出第一台数控机床,发展过程大致可分为两大阶段。1958~1979年间为第一阶段,在此阶段,我国于1958~1960、1962~1965、1973~1978年曾先后三次在全国掀起数控机床的研制、生产、攻关高潮,但由于对数控机床特点、发展条件缺乏认识,技术基础薄弱,人员素质低,机床车体设计实力差、各种机、电、液、气配套基础元部件及数控系统不过关,工作不可靠,故障频繁,且由于发展NC机床整个方针、政策、方法、步骤、措施错误,导致一哄而上又一哄而下,三起三落,最终因无法用于生产而停顿。 这一阶段主要存在的问题是发展盲目性大,缺乏实事求是的科学精神,可称之为在沙滩上建大厦,交了许多学费,浪费了无数人财物力,教训至为深刻。1979年至今为第二阶段,从1979年开始,我国先后从日、德、美、西班牙引进数控系统技术,从日、美、德、意、英、法、瑞士、匈、奥、韩国引进数控机床先进技术,并开始合作、合资生产,解决了可靠性、稳定性问题,数控机床逐步开始批量生产并正式用于生产制造。在此20余年间,我国的数控机床设计和制造技术有了较大提高,主要表现在三方面:培训了一批设计、制造、使用和维护人才;通过合资、合作生产,使机床工业的设计、制造、使用水平大大提高,缩小了与世界先进技术间的差距;通过利用国外先进元部件与数控系统,开始能够自行设计及制造高速、高性能、五面或五轴联动加工的数控机床。1980年,我国数控机床产量692台,至2000年已经超过万台。在品种上,各类数控全切机床、成形机床、激光加工机床等均能生产,许多国产数控机床使用到广大用户生产现场,不少还取得了用户好评。1998年以来,国家对数控机床采取了扶植政策,一些骨干国有机床厂和科研院所积极参与国家推进的“数控机床产业化”工程。使得国产数控机床在经济型和高端产品两方面都获得了长足进步。但是,由于对关键技术的试验、消化、掌握及创新较差,主机设计本领不过硬,许多数控机床,特别是较先进的高性能机床,基本上是与国外合作的产品。其次,许多关键配套基础元部件、重要数控系统,仍采用国外进口产品,不能独立发展,目前中国生产的数控机床,约70%配用日、德、美、西班牙进口数控系统。国产高档数控系统虽然进步很大,但由于元器件、工艺、检测手段等多方面的原因,数控装置及伺服系统还存有瑕疵,目前,在稳定性、可靠性、无故障率方面,仍很难匹敌国外高档数控系统。有些数控机床在改造当中,虽然采用了国产的数控系统,但交流伺服装置仍需采用FNC、三洋、安川等国外产品。因此,这一阶段数控机床的发展,可称之为撑着拐仗走路,基本上处于从仿制走向自行开发的过渡阶段。数控机床产品市场化和市场占有率还很低,无法实现“中国设备装备中国”的期望。我国已连续3年成为世界上最大的机床进口国。到2004年,我国国产金切数控机床销售收入接近12亿美元,而进口金切数控机床价值28亿美元。国产金切数控机床在国内市场占有率为30%,而国外进口产品则为70%。这个比例还未统计进口的数控系统、电气件、液压件、轴承、滚珠丝杠、数控转台、刀库等配套产品,如果扣除进口配套产品的价值,只计算国内新增值的部分,30%的市场占有率还要大打折扣。一个真实的事例是,有一个用户,打算购买2台立式加工中心,由于受资金限制,最终决定选购国产机器,然而最终的结果是,整机虽系国内所产,但他们所要求的关键配套产品都要从国外选购,其列出的清单为:日本FANUC原装进口的数控系统、日本FANUC生产的驱动及伺服电机、日本NSK的主轴轴承和滚珠丝杠、德国曼内斯曼力士乐的直线导轨、日本山武株式会社的行程开关、德国西门子的交流接触器……最终,整个加工中心配置下来,只剩下床身和防护等机件是国内厂家所生产。这说明相当一部分用户对国产中高档数控机床及其配套产品还不大认可,他们的采购目标或是直接瞄准国外整机,或是退而求其次选择国内整机配套国外的功能部件。事实上,数控机床许多高技术含量的部分,都凝结在配套产品中,如果国产配套产品只能为中低端数控机床配套,其结果将不言自明。我国数控机床的现状,可以用三句话来描述:进步很大,问题不少;拥有量较多,利用率不高;产量较少,高性能产品缺乏。据1995年的全国调查,我国机床拥有量为383万台,其中数控机床7.28万台。虽然机床总拥有量居世界第一,但性能普遍落后,结构陈旧,机床数控率不高。到了2000年,我国数控机床拥有量达到14万台,平均利用率约为40%,而日本的数控机床利用率则约在80%以上。1945年日本战败,1949年中国解放,两国机床工业发展基本处于同一起跑线上,1958年日本和我国同年研制出第一台数控机床,50年过去,而今日本已成为数控机床世界强国,而我国数控机床却需要大量依赖进口。1994年,日本机床拥有量100万台,数控机床拥有量16万台,2000年中国数控机床的拥有量,接近日本1994年的水平。中国的未来掌握在谁手中?日本国际经济学家长谷川庆太郎,在日本《呼声》月刊2005年5月号上发表了一篇题为《中国的未来取决于日本》的文章,文章写到:只要仔细分析中国的实态,我还是认为,中国的未来掌握在日本和美国手中。此文一出,震惊国人。长谷川庆太郎在文章中写道,中国经济发展受制于日本,主要基于两点:一是日本企业能向中国提供中国产业不可缺少的高质量产品;二是日本拥有优秀的技术实力和为确保技术优势而在研发领域进行的巨大投资。文章说,如今在中国空前的建筑热潮中,建筑机械的年均使用时间高达3000小时,只有日本制造的机械才能经得起如此消耗。在汽车制造业,生产汽车部件的机床年均工作时间高达3500小时,也只有日本制造的机床能保证连续5年性能不变。“没有日本的机床,中国的汽车产业将寸步难行”。文章指出,据2001年的统计,日本每年的专利出口达1.1万亿日元。“那些没有这些技术的国家,不购买日本的技术,就无法实现经济增长”。文章没有用太多的笔墨来分析中国经济对美国的依赖,只提到一点,即:中国对美国出口商品的80%,都是打入中国的美国企业制造的,只要美国切断中国对美国消费品的出口渠道,中国就难以维持经济增长。长谷川庆太郎预测:中国对日本的依赖只会越来越加强而不会越来越削弱。这就意味着“日本越来越有能力控制中国”。这篇文章虽然体现出日本人的骄狂,但平心而论,其中的论断却不无根据。过去20多年来,从包括日本和美国在内的发达国家引进外资、引进技术,是改革开放极其重要的策略,对促进中国经济的繁荣和经济质量的提升,实现经济持续快速发展起到了巨大作用,然而,我们不得不反思的是,国人是否因此不同程度地滋长了一切“拿来”、“买来”的思想?是否因为过分仰赖进口而把自力更生的观念抛到了九霄云外?引进与消化、创新的关系究竟应该怎样? 症结.问题.差距 沈阳机床集团总经理关锡友坦言:中国数控机床技术水平与世界发达国家相差起码15年。的确,我国数控机床在发展道路上还存在不少症结与问题。 政策缺失 首先,我国机床行业缺乏象日本“机电法”、“机信法”那样的指引,长期以来,政府对发展机床工业没有鲜明、持久的方针与政策,机床工业从上至下对数控机床的技术特点、发展规律认识不清,抓不到主要矛盾,没有针对国情认真制订整个数控机床产业发展的规划,偶尔有一些,也只是少数几个人拍脑袋写出的表面文章,结果是置之高阁,无法贯彻。 缺乏创新 回顾这40多年的发展,可以看到,我们在数控领域的进步基本还是按样仿制,真正创新的成分不多,有时甚至不免沾沾自喜于个别产品的开发。国内关键零部件和控制系统生产企业没有自主的和高可靠性的产品为国内主机生产企业配套,没有形成专业化分工细化体系。以数控系统为例,在国外模拟伺服快过时时,我们开始搞模拟伺服,还没等我们占稳市场,技术上就已经落后;在国外将脉冲驱动的数字式伺服打入我国市场时,我们就跟着搞这类所谓的数字伺服,但至今没有形成大的市场规模;近来国外将数字式伺服发展到用络(通过光缆等)与数控装置连接,我们又跟着发展此类系统,专家分析前途仍不容乐观。显然,老是跟在人家后面开发国产数控系统,在技术上难免滞后。 忽视细节、“因小失大” 影响数控系统和数控机床商品化的主要因素除技术性能和功能外,更重要的就是可靠性、稳定性和实用性。以往,一些数控技术和产品的研发部门,所追求的常常是一些体现技术水平的具体指标(如多少通道、多少轴联动、每分钟多少米的进给速度等等),而对另一些影响实用性的指标和小问题却不太重视,在产品的稳定性、可靠性、实用性等方面花的精力相对较少,从而出现某些产品鉴定时的评价很高,甚至还获得了各种大奖,但一到用户那儿却由于各种小毛病而表现欠佳,最终丧失信誉,无法打开市场。 缺乏自我测试 数控系统和数控机床不像家电类产品那样易于大批量生产,应用环境也不那么简单。数控产品是在生产环境中使用,面临的是五花八门的工艺问题,如果开发部门对这些问题掌握得不透,就难以将产品设计得很完善。而且数控产品的某些问题在开发、试用、甚至鉴定时都难以发现,这就造成同样型号的数控机床在有的用户那里运行得很好,而在其他用户那里却表现欠佳,或者同样型号的数控机床用于加工某些零件时工作得很好,但用于加工其他零件时却表现得不尽人意。为解决这一问题,国外一些公司特别设立了专门机构测试自己的产品,一旦发现问题,立即反馈到开发部门予以解决,经过这样的测试考验过程以后,数控系统的潜在问题大为减少。而我们的产品很少进行严格全面的自我测试和考验,这样,小问题就有可能变成大问题,从而严重影响国产数控产品的声誉。 目前,考核机床可靠性指标重要数据的平均无故障时间,国外机床均超过10000小时以上,而国产机床则大都低于这个数字。 缺乏系统深入的科研工作 数控机床是机电一体化的现代高科技先进装备,需要机、电、液、气、微电子、计算机技术各方面的配合,孤军作战是不可能顺利发展的。但我们现在的问题是,原有7大综合机床研究所及27个专业研究所形同虚设,不能充分发挥“参谋、攻坚、组织、服务”的作用。1999年以后,七大综合机床研究所下放地方、公司或进出口单位,企业等于失去了机床工业和数控机床发展的指挥员与教练。国有骨干机床企业和科研院所人才流失严重,高档数控机床研发人才出现断档局面。各个研究单位、企业均忙于生存,普遍缺乏深入、系统的科研工作,更没有做到数控机床生产一代、研制一代、预研一代。跨国并购起热潮 如同在许多其他行业一样,近年来,我国机床行业也掀起了一股跨国并购“热潮”。目前,我国机床企业已并购了包括美、德、日三国企业在内的近10家世界知名机床企业。此外,还有一些企业正在与国外几家大公司谈判并购事宜。 在率先进行跨国并购的机床企业中,大连机床集团首当其冲,该集团分别于2002年10月和2003年7月全资收购了美国的英格索尔生产系统公司和英格索尔曲轴制造系统公司,2004年9月又成功收购了德国兹默曼公司70%的股份。 作为我国重要的数控机床制造基地,沈阳机床集团于2004年10月29日全资收购了德国希思公司,并注入流动资金。上海明精机床有限公司也在2003年10月和2004年10月先后收购了德国沃伦贝格公司和日本池贝公司,并分别占据其53.6%和65%的股份。同时,秦川机械发展公司2004年6月并购了联合美国工业公司,控股60%。 这些收购行动的一个重要特点是国内企业利用目前北美、西欧和日本机床制造成本居高不下、机床制造业发展不景气的机遇,抓住突然机会(如破产、拍卖、重组等),迅速行动,一举并购成功。 尽管这些被并购的企业目前经营并不景气,但它们的技术、品牌、营销络以及在国际上的知名度等都不可小看。比如英格索尔生产系统公司是有着110多年历史的世界着名机床制造商,其专用机床及集成制造系统、高速加工中心及坐标单元等主要产品水平均位居世界前列,在全球各地享有很高声誉。始建于1970年的英格索尔曲轴制造系统公司,是世界六大曲轴设备制造商之一。而兹默曼则是大型龙门铣床的领先制造商,客户主要有福特、通用、大众、丰田、波音等。联合美国工业公司有80年历史,其拉削工艺、拉刀、拉刀磨、拉床“四拉合”技术在世界拉削类机床行业居于前列,主要客户也遍及福特、通用等世界500强公司。 普通机床并未退出舞台 一个有意思的现象是,在数控机床市场空间激增的同时,普通机床货源同样吃紧,究其原因,主要是由于生产普通机床不能获得很好的利润回报,机床企业纷纷减少普通机床生产,导致普通机床产量锐减,几乎买不到现货。据了解,在2004中国数控机床展览会上,许多机床生产企业2005 年的产能早在2月之前就被预订一空,买家在展览会现场只能订到2006年交货的普通机床。 普通机床提前售空并不是个别现象,这在大连机床集团、北京机床集团、桂林机床股份公司、北京机电院等各大机床企业都普遍存在。与此同时,许多以生产普通机床为主的民营企业,规模较小,没有能力进行设备改造以进行数控化生产,虽然他们的普通机床销量很好,但利润微薄,仅能维持生计,能否继续生存已经成为问题。 业内人士指出,数控机床有30%的利润空间,而普通机床仅有5%左右的利润空间,这导致企业如果只生产传统机床将很难维持正常运转。因此,有关专家呼吁,要关注和解决普通机床的技术升级问题,实现我国机床行业的高速平衡发展。我国拥有普通机床数百万台,加强用数控技术改造传统机床将成为数控领域的重要发展方向。 数控机床出现至今的50年,随科技、特别是微电子和计算机技术的进步而不断发展。美、德、日三国作为当今世界数控机床科研、设计、制造和使用方面,技术最先进、经验最多的国家,因其社会条件的不同,发展出各自的特点。 美国 美国的特点是,政府高度重视机床工业,注重基础科研,因而在机床技术上不断创新。如1952年研制出世界第一台数控机床,1958年创制出加工中心,上世纪70年代初研制成fms,1987年首创开放式数控系统等。由于美国首先结合汽车、轴承生产需求,充分发展了大量大批生产自动化所需的自动线,而且电子、计算机技术在全球领先,因此其数控机床的主机设计、制造及数控系统基础扎实,同时,由于一贯重视科研创新,故其高性能数控机床技术也一直领先。当今美国不仅生产宇航等高端领域使用的高性能数控机床,也为中小企业生产廉价实用的数控产品。美国存在的教训是,偏重基础科研,忽视应用技术,且政府在上世纪80年代一度放松引导,致使数控机床产量增长缓慢,于1982年被后进的日本超过。从上世纪90年代起,美国纠正了偏差,数控机床在技术上转向实用,产量又开始逐渐上升。 德国 德国政府也一贯重视机床工业的重要战略地位,多方面大力扶植。德国数控机床发展特别讲求“实际”与“实效”,坚持“以人为本”,师徒相传。在发展大量大批生产自动化的基础上,於1956年研制出第一台数控机床。德国人特别注重科学试验,注重理论与实际相结合,基础科研与应用技术科研并重。在德国,企业与大学科研部门紧密合作,对用户产品、加工工艺、机床布局结构、数控机床的共性和特性问题进行深入的研究。德国的数控机床质量及性能良好,先进实用,出口遍及世界各地,尤其是大型、重型、精密数控机床更是为世界机床界所称道。德国特别重视数控机床主机及配套件的先进实用,其机、电、液、气、光、刀具、测量、数控系统以及各种功能部件,在质量、性能上均居世界前列。如西门子公司的数控系统和Heidenhain公司的精密光栅,均世界闻名。日本 与美、德两国相同,日本政府对机床工业发展也非常重视,颁布“机振法”、“机电法”、“机信法”等法规、规划,对机床工业的发展加以引导。在重视人才及机床元部件配套上学习德国,在质量管理及数控机床技术上学习美国,最终甚至青出於蓝而胜於蓝。日本和美、德两国相似,也是先充分发展大量大批生产自动化,继而全力发展中小批柔性生产自动化数控机床。自1958年研制出第一台数控机床后,到1978年产量(7342台)超过美国(5688台),至今产量、出口量一直居世界首位。日本数控机床发展在战略上先仿后创,先生产量大而广的中档数控机床,大量出口,占据世界广大市场,然后从上世纪80年代开始进一步加强科研,向高性能数控机床发展。在机床工业发展策略上,首先通过学习美国的全面质量管理,将“严把质量关”变为职工群体的自觉行动,确保产品质量,进而加速电子、计算机技术的发展,为发展机电一体化数控机床开道。日本在发展数控机床的过程中,狠抓关键,突出发展数控系统。日本FANUC 公司战略正确,仿创结合,有针对性地发展市场所需各种低中高档数控系统,在技术上领先,在产量上居世界第一,该公司现有职工3674人,科研人员超过600人,月产能力7000套,销售额在世界市场上占50%,在日本国内约占70%,对加速日本和世界数控机床的发展起到了重要的促进作用。 (源自:中华机械)


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